В этом году Нобелевскую премию в области физики дали за исследования, связанные с черными дырами — одним из самых экзотических, как их называет Нобелевский комитет, классов объектов во Вселенной. Половина премии достанется 89-летнему британскому математику и физику Роджеру Пенроузу. А вторую между собой поделят 68-летний Райнхард Генцель из Германии и 55-летняя Андреа Гез из США.
Если говорить в более общих чертах, то исследования этих ученых объясняют чрезвычайно сложную природу черных дыр, а также указывают конкретное место в нашем уголке Вселенной, где расположен один из таких объектов.
Где заканчиваются время и пространство
Роджер Пенроуз, по формулировке Нобелевского комитета, открыл, «что возникновение черных дыр достоверно предсказано Общей теорией относительности». Это та самая теория, которую в 1915 году опубликовал Альберт Эйнштейн.
Она заставила совершенно по-новому взглянуть на природу гравитации — того самого явления, которое скрепляет нашу Вселенную. Именно благодаря гравитации из пыли рождаются звезды, она же является причиной их гибели — гравитационного коллапса.
Мощная гравитация, порожденная большой массой, деформирует пространство и замедляет течение времени. А очень большая масса может даже «отсечь и инкапсулировать» фрагмент пространства — так образуется черная дыра.
Эти вещи сложны для понимания в бытовых терминах, которыми мыслит абсолютное большинство из нас. Но ученые доказали их не просто теоретически, но и экспериментально. Например, три года назад Нобелевскую премию по физике дали за обнаружение гравитационных волн при слиянии двух черных дыр. Их существование вытекает из той же самой знаменитой теории.
Возвращаясь к черным дырам, следует сказать, что в их существование как реальных объектов во Вселенной сам Эйнштейн не слишком верил. Но это не мешало ученым решать сложные математические уравнения, из которых теоретически следовало существование черных дыр в некой идеальной Вселенной.
Так было до 1960-х годов. Но в 1963-м были открыты квазары — очень удаленные от нас объекты (они находятся в миллиардах световых лет от нашей Галактики) с чрезвычайно мощным излучением. Наиболее логичное объяснение природы этих новых объектов предполагало существование черных дыр — вполне реальных, а не математических. Сегодня мы уже знаем, что в квазарах действительно есть сверхмассивные черные дыры, поглощающие окружающее их вещество.
Заслуга Роджера Пенроуза заключается в том, что он с математической точки зрения описал черные дыры, какими они есть в реальной Вселенной. Благодаря его работе выяснилось, что у них внутри находится сингулярность — определенное состояние, где заканчиваются время и пространство. Сегодня нет физических теорий, которые могут объяснить феномен сингулярности. Считается, что вклад Роджера Пенроуза в наше понимание Общей теории относительности является крупнейшим со времен Альберта Эйнштейна.
