Империя звезд, или Белые карлики и черные дыры - Миллер Артур - Страница 54

Расчеты Харрисона, Вакано и Уилера также привели к невероятному выводу, что звезды с достаточно большой массой будут коллапсировать до тех пор, пока не исчезнут в никуда. Что могло бы предотвратить коллапс звезды, ее уход в небытие после стадии белого карлика и нейтронной звезды? На этот вопрос пытались найти ответ в свое время Эддингтон и Милн, и поиски его продолжались до 1960-х годов. Уилер и его команда не сумели найти причину такого поворота событий. Так чем же закончится коллапс ядра? Уилер подозревал, что при таких экстремально высоких температурах и давлениях вещество будет жить по каким-то новым, неизвестным пока физическим законам. Он предположил, что ответ будет найден в «неисследованной области между физикой элементарных частиц и общей теорией относительности», с помощью квантовой теории гравитации. Но решение пришло с совсем неожиданной стороны.

Глава 11

Как немыслимое стало мыслимым

Результаты расчетов Уилера показывают, что звезды с массой гораздо больше массы Солнца могут в конечном счете сколлапсировать в ничто. Эта идея казалась настолько безумной, что он сам отказывался верить в нее. Сложнейшие уравнения Уилер и его команда решали с помощью компьютера MANIAC. Итак, очень массивная звезда будет сжиматься, пока не станет невообразимо малой и невообразимо плотной. Ее гравитация будет столь сильной, что звезда стянет пространство вокруг себя и в какой-то момент поглотит его. Все это казалось совершенно абсурдным, а кроме того, отсутствовали астрономические данные, которые подтвердили бы теорию.

В 1958 году на Сольвеевской конференции по физике Уилер заявил, что далеко не все в его теории учтено. По-видимому, звезды каким-то образом могут избавиться от массы таким образом, что она станет меньше максимально возможной для нейтронной звезды. Уилер и его команда подсчитали, что эта масса примерно в два раза больше массы Солнца. Уилер настаивал, хотя у него не было никаких доказательств, что коллапс звезды каким-то образом может быть предотвращен.

Тогда только Оппенгеймер находил результаты Уилера интересными и имеющими смысл. У него был ответ на сложные вопросы Уилера: «Как звезда, масса которой больше критической, коллапсирует под действием гравитационных сил и, сжимаясь больше и больше, в конечном счете исчезает?» Но Оппенгеймера не поддержали — он не пользовался большим авторитетом среди астрофизиков, так как написал всего лишь несколько статей, основанных на чисто теоретических концепциях. А Уилер, наоборот, принимал участие в работе группы ученых, которая занималась применением ядерной физики к изучению структуры звезд. При всех имевшихся тогда теориях никто на практике не наблюдал, как именно звезды умирают, за исключением того случая, когда они становятся белыми карликами.

Но все изменилось, когда Стирлинг Колгейт сделал свое потрясающее открытие. В то время он был лучшим специалистом в США по испытанию термоядерного оружия. Колгейт работал в Ливерморской национальной лаборатории в Калифорнии. Он понял, что детекторы американских спутников, которые с разведывательной целью наблюдают за территорией Советского Союза, могут зафиксировать вспышки света от сверхновых и, приняв их за взрывы, инициировать третью мировую войну. При этом не важно, что сверхновые находятся на расстоянии сотен тысяч триллионов километров от Земли, а вспышки произошли более 100 тысяч лет назад. Колгейт был сухощавым, крепким, загорелым мужчиной, в поведении непосредственным не по возрасту (сейчас ему более восьмидесяти), но бесконечно преданным науке. Его интересы были чрезвычайно разнообразны, он обладал высочайшими познаниями как в области экспериментальной, так и теоретической физики и прекрасно понимал техническую сторону астрономии.

Первое знакомство Колгейта с производством ядерного оружия произошло на территории будущей лаборатории в Лос-Аламосе. Он учился в школе для фермерских детей, когда в декабре 1942 года сюда прибыла первая делегация из Вашингтона. Она состояла из впечатляющего числа офицеров и двух гражданских лиц. Сразу после визита было сделано шокирующее заявление — школа должна быть немедленно закрыта. Колгейта и двух других старшеклассников выпустили досрочно. Ребята быстро поняли, что происходит. Те двое гражданских членов делегации, которых представили как мистер Смит и мистер Джонс, на самом деле были учеными — в Лос-Аламос тогда впервые приехали Роберт Оппенгеймер и Эрнест Лоуренс, физик-ядерщик из Беркли и лауреат Нобелевской премии 1939 года. Оппенгеймер лично вручил дипломы трем школьникам, после чего дал указание снести несколько домов бульдозерами и построить на их месте лаборатории и офисы. Как вспоминал Колгейт, этическая сторона решения о сносе школы совершенно не тревожила Оппенгеймера, в отличие от Лоуренса, который был несколько смущен. С этого момента у Колгейта возникло серьезное недоверие к Оппенгеймеру, сохранявшееся на протяжении всей их совместной работы. Однако он все-таки отнесся к «мистеру Смиту» с сочувствием, наблюдая, как тот страдал от ощущения своей вины в деле реализации Манхэттенского проекта, целью которого было создание самого страшного оружия в истории человечества. Колгейт был отпрыском одной из богатейших семей Америки, но свою карьеру делал вполне самостоятельно. Через два года после той судьбоносной встречи в Лос-Аламосе он записался в торговый флот. Потом Колгейт всегда говорил, что это занятие — бороздить океаны и моря — ему чрезвычайно нравилось. Правда, ему пришлось завоевать уважение опытных моряков, которых мало интересовали вундеркинды, главным для них было умение работать.

