Гравитация Том 3 - Мизнер Ч.
Скачать (прямая ссылка):
Большая часть его последующих исследований относилась к черным дырам. Он разработал серию очень изящных доказательств, которые совместно с деятельностью Израэля и Картера, по существу, установили следующие результаты: в общей теории относительности черные дыры (в вакууме) описываются метрикой Керра; топологии, отличные от сферической, не могут иметь места и энергия, излучаемая при слиянии двух черных дыр в одну, должна подчиняться определенному ограничению.
Некоторая часть этих работ представляла чисто математический интерес (например, теоремы о сингулярностях), другая часть относилась к астрофизике (например, совместная с Тэйлором работа, посвященная образованию гелия в большом взрыве); некоторая часть имела дело с наблюдениями (совместная с Гибонсом работа о возможности существования черных дыр в двойных звездных системах) и даже с экспериментальными разработками (совместная с Гибонсом работа о детекторах гравитационных волн). В таком широком охвате проявляются
§ 34.6. Теоремы о сингулярностях 157
2
не только огромная интуиция, глубина и разносторонность, но также и дар необыкновенной решимости в преодолении тяжелейших физических трудностей, в стремлении найти и понять истину 1).
«Наблюдаемая изотропия микроволнового фона указывает на то, что вращение Вселенной очень мало, если оно вообще есть ... Это можно считать экспериментальным подтверждением принципа Маха».
(Хоукинг [213])
«Без сомнения, самыми важными результатами являются теоремы... о существовании сингулярностей. По-видимому, эти теоремы подразумевают, что либо общая теория относительности нарушается, либо могут иметь место частицы, истории которых не существуют до (или после) определенного времени. По мнению автора, теория, вероятно, действительно нарушается, но лишь когда становятся существенными квантовые гравитационные эффекты».
«Хотя мы не включили сингулярные точки в определение пространства-времени, мы все же можем опознать «дыры», оставшиеся там, где они были вырезаны благодаря существованию неполных геодезических».
«Хорошая физическая теория должна не только верно описывать имеющиеся экспериментальные данные, но также предсказывать новые результаты, которые могут быть проверены экспериментом; чем дальше предсказания от исходных экспериментов, тем больше доверия к теории, если предсказания оказались правильными. Поэтому наблюдения, обнаруживающие, имеют ли место в действительности сингулярности или нет, могли бы дать мощное средство проверки общей теории относительности в сильных полях».
(Хоукинг [214])
«.Создание детекторов гравитационного излучения может открыть целую новую область «гравитационной астрономии», которая могла бы оказаться такой же плодотворной, какой была радиоастрономия в течение последних [двух десятилетий...
Столкновения черных дыр... намного эффективней превращали бы энергию массы покоя в излучение, нежели ядерные реакции, которые высвобождают лишь около 1% энергии массы покоя. Кроме того, черные дыры, образованные при столкновениях меньших черных дыр, могут испытывать дальнейшие столкновения, высвобождающие дополнительную энергию, тогда как вещество, полностью прошедшее через ядерные реакции, больше не может давать энергию тем же способом... Мы являемся свидетелями какого-то настоящего катаклизма в центре нашей Галактики».
(Хоукинг [215])
«Можно предположить, что современному расширению предшествовала фаза сжатия, когда локальные неоднородности вырастали большими
M Несомненно одним из главных научных достижений Хоукинга явилось открытие им в 1974 г. квантового процесса «испарения» черных дыр. Cm. примечание на стр. 153.— Прим. ред.
158 34. Глобальные методы, горизонты и сингулярности
и возникали изолированные сингулярности. Большая часть вещества избежала сингулярностей, вновь расширилась и дала современную наблюдаемую Вселенную)).
«По-видимому, мы должны очертить поверхность вокруг областей, где радиус кривизны меньше, чем, скажем, 10~w см. С нашей стороны от этой поверхности применима картина пространства-времени в виде непрерывного многообразия, но мы не имеем никакого представления о структуре пространства-времени с другой стороны от этой поверхности».
(Хоукинг и Эллис [216])
«Вероятно, потребуется рассмотреть квантовые эффекты в очень сильных полях. Однако они не будут существенны, пока радиус кривизны не станет порядка 10~и см; такой радиус кривизны для практических целей является в значительной мере сингулярным».
«Высказывалось мнение, что сингулярности столь нежелательны, что, раз уравнения Эйнштейна предсказывают их существование, это служит якобы убедительной причиной для модификации этих уравнений. Однако настоящий тест физической теории состоит не в том, являются ли предсказываемые ею результаты эстетически привлекательными, а в том, согласуются ли они с наблюдениями. До сих пор не было никаких наблюдений, которые указывали бы на отсутствие сингулярностей».
(Хоукинг [217])
«Было показано, что стационарная черная дыра должна обладать топологически сферической границей и, если она вращается, должна быть аксиально симметричной. Эти результаты вместе с результатами Израэля и Картера весьма продвигают нас на пути к доказательству предположения о том, что стационарная черная дыра представляет собой решение Керра».
