«черные дыры» могут возникать во Вселенной и при иных обстоятельствах. Разумеется, для того чтобы убедиться в реальном существовании подобных объектов, одних только теоретических выкладок еще недостаточно. Необходимо обнаружить во Вселенной хотя бы одну реальную «черную дыру».

Однако задача эта весьма сложная. Одиночную «черную дыру» зарегистрировать невозможно: она ничем себя не проявляет. Поэтому возникла идея поиска «черных дыр» в системах двойных звезд. Около половины всех звезд нашей Галактики — это тесные двойные системы, где две звезды обращаются вокруг общего центра масс, причем довольно часто на очень близком расстоянии одна от другой.

Есть двойные системы, в которых одна звезда светит, а другая темная. Если масса темной звезды в 3–5 раз превосходит солнечную, то межно предполагать, что это погасшая звезда, которая после исчерпания внутренней энергии сжалась до стадии «черной дыры». Согласно расчетам советского ученого Р. Сюняева, при этом должен наблюдаться любопытный физический процесс. Если центральным компонентом в двойной системе является достаточно массивная звезда, то, как все подобные звезды, она должна выбрасывать большое количество газа, который будет засасываться в «черную дыру». Но газовые частицы попадают туда не прямым путем, а, так как вся система вращается, движутся вокруг «черной дыры» по спиралевидным траекториям и лишь постепенно приближаясь на критическое расстояние. Вокруг «черной дыры» образуется газовый диск. Вследствие трения газ разогревается до очень высоких температур, при которых возникает и интенсивное рентгеновское излучение.

В 1974 г. был обнаружен объект, как будто бы отвечающий всем указанным требованиям. Он расположен в созвездии Лебедя и получил наименование «Лебедь Х-1».

Это — двойная звезда. Ее светящийся компонент имеет массу, равную двадцати восьми массам Солнца, темныйдесяти. Из этой области идет интенсивное рентгеновское излучение. Есть довольно веские основания предполагать, что указанный объект- «черная дыра».

Однако стопроцентной уверенности в этом пока еще нет. В астрофизике всегда приходится считаться с тем, что обнаруженные нами внешние физические проявления какого-то объекта теоретически могут соответствовать ожидаемым, но порождаться иной причиной. И чтобы окончательно убедиться в том, что «Лебедь Х-1» действительно «черная дыра», необходимы дополнительные разнообразные наблюдения.

Впрочем, во Вселенной имеется немало и других объектов, относительно которых существуют «подозрения», что они относятся к разряду «черных дыр». В какой, однако, мере эти подозрения обоснованы, покажет будущее.

Но если «черные дыры» действительно существуют, то свойства этих объектов весьма необычны. Они, бесспорно, являются достойными представителями «все более странного мира».

Прежде всего нелегко представить себе, каким образом гигантская масса может стянуться в геометрическую точку. Но мало этого…

Вообразим ситуацию, которую нередко рисуют авторы фантастических произведений. Путешественник на космическом корабле неосторожно приблизился к «черной дыре», и его затянуло в роковую бездну. Падая вместе с веществом, наш путешественник в какой-то момент пересечет ту критическую черту, из-за которой не может быть возврата, и устремится к центру «черной дыры». Что с ним произойдет дальше? Попробуем проследить его судьбу.

Приближаясь вместе с коллапсирующим веществом к центру «черной дыры», наш воображаемый наблюдатель обнаружит, что плотность и кривизна стремятся к бесконечности. Что это значит, мы даже представить себе не можем, поскольку наши современные физические теории к подобным состояниям заведомо неприменимы.

Однако есть одна любопытная гипотеза, согласно которой сжатие коллапсирующего вещества в какой-то момент затормозится, и до предела спрессованная материя вновь начнет расширяться.

Разумеется, реальный наблюдатель, попав в «черную дыру», был бы мгновенно скручен и разорван на атомы.

