Предисловие редактора перевода
Давно прошли те времена, когда космос представлялся неким совершенным «механизмом» — своего рода подобием старинных часов — с вечным и неизменным круговоротом светил, движущихся по предначертанным природой идеальным орбитам.
Такой «мирный» образ Вселенной, возникающий в воображении человека, когда он смотрит в ясную ночь на звездное небо, объясняется не только относительной краткостью человеческой жизни — и даже всей истории человечества — по сравнению с временем эволюции небесных тел. Дело еще и в том, что сведения о наиболее быстротекущих, взрывных процессах, происходящих буквально мгновенно даже по человеческим представлениям, чаще всего приносят нам электромагнитные излучения таких видов, которые невозможно наблюдать глазом и с помощью обычных наземных телескопов.
Открытия последних десятилетий, которые установили важность «неистовых» процессов во Вселенной, связаны со стремительным развитием техники астрофизических наблюдений и особенно с созданием космических обсерваторий. Только благодаря этим достижениям стали доступны для изучения ультрафиолетовое, инфракрасное, рентгеновское и гамма-излучения.
В то же время огромные успехи были достигнуты в теоретической физике и астрофизике. Теория эволюции звезд, гигантских газовых облаков и других небесных тел показала неизбежность катастрофически быстрых изменений на определенных этапах их жизни. Теория позволила также разобраться в целом ряде на первый взгляд загадочных данных, полученных при астрофизических наблюдениях. В результате сформировалась сложная, порой противоречивая и во многом еще неясная до конца картина бурных, резко нестационарных явлений во Вселенной.
Об этом и рассказывает книга известного индийского астрофизика, профессора Тата-института фундаментальных исследований в Бомбее, Джайанта Нарликара. Она знакомит с процессами, наиболее кардинально влияй щими на развитие небесных тел, их систем и даж( самой Вселенной. Гораздо меньше внимания автор уделясз деталям строения тех или иных небесных тел, ибо главная его задача — показать космос в его непрерывной и стремительной эволюции.
Книга знакомит читателя с основными положениями ньютоновской и эйнштейновской теории гравитации. Это связано с тем, что причиной многих бурных процессов, происходящих во Вселенной, вероятно, являются черные дыры — объекты, предсказанные общей теорией относительности. Черная дыра — это подлинный «герой» книги Дж. Нарликара, что отражает важную роль, которую играют черные дыры в современных астрофизических теориях. Читатель многое узнает о физике вращающихся черных дыр, квантовых процессах, происходящих в их окрестности, и других явлениях, связанных с этими необычными объектами.
Черные дыры и нейтронные звезды возникают в конце жизни достаточно массивных звезд. Поэтому в книге весьма подробно рассказывается об «умирании» таких звезд, протекающем весьма бурно, о взрывах сверхновых звезд и их последствиях. С нейтронными звездами связаны такие мощные и необычные источники электромагнитного излучения, как пульсары.
Нейтронные звезды и черные дыры «ответственны» и за источники рентгеновского излучения в двойных системах, которым немало внимания уделено в этой книге. Рентгеновское излучение дает возможность обнаружить релятивистские объекты во Вселенной и позволяет детально их изучать.
Еще более грандиозные явления наблюдаются в центральных ядрах галактик и в квазарах. По-видимому, взрывы, мощное выделение энергии и истечение газа в ядрах галактик и в квазарах связаны с наличием в этих объектах сверхмассивных черных дыр. Процессы в галактических ядрах и квазарах до сих пор не разгаданы полностью и это, безусловно, одна из интереснейших проблем современной астрофизики.
Наконец, последние главы книги посвящены самому величественному из неистовых явлений — расширяющейся Вселенной. Автор здесь достаточно лаконичен: внимание сосредоточено главным образом на самом начале космологического расширения, которое было поистине неистовым. Здесь автор знакомит читателя с самыми последними гипотезами о причинах Большого взрыва Вселенной, основанными на новейших достижениях современной теории элементарных частиц и физических взаимодействий.
В заключительной главе изложены возможные нестандартные объяснения красного смещения в спектрах галактик и природы квазаров. Автор придерживается мнения, что возможно создание теории тяготения, отличной от эйнштейновской. Об этой главе, как нам кажется, следует сказать особо. При построении своей нестандартной теории тяготения автор основывается на так называемом «принципе Маха». Этот принцип, выдвинутый еще в начале нашего столетия австрийским физиком Эрнстом Махом, пытается объяснить свойства инертности тел. Мах считал, что сопротивление тел ускоряющей силе — инерция, характеризуемая массой тела,— обусловлено гравитационным взаимодействием тела со всем остальным веществом Вселенной. Общая теория относительности Эйнштейна показала, что это не так, что инерция не вызывается тяготением. Несколько упрощенно можно сказать, что современные теории фундаментальных физических взаимодействий рассматривают происхождение инертной массы как результат несимметрии во взаимодействии элементарных частиц, точнее — несимметрии свойств физического вакуума.
Поэтому идеи теории Дж. Нарликара подавляющее большинство специалистов не разделяют. Факт расширения Вселенной и другие положения космологии доказаны совершенно надежно.
Тем не менее мы полагаем, что читателю будет небезынтересно познакомиться с авторской концепцией, которая может служить примером особой, «нестандартной» точки зрения. Подобные «пекулярные» теории нередко возникали в истории науки; критический разбор и осмысление их способствуют более точной формулировке положений главной линии развития физики.
Книга Дж. Нарликара написана ярко, увлекательно и дает возможность ощутить живую творческую мысль ученых. (Популярный характер книги и образность авторского повествования порой приводят к несколько неточным формулировкам и выражениям типа «Вселенная рождается», «возникновение Вселенной» и т. д. Во всех этих случаях речь идет, безусловно, о начале расширения Вселенной.) Она адресована самому широкому кругу читателей—для ее понимания достаточно школьных знаний по физике и астрономии. Иногда автор, правда, пользуется простыми формулами, но это не затрудняет, а скорее облегчает чтение и понимание, ибо простая формула, используемая к месту в научно-популярной литературе, делает изложение гораздо яснее и лаконичнее, чем пространные словесные пояснения.
Для более подготовленного читателя, желающего глубже разобраться в затронутых в книге проблемах, автор вводит в основной текст «дополнения» — небольшие вставки, где кратко поясняются некоторые важные вопросы, но уже на специальном, «полупрофессиональном», языке— с большим количеством формул. Кроме того, в конце книги имеется ряд приложений, где разъясняются некоторые специальные вопросы. Лучшему пониманию материала способствует также словарь терминов.
Нам думается, что избранная автором форма изложения очень удачна для научно-популярной книги, которая имеет целью рассказать о серьезных проблемах, лежащих на переднем крае современной науки, читателям с разным уровнем подготовки и с разной глубиной интереса. Мы надеемся, что яркая книга проф. Дж. Нарликара привлечет внимание советского читателя.
И. Новиков
