Kitabı oxu: «Предел Наблюдения I: Темная Звезда»

ДЭРЕК МЭЛОУН

ПРЕДЕЛ

НАБЛЮДЕНИЯ

I

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

ТЁМНАЯ ЗВЕЗДА

Рекомендуется включить сборник песен при чтении:

Алла Пугачёва. Лучшее

Мне было шестнадцать лет, когда я впервые прочла о звезде, которой не видно.

Дело было в библиотеке при университете, куда меня пускали по четвергам, поскольку по четвергам зал пустовал и никто не возражал против девочки за дальним столом. Я искала не это. Я искала работу по спектрам, а нашла в том же переплетённом томе, среди прочего забытого за истекший век, восемь страниц математического упражнения, подписанного именем, которое я тогда не запомнила и которое теперь, задним числом, кажется мне одним из важнейших в истории моей науки.

Рассуждение было простое, почти детское, и в этом заключалась его сила.

Всякий, кто бросал камень вверх, знает: чем сильнее бросок, тем дальше камень улетит, прежде чем вернуться. Существует скорость, при которой он не вернётся вовсе, а уйдёт навсегда. Для Земли она составляет одиннадцать целых и две десятых километра в секунду. Для тела более тяжёлого или более плотного эта скорость больше: она растёт с массой и растёт с уменьшением радиуса.

Автор задал себе вопрос, который в тысяча семьсот восемьдесят третьем году, когда писалась работа, не мог занимать никого, кроме чудака. Каким должно быть тело, чтобы скорость убегания с его поверхности превысила скорость света?

Ответ был получен из простой пропорции. Для тела с плотностью Солнца потребовался бы радиус примерно в пятьсот раз больше солнечного. Для тела с массой Солнца, сжатого до его нынешней плотности умноженной в должное число раз, порог достигается при радиусе около трёх километров.

С такого тела, писал автор, свет не может уйти. Оно останется невидимым не потому, что не светит, а потому, что собственный свет не в силах его покинуть. Мы узнаем о нём, писал он далее, лишь по тому, как оно тянет к себе соседние тела, оставаясь само незримым.

Я переписала эти восемь страниц в тетрадь от руки, поскольку выносить книги из зала не разрешалось, и провела вечер, проверяя вычисления. Они сошлись. Ошибки не было. Была всего лишь мысль, обогнавшая свою эпоху на полтора столетия и оставленная в переплетённом томе дожидаться, пока эпоха её нагонит.

Зал этот я помню лучше, чем помню многие места, где провела больше времени. Высокие окна с частым переплётом, длинные столы, запах пыльной бумаги и мастики для пола. Библиотекарь, пожилой человек с одышкой, выдававший книги неохотно и всякий раз спрашивавший, зачем девушке моих лет физический курс, когда есть курсы более подобающие. Я отвечала, что готовлюсь к экзамену, и это было неправдой ровно наполовину: экзамен действительно предстоял, но искала я в тот день вовсе не то, что требовалось для него.

Автора работы звали Джон Мичелл, священник и естествоиспытатель, при жизни известный более другими трудами, а этот, о тёмных звёздах, отправивший в тысяча семьсот восемьдесят третьем году в письме к товарищу по учёному обществу и, кажется, не считавший его сколько-нибудь значительным. Письмо было напечатано, прочитано, признано остроумной безделицей и на сто с лишним лет забыто, поскольку никто не знал способа проверить его на деле: ни одна известная звезда не была настолько плотна.

Я тогда не знала ни этого имени, ни этой судьбы. Я знала только восемь страниц и число в три километра, и число это не шло у меня из головы всю обратную дорогу.

Домой я в тот вечер шла пешком, хотя обычно ездила в омнибусе, поскольку хотела успеть додумать до конца одну простую мысль, не дававшую мне покоя: если тело способно скрыть себя от собственного света, то как вообще узнать, что оно есть? Ответ, до которого я дошла уже у своей двери, был мне тогда неясен и в подробностях, и я отложила его до другого раза, не подозревая, что этот другой раз растянется на всю оставшуюся жизнь.

