Текст книги "Знание-сила, 2003 № 05 (911)"

Автор книги: Автор Неизвестен

сообщить о нарушении

Текущая страница: 8 (всего у книги 12 страниц)

Что мы знаем и чего не знаем о черных дырах

Словосочетание «черная дыра» прочно вошло в наш обиход. Вполне можно ожидать, что в самом ближайшем будущем вместо «как сквозь землю провалился» будут говорить «провалился, как в черную дыру». И это будет высшей формой народного признания: широкое словоупотребление при полном смыслонепонимании. Уже сегодня можно, например, прочесть: «Обнаружена черная дыра, летящая в сторону Земли... Она летит, потому что образовалась из сверхновой звезды...»

А что на самом деле? Звезды намного массивнее Солнца, выгорая, проваливаются внутрь себя («коллапсируют»), выделяя огромное количество энергии в виде «вспышки сверхновой» и оставляя после себя сверхплотный остаток в виде так называемой нейтронной звезды, в которой все электроны вдавлены в протоны, так что она состоит из одних лишь нейтронов – отсюда и название. При еще большей массе исходной звезды (20 – 30 солнечных масс) ее коллапс приводит к образованию уже не нейтронной звезды, а «черной дыры», окруженной плотным диском оставшегося от звезды вешества. Но «дыра» эта никуда не летит – она только быстро вращается. Считается, что во взаимодействии «дыры» и диска каким-то пока еще не вполне понятным образом рождаются те чудовищные выбросы энергии, которые называются космическими гамма– вспышками.

Тем не менее летящая сквозь нашу Галактику (Млечный Путь) прямо в ее плоском диске черная дыра и впрямь обнаружена. Ее скорость в настоящее время составляет около 400 тысяч километров в час, а линейное движение объясняется тем, что сверхновая, остатком которой является эта дыра, имела близкого партнера, другую звезду, вместе с которой составляла пару. В таких парах обе звезды обращаются вокруг общего центра тяжести и, стало быть, имеют линейную скорость, как камень, вращающийся на веревке. В момент вспышки (коллапса) сверхновой ее гравитационное взаимодействие с партнером резко меняется, поскольку меняется – за счет выброса части вещества – масса звездного остатка, и в результате возникшая черная дыра вместе со звездой-партнером слетают прочь с прежней орбиты, как сорвавшийся с веревки камень. И летят.

Сотрудник французской Атомной комиссии Феликс Мирабель, который обнаружил эту дыру и определил ее движение по наблюдениям с 1996 по 2001 год за ее тускло светящимся звездным партнером, из которого она постепенно на лету высасывает вещество, сообщил о своих результатах в журнале «Astronomy and Astrophysics» в конце прошлого года. Аналогичная быстро движущаяся черная дыра была обнаружена в минувшем году в окружающем Млечный Путь сферическом звездном облаке (гало), но там большие скорости всех объектов – скорее правило, чем исключение. Ученые пока не знают всех деталей образования таких летящих черных дыр (в отличие от нейтронных звезд), потому сейчас они пытаются проследить траекторию обнаруженной ими летящей дыры вспять к месту ее возникновения: быть может, это позволит лучше понять, как она родилась.

Еще одно недавнее сообщение, касающееся черных дыр, тоже нуждается в дополнительных пояснениях. Речь шла об открытии двух обращающихся друг около друга по спирали черных дыр, которые в далеком (через сотни миллионов лет) будущем должны непременно столкнуться и слиться в единую, еще более массивную дыру. Прекрасно. И все верно, однако следует обязательно сказать, что это открытие подтвердило подозрения, которые мучили астрономов вот уже много лет, с тех пор, как они вообще заподозрили, что в центре многих галактик могут находиться огромные черные дыры.

Подобно тому, как наше Солнце выбрасывает в окружающее пространство длинные огненные рукава– протуберанцы, галактики выбрасывают в космос огромные, протяженностью во множество световых лет огненные струи, как правило, в двух противоположных направлениях из центра. Уже лет двадцать назад было выдвинуто ныне подтвердившееся предположение о природе появления этих струй. Объясняется оно тем, что центр галактики представляет собой активно действующее ядро – своего рода чудовищную энергетическую машину, в которой вещество плоского диска, окружающее супермассивную черную дыру, проваливаясь в нее, порождает невероятной мощности выброс рентгеновских лучей. Облака пыли, окружающие этот активный центр, поглощают рентгеновские лучи и переизлучают их в виде света более длинных волн вплоть до инфракрасных. По определенным причинам это излучение выбрасывается в виде упомянутых двух струй.

