Нет, Вселенная не подвержена изменениям. Логика подсказывает единственный ответ: изменился я сам.
Из этого тоже следует одно-единственное заключение.
Математики утверждают, что в момент перехода через горизонт событий черной дыры происходит взаимозамена направлений пространства и времени. Я всегда считал это всего лишь математической причудой, но если они правы, если при переходе горизонта событий я сам преобразился и теперь воспринимаю время как направление в пространстве, при том, что я сам одна из осей пространства-времени… Тогда все встает на свои места. Звезды тянутся из прошлого в миллиарды лет в будущее; воспринимая время как пространство, я вижу полосы света. Если бы я подлетел ближе и нашел одну из каменистых планет системы Вольф 562, то она выглядела бы как бахрома вокруг звезды, как каменная спираль. Смог бы я на нее приземлиться? Каким образом взаимодействовать с миром, в котором то, что я воспринимаю как время, на самом деле является направлением в пространстве?
Сидящий во мне физик этим объяснением недоволен, однако лучшего выдумать не может. При таком своем странном, извращенном состоянии я должен непрерывно нарушать законы сохранения энергии, однако физик не находит других гипотез и нехотя соглашается: да, время превратилось в пространство…
Со стороны я должен напоминать то ли шпагат, то ли длинную узловатую веревку, один конец которой исчезает в червоточине, другой представляет собой мою смерть; не знаю, как такое вообще можно увидеть. Впрочем, меня никто и не увидит: если не растягивать время, то я всего лишь молниеносное событие, внезапно вспыхивающее и в то же самое мгновение прекращающееся. У меня нет способа подать сигнал, выйти на связь, сказать…
Или не все так безнадежно? Теперь время для меня — направление, в котором я могу перемещаться с помощью своей ракеты. Найду какую-нибудь планету и двинусь по ней параллельно поверхности…
Нет, ведь жителям планеты я явлюсь на короткое мгновение то ли как диск, то ли как поперечный, бесконечно тонкий разрез самого себя. Да и как вступить с ними в контакт?
Зато при желании я могу путешествовать во времени. Как найти этому применение?
Минутку! Раз я перескочил из пространства во время, значит, в пространстве есть одно направление, перемещение в котором мне заказано. Что это за направление? То, что вело прочь от черной дыры.
Любопытные, но бесполезные мысли. Для того, чтобы вернуться, мне пришлось бы опять оседлать пространство и время. Можно было бы снова сунуться в черную дыру, снова поменять пространство и время местами, только мне не будет от этого никакого проку: когда я покину черную дыру, — если даже смогу ее покинуть, ничего все равно не изменится.
Если только в черной дыре не окажется одновременно со мной червоточины… Но единственная червоточина, провалившаяся в черную дыру, уже уничтожена. Иначе как бы я совершил перемещение вперед во времени? Конечно, наступит момент, когда исследователи сбросят в черную дыру еще одну червоточину…
Идиот! Конечно, выход существует. Для меня время — измерение сродни пространству, поэтому теперь я могу путешествовать во времени в любую сторону — вперед и назад. Остается лишь вернуться в момент, последовавший сразу за пересечением червоточиной горизонта событий, и, врубив полный газ, совершить рывок. В то мгновение, когда мой оригинал кинется в червоточину, чтобы избежать столкновения с сингулярностью, я смогу вырваться сквозь нее в противоположном направлении и снова возвратиться в мир реальности.
Станция 61 Девы удалена на расстояние сорока световых лет, и я не осмеливаюсь воспользоваться первой червоточиной, чтобы туда попасть. Мое тело, искаженное пространством-временем, должно выглядеть в этой версии пространства-времени длинной змеей, и я не желаю проверять, как на него повлияет прохождение через червоточину, пока у меня- не будет выбора. Однако и здесь я не вижу проблемы. Топлива у меня едва хватает на то, чтобы развить приемлемую тягу на несколько микросекунд, но и этого довольно, чтобы достичь субсветовой скорости; я замедляю жизнедеятельность мозга, чтобы полет показался мгновением.
Для стороннего наблюдателя это даже не мгновение, а что-то неизмеримо меньшее.
— Нет, — отвечает психолог на мой вопрос. — Нет такого закона, который обязывал бы вас снова соединиться с оригиналом. Вы — свободный индивид. Ваш оригинал не имеет право вас принуждать.
