Теория поля

– А Демидов, значит, не должен! – не смог удержаться Жидков.

– Да нет, конечно, должен. Но я сейчас не про это. Самое главное в другом. По факту группа уже давным-давно живет и развивается в соответствии с идеями Козырева, по его планам, по его мыслям. Он не в состоянии объяснить нам, почему следует поступить так, а не иначе. У него столько вариантов, столько возможных направлений развития идеи! В его голове причудливо переплетаются ветви столь раскидистого дерева, нарисовать которое нет никакой возможности. Потому что оно живое. Оно постоянно меняется: старые, отжившие свой век ветки-идеи отмирают, но тут же взамен них рождаются новые. Да, мы можем ему помочь. Можем направить, натолкнуть как-то. Можем проверить часть из его гениальных идей на практике. Но поверьте, насколько проще и эффективнее будем работать мы, вся группа в целом, если ему не придется постоянно убеждать, объяснять нам весь ход своих мыслей. Уверяю вас, он и половины имеющихся у него идей не выносит на всеобщее обсуждение по той простой причине, что не знает, как донести до нас смысл этих задумок. Поэтому, друзья, коллеги, давайте еще раз подумаем, быть может, сейчас как раз тот момент, когда нам следует принять хоть и сложное, но все же единственно верное решение!

Увидев, что Малахов закончил, Жидков тут же вскочил со своего места, но не успел сказать и слова, заметив красноречивый жест Ибрагимова. Субординация в органах соблюдалась неукоснительно. Слово взял директор «почтового ящика» Вахтанг Зурабович Меладзе:

– Я, конечно, безмерно уважаю нашего дорогого Евгения Михайловича и понимаю в целом ход его мыслей, но все-таки как-так, он же кандидатскую диссертацию недавно только защитил! Он мальчик совсем еще, ученым даже назвать трудно! Способности, талант – это все хорошо, мы понимаем, но ему нужно поучиться еще пока у своих старших товарищей. А его идеи обязательно найдут понимание и поддержку у других членов группы. Ведь группа для того и создавалась, чтобы каждый мог высказать свои идеи. Так что же теперь каждого мы должны сделать руководителем? Тогда у нас вся группа будет состоять из одних руководителей.

– Да, молод, – поддержал Меладзе один из академиков, – и это как раз тот случай, когда молодость является существенным недостатком. Потому что молодость это прежде всего горячность, склонность к принятию необдуманных решений. Я же не должен напоминать присутствующим причину, по которой мы сегодня выбираем нового руководителя? Так вот, мы ни при каких условиях не можем допустить повторения известных событий. Понимаете, коллеги, «ни при каких условиях»! Иначе нас всех просто-напросто разгонят к чертовой бабушке! А за Козыревым водились подобные грешки! Да-да, он часто берет на себя слишком много. Непозволительно много!

Роман Валерьевич не сводил взгляда с Ибрагимова, и тот, наконец, кивнул ему, разрешая тем самым его выступление. Речь Жидкова была длинной и эмоциональной, но вполне здравой и логичной. Конечно, Малахов, да и многие другие в зале понимали, что дело тут скорее в личных мотивах, в зависти и в обидах, но против убийственных аргументов возражать было довольно сложно. Да и Козырев предоставлял огромное количество поводов для критики. Что поделать, неординарные люди склонны часто к импульсивным поступкам, манера их поведения не всегда легко принимается посредственными умами.

Ибрагимов лишь безмолвно наблюдал за выступлениями ораторов, пытаясь на основании услышанного сформировать собственную точку зрения. Он ни разу еще не пожалел о принятом некогда решении включить Козырева в состав группы. Как раз ему-то молодой ученый откровенно импонировал. Наблюдая со стороны за ходом дел в группе, несмотря даже на предвзятые доклады Жидкова, Георгий Александрович искренне восхищался блистательным, живым умом юного гения. Однако генерировать идеи это одно, а руководить мощным, тщательно подобранным коллективом, возглавлять сложнейшие исследования – совершенно другое. Справится ли с этим Козырев? Способен ли он увлечь, организовать людей? Направить их энергию в верное русло. Сможет ли день за днем решать целый ворох административных проблем, не погрязнет ли в рутине? Хватит ли у него авторитета, чтобы руководить заслуженными, известными учеными? Опытный, умудренный жизнью полковник сильно в этом сомневался.

