Мы надеемся, что книга Дж. Нарликара «От чёрных облаков к чёрным дырам» будет с интересом встречена всеми, кто интересуется современной физикой и астрофизикой и хочет получше узнать, как устроен тот мир, в котором мы живём.

А. Берков

Предисловие

Извечная тяга человека к небесам нашла самые разные пути своего выражения - от поэтических фантазий до фундаментальных философских размышлений и глубоко укоренившихся религиозных верований. Наука вступила в игру сравнительно недавно, добившись при этом успехов, достойных всяческой похвалы.

Действительно, на первый взгляд кажется дерзостью даже пытаться применять научные законы, открытые при очень ограниченных условиях здесь, на Земле, к небесным телам, удалённым на несколько световых лет от нас или ещё дальше. В противоположность своему коллеге в одной из других областей науки, который может потрогать руками и повозиться с объектами своего исследования, астрофизик вынужден беспомощно наблюдать их с огромных расстояний. Поэтому вызывает восхищение уже то, что здесь удалось добиться хоть какого-то успеха. Но это не все! Можно утверждать, что астрономия внесла свежую струю в наше понимание физического мира, и ничто не могло бы её заменить. Например, если бы не астрономические наблюдения планет и спутников, закон тяготения (являющийся одним из четырёх фундаментальных законов физики) долго оставался бы неоткрытым.

Ни одна из ветвей астрофизики не может похвастаться таким впечатляющим списком достижений, как изучение внутреннего строения звёзд и их эволюции во времени. Задолго до того, как физики в лабораториях только задумались о реакции ядерного синтеза как источнике энергии, астрофизики уже построили модели звёзд, основанные на этом процессе. Благодаря изучению звёздной эволюции мы получили ключ к пониманию происхождения множества химических элементов, обнаруженных во Вселенной. Даже такие загадочные объекты, как чёрные дыры, естественно, находят своё место в истории жизни звёзд.

Цель этой маленькой книги заключается в том, чтобы рассказать эту историю на самом простом языке, без технических деталей, и передать неподготовленному читателю то возбуждение, которое движет астрофизиками, увлекая их вперёд к ещё более грандиозным целям. К этим «горячим точкам» астрономии относятся, например, загадка того, как образуются галактики, состоящие из сотен миллиардов звёзд, другая загадка - о том, что является источником энергии необычайно ярких и в то же время необычайно компактных квазаров, и, конечно, наиболее фундаментальный вопрос о происхождении Вселенной в целом. Благодаря способности, понять, что происходит внутри звёзд, астрономы уверены сегодня, что и на эти вопросы будет получен хотя бы частичный ответ в не столь отдалённом будущем.

Первые четыре главы книги служат подготовке к звёздной одиссее. История жизни звезды начинается в, гл. 5 - внутри тёмных на взгляд межзвёздных облаков. Она заканчивается в гл. 10 описанием того, как неосторожная звезда, приобретшая под конец жизни слишком большую массу, завершает своё существование чёрной дырой. В промежуточных главах рассказывается о том, как можно объяснить меняющиеся физические характеристики звезды с помощью известных нам здесь и сейчас законов физики. Но, как подчёркивается в последней главе книги, все ещё остаются некоторые загадки в этой сравнительно хорошо понятой части астрофизики.

Хотя и была сделана попытка изложить вопрос максимально просто, все же не удалось избежать нескольких формул. Аналогично, кое-где пришлось использовать степени десяти и логарифмы. Можно надеяться, что незнакомые с этими вещами читатели с пользой прочтут приложение в конце книги.

Эта книга была написана для издательской компании World Scientific по предложению проф. Фуа, и я благодарен ему за помощь и поддержку. Подготовка иллюстраций и фотографий очень упростилась благодаря помощи художественного и фотографического отделов Института фундаментальных исследований им. Тата. Наконец мне приятно поблагодарить Савана за быструю и аккуратную перепечатку рукописи.

Бомбей, Индия

Джайант Нарликар

Глава 1

О ЗВЕЗДАХ И ЛЮДЯХ

Когда яркая звезда Альфа Центавра осталась далеко ко позади, три обитателя маленького космического корабля пробудились от своего искусственно вызванного сна. Приближалось время действий.

Первым вернулся в нормальное состояние Профессор. Два его ученика и помощника чувствовали себя все ещё не очень уверенно, но вскоре чёткие инструкции Профессора окончательно пробудили их и напомнили о предстоящих обязанностях.

«Очень скоро мы приблизимся к планете X, на которой, как известно, существуют разумные и сравнительно высокоразвитые формы жизни. В подходящий момент я высажу вас обоих на поверхность планеты. Конечно, вы будете должным образом снаряжены, с тем чтобы выжить там столько времени, сколько захотите. Благодаря имеющемуся у вас сложному оборудованию ваше пребывание на планете X останется незамеченным её обитателями. Ваша главная задача состоит в том, чтобы выяснить все об этих созданиях: как они рождаются, как растут, как живут и как умирают. Вы сможете связаться со мной с помощью выданных вам сигнализаторов; когда вы все закончите, я заберу вас обратно на корабль».