Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Чудовища доктора Эйнштейна: о черных дырах, больших и малых

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 750993.01.99
Доступ онлайн
150 ₽
В корзину
Наши представления о черных дырах чаще всего основываются на популярных мифах и нескольких общеизвестных научных фактах. Описывая историю исследования черных дыр, Крис Импи с легкостью развенчивает наиболее распространенные заблуждения и приоткрывает дверь в загадочный мир далеких звезд и их невидимых, но влиятельных спутниц. В этой книге история астрофизики предстает как череда потрясающих открытий, сделанных несколькими поколениями увлеченных и талантливейших ученых, сумевших описать прошлое, настоящее и будущее космического пространства, вычислить приблизительное местоположение ближайших черных дыр и предположить, что ждет Вселенную через миллионы лет. Живое, увлекательное повествование и подробные объяснения делают книгу понятной для любого читателя - от ученого-физика до школьника. Книга будет интересна и тем, кто планирует связать свое будущее с астрофизикой, и тем, кто давно интересуется вопросами рождения, жизни и умирания звезд и галактик.
Импи, К. Чудовища доктора Эйнштейна: о черных дырах, больших и малых / Крис Импи ; пер. с англ. - Москва : Альпина нон-фикшн, 2020. - 374 с. - ISBN 978-5-00139-106-7. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1222542 (дата обращения: 29.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
Посвящается Дине, 
любимой и вдохновляющей

EINSTEIN’S MONSTERS

The Life and Times of Black Holes

Chris Impey

Москва
2020

Перевод с английского

Ч У Д О В И Щ А

Д О К Т О Р А
Э Й Н Ш Т Е Й Н А

К Р И С  И М П И

О ЧЕРНЫХ ДЫРАХ, 
БОЛЬШИХ И МАЛЫХ

ISBN 978-5-00139-106-7 (рус.)
ISBN 978-1324000938 (англ.)

Все права защищены. Никакая часть этой книги 
не может быть воспроизведена в какой бы то ни было 
форме и какими бы то ни было средствами, включая 
размещение в сети интернет и в корпоративных 
сетях, а также запись в память ЭВМ для частного или публичного использования, без письменного 
разрешения владельца авторских прав. По вопросу 
организации доступа к электронной библиотеке издательства обращайтесь по адресу mylib@alpina.ru

© Chris Impey, 2019 
© Издание на русском языке, перевод, оформление. 
ООО «Альпина нон-фикшн», 2020

УДК 524.8
ББК 22.632
 
И54

Переводчик Наталья Кияченко
Научный редактор Дмитрий Вибе, д-р физ.-мат. наук
Редактор Ирина Сисейкина

Импи К.

И54  
Чудовища доктора Эйнштейна: О черных дырах, больших 
и малых / Крис Импи ; Пер. с англ. — М. : Альпина нон-фикшн, 
2020. — 374 с.

ISBN 978-5-00139-106-7

Наши представления о черных дырах чаще всего основываются на популярных мифах и нескольких общеизвестных научных 
фактах. Описывая историю исследования черных дыр, Крис Импи 
с легкостью развенчивает наиболее распространенные заблуждения 
и приоткрывает дверь в загадочный мир далеких звезд и их невидимых, но влиятельных спутниц. В этой книге история астрофизики 
предстает как череда потрясающих открытий, сделанных несколькими поколениями увлеченных и талантливейших ученых, сумевших 
описать прошлое, настоящее и будущее космического пространства, 
вычислить приблизительное местоположение ближайших черных дыр 
и предположить, что ждет Вселенную через миллионы лет. Живое, 
увлекательное повествование и подробные объяснения делают книгу 
понятной для любого читателя — от ученого-физика до школьника. 
Книга будет интересна и тем, кто планирует связать свое будущее 
с астрофизикой, и тем, кто давно интересуется вопросами рождения, 
жизни и умирания звезд и галактик.

УДК 524.8
ББК 22.632

Эта книга издана в рамках программы 

«Книжные проекты Дмитрия Зимина» 

и продолжает серию «Библиотека «Династия». 

Дмитрий Борисович Зимин — 

основатель компании «Вымпелком» (Beeline), 

фонда некоммерческих программ «Династия» 

и фонда «Московское время».

Программа «Книжные проекты Дмитрия Зимина» 

объединяет три проекта, 

хорошо знакомые читательской аудитории: 

издание научно-популярных 

переводных книг «Библиотека «Династия», 

издательское направление фонда «Московское время» 

и премию в области русскоязычной 

научно-популярной литературы «Просветитель».

