«Черные дыры и искажения времени: возмутительное наследие Эйнштейна» — научно-популярная книга физика Кипа Торна, вышедшая в 1994 году . В нем представлен иллюстрированный обзор истории и развития теории черных дыр , от ее корней в механике Ньютона до начала 1990-х годов. [1]
На протяжении четырнадцати глав Торн движется примерно в хронологическом порядке, прослеживая сначала кризис ньютоновской физики, вызванный экспериментом Майкельсона-Морли , и последующее развитие специальной теории относительности Эйнштейна (с учетом математической строгости в форме пространства Минковского ), а затем включение Эйнштейна в теорию относительности. гравитации в рамках общей теории относительности . Черные дыры были быстро признаны возможным решением уравнений поля Эйнштейна , но большинство физиков отвергли их как физически неправдоподобные. Работа Субраманьяна Чандрасекара предположила, что коллапс звезд, масса которых превышает определенную массу, не может поддерживаться давлением вырождения , но этот результат был оспорен более престижным Артуром Стэнли Эддингтоном и не был полностью принят в течение нескольких десятилетий. Когда реальность объектов, обладающих горизонтом событий , наконец, получила широкое признание, была подготовлена почва для тщательного исследования свойств таких объектов, что привело к удивительному результату: у черных дыр нет волос , то есть их свойства полностью определяются их массой, скоростью вращения и электрическим зарядом. [1]
Продолжая отдельно от теоретических исследований относительности и с усовершенствованием радиоастрономии , астрофизика начала производить необычные наблюдения чрезвычайно интенсивных радиоисточников, которые, по-видимому, находились за пределами Млечного Пути . В ходе консультаций с физиками-теоретиками стало очевидно, что единственным разумным объяснением этих источников являются чрезвычайно большие черные дыры, находящиеся в ядрах галактик, производящие интенсивное излучение в процессе своего питания и, в случае квазаров , выбрасывающие невероятно мощные струи материала. в противоположных направлениях, нагревая окружающий галактический газ до тех пор, пока он не начал светиться на радиочастотах. [1]
Торн описывает гораздо менее зрелые поиски гравитационных волн , явлений, которые, по предсказаниям, возникнут в результате столкновений сверхновых и черных дыр, но еще не наблюдались в 1993 году (и, действительно, не наблюдались напрямую до 2015 года , открытие, в результате которого Торн получил долю в Нобелевская премия по физике 2017 года ). [2]
В 1970-х годах Стивен Хокинг сделал поразительное предсказание об испарении черных дыр, вызванном квантовыми флуктуациями вблизи горизонта событий. [1]
Ближе к концу текста Торн обращается к гораздо более умозрительному вопросу о природе ядра черной дыры; так называемая гравитационная сингулярность, предсказанная уравнениями поля Эйнштейна. Введя квантовое поведение в искривленное пространство-время , некоторые физики предположили, что черные дыры обладают не истинной математической сингулярностью, а скорее областью хаотического пространства, в которой время не существует. Поведение этого пространства и материала, приближающегося к нему, еще недостаточно изучено, а полного объединения теории относительности и квантовой физики еще предстоит достичь. В последней главе Торн углубляется в еще более умозрительные вопросы, касающиеся физики черных дыр, включая существование и природу червоточин и машин времени . [1]
В книге есть предисловие Стивена Хокинга и введение Фредерика Зейтца . Помимо основного текста, в книге представлены биографические сведения о крупнейших ученых, упомянутых в тексте, хронология ключевых событий в истории физики черных дыр, глоссарий технических терминов, двадцать три страницы примечаний, библиография и библиография. алфавитные указатели предметов и людей, упомянутых в тексте. [1]
О книге газета «Нью-Йорк Таймс» писала: «Тщательные, а иногда и трудные рассуждения, которые она воплощает, облегчены ловким анекдотическим подходом, а также причудливыми рисунками и диаграммами автора». [3] Kirkus Reviews высказал мнение, что «читателю придется пробираться через много-много страниц теории и диаграмм — очевидных для эксперта, но слишком сложных для непрофессионального читателя. Торн на самом деле является самым сильным для начинающего читателя, когда он имеет дело с историей физическое сообщество». [4]
Парадокс Полчинского.