Stephen Hawking's Universe - Part 5 - Black Holes And Beyond (1997) Свали субтитрите
толкова по-забележителни са откритията ни.
Голяма част от работата ми е свързана със загадките на черните дупки.
Много хора отхвърлят черните дупки като едно теоретично творение,
което не би могло да съществува в реалния свят.
Но наблюдателите са започнали да откриват в небето неща,
които са не по-малко странни.
Накрая учените щели да открият някои много необичайни неща-
невероятно ярки обекти, сияещи от далечното минало
и сили от непроницаем мрак.
Първото, което открили, били сигнали- радиовълни от космоса.
Астрономите настроили приемниците си за сигнали от извънземни.
Казвам се Сет Шостак и съм астроном в института SETI
в красивите калифорнийски планини.
Съкращението "SETI" означава Търсене на Извънземен Разум.
Това "I" накрая означава, че не търсим извънземен живот, а разумен живот.
Това означава, че те трябва да могат да поддържат разговор с вас.
След Втората световна война радиоастрономията получила тласък в развитието си.
В края на 50-те години на 20-ти век
започнали да се конструират големи радиотелескопи,
като този, под който седим.
Възможно ли било тази технология да се използва
за изпращане на съобщения между звездите?
През 1959, 1960 били направени първите експерименти,
използващи този вид технология- голям радиотелескоп-
за да чуят цивилизациите, които биха могли да са наблизо.
Извънземни не били открити, ако се приеме,
че сигналите не са били объркани.
Внезапно получавате тези ясни радиокартини,
които означават, че в онази посока има силен източник на радиовълни.
Казвате на приятеля си, оптичния астроном и те използват голям телескоп
като 500-сантиметровия телескоп Паломар или друг подобен,
насочвайки го в онази посока.
Където Вселената излъчвала радиосигнал,
натам насочвали вниманието си оптичните астрономи.
Това, което видели, било необяснимо.
Но първоначално те не осъзнали важността му.
Хората виждали необичайни обекти.
Например, галактика със странно петно във вътрешността,
която понякога излъчвала радиовълни,
докато една обикновена скучна галактика не го правела.
Или, например, облак от газ, който имал всякакви леки набраздявания
и изглеждал като че ли експлодира-
точно това били обектите, които изглежда излъчвали радиовълни.
Същевременно, по-обикновените инертни газови облаци не излъчвали.
Постепенно странните наблюдения се натрупвали.
Когато наблюдателите насочвали телескопите си
към източника на особено силни радиосигнали,
те очаквали да видят космологични катастрофи.
Вместо това, те получили само космически въпроси.
Филипенко: В началото на 60-те години на 20-ти век
оптическите астрономи направили снимки
на някои позиции в небето, от които идвали радиовълни,
но не видели нищо необикновено.
Там имало обикновени звездни повърхности,
и нямало явно експлодираща звезда,
нито турбулентен газов облак, нищо необичайно- само нормални звезди.
Това озадачавало астрономите.
Да вземем случая с 3C273,
звезда, която с нищо не се отличава от другите.
Тя едва ли била интересна с нещо,
докато наблюдателите не се вгледали по-внимателно.
3C273 от съзвездието Дева изглеждала като всяка друга звезда,
и все пак, знаем, че обикновените звезди не излъчват радиовълни,
и това се оказало твърде необичайно.
С помощта на спектроскопията астрономите проучили светлината, идваща от 3C273.
Когато вземете спектъра на обикновена звезда,
т.е. когато прекарате светлината през призма и я разложите на дъга,
можете да видите малки хлътвания, леки изкривявания в спектъра.
Това са изкривяванията, които се причиняват от атоми,
от газове в атмосферата на онези звезди, които поглъщат част от светлината.
Идентифицирайки вида на тези линии, тези леки изкривявания на звездата,
можете да научите дали атмосферата на звездата
съдържа водород или хелий и кислород, такива неща.
Но ако спектърът е отклонен към червеното,
тогава разбирате не само, че звездата има водород
или други разпространени елементи, но и че тя се отдалечава от вас.
34 години по-рано американският астроном Едуин Хъбъл
използвал спектроскопията, за да открие, че Вселената се разширява.
Далечните галактики се отдалечават от нас.
Спектърът на 3C273 щеше да ни разкаже дори повече.
Спектърът на 3C273 не съответстваше на никой от обичайните газове,
които са били наблюдавани в нормалните звезди.
Това вече съвсем учудило астрономите.
Не само че обектът изобилно излъчвал радиовълни,
но имал и такъв особен спектър, който не съвпадал с никой известен газ.
Спектърът на една звезда е нейният подпис, а този бил отклонение.
Това било достатъчно, за да обърка много астрономи.
Но за един от тях 3C273 била откритие.
Той бил убеден в истинността на спектроскопията.