— Отлично! — восклицаю я. Скоро я организую себе биотело. Теперешнее выше всяких похвал, но среди людей чувствуешь себя неуютно, когда рост у тебя — всего миллиметр.
Обратный переход в реальное пространство прошел без огрехов. Придумав, как перемещаться во вставшем на уши пространстве-времени, я уже без труда нашел червоточину и мгновение ее пересечения с горизонтом событий.
— Вы собираетесь сделать пережитое всеобщим достоянием? — спрашивает психолог. — Думаю, человечеству захочется узнать, что вы перенесли. Ведь это нечто невероятное!
— Возможно, — отвечаю я.
— Между прочим, — добавляет психолог, — я бы тоже не возражала узнать.
— Я подумаю.
Вот я и настоящий человек, не зависящий от тебя, моего оригинала.
Мое появление из червоточины было встречено восторгами и прославлениями, но никому даже в голову не приходило, до чего странным вышло путешествие, пока я все не рассказал. Мне вряд ли поверили до конца, но потом датчики Huit Clos подтвердили мои слова.
Физики впали в экстаз. Новый инструмент для зондирования — времени и пространства! Возможность превращать пространство во время открывает невероятные перспективы! Они уже планировали новые экспедиции, среди которых главное место занимала та, чьей целью было потрогать за жабры саму сингулярность.
Найденное мной решение проблемы произвело на них сильное впечатление, хотя, поразмыслив с часок, они дружно заключили, что это был очевиднейший ход.
— Вам повезло, — сказал один из них, — что во второй раз вы решили проникнуть в червоточину с противоположного конца.
— Почему? — удивился я.
— Если бы вы двинулись в прежнем направлении, то вместо возвращения провернулись бы еще на девяносто градусов.
— Ну и что?
— Разворот временного вектора. Вы превратились бы в анти-вещество. Ну, в то самое, из чего состоит межзвездная среда…
— О! — только и пробормотал я и перестал чувствовать себя непревзойденным умником.
Теперь, когда моя миссия выполнена, мне недостает цели и смысла существования. Будущее пусто: это черная дыра, в которую нас всех засосет. Я, конечно, получу биологическое тело и приступлю к познанию самого себя. Возможно, это как раз та задача, что стоит перед каждым.
А потом я встречу тебя. Если повезет, ты мне понравишься.
А если ты мне сильно понравишься, если внушишь доверие, то я, возможно, перекачаю тебя в себя, и мы снова объединимся.
Если наши читатели сумели одолеть физико-литературные модели одного из самых ярких представителей американской «твердой» НФ, то им, без сомнения, будут интересны научные гипотезы, связанные с этой проблемой.
Черные дыры — одни из немногих космических объектов, которые вначале были «придуманы» астрофизиками, а уж затем использованы фантастами. Известный ученый рассказывает о «положении дел» в изучении этих таинственных объектов.
В 1783 г. профессор Кембриджского университета Джон Митчелл представил Лондонскому Королевскому обществу — английской Академии наук — работу, в которой доказывал, что если существуют достаточно массивные и компактные звезды, то испускаемые ими лучи света не смогут преодолеть их гравитационного поля и будут втянуты обратно к звездной поверхности. Митчелл исходил из теории Ньютона, который считал, что свет состоит из корпускул (по современной терминологии — фотонов) и, следовательно, должен испытывать отклонение от прямолинейного направления в поле силы тяжести.
Для своих расчетов Митчелл использовал те же самые формулы классической механики Ньютона, с помощью которых сегодня рассчитывают первую и вторую скорости космических кораблей. Корабль, которому сообщена первая из этих скоростей (8 километров в секунду), превращается в искусственный спутник Земли, а получивший вторую космическую скорость (11 километров в секунду), навсегда покинет сферу притяжения нашей планеты.
Очевидно, такую звезду, которая оказывается не в состоянии испускать свет, не сможет увидеть ни один внешний наблюдатель. Очень удачное название для такого невидимого объекта — черная дыра — предложил в 1969 г. американский астрофизик Джон Уилер.
Через несколько лет после Митчелла аналогичные расчеты выполнил французский ученый Пьер Лаплас, включивший их в свою знаменитую книгу «Система мира». Однако из последующих изданий своей книги упоминание об этой идее он исключил. Понять Лапласа можно: к тому времени принадлежащая Ньютону корпускулярная теория света утратила популярность. Верх одержала теория Гюйгенса, согласно которой световые лучи имеют волновую природу. А то, что гравитационные силы должны действовать на волны, из теории Гюйгенса не следовало. В результате идея Митчелла была позабыта почти на двести лет.