Его, который всегда считал себя рассудительным человеком, удивил даже сам факт того, что он серьезно собирается над этим думать. Конечно, маловероятно, чтобы Малахов сумел зародить сколь-нибудь значимые сомнения, его решение все равно останется без изменений, но еще час назад, до выступления профессора, он и подумать не мог, что сегодняшнее заседание закончится безрезультатно. Попытка «поиграть в демократию» провалилась. Значит, решение будет принято в авторитарном порядке. Наша российская демократия имеет возможность воплотиться в жизнь лишь только тогда, когда целиком и полностью совпадает с мнением начальства. Но, может быть, это и неплохо?

Как бы там ни было, но неожиданное вмешательство Малахова большого успеха не принесло. Евгений Михайлович ехал домой с полной уверенностью в бесплодности сделанной попытки. На душе остался неприятный осадок, проигрывать всегда неприятно, но зато совесть во внутреннем диалоге с уязвленным самолюбием приводила вполне убедительные аргументы в защиту столь внезапно принятого решения. Действительно, ведь профессор высказал честно и открыто свое мнение, зная заранее об отрицательном настроении аудитории. И пусть это не дало желаемого результата, но, с другой стороны, он теперь сможет смело и открыто смотреть в глаза Козыреву, который является не только талантливым ученым и коллегой, но и его давним преданным другом.

«Да, пожалуй, все-таки я поступил правильно», – подумал в последний раз Малахов, перед тем как открыть дверь своего подъезда и полностью переключить мысли на мирные, домашние темы.

Глава 13

«Почтовый ящик», в котором располагалась лаборатория, или, точнее сказать, «штаб-квартира», научной группы «Вихрь» и официально числился старший научный сотрудник Арсений Козырев, шефствовал над одной из московских общеобразовательных школ. Дети многих сотрудников института учились в этой школе, и ученые общались с учениками не формально, как это часто бывает, а с подлинным интересом и любовью. Организовывались экскурсии в лаборатории института, в другие интересные места, связанные с ядерной физикой. Однажды дети посетили даже учебный ядерный реактор в одном из московских физических вузов. Нередки были и обратные визиты. Школьники с большим удовольствием принимали ученых у себя, готовили для них чаепития, праздничные концерты или настоящие научные выступления. С интересом слушали рассказы умудренных опытом исследователей о загадочных и необъяснимых явлениях, происходящих на земле и далеко за ее пределами.

С некоторых пор, а точнее после рождения маленького Платона, после того как Арсений сполна ощутил на собственной шкуре, каково это – быть отцом, его отношение к другим детям тоже кардинально изменилось. Может быть, для кого-то и явилось неожиданным добровольное желание Козырева сходить в школу на очередной классный час и рассказать девятиклассникам о каком-нибудь популярном и интересном научном явлении, но он действительно искренне хотел пообщаться с учениками. Возможно, появление собственного сына перенесло его ненадолго в те времена, когда он сам только-только завязывал знакомство с великой естественной наукой, ставшей впоследствии делом всей его жизни. Ему захотелось хоть на час попробовать себя в роли своего любимого учителя – учителя физики, незабвенного Сергея Михайловича Захарова, который в самый первый день их знакомства сумел навсегда заразить учеников любовью к сложному, но прекрасному предмету, а ему самому дал главный толчок в выборе будущей профессии.

Арсений долго подбирал подходящую тему, чтобы, с одной стороны, не загромождать голову подростков мудреными терминами и определениями, а с другой – отыскать в дебрях своих знаний то, что могло по-настоящему заинтересовать юные умы, жадные до всего загадочного и необъяснимого.

Он приехал в школу прямо из института и привез с собой довольно крупный предмет, завернутый в черную бумагу и тщательно перемотанный ленточками скотча. Положив сверток на первую парту и вызвав нездоровый интерес ее обитателей, он подошел к классному руководителю 9 «В», приятной даме лет тридцати. Людмила Сергеевна преподавала физику в старших классах и неплохо ориентировалась в сути вопросов, обычно обсуждаемых на подобных мероприятиях. Она встала и представила молодого ученого ребятам:

– Познакомьтесь – Арсений Павлович Козырев, кандидат технических наук. Он сегодня приготовил для нас интересный рассказ о тех исследованиях, которыми занимается вместе с товарищами в одной из лабораторий у наших шефов.