Мартин Шмид в Калтек забелязал, че две от отклоненията
имали същото разстояние между цветовете, каквото е при водорода,
но двете линии били прекалено отклонени към червената част на спектъра,
отколкото е при нормалния водороден газ.
Ако той вярвал в точността на идентификацията,
тогава заключението било, че отклонението е цели 16%.
Отклонение от 16% означавало, че този обект
се отдалечава от нас с огромна скорост и би трябвало да е
на разстояние един или два милиарда светлинни години.
Така че, по никакъв начин не би могъл да е обикновена звезда,
или дори необикновена магнитна звезда в нашата галактика.
Трябвало да е някакъв странен обект,
който приличал на звезда или квази-звезда,
просто защото е толкова далече, и въпреки това е изключително ярък.
Това наистина изненадало хората и някои от тях доста трудно повярвали,
че нещо толкова относително ярко може да бъде толкова далече.
Астрономите нарекли тези обекти, тези радиозвезди,
квази-стеларни радиоизточници.
Ясно било, че те излъчват радиовълни- били открити с радиотелескопи-
освен това изглеждали като звезди и оттук идва стеларния аспект на термина.
Така за по-кратко квази-стеларните радиоизточници били наречени "квазари".
Мартин Шмид заключил, че това трябва да е
изключително мощен източник- свръхярък обект-
защото, за да изглежда толкова ярък в небето, и да е толкова далече,
той трябва да изхвърля изключително голямо количество енергия в секунда-
многократно повече от Слънцето-
всъщност 100 до 1000 пъти повече от цялата звездна галактика Млечен Път.
Един истински звезден жребец.
Когато бяха открити загадъчните квазари,
тъкмо започвах следдипломната си работа.
Работата ми щеше да ме отведе към изучаването на дори по-мистериозни неща-
черните дупки.
Работех с Общата теория на относителността на Айнщайн
и според някои физици това бе
подходящото място, където да се търси обяснение на квазарите.
Астрономите и астрофизиците искали обяснение
как тези странни обекти могат да имат такова необичайно поведение-
как могат да произвеждат толкова много енергия
и същевременно да са толкова малки.
Затова се обърнали към теоретиците на общата относителност и ги попитали
"Имате ли други модели за обекти, които биха изглеждали така,
и въобще да имат такова поведение?"
Релативистите отговорили:
"Има един проблем, свързан с гравитационния колапс,
може би точно това е, което търсите."
Гравитацията е доминиращата сила във Вселената.
Това твърдение на Айнщайн било неоспоримо.
Но нямало единно мнение по въпроса какво би станало
при стихийни условия като смъртта на голяма звезда.
Айнщайн се питал дали гравитационният й колапс би могъл
да компресира огромното й количество материя
в една съвсем малка точица?
Доукър: През 1939 се появили два научни труда.
Единият бил от самия Айнщайн,
а другият- от американския физик Робърт Опенхаймер и колегата му Снайдер.
Те обсъждали какво би станало,
когато огромно количество материя се концентрира в малко пространство.
Айнщайн отхвърлил идеята за безкраен колапс.
Но изчисленията на Снайдер и Опенхаймер
осъществили концептуален скок.
Чрез правилата на Общата теория на относителността
те прогнозирали, че такъв масивен обект
ще премине през катастрофален гравитационен колапс
и ще достигне критичен радиус, при който видимо ще се откъсне
от останалата Вселена.
За много учени идеята за звезда,
потъваща в подобна бездна, била немислима-
особено когато този възглед бил споделян от най-великия жив учен.
Айнщайн бил убеден, че този критичен радиус не може да бъде достигнат,
че той е невъзможен в природата.
Противоречието бързо било забравено.
През Втората световна война талантът на Опенхаймер бил нужен другаде-
в разработката на атомната бомба.
Ранните му разработки били забравени, отхвърлени от колегите му,
поради радикалното му несъгласие с Айнщайн.
Но Опенхаймър успял да убеди един свой колега, Джон Уийлър.
Защитавай нещо.
Това е чудесен начин да обясниш какво е науката.
Защитавай нещо.
Казвам се Даниъл Холц, аспирант съм в Чикагския университет
и имам среща с Джон Уийлър, който ми бе научен ръководител в Принстън.
За Холц периодичните срещи с наставника му са привилегия.
На 85 години Джон Уийлър все още е светило в науката на 20-ти век.
Той е един от най-великите живи физици,
има съществен принос в много различни аспекти на физиката.
Идеите му са били новаторски,
те са разширили хоризонтите на познанието ни.
Той обича да се потопи изцяло в проблема.
Част от подхода му във физиката е
да открие възможно най-голямото и необикновено нещо
и после да вложи цялата си енергия в откриването на смисъла му.
Уийлър бил свидетел на една от най-забележителните глави
в историята на физиката.
Заедно с Опенхаймер той работил над ядрената бомба.
