Интерстеллар: наука за кадром - Кип С. Торн

Мне не встречалась информация нетехнического плана о результатах моделирования, которые показывают увеличение (а не уменьшение) звездной плотности вблизи массивной черной дыры. Технические рассуждения и анализ см. в главе 7 книги Dynamics and Evolution of Galactic Nuclei [Merritt 2013], особенно рис. 7.4.

Если вы смотрите новости науки по телевизору или просто интересуетесь окружающим миром, вам известны примеры сценариев, описанных в этой главе моими коллегами-биологами – к счастью, примеры небольших масштабов, а не глобальные катастрофы. Недавний случай: вирус, убивающий растения, переметнулся на пчел, blogs.scientificamerican.com/artful-amoeba/2014/01/31/suspicious-virus-makes-rare-cross-kingdom-leap-from-plants-to-honeybees. Это впечатляет куда больше, чем переход заболевания от окры к кукурузе, как это происходит в «Интерстеллар», хоть в случае с пчелами патоген и гораздо менее летален. Еще пример – стремительное вымирание некоторых видов деревьев в Америке. Это не только американский каштан, о котором говорил в главе 11 Мееровиц, но и американский вяз (andscaping.about.com/cs/treesshrubs/a/american_elms.htm), а также ели рядом с моей хижиной на горе Паломар, недалеко от 200-дюймового телескопа.

Круговорот кислорода между пригодными для дыхания молекулами О2, диоксидом углерода СО2, а также другими соединениями кислорода (менее высокими темпами) называется «кислородным циклом» Земли. Круговорот углерода между атмосферным СО2, растениями (мертвыми и живыми) и (гораздо медленнее) другими его формами, такими как уголь, нефть и керогены, называется «углеродным циклом». Очевидно, что эти циклы взаимосвязаны. Из-за проблем с этими циклами и возникает необходимость эвакуировать людей с Земли.

Люди стремительно открывают всё новые и новые экзопланеты (планеты за пределами Солнечной системы). Ежедневно обновляемые каталоги можно посмотреть по адресам exoplanet.eu и exoplanets.org. Католог экзопланет, которые могут быть обитаемы: phl.upr.edu/hec. О поиске экзопланет и жизни за пределами Солнечной системы см. Mirror Earth: The Search for Our Planet’s Twin [Lemonick 2012] и Five Billion Years of Solitude: The Search for Life Among the Stars [Billings 2013]. Технические и научные подробности см. в The Exoplanet Handbook [Perryman 2011]. Замечательный рассказ о поиске внеземных цивилизаций (SETI) с помощью радиосигналов, а также другими способами: Confessions of an Alien Hunter: A Scientist’s Search for Extraterrestrial Intelligence [Shostak 2009].

О перспективных технологиях для межзвездных путешествий см. en.wikipedia.org/wiki/Interstellar_travel и fourthmillenniumfoundation.org. Астронавт Мэй Джемисон возглавляет проект, цель которого – выход человечества за пределы Солнечной системы в следующем столетии, см. 100yss.org. О межзвездных путешествиях посредством варп-двигателей и червоточин написано много чепухи. Технологии этого столетия, а скорее всего, и нескольких последующих не позволят добиться серьезных результатов на этом поприще, если только нам не поможет какая-нибудь сверхразвитая цивилизация, как это произошло в «Интерстеллар». Поэтому не стоит тратить время на чтение статей, утверждающих, что двигатели для межзвездных перелетов появятся уже при вашей жизни или даже при жизни ваших правнуков.

Подробные сведения о червоточинах см. в книге Lorentzian Wormholes: From Einstein to Hawking [Visser 1995], которую я крайне рекомендую, несмотря на ее почти двадцатилетнюю давность. Также советую последнюю главу книги «Черные дыры и складки времени» [Торн 2009], главу 9 из Time Travel and Warp Drives [Everett, Roman 2012] и главу 8 из Black Holes, Wormholes, and Time Machines [Al-Khalili 2012]. Актуальные сведения об экзотической материи, посредством которой можно удерживать червоточину открытой, см. в главе 11 из [Everett, Roman 2012].

Мы с командой Пола Франклина подробно расскажем о нашей работе над визуализацией червоточины в одной или нескольких статьях, которые планируем выложить по адресу arxiv.org/find/gr-qc.

Свежая информация о проекте ЛИГО и поиске гравитационных волн – на сайте научного коллектива ЛИГО ligo.org (в особенности см. разделы News и Magazine) и на сайте лаборатории ЛИГО ligo.caltech.edu; также см. фильм Кая Стаатса 2014 года: space.com/25489-ligo-a-passion-for-understanding-complete-film.html. В интернете можно найти мои лекции о гравитационных волнах и искривленной стороне Вселенной, например три лекции по адресу multimedia.ethz.ch/speakers/pauli/2011, которые нужно просматривать не в том порядке, как они показаны на странице, а наоборот – от нижней лекции в списке к верхней. Также лекция среднего технического уровня: youtube.com/watch?v=Lzrlr3b5aO8. Видеоролики о столкновении черных дыр и о порождаемых ими гравитационных волнах, основанные на моделировании команды SXS: blackholes.org/explore2.html.

Актуальных книг о гравитационных волнах нет, но я рекомендую книгу Einstein’s Unfinished Symphony: Listening to the Sounds of Space-Time [Bartusiak 2000], информация в которой не особенно устарела. Про историю исследования гравитационных волн, от Эйнштейна и далее, см. Traveling at the Speed of Thought: Einstein and the Quest for Gravitational Waves [Kennefick 2007].

В этой главе я делаю много утверждений о планете Миллер: ее орбите, ее вращении (она всегда обращена одной и той же стороной к Гаргантюа, если не считать раскачивания), о приливных силах Гаргантюа, которые деформируют планету и заставляют ее раскачиваться; о пространственном вихре Гаргантюа, действующем на планету, и о влиянии вихря на ее инерцию, центробежные силы и ограничение скорости до световой. Эти утверждения основаны на общей теории относительности Эйнштейна. Мне неизвестны другие книги или статьи для неспециалистов, где рассматриваются эти свойства планеты, вращающейся вокруг черной дыры. Читатели с образованием университетского уровня могут проверить мои утверждения, воспользовавшись концепциями и уравнениями из учебника Gravity: An Introduction to Einstein’s General Relativity [Hartle 2003].