Тогда же, в начале 80-х годов XX века, были обнаружены галактики, обладающие странной особенностью: выбрасываемые из их активного ядра струи постепенно меняют направление, как говорят – «прецессируют» (так, земная ось не остается на месте, а прецессирует, описывая конус вокруг воображаемой линии, соединяющей северный и южный полюса). Нынешний королевский астроном Великобритании, профессор Кембриджского университета Мартин Рис вместе с Митчелом Бенгельманом и Роджером Бландфордом из Калифорнии выдвинули гипотезу, которая объясняла эту прецессию струй тем, что в центре таких галактик находится не одна, а сразу две черные дыры, «танцующие» вокруг друг друга.

В 1983 году астрономы обнаружили на расстоянии 400 миллионов световых лет от Земли галактику (каталоговый номер NGC6240), видимая форма которой резко отличалась от обычной и указывала, что этот космический объект скорее всего образовался в результате столкновения двух предшествовавших ему, меньших по размеру галактик – явление довольно частое в окружающей нас Вселенной. От других неправильных галактик ее отличал, однако, тот факт, что основная масса излучаемой ею энергии приходилась на инфракрасную часть спектра. Это можно было объяснить как наличием активного галактического ядра, так и тем, что в ее центре происходит активное звездорождение (оно тоже сопровождается выбросом инфракрасных лучей).

Выбор из этих двух возможностей удалось сделать благодаря запуску на околоземную орбиту обсерватории «Чандра», телескоп которой был рассчитан на наблюдение в рентгеновских лучах. Группа немецких астрономов, работая на этом телескопе, показала, что источник рентгеновских лучей, идущих из центра исследуемой галактики (и позже преобразующихся в инфракрасное излучение), имеет не сферическую, а протяженную форму и состоит, на самом деле, из двух источников. Оба они в высшей степени малы и интенсивны, что больше соответствует характеристикам черных дыр, а не районам звездорождения в галактиках. Кроме того, в их излучении присутствуют спектральные линии железа, а как раз появление атомов железа характерно для тех вспышек сверхновых звезд, из которых рождаются черные дыры (тяжелые элементы, вплоть до железа, появляются во Вселенной только благодаря вспышкам сверхновых звезд, в глубинах которых эти элементы образуются из водорода и гелия с помошью термоядерных реакций).

Таким образом, давние подозрения Риса и его коллег подтвердились: во Вселенной могут существовать галактики, активное ядро которых образовано парой черных дыр, а не одной. Было установлено, что черные дыры в ядре галактики NGC6240 имеют массу от 10 до 100 миллионов (!) солнечных масс и находятся на расстоянии 3000 световых лет друг от друга, поэтому процесс их сближения вплоть до слияния должен занять многие сотни миллионов лет. При слиянии этих дыр должна высвобождаться гравитационная энергия (как она, например, высвобождается в виде тепла и акустических волн, то есть звука при падении камня с высоты на землю), и часть ее будет излучаться в окружающий космос в виде гравитационных волн. Энергия этих волн, по подсчетам авторов открытия, будет наверняка достаточной, чтобы «Космический интерферометр» – прибор для улавливания гравитационных волн, планируемый к запуску в этом десятилетии, – мог их обнаружить. Поскольку в окружающей Вселенной таких галактик с парами черных дыр в центре должно быть много, ученые рассчитывают, что «Космический интерферометр» будет регистрировать по меньшей мере одно слияние в год, а то и больше.

Все ли это, что мы знаем и чего не знаем о черных дырах? Нет, разумеется, но теперь вы можете с достаточным основанием ответить, что знаете немного больше, чем знали раньше.

ВО ВСЕМ МИРЕ

Джинсы с «мобильником»

Так можно назвать новую модель, которая недавно появилась в продаже в магазинах Европы. Вместо традиционного и уже не очень актуального карманчика для часов сконструирован специальный карман для мобильного телефона. Причем модельеры предусмотрели два варианта присоединения мобильного телефона к карману джинсов – с внутренней и внешней стороны.

Лошади почти вымерли. Теперь от никотина гибнут кошки

С детских лет мы помним афоризм: «Один грамм никотина убивает лошадь». Он давно раскритикован и высмеян, но вот лошадей – не в пример веку девятнадцатому – в наших городах уже нет. Конечно, мы понимаем, что повывелись они не от никотина, а от того, что в «межвидовой борьбе» по всем статьям уступили «коням железным». Но все же, как вспомнишь, не выходит из головы лошадь, которой в нашей задымленной, загазованной атмосфере нет больше места.

