Серед великого розмаїття небесних тіл особливе місце посідає клас об’єктів, які називають чорними дірами (ЧД). Їхнє поле тяжіння настільки велике, що жодна частинка, зокрема частинка (квант) світла, не може вирватися зсередини такого об’єкта й піти на нескінченність. Тому його поверхня діє як своєрідний клапан, що пропускає речовину лише в один бік — усередину ЧД (звідси й ця назва: речовина падає в ЧД як у діру, а світло з неї вийти не може). Ця унікальна властивість чорних дір прямо веде до унікального факту — зовнішньому спостерігачеві такий об’єкт видається гарячим тілом, що є джерелом теплового випромінювання. Цю та інші теплові властивості чорних дір описує спеціальна теорія — термодинаміка чорних дір.
читатиУ наш час важко знайти людину, яка не чула б про чорні діри. Водночас, мабуть, не менш важко відшукати того, хто зміг би пояснити, що це таке. Утім, для фахівців чорні діри вже перестали бути фантастикою — астрономічні спостереження давно довели існування як «малих» чорних дір (із масою порядку сонячної), що утворилися внаслідок гравітаційного стиснення зір, так і надмасивних (до $10^9$ мас Сонця), породжених колапсом цілих зоряних скупчень у центрах багатьох галактик, зокрема й нашої. У наш час мікроскопічні чорні діри шукають у потоках космічних променів надвисоких енергій (міжнародна лабораторія Pierre Auger, Аргентина) і навіть припускають можливість «налагодити їхнє виробництво» на Великому адронному колайдері (LHC). Однак справжня роль чорних дір, їхнє «призначення» для Всесвіту, перебуває далеко за межами астрономії та фізики елементарних частинок. Вивчаючи їх, дослідники значно просунулися в науковому розумінні раніше суто філософських питань — що таке простір і час, чи існують межі пізнання Природи, який зв’язок між матерією та інформацією. Спробуємо висвітлити все найважливіше з цієї теми.
читатиДозвольте мені почати зі старого перського переказу. Одного разу метелики організували літню школу, присвячену великій таємниці полум’я. Обговорювалися різні моделі, але ніхто не міг переконливо пояснити загадку. Тоді один сміливий метелик зголосився на власному досвіді з’ясувати, що ж таке вогонь. Він полетів до найближчого замку, наблизився до вікна й побачив запалену свічку. Він повернувся схвильований і розповів про те, що бачив. Але мудрий метелик, який головував на конференції, сказав, що інформації не стало більше, ніж було раніше.
читатиУ 1994 Стівен Гокінг і Роджер Пенроуз прочитали цикл публічних лекцій із загальної теорії відносності в Інституті математичних наук імені Ісаака Ньютона при Кембриджському університеті. Наш журнал представляє вам уривки з цих лекцій, випущених цього року видавництвом Princeton University Press під назвою «Природа простору і часу», які дають змогу порівняти погляди цих двох учених.
читатиБагато років космос і атом перебувають у конфлікті. Якщо хтось із фізиків і може примирити їх, то це Стівен Вайнберг. Одного разу, коли Стівен Вайнберг (Steven Weinberg) сидів за кермом свого червоного Camaro, йому на думку спала гарна ідея, яка згодом знайшла втілення у статті «Модель лептонів» на двох із половиною сторінках, включно з посиланнями та подяками. У 1967 р. на неї мало хто звернув увагу. Однак згодом ця стаття стала однією з найбільш цитованих робіт із фізики й допомогла Вайнбергу отримати в 1979 р. Нобелівську премію разом з Абдусом Саламом (Abdus Salam) і Шелдоном Глешоу (Sheldon Glashow).
читати