Гравитация Том 1 - Мизнер Ч.
Скачать (прямая ссылка):
Теория Максвелла напоминает теорию Эйнштейна по тем срокам, которые понадобились для ее признания. Даже в 1904 г.
*) Имеется в виду степень доктора философии за рубежом; она примерно соответствует степени кандидата физико-математических наук.— Прим. перев.
2) Holton G., частное сообщение, 1965 г.
Предисловие авторов 21
могла еще появиться книга, написанная таким крупным исследователем, как Вильям Томсон, лорд Кельвин, со словами: «Так называемая «электромагнитная теория света» пока ничего нам не дала ... мне кажется, что это скорее шаг назад... я полагаю, что единственная вещь, которая мне кажется вразумительной, является неприемлемой... то, что должно существовать электрическое смещение, перпендикулярное направлению распространения» [39]. Может быть один из создателей трансатлантического телеграфа именно потому и внес такой большой вклад в максвелловскую электродинамику — от единиц н основных принципов измерения до теории электромагнитных волн, распространяющихся по проводам,— что сам вначале с таким трудом ее воспринял? В таком случае это должно обнадежить многих, кто сегодня изучает геометродинамику Эйнштейна! К 1920 г., под влиянием новых достижений, от телеграфа Кельвина до радио Маркони 1), от атома Резерфорда и Бора до новейшей техники высокочастотных контуров, возникло общее убеждение, что Максвелл был прав. Сомнения отступили. Уверенность стимулировала дальнейшие приложения, новые приложения укрепляли уверенность.
Многие сначала не торопились принять общую теорию относительности, так как казалось, что она почти не имеет приложений. Теперь теория Эйнштейна привлекает многих именно потому, что она богата приложениями. Мы более не ограничиваемся рассмотрением трех, хотя и знаменитых, но скудных тестов: гравитационного красного смещения, искривления Солнцем световых лучей и прецессии перигелия орбиты Меркурия. Общая теория относительности в соединении с радиолокационной техникой шаг за шагом превращает небесную механику Солнечной системы, созданную старшим поколением, в новую науку с другим уровнем точности, новыми эффектами и новыми перспективами. Единственным приемлемым объяснением для пульсаров, открытых в 1968 г., являются нейтронные звезды, предсказанные в 1934 г.,— объекты со столь высокой центральной плотностью (~1014 г/см3), что Предсказания теории Эйнштейна относительно их массы отличаются от предсказаний теории Ньютона на 10—100%. Относительно дальнейшего увеличения плотности, заканчивающегося процессом гравитационного коллапса, теория Ньютона вообще молчит; в отличие от этого с помощью классической геометро-динамики Эйпштейна в 1939 г. были предсказаны свойства полностью сколлапсировавших объектов — «застывших звезд», или «черных дыр». В 1966 г. стали известны результаты подробных численных расчетов образования таких объектов в процессе коллапса звезд с ядром, напоминающим белый карлик.
В наши дни надежда впервые обнаружить черную дыру — отнюдь пе самая беспочвенная из идей, стимулирующих научные
г) Здесь и иногда в дальнейшем замечания авторов исторического харак-tepa.-субъективны. Хорошо известно, что первый беспроволочный телеграф был создан А. С. Поповым.— Прим. ред.
22 Предисловие авторов
исследования в различных направлениях. Какое влияние на свойства черной дыры оказывает вращение? Какого рода всплеск гравитационного излучения испускается при образовании такого объекта? Какой формируется спектр рентгеновских лучей, когда газ, оттекающий из соседней звезды, затягивается в черную дыру 1J? Все исследования такого рода, а также ряд других, основаны па классическом сферически симметричном статическом решении эйнштейновских уравнений поля, полученном в 1916 г. Шварцшильдом и впервые по-настоящему истолкованном в современном смысле в 1960 г., а в 1963 г. обобщенном на черные дыры с моментом вращения.
Помимо тестов в Солнечной системе и других приложений теории относительности, помимо пульсаров, нейтронных звезд и черных дыр, помимо геометростатики (ср. с электростатикой!) и стационарных геометрий (ср. с магнитным полем постоянного тока!) существует геометродинамика в полном смысле этого слова (ср. с электродинамикой!). Нигде так четко, как здесь, не выступает великая идея Эйнштейна: геометрия пространства является новой физической реальностью, наделенной степенями свободы и обладающей своей собственной динамикой. Как показал Эйнштейн в 1918 г., деформации пространственной геометрии могут переносить энергию из одного места в другое. В настоящее время во многом благодаря инициативе Джозефа Вебера детекторы гравитационного излучения уже построены и используются для установления верхних пределов потока энергии гравитационных волн с определенными значениями частоты, пронизывающих Землю. Никто до наших дней не мог по-настоящему представить себе, как много явлений различного рода должно сопровождаться значительным гравитационным излучением. Никогда ранее не было такого интереса к выделению этих сигналов нового типа и использованию их для регистрации далеких событий. Никогда ранее не было такого стремления в целом ряде лабораторий поднять чувствительность приборов до такого уровня, чтобы гравитационное излучение стало новым привычным окном во Вселенную.