Но преди това,когато Уийлър пристигнал в Принстън,
през 40-те години на 20-ти век,
Айнщайн бил най-изтъкнатият член на факултета.
През 1963, полемиката около свиващите се звезди
отново била разпалена с откриването на квазарите.
Уийлър бил затруднен в избора си на страна в спора
между двама високо ценени негови колеги.
Макар че не бил съгласен с Айнщайн, той си го спомня с умиление.
Той бе много любезен да ме покани с аспирантите ми у дома си на чай.
Един от студентите, Джон Калауей, каза:
"Професор Айнщайн, какво ще стане с тази къща, когато вече не сте между живите?"
А лицето на Айнщайн бе толкова живописно-
дълбоки бръчки, прекрасна усмивка и заразителен смях,
и красивият му глас с лек немски акцент, но отчетлив английски-
"Тази къща никога няма да е място за поклонение,
където поклонниците идват, за да видят костите на светеца."
Така и стана.
Уийлър не се страхувал да влиза в научни спорове.
За него идеята за екстремален гравитационен колапс
била източник на вдъхновение.
По нареждане на Опенхаймер той поел делото.
Всъщност, идеята била предсказана от законите на общата относителност.
Но за Айнщайн в този случай
теорията му трябвало да извърви дълъг път,
преди да се опълчи срещу действителността.
Като че ли имал психически задръжки срещу възприемането на колапса.
Не знам защо.
Истината е, че дори ранните теоретици нямали такива опасения.
Още през 18-ти век математикът Пиер Лаплас обмислял тази вероятност.
Опенхаймер направил математическите изчисления,
но Уийлър измислил името.
След като неколкократно използвах тази фраза
"Гравитационно напълно колабирал обект",
осъзнах, че е прекалено дълго, и го промених на "Черна дупка".
Името залепнало.
Черна дупка по дефиниция
е място, където гравитацията е толкова голяма, че поглъща всичко наоколо.
Основната характеристика на една черна дупка е, че е черна,
никаква светлина не може да излезе оттам.
И така, имате един обект, който става все по-плътен,
да речем, звезда, която се свива и става все по-плътна.
Докато това става, обектите в близост до звездата
все по-трудно могат да се отдалечат от нея.
В известен смисъл, гравитационното притегляне става все по-силно.
Ако продължите с екстраполирането,
обектът продължава да става все по-плътен.
В един момент достигате етапа, при който дори светлината не може да излезе
и ако сме застанали далече от тази звезда,
светлината не може да достигне от повърхността й до нас.
Моментът, в който това се случи, се е получила черна дупка.
Нашите руски приятели използват друг термин,
французите също го намират за неуместен,
но, в края на краищата, бяха спечелени на наша страна и го приеха.
Много хора смятаха, че цялата идея за черна дупка е направо смехотворна,
и че тя не би могла да съществува.
Всъщност, Айнщайн бил един от тях,
той не възприемал черните дупки като реални физически обекти.
Според него нещо в природата
би предотвратило формирането на черна дупка-
ако се опитате да съберете всичката тази маса на едно място,
ще се появи някаква загадъчна сила,
която ще ви пречи да натрупате толкова много маса,
която накрая да колабира в черна дупка.
Аз вярвах, че черните дупки би трябвало да съществуват,
но според много физици се отиваше твърде далече в общата относителност.
Уийлър имал друг план
за възприемането на невероятните предпоставки за черните дупки.
Кавазарите вече били мъчителна загадка.
Възможно ли е, питал се той,
едно явление някак си да обясни другото явление?
Уийлър, който винаги бил в челните редици,
виждал, че черните дупки били ключът
към обяснението на много видове астрофизични наблюдения
и щели да станат изключително важни в познанието ни за света.
Затова той убеждавал и призовавал всички
да се включат в проучването на тази нова перспектива,
този нов научен хоризонт.
Какво можем да направим с черните дупки?
Какви са изводите ни за тях?
Как ще се отрази това на възприятията ни за Вселената?
Много от нас започвали да смятат,
че във Вселената има огромен брой черни дупки.
Но това зависело от събитията, състоящи се при гигантските експлозии
в края на живота на масивните звезди.
В полупустинните области на централна Калифорния
съществува център, в който учени са създали
някои от най-важните оръжия на нашето време.
До ден днешен това място е обвито в тайнственост.
Националната лаборатория Лорънс Ливърмор
продължава да се занимава с важна научна работа.
Но някои от апаратурите й, които вече са излишни след студената война,
стоят неоползотворени в очакване на деня,
в който ще бъдат изхвърлени или претопени.
Един от тези охранявани трофеи е мощен уред,
създаден с помощта на министерството на отбраната-
първият суперкомпютър.
Целта му-
да подпомогне сложните изчисления, необходими за ядрените оръжия.
Дик Уайт бил един от първите учени, които го използвали.
Дойдох тук през 1956.
Ние бяхме една-две национални лаборатории,
натоварени с разработката на ядрени оръжия за Съединените Щати.