6 августа 1945 года капитан собрал весь экипаж в кают-компании и сообщил, что Америка сбросила атомную бомбу на Хиросиму. Он добавил, что был бы очень благодарен, если бы мистер Колгейт объяснил им, что это значит. Колгейт кое о чем догадывался, но все его догадки в то время были государственной тайной. Да и вряд ли моряки бы поняли, что при каждом акте деления ядер образуется два или более нейтрона, начинается неконтролируемая цепная реакция, которая и приводит к смертоносному взрыву. Демобилизовавшись в 1946 году, Колгейт поступил в Корнеллский университет и провел там год, изучая электротехнику, а затем решил, что физика гораздо увлекательнее. Эдвин Солпитер вспоминал, какое прекрасное впечатление производил на всех этот необыкновенный молодой человек. Защитив диссертацию по ядерной физике, Колгейт работал в Беркли, а в 1952 году перешел в Ливерморскую национальную лабораторию, недавно созданную Теллером при содействии ВВС США для конкуренции с Лос-Аламосом, где, по мнению Теллера, разработка ядерного оружия велась слишком медленно. Теллер ясно дал понять, что единственная цель Ливерморской лаборатории — создание водородной бомбы. Учитывая репутацию Колгейта, Теллер предложил ему взять на себя систему диагностических измерений для предстоящих испытаний. «Ну конечно. Я всегда с удовольствием занимался взрывчатыми веществами, и, когда разобрался с динамитом, приступил к термоядерной бомбе», — непринужденно объяснял мне Колгейт.

Итак, Колгейту предстояло проанализировать радиоактивные продукты взрыва в атмосфере с помощью специально построенного самолета. Особенно важной была «быстрая диагностика» — измерение спектра энергии нейтронов и гамма-лучей с большой энергией, образовавшихся после взрыва. Ученые хотели понять, насколько хорошо функционировал механизм бомбы, и определить последовательность событий от деления до синтеза в процессе Теллера — Улама, прежде чем все промежуточные компоненты исчезнут.

Новые диагностические приборы требовалось сконструировать как можно быстрее. Испытание первой водородной бомбы «Майк» было намечено провести в том же 1952 году. Работа Колгейта состояла в бесконечных переездах между Ливермором и Лос-Аламосом. Сначала — перелет в Эль-Пасо в Техасе, затем пересадка на самолет, летящий до Альбукерке в Нью-Мексико, а оттуда — уже в Лос-Аламос.

Во время одного из этих перелетов он забрел в бар в Сьюдад-Хуарес, недалеко от Эль-Пасо. Там он разговорился с бывшим морским пехотинцем, который когда-то занимался астрофизикой. Новый приятель Колгейта был южанином. Растягивая слова, он рассказывал, что как-то работал с одним из самых чернокожих людей, которых когда-либо видел в жизни. Он всегда считал, что такие люди глупы, но тот парень оказался умнейшим человеком. «Хотите верьте, хотите нет, — закончил он, — но у него и имя было совершенно сумасшедшее — Чандрасекар!» Колгейт встречался раньше с Чандрой в связи с работой по переносу излучения, но не знал, что индийский ученый что-то сделал и в астрофизике. Тогда вся эта история закончилась жуткой попойкой. После тяжелого похмелья на следующее утро они добрались из Хуареса в Эль-Пасо. Как это у них получилось, Колгейт помнил очень смутно. Из самолета, прилетевшего в Альбукерке, их вынесли. Оттуда новый друг Колгейта направился в Чикаго, а сам Колгейт в ужасном состоянии прибыл в Лос-Аламос, и первым человеком, с которым он столкнулся, был Чандра, тогда — консультант по вопросам предстоящего испытания «Майка». Не раздумывая Колгейт выпалил ему всю эту историю и вдруг почувствовал, что страшно смутился. Однако Чандра просто покатился со смеху. Рассказ ему явно понравился.