– Нет-нет, – поспешил поправить ее Козырев, – я не планировал сегодня рассказывать о своей работе. Думаю, это скучно и неинтересно. К тому же еще и совершенно секретно!

Он сделал загадочное выражение лица и обратил его в сторону притихших учеников. Похоже, что последнее обстоятельство, напротив, лишь вызвало у них интерес.

– Я расскажу вам сегодня об одном из самых таинственных и малоисследованных объектов, существующих в бесконечном космическом пространстве: о черных дырах. Их очень сложно изучать, ибо ничто, даже свет, не в состоянии преодолеть чудовищное гравитационное притяжение, которое они порождают вокруг себя. Дело в том, что существование черных дыр до сих пор не имеет однозначного и бесспорного экспериментального подтверждения. В физике ведь как: пока не удалось добиться надежного, повторяемого результата в заданных условиях, ничто не может считаться доказанным. А в этом случае с доказательствами как раз проблема. В звездном небе есть несколько кандидатов на роль черных дыр. Свойства этих объектов таковы, что ничем другим из того, что на сегодняшний день предложено наукой, эти объекты быть не могут. Только черными дырами. Но, согласитесь, какое-то нечеткое это доказательство. Ведь мы просто-напросто можем еще не знать о многих и многих явлениях, которые происходят где-то над нашей головой, в бескрайних просторах нашей Вселенной.

Дети сидели тихо и слушали очень внимательно. Арсений несколько приободрился и продолжил гораздо увереннее. Хотя он имел уже немалый опыт преподавательской работы, в этом новом для себя общении с подростками почему-то поначалу немного растерялся. Требовалось срочно сбросить как-то скованность аудитории, рассказать какой-нибудь забавный случай или нелепую историю. Чтобы вовлечь слушателей в дискуссию, помочь им раскрепоститься и почувствовать себя полноправными участниками беседы. Козырев хотел именно этого, хотел прямого общения со школьниками, без стеснения и надуманных ограничений, но подходящая история никак не приходила в голову. Он обвел взглядом всех собравшихся, заговорщицки улыбнулся и прошел по одному из рядов внутрь класса, оказавшись в середине. Со всех сторон на него смотрели заинтересованные глаза подростков.

– А знаете что, давайте оставим все эти нудные вычисления и трехэтажные формулы. Давайте просто пофантазируем сегодня на космические темы. Попробуем разобраться, что же такое есть пространство и время, существуют ли границы познания природы, как связаны материя и информация.

Школьники восторженно согласились.

– Вы знаете, сам термин «черные дыры» появился на свет на так уж и давно, в 1967 году. Его предложил Джон Арчибальд Уилер, американский ученый, ученик знаменитого Бора, но активные исследования этих любопытных космических объектов шли еще задолго до этого. Вскоре после того, как Эйнштейн опубликовал свои уравнения гравитационного поля в общей теории относительности, немецкий астроном Карл Шварцшильд нашел решение этих уравнений для простейшего случая неподвижной и незаряженной черной дыры. Но еще раньше, в восемнадцатом веке, сначала английский физик Джон Митчелл, а чуть позднее французский математик Пьер Симон Лаплас предположили, а что, если вторая космическая скорость… – тут Козырев прервался и посмотрел на учеников: – Кто-нибудь помнит, что такое вторая космическая скорость?

– Да! – послышалось сразу несколько голосов, а один парнишка в очках смело отрапортовал: – Вторую космическую скорость необходимо сообщить телу, чтобы оно могло преодолеть земное притяжение и навсегда покинуть планету.

– Правильно! – одобрительно кивнул головой Арсений. – Так вот, ученые и подумали, а что если эта планета настолько большая и тяжелая, что рассчитанная для нее вторая космическая скорость превысит скорость света?

Школьники молчали.