А вот и новый герой рекламных «страшилок»: кошка. Насчет граммов никотина сказать ничего не рискнем, но суть ясна: «Никотин убивает кошек». Вот результаты исследования, проведенного американскими ветеринарами. Кошки курильщиков в четыре раза чаще болеют раком, чем кошки, чьи хозяева этой вредной привычки лишены. Как выяснилось, животные страдают не только от того, что вдыхают табачный чад, но и потому, что, облизывая шерсть, поглощают осевшие на нее частички никотина или табачной смолы.

Рефераты «3-С»

Ольга Балла

История «неисторического»

Иванов С.А. 1000 лет озарений: История вещей. – М/. Слово/Slovo, 2002. – 220 с., ил. – 5 000 экз.

Это – книга об истории того, о чем обычно и в голову не приходит, что у этого может быть какая-то история: привычных до незаметности вещей европейского (собственно, давно уже и всемирного) быта, из предметного «фона» жизни. Коренных, между прочим, вещей, на которых жизнь держится. 100 изобретений за последние 1000 лет истории, главным образом европейской и американской. От конской упряжи до лазерного диска. Очки и ватерклозет, анестезия и игральные карты, застежка-молния и обычай пить кофе... История возникновения, обретения имени, распространения, сопутствующих этому представлений. В хронологическом порядке. С иллюстрациями из исторической жизни вещей-героев – многочисленными и цветными.

Автор намеренно начинает рассказ с 1000 года – это (конечно, неизбежная условность) дает ему возможность хоть как-то «придерживаться конкретных и проверенных фактов»: для первого тысячелетия христианской истории это куда более невозможно. Из-за этого об истории таких, несомненно, фундаментальных вещей, как колесо, иголка, рычаг, из этой книги мы ничего не узнаем.

Далее, бесполезно задаваться вопросом, почему, скажем, история открывалки для консервов – рассказана, а вот боксерских перчаток или дирижерской палочки – нет. При неизбежной произвольности выбора материала, при всей явно искусственной заданное™ объема статей (на каждую из вещей – героинь книги – приходится точно по одному развороту страниц и ни строчкой больше. Все эти статьи в свое время печатались в журнале «Итоги» и, соответственно, вписывались в журнальные требования), при всей, наконец, «глянцевости» дизайна (уж скорее не книга, а альбом) книга просто обречена задевать веши весьма глубокие. Под видом зарисовок скрывается совершенно серьезное исследование о прорастании европейской цивилизации – а с нею и культуры – из многочисленных корней. Часто и вовсе случайных; и, что особенно останавливает на себе внимание, – как бы мелких и очень простых по своему устройству.

Очень показателен, например, сюжет о твердом стремени – по авторскому обыкновению, скорее намеченный, чем развернутый, но тем больше интересных задач способно встать перед читателем.

«Феодализм в Европе, – пишет Иванов, – не мог сложиться ранее, чем было придумано твердое стремя» (и, кстати, «не пошел бы на убыль, не возникни ручное огнестрельное оружие», что уже уводит в совсем другую историю).

Нашим современникам кажется чем-то само собой разумеющимся и существование стремени вообще, и того, что оно представляет собой твердую опору для ноги всадника. Этот простой предмет, долгие века относившийся к естественному, по сути незамечаемому фону культурного существования, а теперь уже, с явным окончанием «лошадиного» периода цивилизации, и вовсе имеющий мало шансов быть замеченным, на самом деле, оказывается существеннейшим рычагом исторического процесса, причем многих, многих его слоев сразу. «Античный всадник держался верхом силой собственных ног, иногда цеплялся руками за холку», а из этого следует, между прочим, объем возможностей, тип возможных действий: выстрелить из лука в таком положении можно, а вот нанести удар – уже затруднительно!.. Лишь во второй половине первого тысячелетия из Азии вместе с кочевниками к европейцам попало стремя – мягкое, кожаное, петлей; оно помогало взбираться в седло. Настоящая же революция грянула в IX-X веках: именно тогда появилось железное стремя-площадка, способное быть опорой. На нем можно было приподниматься для скачки и для нанесения удара – и немедленно же в Византии появляется новый вид вооруженных сил: тяжелая рыцарская конница. Именно она безраздельно господствует на полях сражений всей Европы в течение четырех последующих веков. Разумеется, это во многом решает исходы сражений, а тем самым и направляет ход истории. Не говоря уже о том – таких выводов сам автор, правда, не делает, но они очень естественно напрашиваются, – что получает возможность формироваться особый тип человека со своими привычками, психологией, а в конечном счете и с целой культурой: начинает складываться рыцарство. Представьте-ка себе без него и без всех его смысловых последствий историю, литературу, искусство Европы!..

