THE COSMIC FRONTIERS

Советские читатели за последние десятилетия получили много интересных и полезных книг, освещающих идеи и достижения физики, астрофизики и геометрии, имеющие прямое отношение к проблемам, рассматриваемым автором в предлагаемом популярном труде по общей теории относительности. Когда мы говорим о теории относительности, то, как правило, имеем в виду частную (или специальную) теорию относительности, созданную Альбертом Эйнштейном в 1905 г. Общая же теория относительности, разработанная Эйнштейном в 1911-1915 гг., пока остаётся для большинства тайной за семью печатями. Почему же специальная теория оказалась общим достоянием, а общая - достоянием узких специалистов? Первая является частным, самым простым случаем общей теории относительности и касается «лишь» произвольно больших скоростей. Иными словами, это такое обобщение физики Ньютона, к пониманию которого люди с обычным школьным образованием уже более или менее подготовлены (в нашей средней школе не только вводятся релятивистские, т. е. относящиеся к теории относительности, представления, но иногда даже ведутся расширенные факультативные занятия по этой теории). Однако общая теория относительности в её полном объёме требует не только гораздо более мощного и сложного математического аппарата для её серьёзного изложения, но и опирается на идеи, непривычные и даже чуждые тем, которые рождены нашим повседневным опытом. Это неудивительно: наше восприятие мира, наша интуиция, весь наш строй, мыслей определяются наличным бытием, образом жизни, который в данное время преобладает. А где вы встретите в повседневной жизни те экстремальные физические условия, в которых свет распространяется не по прямой, пространство (вместе со временем!) искривляется и эволюционирует, а чёрные дыры неумолимо «заглатывают» и «переваривают» всё, что подойдет к ним слишком близко? Эти новые представления, к которым физика и астрофизика пришли за последние два десятилетия своего бурного развития, потому и являются новыми, что не сводятся ни к чему известному ранее и требуют коренной перестройки наших привычных убеждений. Речь идет не только об экзотических явлениях, протекающих где-то в недостижимых для нас областях космоса, но и о таких, которые при всей своей коренной необычности определяют судьбу мироздания, эволюцию Вселенной, развитие галактик и звёзд (включая наше Солнце), источники энергии, в миллиарды раз более эффективные, чем мы могли себе вообразить до создания теории относительности. Эта теория не только привлекает своей необычностью и великолепием абстрактных построений, но и проникает в самую сущность вещей и процессов, выявляет пути развития материального мира.

И здесь хотелось бы остановиться на другой стороне проблемы. Мы живем в эпоху научно-технической революции, когда, по словам К. Маркса, наука становится непосредственной производительной силой. Многое зависит от того, кто и когда придет в науки, занимающиеся исследованием ключевых проблем природы и общества, как эти проблемы будут анализироваться и какое приложение найдут полученные результаты. Жизнь спешит вперёд, и задача подготовки кадров, воспитания нового поколения исследователей и практиков как никогда ранее является насущной задачей. Вступая в творческую жизнь, молодые люди далеко не всегда способны строго оценить, какой им лучше избрать путь, чтобы он был увлекательным и соответствовал их индивидуальным данным. В этом вопросе всегда будет играть определённую роль случайность, но помочь и облегчить оптимальный выбор может и должно широкое знакомство молодежи с «горячими точками» науки, техники и практики. Предлагаемая читателю популярная книга У. Кауфмана как раз и является примером такой экскурсии в новую, богатую и впечатлениями, и актуальнейшей проблематикой область. На наглядных и контрастных примерах (при всей внешней утрированности остающихся реальными!) автор сеет в уме читателя семена поиска, интереса к новому, трудному, но необходимому для дальнейшего развития наших знаний и умения «владеть» природой, увлекательнейшему разделу науки. Конечно, начало в этих исследованиях уже положено, первые результаты получены, и дальше необходим серьёзный систематический труд, чтобы продвинуться вперёд. Но так бывает всегда. И при этом не может быть сомнений, что усилия в этой области не будут напрасными. Пусть школьники и студенты младших курсов прочитают эту книгу и подумают, не следует ли им посвятить свою жизнь такой теории. Конечно, нужно именно посвятить всю жизнь, ибо такое дело не делается наполовину.

В этой книге рассказ ведется, как в заправском детективном романе. После завязки и характеристики «действующих лиц» накал событий нарастает, мы становимся свидетелями драматической эволюции звёзд и сверхзвёзд, сталкиваемся с явлением гравитационного коллапса, путешествуем на «космических кораблях» (иногда даже без двигателей!) в чёрные дыры, а сквозь некоторые из них - в новые вселенные, которых иногда оказывается бесчисленное количество... Правда, потом автор уточняет положение вещей, и мы видим, почему на самом деле этих романтических «других вселенных», по всей видимости, не должно быть, а заодно с ними - и «машин времени», о которых здесь тоже пойдет речь. Но одновременно мы столкнёмся с не менее важными, хотя, может быть, и не столь сенсационными выводами о судьбе галактик и чёрных дыр. Конечно, в популярной книге, где нет формул (их место занимают многочисленные рисунки и диаграммы, которые хотя и не могут логически доказать утверждения, но делают их предельно наглядными и запоминающимися), невозможно охватить весь объём информации и не упростить ряд факторов и выводов. Но главная цель достигается - читатель окунается с головой в атмосферу общей теории относительности и может после этого сознательно делать выбор и приступать к изучению более строгих книг по физике, геометрии, астрофизике. Таких книг на разных уровнях у нас немало. Для начала можно рекомендовать «Физику пространства-времени» Э. Тейлора и Дж. Уилера (М.: Мир, 1971), доступную и школьнику старших классов.

В той области науки, которую описывает автор, развитие идет сейчас полным ходом. Немудрено, что ряд понятий ещё не установился, термины сплошь и рядом только «обкатываются», и хотелось бы предупредить читателя, чтобы он диалектически приходил к самому тексту изложения. Мы стремились передать живой стиль книги в оригинале и быть близкими к стандартам, уже принятым в отечественной литературе. Правда, стандарты эти порой находятся в процессе становления, а иногда требуют улучшения. Так, в нашей литературе употребляются два эквивалентных, но разных по написанию термина: времениподобный и временноподобный (это обычно относится к вектору или отрезку). Первое было введено на русском языке в работах В. К. Фредерикса и др. (см. вышедшую недавно книгу: Ландау Л. Д., Лифшиц Е.М. Теория поля - М.: Наука, 1973); второе также неоднократно использовалось разными авторами (например, Фок В. А. Теория пространства, времени и тяготения - М.: Физматгиз, 1961). Поскольку в русском языке соединительными гласными могут быть только «а» и «е», мы выбираем термин «временноподобный», тем более что ему соответствует принятый всеми, авторами термин «пространственноподобный» (а не «пространству-подобный»!). Фамилию крупнейшего английского специалиста по чёрным дырам Стивена У. Хоукинга мы предлагаем писать через «оу» (а не как «Хокинг», как пишут иногда, тем более что существует совсем другой физик, с полным основанием транскрибируемый у нас как Хокинг; в то же время выдающийся английский гравитационист Р. Пенроуз всегда удачно транскрибируется через «оу»).

Мы уже отмечали, что в книге Кауфмана общедоступно излагаются события «с переднего края» развития современной физики и астрофизики. Естественно, что за годы, прошедшие после выхода в свет книги, в этой области произошли некоторые изменения, связанные и с новыми открытиями, и с новыми, более совершенными методами исследования.