– Ну-ну, смелее! Кто решится сделать дерзкий и нестандартный вывод? В науке так часто и происходит. Для того, чтобы открыть что-то по-настоящему великое, требуется сильный характер!

Тот же парнишка, набравшись решимости, ответил:

– Раз скорости выше, чем скорость света, в природе не существует…

– Ну-ну, так, дальше… – подбодрил его Арсений.

– …значит, никакое тело не сможет оторваться от такой планеты!

– Даже… – попытался подсказать новоявленный учитель.

– Им пока это сложно, они еще не проходили оптику и электромагнетизм, про природу света ничего не знают, – вмешалась в разговор Людмила Сергеевна, которая и сама с интересом слушала вдохновенное выступление гостя.

– Даже свет! – закончил свою мысль Козырев. – Да-да, не удивляйтесь. Свет – это тоже в некотором роде тело, хоть и не совсем привычное, и он тоже не может преодолеть столь гигантское притяжение!

Ученики напряженно пытались переварить услышанное.

– Так вот, – продолжал довольный произведенным впечатлением Арсений, – представьте себе такой космический объект. Поскольку ничто, даже свет не может покинуть его пределов, то он будет абсолютно невидим на фоне столь же черной космической бездны. Поэтому его и назвали черной дырой. Черной, потому что ничего не излучает, и дырой, потому что в нем бесследно может исчезнуть любая материя, которая будет иметь несчастье попасть в поле действия ее гравитации.

– Они, наверное, очень большие, эти черные дыры… – широко развел руки в стороны высокий светловолосый мальчишка.

– Как раз наоборот! На огромных масштабах Вселенной действуют совершенно иные принципы, чем те, к которым мы привыкли здесь, на Земле. А именно: чем больше масса тела, тем меньший относительный объем оно занимает за счет невероятных, гигантских сил гравитации. Чтобы планета, а точнее сказать, звезда, превратилась в черную дыру, она должна иметь чрезвычайно высокую плотность! Например, чтобы превратить в черную дыру нашу Землю, потребуется сжать ее до размера ягоды. Рябины там или смородины.

– Как это? Как такое возможно!!! – отовсюду посыпались удивленные возгласы учеников.

– А как вы думали? – продолжал шокировать их Арсений. – Ведь наша материя состоит в основном из силовых полей. Твердого вещества в ней ничтожное количество! Представьте себе, если увеличить ядро атома до размера той же ягоды, например вишенки, положить эту ягоду в центр футбольного поля, то электрон будет летать вокруг него по беговой дорожке! А между ними ничего нет, пустота, физический вакуум! Более того, ядро, в свою очередь, тоже состоит из элементарных частиц. Внутри него тоже полно пустоты. И из этой пустоты строится вся материя во Вселенной! Поэтому удивляться не приходится: материя очень даже сжимаема. Вопрос только в том, какую силу придется для этого приложить.

– Не могу себе представить, как это пустота может быть материей. Есть твердые тела, а есть газы. А если нет даже газа, откуда же возьмется твердость? – недоуменно заметила плотная темноволосая девочка.

– А вот посмотрите, – Козырев достал из кармана небольшой предмет странной формы. – Это два сильных магнита. Вы можете сами создать нечто подобное, если разберете жесткий диск от компьютера. Только прошу вас, используете для этого старый, ненужный диск! Дабы избежать объяснений с родителями. Вот смотрите, сейчас я расположил магниты одноименными полюсами навстречу друг другу. Они отталкиваются. Чтобы удержать их рядом, я связал их четырьмя короткими ниточками. Можете потрогать, не стесняйтесь!

Он положил предмет на стол, и школьники принялись внимательно изучать конструкцию, передавая друг другу.

– Обратите внимание, между двумя магнитами ничего нет, кроме тонюсеньких, гибких ниточек, а он при этом ведет себя как вполне единое твердое тело. Теперь попробуйте соединить магниты. Ниточки вам не помешают.

Магниты сопротивлялись прилагаемым усилиям с неожиданным упорством.

– Что, тяжело? А теперь представьте, что магниты сопротивляются не только сближению, но и удалению. Любому изменению существующего расстояния между ними. И вы поймете, что поле может быть очень и очень сильным.

