Оппенгеймер: его забытое влияние на теорию черных дыр
Статья Оппенгеймера и Снайдера, опубликованная в 1939 году, стала поворотным пунктом в теоретической физике, предсказав существование черных дыр задолго до их наблюдательного подтверждения. Они показали, что достаточно массивная звезда будет разрушаться бесконечно долго после того, как ее источники энергии будут исчерпаны. Известный прежде всего как создатель атомной бомбы, Оппенгеймер проложил путь к десятилетиям исследований черных дыр. Малоизвестное наследие, которое подчеркивает благотворные или разрушительные последствия науки в зависимости от того, как мы ее используем.
Черные дыры, существование которых было предсказано общей теорией относительности Эйнштейна, являются предметом бесконечного интереса и исследований. Среди ученых, внесших вклад в наше понимание этих космических образований, Дж. Роберт Оппенгеймер занимает особое место.
Оппенгеймер наиболее известен как руководитель Манхэттенского проекта, который привел к созданию атомной бомбы и о котором недавно был снят фильм. Но легко забыть, что он также внес значительный вклад в теорию черных дыр. В 1939 г., задолго до того, как черные дыры были подтверждены наблюдениями, Оппенгеймер и его студент Хартланд Снайдер опубликовали работу, которая заложила основы нашего современного понимания этих небесных явлений и имела глубокие последствия для нашего понимания самой Вселенной. Эта статья до сих пор доступна в архиве журнала .
Малоизвестный первооткрыватель черных дыр
Работа Оппенгеймера и Снайдера, выполненная в 1939 году, явилась значительным продвижением в развитии общей теории относительности Эйнштейна. Они исследовали последствия этой теории для звезды с большой плотностью, исчерпавшей все источники термоядерной энергии. Согласно уравнениям общей теории относительности, такая звезда должна сжиматься под действием собственной гравитации.
Они пришли к выводу, что если вращение звезды не вызывает деления или масса звезды не уменьшается за счет излучения, то звезда продолжает сжиматься неограниченно долго. Это приведет к образованию области пространства, где гравитация настолько сильна, что ни материя, ни свет не могут вырваться наружу. Это то, что мы сейчас называем черными дырами.
Они также предсказали, что радиус звезды будет асимптотически приближаться к ее гравитационному радиусу, что является ключевым понятием современной теории черных дыр. Кроме того, они отметили, что свет, излучаемый поверхностью звезды, будет постепенно краснеть и сможет выходить из нее во все более узком диапазоне углов.
Работа, долгое время игнорировавшаяся научным сообществом
Эти предсказания были революционными для того времени и заложили основы современной теории черных дыр. Однако только в 1960-х годах эта работа получила заслуженное внимание. На самом деле концепция черных дыр намного опередила свое время. В то время большинство ученых не могли представить себе существование таких экстремальных объектов. Тем более что технологий, необходимых для обнаружения таких объектов, еще не существовало, что делало концепцию чисто теоретической.
Не говоря уже о том, что в мире шла Вторая мировая война, и внимание научного сообщества было сосредоточено в основном на военных действиях. Сам Оппенгеймер был привлечен к руководству Манхэттенским проектом, целью которого было создание первой атомной бомбы. Это, несомненно, отвлекло внимание от его работы над черными дырами.
Наконец, важно отметить, что общая теория относительности Эйнштейна, на которой основывалась работа Оппенгеймера и Снайдера, была еще относительно новой и малопонятной для многих ученых. Возможно, это и повлияло на нежелание научного сообщества принять их выводы.
Множественное происхождение теории черных дыр
Оппенгеймер был не одинок в своих теориях о черных дырах. На самом деле идея черных дыр возникла еще в 1916 году, когда немецкий астроном Карл Шварцшильд нашел точное решение уравнений общей теории относительности Эйнштейна. Это решение содержало так называемую "сингулярность" - точку, в которой физика, как мы ее знаем, прекращает свое существование. Это было первое теоретическое указание на существование черных дыр.
Одновременно с Оппенгеймером индийско-американский физик Субраманьян Чандрасекар проводил важную работу по изучению конца жизни звезд и образования черных дыр. Но работа Оппенгеймера и Снайдера была уникальна тем, что в ней впервые были использованы уравнения общей теории относительности для описания процесса образования черных дыр.
Удивительно, но идея черных дыр была настолько странной и настолько опережала свое время, что даже самому Эйнштейну было трудно с ней согласиться. Более того, в 1939 году, когда эти два исследователя работали над своей статьей, Эйнштейн работал над исследованием, которое должно было показать, что черные дыры не могут существовать.
Прошло несколько десятилетий, прежде чем черные дыры были подтверждены наблюдениями, что подтвердило новаторскую работу Оппенгеймера и Снайдера.
Парадокс Оппенгеймера
Парадокс Оппенгеймера - это концепция, подчеркивающая двойственность научной карьеры Дж. Роберта Оппенгеймера. С одной стороны, он известен как "отец атомной бомбы", инструмента массового уничтожения, изменившего ход истории и положившего начало новой эре войн и международной политики.
С другой стороны, Оппенгеймер признан за его значительный вклад в большой прогресс в нашем понимании Вселенной. Этот контраст между созиданием и разрушением иллюстрирует, как наука, в зависимости от ее применения, может использоваться для созидания или открытия, разрушения или понимания. Это напоминание о том, что наука сама по себе нейтральна. Именно то, как мы его используем, может иметь благотворные или разрушительные последствия.