Подробную информацию 

о «Книжных проектах Дмитрия Зимина» 

вы найдете на сайте 

ziminbookprojects.ru.

Содержание

Предисловие 
11

Часть I.  Свидетельства существования черных дыр, 
больших и маленьких 
15

1. Сердце тьмы 
17
Английский священник выдумывает темные звезды 
18
Вклад великого французского математика 
20
Понимание ткани пространства и времени 
22
Сингулярность и внезапно прерванная жизнь 
29
Повелитель сжатий и расширений 
31
Поиск названия для непостижимого 
34
Гений сражается с гравитацией и болезнью 
37
Пари о черных дырах 
44
Золотой век теории черных дыр 
48

2. Черные дыры, рожденные смертью звезд 
53
Силы света и тьмы 
54
Гравитация и тьма окончательно побеждают 
57
Поиски первого черного лебедя 
63
Как взвесить невидимого партнера по вальсу 
67
Подлинные черные дыры 
70
Использование гравитационной оптики 
76
Физика на краю Мальстрема 
79
Экскурсия в бестиарий двой ных звезд 
83

3. Сверхмассивные черные дыры 
89
Единственный радиоастроном в мире 
90
Галактики с яркими ядрами 
93
Радиоастрономия достигает зрелости 
96
Астроном из Нидерландов открывает квазары 
103
Астрономы коллекционируют далекие светящиеся точки 
107
Выдвижение гипотезы о массивных черных дырах 
112
Картирование радиоджетов и лепестков 
114
«Зоопарк» активных галактик 
120
Вопрос восприятия 
125

4. Гравитационные двигатели 
129
Большая черная дыра по соседству 
130
Звезды на краю бездны 
136
Темное ядро в каждой галактике 
139
Рис, барон из Ладлоу, укрощает чудовище 
144
Как изучать Вселенную с помощью квазаров 
148
Черные дыры: счет на тысячи 
152
Энергия аккреции в космосе 
161
Массивные черные дыры —  не страшные 
165

Часть II.  Черные дыры: 
прошлое, настоящее и будущее 
169

5. Жизнь черных дыр 
171
Семена Вселенной 
172
Первый свет и первая тьма 
174
Рождение черной дыры в звездном катаклизме 
179
Поиск недостающих звеньев 
185
Компьютерное моделирование экстремальной гравитации 190
Как растут черные дыры и галактики 
198
Вселенная как черная дыра 
204
Лабораторная черная дыра 
206

6. Черные дыры как проверка теории гравитации 
211
Гравитация от Ньютона до Эйнштейна и далее 
212
Как черные дыры влияют на пространство- время 
218
Как черные дыры влияют на излучение 
223
По ту сторону железного занавеса 
229
Рентгеновское мерцание на краю бездны 
231
Когда черная дыра съедает звезду 
234
Swift J1644+57: возникновение релятивистского джета 
235
Вращение черной дыры 
238
Телескоп горизонта событий 
243

7. Учимся смотреть глазами гравитации 
249
Видеть Вселенную по-новому 
250
Колебания пространственно-временного континуума 
255
Эксцентричный миллионер и инженер- одиночка 
259
Когда сталкиваются черные дыры 
266

Самый точный прибор в истории 
270
Познакомьтесь с мастером гравитации 
279
Взгляд на Вселенную глазами гравитации 
283
Столкновения и слияния массивных черных дыр 
290
Гравитация и Большой взрыв 
294

8. Судьба черных дыр 
299
Новая эпоха изучения гравитации 
300
Квазар у нас под боком 
306
Слияние с Андромедой 
309
Самые большие черные дыры во Вселенной 
313
Эра звездных остатков 
319
Будущее испарение и распад 
321
Жизнь среди черных дыр 
324

Благодарности 
333

Примечания 
334

О звезды, с неба не струите света
Во мрак бездонный замыслов Макбета! *

Уильям Шекспир. Макбет. Акт 1, сцена 4

* 
Пер. Ю. Корнеева.