– А вот вы сказали, что дыры, потому что пожирают все вокруг себя. Это как?

– Поскольку черная дыра обладает огромной гравитацией, любой предмет, который располагается более или менее близко к ней, неизбежно на нее упадет. Вы знаете, что сила притяжения убывает при удалении от объекта как квадрат расстояния. Если мы увеличим расстояние в два раза, сила уменьшится в четыре, если в четыре, то сила ослабнет в шестнадцать раз и так далее. Я сказал «более или менее близко», но существуют более точные оценки. Граница, при пересечении которой для любого тела уже не будет исхода, называется «горизонтом событий». Это очень удачный термин, поскольку мы никак, ни при каких условиях не можем заглянуть за горизонт, узнать, что же там происходит. Поэтому говорят, что между черной дырой и внешней Вселенной не существует причинно-следственной связи.

– А как возникают черные дыры? – тема полностью захватила учеников, и вопросы теперь сыпались с разных сторон.

– Механизмы различны. Один из самых популярных – в процессе эволюции обычной звезды. Только есть необходимое условие: звезда при этом должна быть втрое тяжелее нашего Солнца. Тогда в определенный момент, когда закончится все ядерное топливо и внутреннее давление уже не сможет более сдерживать силы гравитации, произойдет так называемый коллапс, звезда попросту «схолопнется» внутрь себя и превратится в черную дыру.

– А еще?

– Существует предположение, что в центре каждой галактики, в том числе и в центре нашей с вами галактики Млечный путь, на окраине которой располагается Солнечная система, существуют огромные черные дыры массой в миллионы солнц. Вокруг них и вращаются все звезды, собственно, поэтому галактики и имеют формы эллипсов или спиралей. Существует даже такая теория, что на начальной стадии эволюции Вселенной образовались черные дыры, а уж потом вокруг них сформировались массивные скопления звезд. Или вот вам противоположный пример. Сейчас многие ученые полагают, что при некотором везении, возможно, удастся искусственно создать микроскопическую черную дыру – путем столкновения элементарных частиц высоких энергий на мощных ускорителях. Раньше считалось, что это невозможно, но последние расчеты теории струн говорят о том, что идея эта не так уж и фантастична.

– Но ведь если ученые создадут черную дыру, она затянет в себя всю Землю и всех нас!

– Это навряд ли. Нет, конечно, такая вероятность существует, ведь мы не знаем еще достоверно все законы физики. Может так случиться, что какой-то неизвестный доселе фактор сыграет свою злую шутку. Но все же такая вероятность ничтожна мала, и нам нечего опасаться. Дело в том, что черные дыры, несмотря на то что никакое излучение не может покинуть их границ, все же излучают. А излучая, испаряются. И чем меньше черная дыра, тем быстрее она исчезнет.

– А как это?

– Не уверен, что вы поймете…

– Расскажите, расскажите! – послышалось отовсюду.

– Ну хорошо. Дело в том, что пустота, или, говоря по-научному, физический вакуум, на самом деле совсем не пуст. В нем постоянно происходит рождение и взаимоуничтожение пар элементарных частиц. Точнее, частицы и ее античастицы. Например, электрона и позитрона. Поскольку частицы рождаются и исчезают в огромных количествах, может так получиться, что одна из пар родится строго на горизонте событий. Поскольку частицы, пусть ничтожно мало, но все же разнесены в пространстве, одна из них окажется при этом внутри горизонта, а другая над ним. При этом внешняя частица улетит, а внутренняя, с отрицательной энергией, провалится в черную дыру. Уменьшив тем самым ее общую массу.

Арсений оказался прав – школьникам оказалось трудно понять, что же все-таки происходит там, вблизи этого страшного, черного, всепожирающего монстра. Он попытался вернуть разговор в прежнее активное русло.

– Знаете, – продолжил он свой рассказ, – я ведь даже не добрался еще до самого интересного. Забудьте про то, что пока сложно постичь. Не забивайте мозги всякими мелочами. Со временем при желании обязательно все поймете. Главный философский вопрос заключается в том, исчезает ли в черной дыре информация.

– А как информация может исчезнуть или не исчезнуть? Она же не какой-то предмет. – Мальчик в очках был определенно непрост. Арсений начинал ему откровенно симпатизировать.