Но допустим, что воображаемый наблюдатель переживет чудовищное уплотнение и прочие «неприятности» и дождется начала обратного расширения. Продолжая двигаться с разлетающимся веществом, он еще раз, теперь уже в обратном направлении, пересечет критическую сферу и вновь окадается в «свободном» пространстве.

Но тут он столкнется с поразительной неожиданностью: это будет не то пространство, из которого он попал в «черную дыру», а пространство, расположенное по отношению к пространству нашей Вселенной в абсолютном будущем. В переводе на более понятный язык, это означает, что, сколько бы мы ни жили в нашем пространстве, в «то» пространство мы никогда не попадем, — только через «черную дыру», ибо смежное пространство, в которое она ведет, возникает, судя по всему, вместе с ее образованием. А обратного хода и вообще не существует.

Если все это действительно так, то «черные дыры» — не что иное, как входные отверстия сквозных тоннелей, соединяющих нашу Вселенную со смежными пространствами, своеобразные стоки, через которые вещество из нашего пространства перегоняется в соседние.

Напрашивается заманчивая возможность сопоставить с этим явлением те бурные выбросы вещества и энергии, которые мы наблюдаем в таких космических объектах, как квазары и ядра галактик. Не связаны ли квазары и ядра галактик с выходными отверстиями «черных дыр», расположенных в смежных вселенных?!

Вспоминается высказывание известного английского астрофизика Джемса Джинса, еще в 1928 г. предположившего, что центры галактик — это «особые точки», где материя втекает в наш мир из некоторого другого, совершенно постороннего пространства.

Не исключена также возможность, что по «тоннелям», связывающим различные миры, проникает не только материя, но и какие-то пока еще неизвестные нам воздействия, которые могут оказывать влияние на многие явления, происходящие в нашей Вселенной.

Однако эта заманчивая идея наталкивается на довольно простое возражение. В самом деле, если смежное пространство, связанное с «черной дырой», образуется лишь в момент ее возникновения, то во всей Вселенной может существовать лишь одно-единственное отверстие, соединяющее нас с той именно «черной дырой», которая-и породила наше пространство. Между тем квазары и активные ядра галактик мы наблюдаем в достаточно большом числе…

Но, может быть, все обстоит значительно сложнее, чем нам представляется? — До недавнего времени мы были убеждены в том, что наше пространство односвязно. Это значит, что во Вселенной нет оторванных друг от друга кусков, разделенных непреодолимыми «пропастями». Наличие «черных дыр» ставит односвязность мирового пространства под сомнение. А может быть, его геометрия еще запутаннее и возможны многочисленные причудливые переплетения смежных пространств, соединенных друг о другом через горловины, берущие свое начало в «черных дырах»?

Взгляд в будущее

Главные трудности на горизонте современной астрофизики связаны с открытыми во Вселенной нестационарными явлениями.

Исследования последних десятилетий показали, что, вопреки существовавшим ранее представлениям, для многих фаз процесса развития космических объектов характерна, как мы уже знаем, резкая нестационарность.

В. И. Ленин неоднократно подчеркивал, что все явления в мире выступают как единство (тождество) противоположностей. Это означает «признание (открытие) — противоречивых, взаимоисключающих, противоположных тенденций во всех явлениях и процессах природы…» [Ленин В, И, Пола. собр. соч., т. 29, с. 317].

Каждая из противоречивых сторон единого целого способна превращаться в свою противоположность; противоположности переходят друг в друга; взаимодействие, борьба противоположностей и есть источник развития.

В этом — ключ и к пониманию природы нестациона рных объектов. Подобные объекты — это закономерные фазы эволюции космических объектов, поворотные пункты в развитии космических тел и их систем, связанные с переходами из одного физического состояния в другое.

Хотя удовлетворительно объяснить природу нестационарных явлений в рамках существующих представлений пока что не удается, нельзя отрицать, что законы и теории современной физики применимы к огромному диапазону условий и явлений. Но в то же время нельзя и абсолютизировать современную систему знаний о мире, представляющую собой лишь определенный этап в познании Вселенной. Эта система знаний лишь приблизительно и неполно отражает бесконечное многообразие мировых явлений и процессов, и она не только может, но и должна подвергаться уточнениям, обобщениям и дополнениям.