Лабораторията тук, в Ливърмор, и лабораторията Лос Аламос
практически притежаваха монопол над компютрите.
Компютрите бяха създадени за нас.
Така за период от 20 години развитието на компютрите
зависеше от съществуването на тези лаборатории.
Те ни даваха възможност да изчисляваме неща, които преди бяха немислими.
Първоначално Уайт имал нужда от компютър,
за да тества всяко ново поколение бомби.
Но до началото на 60-те години работата била почти свършена,
затова Уайт и колегите му пренасочили компютрите си към нов проблем,
Черните дупки.
Много теоретици продължавали да не вярват в тях.
Те си представяли съвсем друг изход за голяма звезда.
Една масивна свръхнова би се взривила и изчезнала.
Теорията, която те прокарвали, била,
че сърцевината на звездата, желязната сърцевина би се свила.
Те смятали, че това свиване би предизвикало термоядрени реакции,
които биха взривили звездата.
В началото вярвахме в този модел.
Със сигурност имаше колапс- не се съмнявахме в това,
но той не следваше техния сценарий.
Вместо това, колапсът щеше да продължи, без да спре,
като налягането се покачва.
Уайт потвърдил, че една голяма умираща звезда
би продължила да се свива и да завърши като черна дупка.
Изглежда Уийлър и Опенхаймер били прави.
Компютърните изчисления ни доведоха до неочаквани резултати.
За мен това бе необикновено време.
Този резултат предизвика голямо вълнение.
Учените, работещи по Общата теория на относителността,
бяха въодушевени, защото това по своему
казваше неща, които те говореха от години-
много свръхмасивни кондензирани звезди
с големи гравитационни полета действително може би съществуваха.
Това е диаграма на скоростта
на всмукващата се материя в звезда, която се е свила
и започва да се превръща в черна дупка.
В тази точка, където материята се всмуква най-бързо,
скоростта е около 99% от скоростта на светлината.
Компютърните изчисления показали,
че поне някои от експлодиращите звезди биха образували черни дупки.
Но щом нищо не може да излезе от черната дупка,
как да я открием?
Съзирането на невидимото нямало да бъде лесно.
Изключение правят една особена порода мислители,
писателите-фантасти.
Черните дупки били твърде интригуващи, за да бъдат подминати.
Тоби най-после разбра.
"Черната дупка? Тя ли разкъсва звездата?"
Колийн кимна.
"Тъкмо дойдохме навреме за това рядко събитие.
"Дупката поглъща звездите, но предпочита първо да ги сдъвче."
Той с мъка се взираше в гледката, която се завихряше навътре
в един болезнено ослепителен блясък.
Дискът се въртеше около нажежено до бяло кълбо,
пращящо от неукротима енергия.
Грегъри Бенфърд е автор на бестселъри.
Неговата научна фантастика е удивително реалистична,
защото той е и физик.
Бенфърд: Бавно започнах да осъзнавам,
че има, или поне вече става ясно,
че може би има черна дупка в центъра на нашата галактика-
не просто няколко пъти по-масивна от Слънцето,
а хиляда или милион пъти по-масивна,
и тази идея силно ме развълнува.
Помислих си, че на такова място трябва да има невероятни специални ефекти.
Какво би правила тя?
Какво би било, ако паднете в такава дупка
и какво би било усещането да бъдете разтеглен като спагет
от притегателната сила, докато падате в нея?
Как се живее близо до нея? Как бихте оцелели?
В научната фантастика
черните дупки се превърнаха в абсолютното космическо чудовище.
Те биха имали теглото на милиарди слънца.
Те биха поглъщали цялата материя, дори за звездите,
веднъж приближили се в смъртоносния им обсег,
нямало никакво спасение.
Тя става компактна, масивна и, следователно, в състояние
да погълне всяка материя, която се изпречи на пътя й.
Тя се превръща във всеядно чудовище, защото нищо не може да й избяга.
Ако това стане, както е най-вероятно, в центъра на галактиката,
където има по-голяма концентрация на звезди, повече прах и газ,
тогава там вероятно бихте открили първите създадени черни дупки,
там е източникът на храна.
Те започват да ядат всичко наоколо.
Черните дупки бяха област,
в която научните факти, реалните научни изчисления
бяха много по-напреднали от научната фантастика.
Тя навакса едва по-късно.
Един въпрос, над който много писатели-фантасти разсъждаваха,
бе какво става вътре в черната дупка?
Компютърните изчисления в случая бяха ненадеждни,
тъй като при тези екстремални условия биха били неточни.
Но отговорът бе даден от един математик на име Роджър Пенроуз,
който като мен бе насърчен да работи по Общата теория на относителността
от моя ръководител Денис Шама.
Роджър и баща му Лайънъл Пенроуз написаха труд, който според мен
отчасти стана популярен благодарение на художника Ешер,
наречен "Невъзможни обекти".