– Да, она не предмет, но она описывает, содержит внутри себя, как предметы устроены. Природа этой сущности, как ни странно, изучена пока очень и очень слабо. Представьте себе звезду. Она имеет форму, размер, массу, цвет, состав элементов внутри себя, температуру, множество всяческих параметров. И вдруг ее засасывает внутрь себя ненасытная черная дыра. Что же остается? Оказывается, черная дыра имеет всего три характеристики: массу, момент вращения и электрический заряд. Да и то, электрический заряд довольно быстро нейтрализуется. Ученые говорят, что «черная дыра не имеет волос», точнее, имеет всего три волосинки. Куда же делась вся остальная информация? Куда пропала волновая функция, которая описывает поведение любой элементарной частицы? Можно ли ее восстановить? Пожалуй, это один из самых важных вопросов на сегодня.

– Чем же он так важен?

– Ответ на него позволит ученым понять, можно ли посредством науки объяснить полностью поведение Вселенной. Или все же существует нечто, что вносит неопределенность в физические законы. Говоря на понятном языке, определена ли наша судьба однозначно заранее или мы все же имеем возможность выбора. Речь сейчас не идет о том, чтобы полностью с математической точностью описать Вселенную. Нет. Пока хотелось бы понять, возможно ли такое описание в принципе.

Арсений сделал паузу, и по повисшей в аудитории тишине стало заметно, что весь класс задумался теперь над извечной философской проблемой. «Все же я бываю иногда излишне эмоционален. Надо стараться себя контролировать», – подумал Козырев.

– Давайте совершим небольшое мысленное путешествие к черной дыре, – предложил он замечтавшимся ученикам. – Представьте, что мы летим на космическом корабле и приближаемся к горизонту событий. Людмилу Сергеевну мы с собой не взяли, правильно, зачем нам в полете строгий учитель, она будет наблюдать за нами с Земли в мощный телескоп.

По аудитории прокатился довольный смех, и учительница с улыбкой погрозила всем пальцем.

– Так вот, с точки зрения Людмилы Сергеевны, мы никогда не сможем пересечь горизонт событий. Для внешнего наблюдателя время на горизонте событий останавливается. Ей будет казаться, что мы бесконечно медленно приближаемся к черной дыре, почти остановились. Но для нас все совсем не так, мы с ходу проскочим горизонт и попадем в новый, удивительный и ни на что не похожий мир!

– А мы не погибнем?

Козырев улыбнулся.

– К сожалению, это весьма вероятно…

Вздох разочарования не дал ему закончить мысль.

– Да вы погодите, не расстраивайтесь раньше времени. Во-первых, наше с вами путешествие виртуальное, а в этом случае, уж поверьте, нам ничего не грозит. А во-вторых, в своих фантазиях мы с вами вольны выбрать любые условия, так давайте сделаем их наиболее комфортными. Дело в том, что у сравнительно мелких черных дыр, например размером с Землю, гравитация гораздо сильнее, чем возле более крупных экземпляров, и дыра начнет растягивать нас, как бы всасывать в себя. Градиент гравитации очень большой, а наше тело имеет приличные размеры. Поэтому ноги будут подвергаться воздействию гораздо большей силы, нежели голова. Такие силы называются приливными. В конечном итоге мы с вами растянемся настолько, что превратимся в поток субатомных частиц, движущихся в направлении центра масс. Но вы не волнуйтесь, этот факт не успеет сильно вас опечалить, поскольку наш мозг распадется на атомы почти мгновенно. Вы ничего не почувствуете.

Такая перспектива не сильно ободрила детей, поэтому, сделав небольшую паузу, Козырев продолжил:

– Но мы же с вами не дураки, поэтому выберем для своих мысленных путешествий дыру покрупнее. Например, размером со всю Солнечную систему. На горизонте событий такой дыры приливные силы гораздо слабее. Будем надеяться, что теперь наше бренное тело сможет сохранить цельную структуру. Если наши надежды оправдаются, то нас вами будут ожидать невероятные, потрясающие, ни с чем не сравнимые приключения в искривленном пространстве и времени!