Положение мало изменилось, даже когда была создана теория относительности Эйнштейна. Согласно этой теории, скорость света при любых условиях остается постоянной — 300 тысяч километров в секунду. Ракета, взлетевшая с поверхности Земли и не набравшая первой космической скорости, будет замедляться до тех пор, пока снова не упадет обратно. Иное дело кванты света — фотоны, их скорость измениться не может. Как же тогда гравитация способна воздействовать на свет?
Чтобы понять механизм возникновения черных дыр, надо вспомнить, как рождаются и живут звезды. Образуются они внутри космических газовых облаков. Если масса вещества в этом облаке превышает критическую величину, которая определяется теорией гравитации Ньютона, то все атомы в этом облаке начинают падать к его центру. Так возникает протозвезда.
При сжатии облака потенциальная энергия его атомов в поле сил гравитации переходит в кинетическую, и температура газа быстро возрастает. Начиная с некоторого порога, величина температуры и плотности газа возрастают настолько, что в нем вспыхивает термоядерная реакция — происходит синтез гелия из ядер водорода. Но согласно формуле Эйнштейна Е = mс2, часть вещества при этой реакции превращается в энергию. В недрах нашего Солнца, например, за одну секунду в энергию превращается около 4 миллионов тонн водорода. Солнцу этой энергии хватит еще на миллиарды лет спокойного существования.
У других звезд иная судьба. Если масса звезды в десять раз превышает солнечную, то ее светимость будет в тысячи раз больше, и, следовательно, она намного быстрее израсходует свой запас водорода. Что ждет ее дальше?
Если масса звезды, в недрах которой закончилось ядерное топливо, превышает массу Солнца на 25 %, то она будет сжиматься до тех пор, пока ее плотность не достигнет 108 — 109 кг/м3. Это очень высокая плотность — наперсток с таким веществом весил бы на Земле несколько тонн. Такие звезды имеют небольшой размер и называются белыми карликами. У самой яркой звезды нашего неба Сириуса есть такой спутник. Судьба более массивных звезд, в недрах которых прекратилась термоядерная реакция и обусловленные ею высокие температуры и давление не могут больше противостоять гравитационным силам сжатия, еще более драматична. Сила сжатия достигает такой величины, что протоны сливаются с электронами, превращаясь в нейтроны, лишенные электрического заряда. Возникает нейтронная звезда. Ее средний радиус всего 10 км, а плотность 1018 кг/м3 — наперсток с такой плотностью потянул бы в земных условиях на несколько миллиардов тонн!
Продолжая вращаться вокруг своей оси, такая звезда испускает электромагнитное излучение в радио-, оптическом и рентгеновском диапазонах. А поскольку поверхность ее не вполне однородна, ее излучение пульсирует — в некоторых случаях с периодом порядка сотых долей секунды.
Когда в 1967 г. первая из таких звезд была обнаружена английской обсерваторией Джодрел-бэнк в Кембридже, то наблюдавшие ее Д. Белл и Э. Хьюиш первоначально подумали, что им удалось принять сигналы от внеземной цивилизации. Удостоверившись в естественном происхождении импульсов излучения, они назвали их источник пульсаром. И лишь потом теоретики отождествили пульсар с предсказанным ранее объектом — нейтронной звездой.
В 1916 г. немецкий физик-теоретик Карл Шварцшильд исследовал решения общей теории относительности, незадолго до этого опубликованной Эйнштейном. Ему удалось показать, что если тело массой М сжать в сферу, радиус которой меньше некоторой критической величины, то пространство-время вблизи этого радиуса искажается настолько сильно, что свет не может покинуть эту сферу. Позднее эту критическую величину назвали радиусом Шварцшильда. Четырехмерное пространство-время, замкнутое в сфере с таким радиусом, удерживает внутри себя материальные объекты и сигналы любой природы, ничего не выпуская наружу. Область пространства, ограниченную радиусом Шварцшильда, вторично открытую на кончике пера, ученые и назвали черной дырой.
Как только степень сжатия угасающей звезды достигает шварцшильдовского радиуса, она должна исчезнуть для внешнего наблюдателя. Эту границу черной дыры назвали горизонтом событий — никакие сведения о том, что происходит за этой чертой, не могут поступить к внешнему наблюдателю.