При него върху лист хартия можете да създадете обект,
а Ешер има такива картини,
който не може да се осъществи в реалния свят.
Например, има картина на стълби, които обикалят в кръг,
но винаги водят надолу, докато вървите по тях.
Накрая се връщате отново в изходната точка,
макар че през целия път сте слизали надолу.
Можете да нарисувате нещо подобно,
но не можете да го конструирате в реалния свят.
Умът на Роджър Пенроуз можел да си представя подобни отношения.
Пенроуз схващал понятия, които били непосилни за един компютър.
Но въображението му довело до изводи,
които други учени отчаяно се опитвали да избегнат.
Идеята на Опенхаймер за гравитационния колапс
била достатъчно странна.
Сега пък Пенроуз твърдял,
че страховитата мощ, отприщена при такъв колапс,
би нарушила известните ни физични закони.
По онова време се водеше дебат
дали в късните етапи от колапса на една звезда
би се получила безкрайна плътност в централната зона.
Ако теорията твърди, че се достига безкрайна плътност,
тогава в известен смисъл теорията се нарушава и възниква противоречие.
Теорията не би била в съгласие със самата себе си.
Ако най-добрата ни теория за гравитацията си противоречи сама,
значи имаме криза във физиката.
Теорията за относителността има заложени в себе си
семената на собственото си разпадане.
Нарича се сингуларност...
Една точка с безкрайна плътност.
Повечето учени я смятали за абсолютно невъзможна.
Но Пенроуз нямал такива задръжки и през 1965 той показал,
че една звезда в последните си фази при естествени условия би завършила
в това вътрешно противоречиво състояние на безкрайна плътност.
Така цялото пространство-време става патологично.
Това бил кошмарът на физиците.
В една черна дупка материята всъщност би могла да напусне познатата Вселена.
Времето и пространството се сливали
и физиката, каквато я познаваме, ставала безсмислена.
Въпреки това, Денис Шама окуражавал студентите си
да се гмурнат още по-надълбоко.
Стивън ми каза, че в известен смисъл,
Вселената е като голяма звезда.
Естествено, Вселената се разширява,
но ако в съзнанието си обърнете потока на времето,
Вселената се свива.
Тя донякъде е като свиваща се звезда, много голяма звезда.
"Да работя ли върху това?"
Получих докторска степен за това, че показах, че въпросите,
повдигнати от Пенроуз, за черните дупки
са също толкова приложими и към ранната Вселена.
Както Големият взрив, така и черните дупки
биха съдържали сингулярности,
места, където времето и пространството свършват
и законите на физиката се нарушават.
Сингулярностите, изглежда, са врящи казани с изумителна енергия.
В черните дупки те поглъщат всичко по пътя си.
С Големия взрив една сингулярност повелила създаването на цялата Вселена.
А какво друго, питали се учените,
би могло да стои зад силата, отприщена в квазарите?
Те всъщност прилагали теорията на Айнщайн
не само към математическите или предимно математическите ситуации на хартия,
но и към действителни обекти в небето, които експлодирали.
Фактически, квазарът е най-мощната експлозия, за която знаем,
като изключим самия Голям взрив.
В Русия, както и в Америка, учените, някога работили над ядрените оръжия,
вече се занимавали с невероятната физика на сингулярностите.
Но първо трябвало да докажат, че тези черни дупки,
огромни, но скрити, действително съществували.
Един от тях се отправил в търсене на невидимото,
Яков Зелдович.
Зелдович, очевидно, не забравял никога нищо.
Всичко било подчинено на търсенето на начин
как да бъде видяна една черна дупка.
Убеден съм, че работата над водородната бомба
му помогнала и в астрофизиката,
тъй като, в края на краищата, по-голяма част от астрофизиката
е форми на контролирани водородни бомби.
И все пак, как да видите една черна дупка?
Не можете да я видите директно.
Можете да познаете лъва по лапата му, а още по-добре по отпечатъка от лапата му.
Това е по-безопасно, отколкото да се доближите до лъва.
И така, той казал: да допуснем, че имате две звезди, които обикалят ето така,
като едната е черна дупка, да речем, ето тази малката тук.
Тази черна дупка има могъщо гравитационно въздействие
и на практика може да изсмуче газовете от повърхността на другата звезда.
Първо тя се разтегля от притеглянето,
докато се опитва да обикаля около черната дупка.
После се разпръсва, започва да се размазва
и парчетата се сблъскват едно в друго- започват да се трият помежду си.
Плътността е доста висока и парчетата се загряват.
Нагряват се и започват да излъчват
електромагнитни вълни, рентгенови лъчи, видими, инфрачервени
и по този начин можем да видим този диск от гореща материя.
Това е единият начин да се види индиректно черна дупка.
Най-живописният начин е, ако имате черна дупка,
която действително изразходва натрупаната си енергия.