Предисловие

Черные дыры —  самые известные и самые загадочные объекты Вселенной. Используя этот термин в обычной жизни, 
мы представляем нечто втягивающее в себя все вокруг. 
О черных дырах говорят в фильмах и романах, этот образ 
освоила и поп-культура. Черная дыра стала олицетворением 
тайны —  зловещей тайны. Я метафорически называю их 
«чудовища Эйнштейна». Это мощные силы, не подвластные 
никому. Черные дыры придумал не Эйнштейн, но именно 
он предложил лучшую на сегодняшний день теорию гравитации, которую мы используем для того, чтобы понять 
их суть 
1.
Распространенное среди большинства людей понимание 
черных дыр в корне неверно. Это не космические пылесосы, 
поглощающие все вокруг. Черные дыры лишь искривляют 
пространство и время в непосредственной близости у горизонта событий. На черные дыры приходится малая доля 
массы Вселенной, и ближайшие находятся в квинтиллионах километров от нас. Едва ли их можно использовать 
для путешествий во времени или полетов в другие вселенные. Мало того, черные дыры —  даже не черные! Они испускают поток излучения и элементарных частиц и, по сути, 
являются частями бинарных систем, в которых газ, падающий в черную дыру, нагревается и ярко светится. Черные дыры необязательно опасны. Оказавшись в центре одной из многочисленных галактик, вы провалитесь в черную 

Ч УД О В И Щ А  Д О К ТО РА  Э Й Н Ш Т Е Й Н А

дыру и, скорее всего, ничего не почувствуете, хотя вряд ли 
вам удастся рассказать об увиденном.
Эта книга познакомит вас с черными дырами, большими и малыми. Черные дыры кажутся простыми объектами, но математика, необходимая для их понимания, 
невероятно сложна. Мы познакомимся с учеными, рассказавшими человечеству о черных дырах: от смелых мыслителей прошлого, которые сотни лет назад задумались о существовании черных звезд, до физиков, ломающих голову 
над общей теорией относительности —  и не только.
Понять, что такое черные дыры, невозможно без общей 
теории относительности Эйнштейна, разработанной более 
100 лет назад. Согласно этой теории, пространство и время 
искривляются материей. В случаях экстремально высокой 
концентрации массы область пространства буквально «выдавливается» из Вселенной и ничто не может прорваться 
наружу, даже свет. Это и есть черные дыры. Однако сам 
Эйнштейн сомневался в их реальности. И не он один —  
многие выдающиеся физики оспаривали их существование.
Тем не менее они существуют. В течение 40 лет накапливались доказательства того, что никакие силы природы 
не могут противостоять гравитационному коллапсу ядра 
умершей массивной звезды. Газовый шар —  в десятки раз 
больше Солнца —  схлопывается в темный объект размером с небольшой городишко. Не так давно выяснилось, 
что в центре каждой галактики имеется массивная черная дыра —  массы таких дыр могут различаться в миллиарды раз.
Изучая «места обитания» черных дыр, мы познакомимся 
с бинарными системами, где черная дыра кружится в гравитационном вальсе с нормальной звездой. Мы узнаем, что 
самое убедительное доказательство существования черных дыр находится в центре нашей Галактики, где десятки 

П Р Е Д И С Л О В И Е

13

звезд роятся, как разъяренные пчелы, вокруг темного объекта весом 4 млн солнечных масс. Когда массивные черные 
дыры, имеющиеся во всех галактиках, выходят из спячки 
и начинают расти, их видно с расстояния в миллиарды 
световых лет. Эти гравитационные механизмы являются 
самыми мощными источниками излучения во Вселенной.
Недавно физики научились смотреть «глазами гравитации», регистрируя гравитационные волны. При столкновении 
две черные дыры вызывают колебания пространственно- 
временного континуума, распространяющиеся повсюду 
со скоростью света и несущие информацию о случившейся 
катастрофе. Появился новый метод изучения черных дыр —  
как и любых других ситуаций, для которых характерна сильная и изменчивая гравитация. Существование гравитационных волн доказывает —  если вам еще нужны какие-то 
доказательства —  тот факт, что природа создает черные 
дыры. Каждые пять минут где-то во Вселенной сливается 
пара черных дыр, и гравитационные волны распространяются по космосу.
Наши знания о черных дырах все еще довольно скудны. 
Эти объекты продолжают изумлять и восхищать нас. Благодаря черным дырам появляются новые способы проверки 
общей теории относительности. Никто не знает, подтвердится ли в итоге теория —  или будет опровергнута. Вопросы, касающиеся потери информации в черных дырах, 
ее возможного кодирования на горизонте событий вызывают яростные споры. С помощью черных дыр физики- 
теоретики надеются подтвердить теорию струн, завершить 
наконец попытку Эйнштейна объединить квантовую механику и общую теорию относительности.
Книга состоит из двух частей. В первой рассматриваются доказательства существования черных дыр всех размеров: от тех, что слегка больше Солнца, до гигантов массой 

Доступ онлайн
150 ₽
В корзину