Леонард Млодинов - Стивен Хокинг. О дружбе и физике

В случае с излучением черной дыры дело обстоит сложнее. Так называемая «температура Хокинга» – температура черной дыры – должна быть меньше миллионной доли градуса. Эту величину, очень близкую к абсолютному нулю, невозможно измерить, пользуясь современными технологиями. Кроме того, судя по расчетам, черная дыра теряет заметную массу примерно за 10 67лет. Достаточно сравнить это время с современной оценкой возраста Вселенной, 10 10лет, чтобы понять, что это невообразимо долго. Ясно поэтому, что нам не удастся при жизни зафиксировать такой процесс, как сжатие черной дыры.

Косвенное свидетельство, подтверждающее существование излучения Хокинга, было получено экспериментальным путем в 2019 году, через год с небольшим после смерти Стивена. Группа физиков в израильском Технионе [11] Израильский технологический институт в г. Хайфе. – Прим. пер. соорудила «звуковой аналог» черной дыры. Представьте себе жидкость, текущую со скоростью больше скорости звука [12] Звук распространяется в разных веществах с разной скоростью. Здесь речь идет о скорости звука в специфической среде. . Если поместить в поток такой жидкости источник звука, следует ожидать, что звуковые волны не будут распространяться в направлении, обратном направлению потока – они не смогут «преодолеть» скорость самого потока. Получается аналогия с черной дырой, которая не дает возможности никаким сигналам, в том числе фотонам, преодолеть силу гравитации. Ученые задались вопросом: смогут ли они в этой модели получить аналог излучения Хокинга?

В этом эксперименте использовалась жидкость, состоящая из ста тысяч атомов рубидия, охлажденных до сверхнизкой температуры. Они исполняли роль черной дыры. Вместо фотонов, частиц света, выступали фононы, квантовые частицы звука. Ученые обнаружили, что некоторым фононам удается «вынырнуть» из звуковой черной дыры, а их энергетические характеристики соответствуют тем, которые предсказал Хокинг. Был получен «фононовый» аналог излучения Хокинга. Если бы Стивен дожил до этого времени, возможно, Нобелевский комитет принял бы во внимание этот аргумент, но чего он не делает, в числе прочего, так это не выдает посмертных премий.

Излучение Хокинга – очень важный пример того, как общую теорию относительности удалось применить совместно с квантовой теорией к одной и той же системе. У нас до сих пор нет полноценной теории квантовой гравитации, но, рассматривая черные дыры как математическую лабораторию для совместного испытания общей теории относительности и квантовой теории, физики смогли приблизиться к пониманию свойств и принципов этой пока еще эфемерной теории – теории квантовой гравитации.

Наутро после нашего обеда меня обуревало беспокойство. Накануне мы со Стивеном не продвинулись ни на шаг. Мы сидели бок о бок с ним, я глядел на него, а он взирал на экран своего компьютера, печатая длинные (для него) комментарии по поводу книги и по поводу того, что он хочет в ней сказать. Он начал подвергать сомнению ее основную идею. И это после того, как мы несколько месяцев потратили на разработку очень конкретного плана и оба согласились с ним! После того как мы уже написали пять из восьми глав. Периодически я добавлял свои пять копеек, он тоже не оставался в долгу. Мы обменивались идеями, иногда очень даже неплохими. Но зачем же пересматривать все? Делал ли он это для того, чтобы нарочно отложить и замедлить процесс? Думаю, нет. Психологическое состояние Стивена было совершенно нормальным, но по каким-то причинам наша книга испытывала «кризис среднего возраста».

В то утро мы договорились встретиться в «Атенеуме», – факультетском клубе Калтеха – чтобы перекусить, а потом уже отправиться к Стивену в его рабочий кабинет. Стивен появился через полчаса после назначенного времени. По правде говоря, его опоздание в тот раз произошло по моей вине, потому что накануне вечером он засиделся у меня допоздна. По его словам, у него часто случались задержки с выходом из дома – чаще, чем ему бы хотелось. И это можно было понять. По утрам приходилось сделать столько разных вещей, чтобы подготовить его. Иногда проволóчки шли одна за другой. Конечно, он мог бы позвонить и предупредить меня о своей задержке, но он никогда не звонил. Как с поездом, который опаздывает, – выбора все равно нет. Изменить это невозможно. За манерой Стивена часто опаздывать закрепился даже специальный термин: «Время Хокинга».

Все местные жители обожают «Атенеум». Красная черепичная крыша, множество арочных проемов, архитектурные элементы, которые так украшают испанские и итальянские виллы. Эпоха Ренессанса в стиле Средиземноморья. Внутри – шестиметровые позолоченные потолки, окна на всю высоту зала, нарядные люстры, повсюду темное дерево и портреты давно ушедших от нас великих ученых. Эти портреты, написанные маслом, я особенно любил. Весьма достойное место, не лишенное духа старины. Но, как и пространство-время, эпитет «старинный» воспринимается по-разному разными наблюдателями. Кембридж обязан своим основанием королевской хартии 1231 года, то есть был основан во времена Генриха III. Пристройки, которые там считаются «свежими», на несколько веков старше зданий Калтеха. Поэтому Стивена термин «старина» в применении к «Атенеуму» мог бы просто развеселить. И опять-таки, в Кембридже не было теплой солнечной зимы и повсеместного доступа для инвалидных колясок.

Хотя атмосфера в «Атенеуме» и не могла сравниться с той, что царила в колледже Гонвилля и Киза, еда соответствовала самым высоким требованиям Стивена – подобно служивым в армии, которые не маршируют на пустой желудок, Стивен не мог приниматься за работу, если как следует не поест. Сегодня подавали ростбиф, и Стивен почувствовал себя как дома. Мы находились в заключительной стадии процесса. Это означало, что все уже закончили есть, кроме Стивена.

Я немного нервничал, все утро размышляя над тем, чем мы со Стивеном занимались накануне. Это был наш первый рабочий день после его приезда, и – по здравом размышлении – я понял, что общение со Стивеном меня взволновало. Дело было даже не в том, что мы заново пересматривали принятые ранее решения, по-видимому, Стивен вообще не занимался той работой, которую обещал сделать в течение нескольких месяцев до приезда в Пасадену. Однажды в прошлом, когда я только начинал свою служебную карьеру, а у Ричарда Фейнмана обнаружили онкологию в последней стадии, он сказал мне, что заниматься самокопанием, конечно, имеет смысл; но, если человек просто счастлив, лучше этого не делать. Я счастливым себя не чувствовал и, хотя не считал себя докой по части душещипательных бесед, решил, что должен поговорить со Стивеном начистоту.