Междувременно, магнитните полета се изтеглят
в тази гигантска всепоглъщаща паст, вероятно в центъра на галактиката.
Тези магнитни полета постепенно се подреждат и се движат ето така.
Те излизат от срастващия диск и се източват навън.
Тези прави линии на полетата, перпендикулярни на диска,
означават, че материята, ако стане наистина гореща,
може да се измъкне по тези полеви линии и да излезе по целия път-
вероятно с енергия, достатъчна да отвее полевите линии
и те да поемат извън галактиката,
като в този случай имате ярък поток от добре подредена материя,
като водата от пожарникарски маркуч,
изливаща се в междугалактическото пространство
и излъчваща лъчи, защото все още е гореща. Тя има много енергия.
Това наричаме галактическа струя.
И ако видите две от тях, това е ясно доказателство,
че в центъра на галактиката има някаква интересна симетрия.
Получавате два диска, прощавайте, получавате един диск и две струи.
А тази гледка- двете двойки струи,
е най-прекрасното нещо, което може да се открие.
Доказателствата от наблюдения започваха да се натрупват,
но все още всичко бе твърде несигурно.
Не ми се искаше цялата ми работа по черните дупки да отиде на вятъра.
Затова се обзаложих с Кип Торн, който бе студент на Джон Уийлър.
Човек би помислил, че това по-скоро е застраховане от страна на Стив,
околкото нещо, в което действително вярва.
Тъй като се бе обзаложил с Кип Торн,
твърдейки че черните дупки не съществуват в природата,
макар че теоретично съществуваха,
а той заложи едногодишен абонамент за Пентхауз
срещу четиригодишен абонамент за "Частен детектив"
срещу Кип Торн
на основанието, че ако черните дупки наистина съществуват,
той ще плати на Кип Торн една относително скромна сума,
но ако не съществуват и цялата му работа е била напразна,
поне ще получи броевете на едно хубаво списание.
Докато Хокинг обезпечавал залозите си,
доказателствата за черните дупки започнали да се натрупват.
Били наблюдавани галактически струи.
Но това все още не било доказателство.
Нямало гаранция, че излъчванията идвали от черни дупки.
И така едно ново поколение астрономи опитали по друг начин.
Те започнали да търсят звезди, хванати в капана на орбитата около черна дупка.
За Алекс Филипенко търсенето започнало.
Филипенко: Избирате измежду най-вероятните кандидати.
А те, според хипотезите на Зелдович и други учени
били звездите, излъчващи рентгенови лъчи.
И така, открихме обект, който се бе взривил в рентгеновия свят през 1988.
Искахме да изчакаме, докато се успокои до рентгенови енергии,
тъй като заедно с рентгеновото изригване
има и изригване на оптична светлина, радиосветлина, всичко.
Това, което става, съвсем за кратко,
е, че материята, която се е изляла в черната дупка,
свети толкова много при всички дължини на вълните,
че напълно доминира светлината на звездата,
която може да изглежда, като че се люлее напред-назад.
Затова трябва да почакате светлината да избледнее,
докато черната дупка спре да източва материя от съпътстващата звезда.
И така, ние чакахме.
Те чакали дълго.
След седем години обектът, който смятали за черна дупка
започнал да се успокоява, оставяйки съпътстващата звезда
облекчено да обикаля около нея.
Филипенко и екипът му били готови.
Искаме да открием възможно най-директното доказателство,
че един масивен компактен обект, една тъмна звезда
притегля съпътстващата я звезда.
Начинът да постигнем това е като измерим движението на съпътстващата звезда.
Тъй като не можете пряко да заснемете черна дупка, тъй като ще изглежда черна,
най-доброто, което можете да направите,
е да измерите въздействието й върху околната материя.
После можем да търсим малки отклонения
в цвета на светлината, идваща от тази звезда,
и ако се открият отклонения, които периодично се движат напред-назад,
тогава това е признак, че нещо притегля звездата,
тъй като звездите не се движат напред- назад или описвайки кръгове в небето.
Според Законите на Нютон, трябва да има нещо,
което да ги дърпа, предизвиквайки това движение.
Наблюдавайки най-после с телескопа си съпровождащата звезда,
Филипенко може да анализира светлината й.
Добре, ето я звездата, смятаме, че обикаля около черна дупка.
Нека да направим спектъра й.
Докато обикаля, спектърът й се отклонява.
По степента на отклонението Филипенко може да измери
скоростта на звездата и гравитационния ефект,
който упражнява върху нея обектът, около който обикаля.
Колкото по-силно е притеглянето, толкова по-голям е обектът.
Каква красота!
Това е черна дупка поне пет пъти по-масивна от Слънцето.
И ето, че се опитваме да докажем,
че една екстремна природна форма съществува,
природна форма, предсказана
от Айнщайновата Обща теория на относителността,
но която не е задължително нещо, което природата избира да приеме.