Уместно привести слова, сказанные по этому поводу известным советским ученым академиком АН Эстонской ССР Г. Н. Нааном: «На любом уровне развития цивилизации наши знания будут представлять лишь конечный островок в бесконечном океане непознанного, неизвестного, неизведанного. Всегда будут неразрешенные проблемы я неоткрытые законы, а каждая решенная проблема будет вызывать к жизни еще одну или несколько новых. Путь познания-дорога без финиша!»

Можно ли реально ожидать от современной астрофизики каких-либо сверхфундаментальных открытий?

В принципе это возможно. Но обнаружение новых законов природы может произойти лишь при изучении необычных физических условий и состояний материи. Возможно, одним из таких состояний является состояние сверхвысокой плотности в начале расширения Вселенной, в «черных дырах», а быть может, и внутри так называемых нейтронных звезд, обладающих чудовищной плотностью — миллионы и миллиарды тонн на кубический сантиметр. Во всяком случае законов, действующих в подобных условиях, мы пока не знаем. Так, есть предположение, что существует некая «элементарная длина», которая проявляет себя лишь в сверхплотных состояниях. И не исключено, что именно астрофизические исследования помогут ее обнаружить.

Ряд крупнейших современных ученых, таких как Ф. Хойл и Л. Бербидж, академик В. А. Амбарпумян, считают, что существующая физика явно недостаточна для объяснения явлений, происходящих в ядрах галактик и квазарах.

«Попытки описать их в рамках известных сейчас фундаментальных физических теорий, — пишет В. А. Амбарцумян, — встречаются с огромными, возможно, непреодолимыми трудностями. Я считаю, что именно от-астрономии следует уже в недалеком будущем ожидать выявления повых фактов, которые потребуют формулировки новых физических теорий, более общих, чем известные сейчас».

Однако, как отмечает известный советский физик-теоретик академик В. Л. Гинзбург, убедительный ответ ча вопросы, о которых идет речь, не может быть получен с помощью одних только рассуждений и дискуссий — он будет дан лишь самой жизнью, т, е. последующим развитием науки.

В настоящее время поток информации о физических явлениях в космосе растет с каждым днем, в особенности благодаря освоению астрофизиками рентгеновского и гамма-диапазона электромагнитных волн.

Обнаружен ряд весьма интересных источников рентгеновского излучения, зарегистрированы загадочные мощные вспышки гамма-излучения. Дальнейшее изучение этих и других физических явлений в космосе будет способствовать углублению и расширению наших знаний о Вселенной.

Микромир и мегакосмос

То, что современная физика явно не завершена, что существующая физическая теория сталкивается с глубокими и серьезными трудностями и не дает ответа на ряд фундаментальных вопросов, признают и сами физики. Значит, вопрос сводится лишь к тому, откуда придут новые факты, необходимые, чтобы совершить очередной фундаментальный шаг вперед в познании закономерностей физических процессов. Будут эти факты получены в результате изучения Вселенной или добыты в области исследования микропроцессов?

На первый взгляд может показаться, что, несмотря на довольно тесное сотрудничество, астрономию и физику должны интересовать прямо противоположные задачи.

Для астрономов — это выяснение поведения объектов и процессов большого масштаба, раскрытие закономерностей мегакосмора, который характеризуется колоссальным расстоянием — до 1028 см и огромными промежутками времени до 1017 с. Наоборот, физики занимаются изучением элементарных частиц и явлений, закономерностей микромира, проникая в ультрамалые субатомные пространственно-временные области, вплоть до 10~15 см и до 10–27 с.

Однако было бы неверно думать, что задачи, о которых идет речь, исключают друг друга, что между ними нет ничего общего. Микромир и мегакосмос — две стороны одного и того же процесса, который мы называем Вселенной.

Какими бы гигантскими размерами ни обладала та или ипая космическая система, она в конечном итоге состоит из элементарных частиц.