Книга вообще хороша тем, что возможно несколько ее прочтений. Самое в ней важное, по скромному мнению рецензента, – в как бы случайных оговорках, вскользь оброненных замечаниях. Конечно, книга (как все-таки и положено глянцевому изданию) задумана так, чтобы не слишком обременять читателя. То есть глубокие размышления читателю не навязываются. Вполне можно остаться на поверхности: ух, дескать, как интересно!.. Таким образом, замысел книги тоже окажется выполненным. Но можно пойти и дальше; и умный автор как бы невзначай дает нам основания и для этого.

Такими картами играли в Италии XV века

Первый керамический унитаз, изготовленный в 1883 году для королевы Виктории

Ну, например, обращает он наше внимание на то, что «книгопечатание не возникло бы без развития грамотности, без интеллектуального брожения» в Европе накануне Реформации, хотя прецеденты были, даже настолько рано, что вряд ли массовое сознание это себе представляет, еще минойская цивилизация «около 1700 года до н. э. придумала оттискивать знаки письма на глине; а потом голландец Лоренс Янссен в 1430 создал первую в Европе деревянную наборную кассу». Ни то, ни другое в масштабах, сопоставимых с теми, что достались гутенбергову изобретению, востребовано не было.

На какие мысли это наводит? По меньшей мере, о несамодостаточности технического изобретения. Получается, что оно жизнеспособно лишь тогда, когда есть достаточно 1устая, жирная почва ожиданий и потребностей, в которую оно может запустить корни. Иными словами, чтобы некое техническое изобретение смогло состояться во всем непредсказуемом многообразии своих последствий, необходимо соответствующее состояние культуры, ценностное состояние.

Так же точно и с ответами на неизбежно возникающие вопросы, почему еще в античности не изобрели того-то и того-то (ну, допустим, той же тачки), хотя, казалось бы, на поверхности лежало. А вот потому: ценностные установки были не те. Ни римлянам, ни грекам не приходила в голову сама идея «технического прогресса». Это обусловило и судьбу в их культуре изобретений. Греки и римляне были на них горазды ничуть не меньше последующих европейцев, однако ж многие из их остроумных технических идей почти или вовсе не получили практического применения, а там, где все-таки применялись, это применение никоим образом не было всеохватным. Они оставались курьезами, штуковинами для забав.

И лишь поэтому многомудрая античность так и не узнала ни термометра, ни механических часов, хотя подходила к этому очень близко и с соответствующими явлениями знакома была. Между явлением, между изобретением и тем, чтобы с его помощью преобразовать практическую жизнь, для античного ума совсем не было необходимой связи! Дело, получается, не в знании (и не в умении), а в том, что оно для человека значит. Вот шестеренку греки знали, а до ветряной мельницы (которая на ней основана) не додумались. Игрушки конструировали.

Вот, кстати, о ветряной мельнице: чудесный узел смыслов!.. Начать хотя бы с того, что к самому ее изобретению вытолкнуло людей «окультуривание» Севера с его замерзавшими реками. В благодатном Средиземноморье реки не замерзали, и все прекрасно обходились мельницами водяными. Кстати, на них только мололи зерно, а ничего другого не делали. Ветряная же, возникнув в суровой средневековой Европе, немедленно механизировала множество работ, которые в античности «почему-то» выполняли вручную. И началось: пошли в бурный рост сукновальное, текстильное, горное, пивоваренное, дубильное дело; грянул «переворот в мастерстве ковки, распилки, шлифовки, монетной чеканки... Автор вспоминает по этому поводу Аристотеля, который в свое время воскликнул: «Если бы каждое орудие могло выполнять свойственную ему работу само, если бы ткацкие станки сами ткали, то господам не нужны были бы рабы...» А мы вправе задуматься: человек смог перестать быть рабом, передав свое рабство машинам, и не здесь ли – один из важных источников независимости, самодостаточности европейского индивида? А не только окаянной механизации бытия, которая в конце концов привела к формированию «одномерного человека». Что же, получается, гордая самодостаточность и одномерность – не тени ли друг друга, не одно ли и то же?.. А еще, между прочим, не случись «окультуривания» Севера и связанного с этим появления новой мельницы, один небезызвестный обитатель южных широт лишен оказался бы шанса сразиться с ветряными мельницами, а европейское сознание не приобрело бы одного из самых выразительных своих символов. Кстати, в бой с мельницами Дон Кихот бросился совсем неспроста: как раз во времена Сервантеса с севера в Средиземноморье пришла мода (заметим: именно мода, а никакая не техническая необходимость) на знакомое нам вертикальное вращение лопастей (до этого они двигались горизонтально). И мельница сразу приобрела вид того машущего руками великана, которому и бросил вызов благородный рыцарь. А ведь так с каждой вещью, только всмотрись.

