Страница 6 из 8
Чтобы решить уравнение, Шварцшильд применил простую хитрость. Он представил себе идеально круглую звезду, не вращающуюся и не заряженную. Затем, используя уравнения Эйнштейна, он вычислил, как масса такой звезды искажает пространство, подобно пушечному ядру, положенному на матрац.
Его метрика оказалась настолько точной, что астрономы до сих пор используют ее, когда отслеживают движение звезд и орбит планет, а также рассчитывают отклонение солнечных лучей, проходящих вблизи объектов с большой гравитацией.
Однако в выводах Шварцшильда было и кое-что очень необычное.
Его решение описывало свойства пространства и времени вокруг обычной звезды. Как и предсказывал Эйнштейн, пространство плавно изгибается, и звезда повисает в углублении, точно ребенок, свернувшийся клубочком в гамаке. Сложности возникают, когда в маленьком пространстве скапливается слишком большая масса – так бывает, если гигантская звезда истощает запас своего топлива и коллапсирует. Согласно вычислениям Шварцшильда, в этом случае пространство и время не искажаются, а разрываются. Звезда всё уменьшается и уменьшается, ее плотность стремительно растет. Сила гравитации становится настолько большой, что пространство бесконечно закручивается, замыкаясь на самом себе. В итоге в нем формируется провал, из которого невозможно выбраться, что навсегда отделяет его от остальной Вселенной.
Эту особенность времени-пространства назвали сингулярностью Шварцшильда.
Сначала даже сам Шварцшильд решил, что его выкладки – математическая ошибка. В конце концов, сколько в физике таких открытий, которые навсегда остаются на бумаге? Сколько далеких от реального мира абстракций или ошибок в расчетах? Конечно, сингулярность его метрики – всего лишь просчет, странность, метафизический бред.
Невозможно представить себе обратное. На некотором расстоянии от его идеальной звезды расчеты Эйнштейна выходили за рамки разумного: время останавливалось, пространство сворачивалось кольцами, как змея. В центре умирающей звезды вся ее масса сжималась в одну бесконечно плотную точку. Непостижимо! Разве такое возможно? Это не только противоречит здравому смыслу и ставит под вопрос верность общей относительности, но и грозит пошатнуть основы физики как науки: в сингулярности сами понятия времени и пространства теряют смысл. Карл Шварцшильд попытался найти логическое решение загадки, которую сам же открыл. Может, всему виной его собственное дарование? Неподвижных и незаряженных звезд идеально круглой формы не существует. Аномалию создали идеальные условия, которые ученый навязал миру, но воссоздать их в реальности невозможно. Сингулярность, убеждал он себя, это вымышленное чудовище, как бумажный тигр или китайский дракон.
Однако метрика никак не шла у него из головы. Даже среди хаоса войны она пятном накладывалась на ужасы сражений; Шварцшильд видел ее в пулевых ранениях своих товарищей, в глазах лошадей, околевших в грязи, в стеклах противогазов. Воображение попалось в ловушку собственного открытия. Ученый с ужасом осознал: если бы его сингулярность существовала на самом деле, она длилась бы до конца времен. Благодаря идеальным условиям она становилась вечным объектом, который не растет и не уменьшается, а остается неизменным. В отличие от любого другого явления, сингулярность не меняется с наступлением будущего. От нее не убежать, как ни старайся: она создает причудливую геометрию пространства и находится одновременно в обоих концах времени. Можно убегать от нее в самое далекое прошлое или вперед в будущее, но в любом случае снова встретишься с ней. В последнем письме с русского фронта, адресованном жене, которое Карл Шварцшильд написал в тот же день, когда поделился своим открытием с Эйнштейном, он посетовал на то, что у него внутри появилось какое-то странное чувство. «Не знаю, как это назвать или описать, но сдерживать этого не могу, оно омрачает все мои мысли. Пустота, не имеющая ни формы, ни размеров; тень, которую я не могу увидеть глазами, но чувствую сердцем».
Вскоре недуг поразил его тело.
