Стивен Хокинг. Жизнь среди звезд - Майкл Уайт

Крошечная черная дыра меньше протона размером почти не заглатывает вещество из своих окрестностей, даже если находится внутри планеты. Для такой маленькой черной дыры даже плотное вещество – все равно что пустое пространство! Поэтому излучение Хокинга с поверхности минидыры, в сущности, определяет ее поведение. Хокинг показал, что такого рода излучение придает черной дыре температуру – в точности такую же, какую предсказывала работа Бекенштейна. При массе черной дыры, равной массе нашего Солнца, эта температура составляет примерно одну десятимиллионную градуса Кельвина (так что возникающее в результате ультраслабенькое излучение Хокинга не идет ни в какое сравнение с огромным количеством падающего в черную дыру вещества), но для минидыры массой всего в миллиард тонн и размером с протон температура составляет уже около 120 миллиардов К. Как показывают эти примеры, температура обратно пропорциональна массе черной дыры, поэтому, когда черная дыра теряет массу и уменьшается, она разогревается и излучает энергию все быстрее и быстрее и в конце концов взрывается с мощным выбросом рентгеновских и гамма-лучей.

Любителям научной фантастики будет интересно узнать, что, если мы сегодня сумеем найти минидыру размером с протон, она станет для нас более чем полезным источником энергии. Такая дыра давала бы около 6000 мегаватт и внесла бы значительный вклад в энергетику даже большой страны. Только вот непонятно, где ее держать: не забывайте, что она весила бы миллиард тонн, и гравитация тянула бы ее к центру Земли.

Срок жизни черной минидыры зависит от точной массы, с которой она родилась, но в среднем черные дыры размером с протон, родившиеся при Большом Взрыве, должны были бы то и дело взрываться в сегодняшней Вселенной. Любопытно, что датчики на спутниках иногда регистрируют всплески гамма-излучения из глубин космоса, и пока этому явлению не найдено общепринятого объяснения. Очень может быть, что уже открыто излучение Хокинга от взрывающихся черных дыр, хотя доказать это едва ли когда-нибудь удастся.

Хокинг совершил то, что сам считал невозможным: описал физическое явление, объединив ОТО и квантовую физику (плюс щепотка термодинамики). Именно благодаря этой работе его имя стало известным вне узких кругов математиков и астрономов, и сегодня любой физик скажет вам, что такое излучение Хокинга и почему это так важно. Однако Хокинг всегда скептически относился ко всякого рода официальным мероприятиям, поэтому повел себя несколько эксцентрично: он рассказал о поразительном открытии, что «черные дыры на самом деле не черные», не в статье в научном журнале вроде «Nature», а в заметке, которую прислал на камерный конкурс, организованный Фондом исследований гравитации в США.

Фонд исследований гравитации проводит ежегодный конкурс статей о новых исследованиях природы гравитации. До 1970-х годов конкурс не выходил за пределы Соединенных Штатов, и заграничных работ на нем почти не было, хотя как-то раз его выиграл британец, живущий в США. Затем, в 1970 году, приз достался одному из нас (Дж. Г.) и стал его последним научным достижением. Поэтому, когда тот же приз год или два спустя получил Стивен Хокинг за заметку о черных дырах, Дж. Г. тут же отправил ему поздравительное письмо. Там говорилось, что приятно видеть имя Хокинга в списке победителей, поскольку это повышает престиж конкурса и позволяет прежним победителям погреться в отраженных лучах славы. «Ничего не знаю про престиж, – писал в ответ Хокинг, – но деньги всегда очень кстати».

«Официальная версия» истории о взрывающихся черных дырах была опубликована в журнале «Nature» 1 марта 1974 года.^[47] Заметка, представленная на конкурс Фонда исследований гравитации, носила безапелляционное название «Черные дыры не черны» («Black Holes Aren’t Black»), однако статья в «Nature», что нетипично для Хокинга, называлась с некоторым сомнением: «Взрывы черных дыр?» Она вызвала жаркие споры, как мы уже видели в главе 8, причем некоторые оппоненты прямо утверждали, что на сей раз Хокинг говорит глупости. Джон Тейлор и Пол Дэвис из Королевского колледжа в Лондоне написали опровержение, опубликованное в «Nature» за 5 июля 1974 года,^[48] под названием «Взрываются ли черные дыры?» («Do Black Holes Really Explode?»), где отвечали на собственный вопрос однозначным «Нет». Однако даже Тейлор и Дэвис вскоре убедились, что заблуждались, а Хокинг был прав.

Однако самым главным в этом открытии была даже не конкретная идея, что черные дыры взрываются, а основной принцип открытия: стало ясно, что квантовую физику и теорию относительности можно плодотворно сочетать, чтобы изучать новые аспекты устройства Вселенной. Вскоре Хокинг применил тот же подход для очередной попытки разгадать загадку сингулярности в начале времен. Однако сейчас, когда прошло столько лет, представляется очень удачным совпадением, что Хокинга избрали членом Королевского общества – а это в Великобритании величайшая честь для ученого – именно весной 1974 года, вскоре после публикации «научной» версии статьи о взрывах черных дыр в журнале «Nature». Хокинг набрал полную силу как ученый – спустя десять лет после того, как врачи отвели ему всего два года жизни, и почти ровно пять лет после ухудшения, грозившего оборвать научную карьеру подающего надежды исследователя в самом начале. А во второй половине 1970-х Хокинг переключился на исследования происхождения Вселенной как таковой, вернувшись к началу времен.