Черните дупки -
те са в научната фантастика, и всичко останало.
Това е прекрасна тема, прекрасна концепция.
С натрупването на доказателствата
учените се убедили, че черните дупки наистина съществуват.
Съобразителните теоретици могат да дадат
много обяснения за отделните обекти.
Но когато откриете цяла сбирка от обекти,
като всички те заедно показват един и същи феномен,
който може да се обясни съвсем естествено с хипотезата за черната дупка
и доста неестествено- чрез други хипотези,
при които си измисляте специални условия за всеки отделен обект,
това ви оставя неудовлетворени.
Измисляте нова теория за всеки обект,
което не звучи добре, не изглежда правилно,
чувствате, че не е така.
Когато имате цял клас обекти с еднакво поведение,
които могат да бъдат обяснени с една простичка теория,
това ви дава някаква увереност,
че това, което наистина виждате, е черна дупка.
Доказателството за черните дупки
вече бе толкова ясно, че повече нямах нужда от застраховане.
Аз признах загубата си
и Кип Торн започна да получава списание Пентхауз
за най-голяма погнуса на свободомислещата си съпруга.
Разгадавайки една мистерия, се получава отговорът на друга.
Възможно ли е черните дупки да захранват най-ярките маяци в космоса?
Квазарите изглежда са били обитатели на ранната Вселена,
те просто не съществуват в наши дни.
И все пак, ако те се захранват от материал,
потънал в черна дупка преди много време, когато Вселената е била млада,
тогава изглежда логично техните останки
да съществуват тук днес в центровете на нормално изглеждащи галактики.
Така че, с времето центърът на квазара постепенно изчерпва
всички газове и други материали в околността.
Той спира да поглъща този материал и с времето избледнява,
защото квазарът свети само докато поглъща материал.
Естественото заключение беше, че близките нормални на вид галактики
може би имат много масивни центрове, които вече не са активни,
просто защото нямат какво повече да погълнат.
Астрономи са открили доказателства за звезди, обикалящи с голяма скорост,
в централната зона на една видимо напълно скучна неактивна галактика.
Там материята видимо се движи толкова бързо и в такова малко пространство,
че никой теоретик не би могъл да си представи нещо друго, освен черна дупка,
скрита в централната зона на тази галактика.
И така, черните дупки изглежда се образуват в центровете на галактиките.
А особено по-големите галактики
изглежда по-често приютяват черни дупки в центъра си.
Дискът се въртеше около нажежено до бяло кълбо,
пращящо от неукротима енергия.
"Защо всичко е толкова горещо?"
"Триене- цялата тази материя,
"обикаляща все по-навътре около черната дупка,
"тя се трие в останалата материя,
"газ, прах и какво ли не-
се нагорещява."
Има толкова много.
Цели звезди се смилат на газ и прах, които кипят и бушуват,
загряват се и целият диск се осветява.
Той е най-ярък в центъра, където скоростите са най-високи,
тъй като скоростта нараства все повече и повече
с приближаването ви до черната дупка.
Този голям лъчист диск, не компактен диск, космически диск,
е видим на огромни разстояния, тъй като излъчва светлина
най-вече в посоки перпендикулярни на диска в галактиката през цялата Вселена.
Това според нас са квазарите-
дисковете и обкръжаващата ги среда,
която също се нагрява от цялата тази радиация,
светеща към нас от далечното минало,
тъй като квазарите, които виждаме, вече са мъртви.
Техният живот е кратък.
Те изгарят енергията си толкова бързо.
Така че, ние гледаме милиони и милиарди години назад в миналото
и виждаме галактики, щедро изгарящи наследството си,
за да могат да ни изпратят този моментен сигнал.
После те постепенно се превръщат в пепел и угасват.
Центърът на нашата галактика никога не е бил от тази група.
Той никога не е бил с масата на милиарди звезди, а може би милиони,
но някога е светел по-ярко, отколкото сега.
Иначе би било опасно да живеем близо до него.
Сега може би разбираме връзката между черните дупки и квазарите,
но все още около тях има много загадки.
Колкото и странно да звучи това,
открих, че има неща, които могат да излизат от черните дупки.
В микроскопичен мащаб винаги има известна несигурност
около скоростта на една частица.
Това означава, че частиците могат да се движат по-бързо от светлината
и да се измъкнат от черна дупка.
Наричат това "Радиация на Хокинг", но това понятие не ми допада.
Според много физици тази радиация ще бъде напълно определена
от това, което е попаднало в черната дупка,
но смятам, че радиацията ще бъде непостоянна
и няма да носи информация за това, което е попаднало вътре.
Затова направих с Кип Торн нов облог, но този път двамата сме на едно мнение.
Обзаложихме се срещу друг физик, Джон Фрискил,
че информацията се губи в черните дупки.
Изгубилият баса ще купи на победителя енциклопедия,
от която лесно се извлича информация.