Сначала в уголке рта у него вскочило два волдыря. Через месяц руки, ноги, горло, губы, шея и гениталии покрылись такими же язвами. Через два месяца Шварцшильд скончался.
Военные врачи поставили диагноз: пузырчатка, заболевание, при котором тело не узнает собственные клетки и атакует их. Пузырчаткой часто болели евреи-ашкеназы, и, по мнению военврачей, болезнь развилась после газовой атаки, которую Шварцшильд пережил несколькими месяцами ранее. В дневнике Карл написал: «Луна так быстро плыла по небу, что казалось, будто время побежало быстрее. Мои солдаты держали орудия наготове и ждали приказа. Но в таком быстром движении Луны они усмотрели плохое предзнаменование, и я заметил страх у них на лицах». Карл попытался объяснить солдатам, что Луна осталась такой же, какой и была, а то, что видят они – обман зрения. Луна выглядит больше, и кажется, будто она движется быстрее, из-за тонкой дымки облаков, что проходит мимо спутника Земли. И хотя командир говорил с солдатами ласково, как с родными детьми, переубедить их ему не удалось. Да и сам Шварцшильд не мог отделаться от ощущения, будто с начала войны всё происходит намного быстрее, будто катится под гору. Когда разведрилось, Карл увидел двух всадников. Они гнали коней во весь опор, а за ними, как морская волна, поднималось облако. Оно тянулось вдоль горизонта и возвышалось, словно отвесная скала. Издалека казалось, что облако не движется, но вскоре оно окутало ноги одного коня, и он вместе с наездником упал замертво. Над окопами завизжала сирена. Карлу пришлось помогать двум солдатам – они никак не могли управиться с завязками противогазовых масок. Не успел он надеть маску на себя, как окоп накрыло газовое облако.
Когда началась Первая мировая война, Карлу Шварцшильду было за сорок, и он руководил самой авторитетной обсерваторией в Германии – его вполне могли освободить от службы. Однако астроном был человеком порядочным и любил свою страну; как и тысячам других немецких евреев, ему не терпелось проявить патриотизм. Он пошел на фронт добровольцем, не слушая ни советов друзей, ни предостережений собственной жены.
Понюхать пороху и на собственной шкуре ощутить все ужасы современной войны астроному довелось не сразу; сначала он будто помолодел – так на него подействовал дух товарищества на фронте. После первого развертывания батальона Карл нашел способ улучшить прицел танка, хотя его об этом никто не просил. Оптику он собирал в свободное время, с тем же энтузиазмом, с каким когда-то соорудил свой первый телескоп. Казалось, репетиции и маневры, в которых он участвовал несколько месяцев во время учений, вернули ему неуемное детское любопытство.
В детстве Карл был одержим светом. В семь лет он разобрал отцовские очки, свернул газету в трубу и вставил туда стекла. С помощью этого самодельного телескопа он показывал брату кольца Сатурна. Ночи напролет мальчик смотрел на небо, даже если его затягивали облака. Увидев, как сын вглядывается в черный небосвод, отец с тревогой спросил, что он там высматривает. Карл ответил: за облаками прячется звезда, которую может видеть только он.
С тех пор как маленький Карл научился говорить, он говорил только о звездах. Стал первым ученым в семье коммерсантов и художников. В шестнадцать лет Шварцшильд опубликовал исследование об орбитах звезд бинарной системы в престижном журнале по астрономии Astronomische Nachrichten. Ему не было и двадцати, когда он описал эволюцию звезды с момента возникновения в виде облака газа до катастрофического взрыва, а также изобрел систему измерения яркости звездного света.
Шварцшильд твердо верил: математика, физика и астрономия – единая область знаний, которую необходимо понимать как одно целое. Он знал: Германия способна превратиться в цивилизацию, подобную Древней Греции, но для этого нужно поднять науку на ту же высоту, какой уже достигли немецкое искусство и философия. Ведь только «посмотрев целостно, как смотрят святые, безумцы или мистики, можно разгадать устройство Вселенной».