А кроме того, читатель узнает, как связана история алкоголизма в Европе (да, да, историю имеет и он, и, между прочим, начавшуюся достаточно поздно, веке в XIV, хотя вино, мед, пиво и сидр делали и пили с незапамятных времен) с духовными поисками восточных и западных алхимиков и с Великой чумой 1348 года; как термометр превратился в градусник (а заодно и как выбиралась точка отсчета для измерения в нем температуры); насколько минутная стрелка младше часовой и старше секундной. Узнает о символических смыслах зонта в разных, в том числе и независимых друг от друга, концах света, – а такими символами, как зонт, были насыщены, как, кажется, очень немногие веши! О том, как случайная, на досуге изобретенная безделица обессмертила имя одного великого астролога и чем обязана европейская биология, немыслимая без учения Чарльза Дарвина, изобретателю европейского фарфора Джозайе Веджвуду.

«Хронология изобретений и нововведений» в конце книги впечатляет ничуть не меньше, чем тексты. В ней перечислено то, что биографий в книге не удостоилось: от клавикордов, возникших в 1010 году, до шприца без острия, созданного в 1998-м.

Вот кто бы мог подумать, что продающий автомат был создан уже в 1615 году, металлическая дрель и того раньше – в 1505-м; а противопехотная мина – аж в 1487-м? А куда более простого, казалось бы, устройства – канделябра – человечество до 1100 года не знало; и тачка тоже имела довольно позднее историческое происхождение – первое упоминание о ней относится к 1172 году. В бейсбол играют с середины XVIH века, с 1744 года; а такая неотъемлемая от нашего образа Америки вещь, как хот-дог, возникла еще до открытия Америки – в 1484-м. (Правда, до изобретения майонеза, которым его теперь поливают, хот-догу пришлось ждать почти три столетия – до 1756 года). У бутылочного пива, оказывается, тоже почтенная традиция: с 1568-го. Зато обувь стала делиться на левую и правую только в 1800 году (вот представьте, что у родителей Пушкина «левых» и «правых» сапог еще не было), а шнурки на ней появились всего-навсего за десять лет до этого – в 1790-м!.. Даже авторучка старше этих изобретений – она возникла в 1748-м; тот же Пушкин мог бы ею писать... Остановимся?..

Будучи собраны вместе, подобные факты поражают не столько даже ум, сколько историческое чувство. Начинаешь прямо физически чувствовать неровность культурного ландшафта вокруг себя; плоское оборачивается объемным; маленькие вещи (вроде какой-нибудь вилки с ее четырьмя зубчиками – в каждом зубчике и в самом их наличии – целое отношение к жизни!., карандаша или мыла) отбрасывают гигантские исторические тени. Связь простого и необозримо сложного, огромного до невозможности провести границы, и того, что можно легко уместить в руке. Прикасаясь к любой вещи, мы держим историю за один из ее корней.

Поневоле подумаешь: ведь нет же на самом деле ничего «очевидного», само собой разумеющегося, «банального», «рутинного»! За что ни возьмись, этого, по сути – пойди история чуть-чуть иначе, – могло бы и не быть! Или вид бы оно имело совсем другой, или название... Весь предметный мир возник чуть ли не чудом. Закономерности, явно управлявшие рождением каждой вещи, дела ничуть не меняют: то, что «все» происходит согласно неким закономерностям, – разве не чудо?.. Соответственно: как, оказывается, хрупок и неочевиден окружающий нас предметный мир! А с ним и та жизнь – большая, подробная, – которая немыслима без всех этих предметов... Не говоря уж о том, очередной раз в себе уточняемом чувстве, что буквально через каждую мелочь в нас может проникнуть – и преспокойно проникает – Большое и Существенное. Банально это только на уровне общих рассуждений.

Вот, например, компас, изобретенный в Европе около 1110 года, в Китае – на пару десятилетий раньше, не просто вывел человека в открытое море, но приучил его «мыслить глобальными категориями»; а многим идеям небесной механики и, между прочим, теологическим концепциям не бывать бы, если бы не часы, которые были впервые изобретены около 1250 года и целых 400 лет оставались самым сложным механизмом, известным человечеству. Вещи здесь увидены как маленькие рычажки, двигающие Большую Историю, а собственная их история превращается (может быть читателем превращена, хотя никто его не неволит) в историю (и даже описание устройства!) тех, очень широко понятых механизмов, с помощью которых человек создает самого себя.

Портреты

Галина Бельская