Интерстеллар: наука за кадром - Кип Торн

5

Flashdance, режиссер Эдриан Лайн, 1983. The Fisher King, режиссер Терри Гиллиам, 1991. Contact, режиссер Роберт Земекис, 1997. How to Lose a Guy in 10 Days, режиссер Дональд Перти, 2003. В двух последних играл Мэттью Макконахи. Прим. ред.

6

The Perils of Pauline — название двух сериалов (1914, 1933) и двух фильмов (1947, 1967), над героинями которых то и дело нависает новая опасность. Прим. перев.

7

Краткое название Калифорнийского технологического института. Прим. ред.

8

Big Bang, дословно — «Большой бабах». Прим. перев.

9

Введите в поисковике Google «gravitational waves from the big bang» («гравитационные волны большого взрыва») или «СМВ polarization» («поляризация реликтового излучения»), чтобы прочитать об этом потрясающем открытии, сделанном в марте 2014 года. Некоторые подробности я раскрою в конце главы 16. Прим. автора.

В марте 2014 года действительно было заявлено о детектировании ненулевых возмущений реликтового излучения, но ряд авторов оспорили результаты эксперимента. Одним из основных контраргументов было игнорирование вклада эффектов межзвездной пыли. Прим. науч. ред.

10

Световой год — это расстояние, которое свет преодолевает за один год: около ста триллионов километров. Прим. автора.

11

Выражаясь более научно, ее масса в миллион или более раз превышает солнечную, то есть на некотором фиксированном удалении сила ее гравитационного притяжения эквивалентна силе притяжения миллиона Солнц. Прим. автора.

12

В этой книге я использую слова «масса» и «вес» как синонимы. Прим. автора.

13

Здесь имеется в виду соотношение между массой черной дыры и ее радиусом Шварцшильда, который характеризует горизонт событий. Прим. науч. ред.

14

Механизм верно описан для полярного сияния на Земле. Для других планет наиболее яркие линии в спектре излучения определяются составом атмосферы. Так, для Юпитера наиболее яркой будет линия излучения водорода в ультрафиолетовом спектре. Прим. науч. ред.

15

Среди российских физиков бытует термин «релятивистская струя». Прим. перев.

16

Современная наука предполагает, что вакуум представляет собой не полное отсутствие каких-либо объектов (частиц, излучений и т. д.), а сложную структуру, и частицы понимаются как некие возбуждения над вакуумом. Прим. науч. ред.

17

Скажем, если энергия световых волн подвержена сильнейшим квантовым флуктуациям, которые настолько значительны, что случайным образом чрезвычайно сильно искривляют пространство и время. Такие искривления выходят за рамки законов относительности Эйнштейна, а их влияние на световые волны лежит за рамками квантовой теории света. Прим. автора.

18

Выражение «пылкий брак» пустил в ход мой научный руководитель Джон Уилер, настоящий мастер по части метких названий. Кроме того, Джону принадлежат выражения «черная дыра» и «червоточина», а также фраза: «У черных дыр нет волос» (см. главу 6). Однажды он рассказал мне, что часами лежит в теплой ванне, воспаряя разумом в поисках подходящего слова. Прим. автора.

19

См. приложение «Некоторые технические примечания» в конце книги. Прим. автора.

20

Эффект состоит в испускании излучателем гамма-квантов без отдачи. Важным свойством этого излучения является чрезвычайно малая ширина линии излучения (спектр состоит «почти из одной частоты»), что позволяет проводить ряд тонких измерений в различных экспериментах. Прим. науч. ред.

21

Впрочем, см. начало главы 24. Прим. автора.

22

Под «ровным» имеется в виду пространство — время нулевой кривизны. Прим. науч. ред.

23

Неизменной с учетом очевидных замедлений из-за взаимодействия с электронами в межпланетном пространстве (так называемые «плазменные поправки»). Прим. автора.

24

Эта закономерность является проявлением принципа Ферма, одного из фундаментальных принципов физики, связанного с принципом наименьшего действия. Прим. науч. ред.

25

В 1907 году Эйнштейну подумалось, что если бы он свалился, например, с крыши своего дома, то во время падения не чувствовал бы гравитации. Он называл эту мысль «счастливейшей в своей жизни», поскольку она сподвигла его на изучение гравитации, благодаря чему, в свою очередь, появились идея об искривлении времени и пространства и законы, которым это искривление подчиняется. Прим. автора.

26

Можно также утверждать, что изменение геометрии пространства — времени (искривление пространства черной дыры) динамически связано с изменением энергии материи, заполняющей пространство — время, что и выражается уравнениями Эйнштейна. Изменение одного неизбежно влечет изменение другого. Прим. науч. ред.

27

Слаба настолько, что уравнения движения Ньютона почти идеально описывают движение планет, за исключением некоторых случаев, например одного из первых открытых эффектов общей теории относительности — смещения перигелия Меркурия. Но и это смещение мало — 43' за целое столетие. Прим. науч. ред.

28

Интересно, что если перейти в систему тела, падающего в черную дыру, то время (измеренное в его собственной системе отсчета) достижения гравитационного радиуса оказывается конечным, хотя с точки зрения стороннего наблюдателя это происходит бесконечно долго. Прим. науч. ред.

29

Иначе говоря, временное и пространственные измерения переходят друг в друга и временная компонента метрического тензора меняет знак на тот, который характерен для пространственной. Прим. науч. ред.

30

Если путешествие назад во времени возможно, его получится совершить, лишь отправившись в космос и вернувшись прежде своего отлета. Нельзя перемещаться назад во времени, не меняя положения в пространстве, тогда как все вокруг вас продолжает двигаться по времени вперед. Подробнее об этом см. в главе 30. Прим. автора.

31

Это так называемый эффект полного увлечения эргосферой, описываемой в тексте областью близ горизонта событий. В эргосфере ни одна частица не может находиться в покое. Прим. науч. ред.

32

Астеризм — небольшая, легко различимая группа звезд, обычно часть какого-либо созвездия. Прим. ред.

33

Дословный перевод фразы «У черных дыр нет волос» на французский звучит так неприлично, что французские издатели до последнего не хотели включать ее в переводное издание. Но тщетно. Прим. автора.

34

Если вас интересуют точные цифры, см. приложение «Некоторые технические примечания» в конце книги. Прим. автора.

35

Пожалуй, вернее было бы взять массу в 200 миллионов Солнц, но я выбрал 100 миллионов, чтобы упростить расчеты. Прим. автора.

36

См. рис. 17.2 и пояснения к нему в главе 17. Прим. автора.

37

Иначе говоря, скорость вращения Гаргантюа равна 0,99999999999999 от предельной. Прим. автора.

38

Пока ТАРС падал, «Эндюранс» находился не на сильном отдалении, а на критической орбите вблизи горизонта, вращаясь вокруг Гаргантюа примерно с той же скоростью, что и ТАРС. Поэтому Амелия Брэнд, находясь в «Эндюранс», не видит, что ТАРС на большой скорости летит вокруг дыры. Подробнее об этом в главе 27. Прим. автора.

39

Вероятность обнаружить в нужном месте и в нужное время черную дыру средней массы невелика, но в рамках научной фантастики это допустимо, поскольку не нарушает законов физики. Прим. автора.

40

Угловой диаметр — в астрономии: видимый диаметр небесного тела, выраженный в угловых мерах. Радиан — единица измерения углов; угол, соответствующий дуге, длина которой равна ее радиусу; 1 радиан = 57,3°. Прим. ред.