Потвърждението за черните дупки дало урок на учените, че е неразумно
да се съпротивляват срещу нетрадиционните идеи.
Сет Шостак от SETI открива косвена връзка със собствената си работа.
Шостак: По много начини историята за черната дупка
донякъде е аналогична на това, което вършим,
тъй като, фактически, черните дупки били открити на черната дъска,
преди да бъдат открити в небето.
Това не е нормално развитие на събитията в астрономията.
Обикновено в астрономията отивате при телескопа,
откривате нещо, което не сте очаквали и после се опитвате да го обясните.
Но черните дупки били открити от теоретиците
години преди някой да се надява, че ще ги открие с телескоп.
Ами, същото е и при SETI.
Ние смятаме, че галактиката изобилства от цивилизации,
технологични цивилизации.
Това смятаме ние, в това вярваме,
а то, според мен, се базира на логични предположения.
Сега използваме телескопа, в случая радиотелескопа,
за да излезем и видим дали наистина ги има?
Можем ли действително да чуем извънземни?
Има, обаче, една съществена разлика
между откриването на черните дупки и търсенето на извънземни.
Засега, след 36 години ослушване,
не сме чули нито един потвърден сигнал от космоса.
Това е факт, бележка под линия.
Но ентусиастите на SETI са търпеливи.
Въпросът е дали е така и с техните космически събратя?
Ние не излъчваме при SETI. Не изпращаме сигнали навън.
Причината да не го правим е в огромните разстояния.
Ако най-близката цивилизация е на 100 светлинни години от нас,
изпратеното запитване ще стигне до тях след 100 години.
Ако решат да отговорят, ще отнеме още 100 години,
за да получим отговора им- това са 200 години!
Дотогава вече сте изгубили интерес и откритията ви вероятно също за изгубени.
Докато чакаме някакъв тих шепот отдалече,
въображението ни отвежда до самия край на Вселената.
Днес теоретиците сериозно говорят за пътуване във времето
и така наречените от тях "дупки от червеи"-
загадъчни тунели през пространството и времето,
през които можем да напуснем нашата Вселена и да се промъкнем в друга.
Математически всичко това е възможно.
Физиката на черните дупки достига до истинската същина,
до границите на известната ни физика.
Разбира се, именно затова тя привлича най-блестящите теоретици,
тъй като тя дава шанс да се направи голямо откритие.
Достигате до неизвестни територии.
Има предположения, че ограничението на скоростта
на комуникация и транспорт, скоростта на светлината-
не можете да се движите по-бързо от светлината
и не можете да изпращате информация по-бързо от скоростта на светлината.
Но физиката на черните дупки допуска, макар и да не е сигурно,
че може би има и други начини за изпращане на информация
с помощта на физиката на черните дупки или чрез самите черни дупки.
Това може би означава, че има някакъв практически начин
да се възползваме от това.
Ако има наистина напреднали цивилизации в галактиката,
може би ще си припомните, че ние сме новите хлапета в махалата.
Земята е тук от 4-5 милиарда години,
но галактиката съществува от поне двойно повече време,
затова може би има цивилизации, които са много, много по-напреднали от нас.
Те може би използват точно тези други начини,
а ние си седим тук със своите радиоприемници, надявайки се да получим сигнали,
а целият този интересен трафик да се предава по начин, който ни е непознат.
Но това също е довело и до предсказания, които са толкова необикновени,
че за да бъдат приети... Е, очевидно са подозрителни.
Имам предвид идеята за пътуване във времето,
идеята, че някак си можете да се пуснете през някаква дупка
и да излезете в някаква друга Вселена, е толкова необичайна
и все пак, тези погранични проучвания,
които понякога ви представят съвсем нов начин
на възприемане на нещата, което представлява най-големия прогрес.
Затова, естествено, всеки би си почесал езика с факта
за тези необикновени предсказания,
произлезли от проучването на черните дупки.
Не съм съвсем сигурен дали вярвам в пътуването във времето
или във възможността да се пуснеш в черна дупка
и да отидеш в друга Вселена- не ми звучи правдоподобно.
Но те го правят много предпазливо, защото са си научили урока,
че немислимото днес утре ще бъде нещо обичайно.
Черните дупки са забележително предсказание на Айнщайновата теория,
която изглежда бе потвърдена от нашите наблюдения.
Но теорията може да позволява още по-невероятни възможности
като бързия междугалактически превоз или пътуването във времето.
Ако е така, защо още не са ни посетили извънземни или туристи от бъдещето?
Естествено, някои хора твърдят, че вече сме били посещавани и това са НЛО.
Но според мен един такъв контакт би бил много по-явен,
а вероятно и доста неприятен.
За да научите повече за Вселената на Стивън Хокинг,
посетете PBS online на интернет адреса, изписан на екрана ви.
www.kolibka.com http://delta.arenabg.com/