Тогда я не знала, что проведу остаток жизни, эту эпоху нагоняя.

Тетрадь эта пролежала бы у меня простым курьёзом до конца дней, если бы через пятнадцать лет после того вечера в библиотеке не случилось событие, изменившее самый смысл вычисления, переписанного мною детским почерком.

Мичелл считал скорость убегания по правилам механики, знакомым всякому, кто держал в руках учебник: свет он полагал состоящим из частиц, подчинённых тем же законам, что пушечное ядро, и потому применимым к ним счёл и закон тяготения, применимый к ядру. Расчёт его был приближением, грубым и, как выяснилось впоследствии, случайно верным лишь по порядку величины, поскольку истинная природа света и истинная природа тяготения оказались устроены совсем не так, как это виделось из его столетия.

Новая теория тяготения, пришедшая на смену прежней в разгар моей собственной научной жизни, утверждала вещь, показавшуюся мне при первом чтении почти невыносимой для понимания: что тяготеющее тело не тянет соседей на расстоянии, а искривляет само пространство и время вокруг себя, и всякое движение, включая движение света, следует не прямой линии, искажённой силой, а самой этой искривлённой геометрии, в которой прямых линий в привычном смысле более не существует.

Первая проверка пришла со стороны, к тёмным звёздам отношения как будто не имевшей: со стороны орбиты ближайшей к Солнцу планеты, чьё движение веками отказывалось в точности сойтись с предписанием старой теории, смещаясь чуть быстрее положенного, на ничтожную величину, не поддававшуюся никакому разумному объяснению в рамках прежних законов. Новая теория предсказала это смещение без единой подгоночной величины, и предсказание совпало с измерением до последнего знака.

Вторая проверка пришла ещё через несколько лет, во время солнечного затмения, когда удалось сфотографировать звёзды, видимые у самого края затемнённого солнечного диска, и измерить, насколько их видимое положение сдвинуто тем, что их свет, проходя вблизи солнечной массы, следует не прямой, а искривлённой пространством линии. Сдвиг оказался ровно вдвое больше того, что предсказывала старая теория, применённая к свету как к потоку частиц, и ровно таким, каким его предсказывала новая. С этого дня я перестала считать старое рассуждение Мичелла точным и начала считать его лишь намёком, верным по духу и неверным по букве.

Странность в том, что правильный ответ на его вопрос, вопрос о теле, с которого не может уйти свет, был получен из новой теории почти тотчас же после того, как она была опубликована, причём получен человеком, находившимся в обстоятельствах, менее всего располагавших к теоретическим изысканиям.

Он служил на восточном фронте войны, разразившейся в те годы в Европе, вычислял траектории снарядов для артиллерийской части и в промежутках между расчётами, в блиндаже, при свете, которого едва хватало для письма, решил полные уравнения новой теории для простейшего случая одинокой сферической массы в пустом пространстве. Решение он отправил автору теории по почте, письмом, дошедшим через линии фронта с той медлительностью, какая свойственна почте военного времени, и получил ответ с выражением удивления и признательности за скорость, с которой было найдено то, чего сам автор теории не ожидал получить в замкнутом виде так быстро.

Из этого решения прямо следовал тот самый роковой радиус¹, полтора века до того угаданный Мичеллом почти на ощупь, но выведенный теперь строго, без единого приближения, из полной геометрии искривлённого пространства. Число совпало с мичелловским для тел, где скорость убегания мала по сравнению со скоростью света, и разошлось с ним там, где сходство переставало быть надёжным ориентиром, то есть как раз там, где вопрос становился интересен по-настоящему.

Автор решения не дожил до конца того года. Болезнь, подхваченная на фронте, свела его в могилу через несколько месяцев после того письма, и он так и не узнал, во что вырастет впоследствии найденная им формула. Я всегда находила в этом обстоятельстве нечто, требующее осмысления, хотя и не берусь сказать точно, какого именно: человек, вычислявший траектории орудийных снарядов, в свободные часы вывел точное описание границы, из-за которой не возвращается даже свет, и не увидел, как далеко это описание уведёт тех, кто пришёл после него.