Chto takoe Vselennaya
10.03.2001 19:03 | I.L. Genkin/Vselennaya i My

                                ... tam, za gorizontom.  
                                              R.Rozhdestvenskii

Vselennaya, mir, kosmos - chto oznachayut eti slova? Ne sinonimy li eto? Konechno zhe, sinonimy. No, kak i bol'shinstvo sinonimov, oblast' ih upotrebleniya neodinakova ili ne vsegda odinakova, a potomu u kazhdogo imeyutsya svoi dopolnitel'nye ottenki. Nizhe my budem govorit' o suti terminov, i eto yavlyaetsya glavnoi cel'yu napisaniya dannoi stat'i, no snachala vse zhe stoit nemnogo uglubit'sya v proishozhdenie slov.

V gazetah mozhno prochest' ob otkrytii i rabote soveshaniya po mirovym cenam na neft', no bylo by stranno, esli by obsuzhdalis' vselenskie ceny. S drugoi storony, v teh zhe gazetah mozhno vstretit' eti sinonimy v svyazi s opredelennymi cerkovnymi problemami. Iz perechislennyh, slovo mir upotreblyaetsya naibolee shiroko i chashe vsego v chisto zemnyh, dazhe zhiteiskih smyslah. Tak, vyrazhenie vo vsem mire ekvivalentno drugomu - na vsem belom svete . Kstati, v angliiskom yazyke Novyi svet (t. e. Amerika) pishetsya the New World, t. e. Novyi Mir, a tot svet - the next or the other world, t. e. mir inoi , kak inogda govorim i my. Nizhe nam eshe pridetsya obrashat'sya k slovaryam, poskol'ku lichnye simpatii ili vzglyady avtorov komu-to mogut pokazat'sya neubeditel'nymi.

Slovo mir upotreblyaetsya takzhe v smysle sovokupnost', oblast' interesov ili izucheniya . Tak, my govorim mir elementarnyh chastic , mir fantazii , mir zanimatel'nyh faktov . Iz etih vyrazhenii pervoe imeet uzhe ne bytovoi, a nauchnyi ottenok. V fizike razlichayut ponyatiya mikromir i makromir - sootvetstvenno kak oblast' fizicheskih issledovanii mikrochastic i privychnyh nam ob'ektov prirody, s kotorymi obychno stalkivaetsya chelovek. V poslednie desyatiletiya shiroko upotreblyaetsya termin megamir dlya udalennyh ot nas ob'ektov fizicheskogo mira, nedostupnyh pryamomu fizicheskomu eksperimentu, no izuchaemyh lish' s pomosh'yu nablyudenii (s sootvetstvuyushei teoreticheskoi interpretaciei, kotoraya, estestvenno, neobhodima i pri izuchenii ob'ektov mikro- i makromira). Mozhno predstavit' sebe, chto v sverhbol'shih masshtabah astrofiziki stolknutsya s principial'no novymi fizicheckimi zakonami, ili neobychnymi proyavleniyami staryh, ili zhe, nakonec, s mirami inyh prostranstvenno-vremennyh sootnoshenii (razmernost'yu, topologicheskimi svoistvami i t. p.). Dlya takogo gipoteticheskogo mira uzhe gotovo neskol'ko nazvanii (inframir, Metavselennaya). Nam kazhetsya naibolee podhodyashim termin K.H.Rahmatulina gipermir, poskol'ku on stoit etimologicheski i sistemno kak raz v ryadu drugih podobnyh ponyatii. Sootvetstvenno, dlya mira sverhmalyh masshtabov Rahmatulin predlagaet termin gipomir, v kotorom mozhno sebe predstavit' nemetricheskoe prostranstvo, kvantovannoe vremya i t. p. osobennosti, kotorye poka ne obnaruzheny, no o vozmozhnosti sushestvovaniya kotoryh govoryat ne tak uzh i redko. Dobavim, chto sami ponyatiya maloe i bol'shoe tozhe trebuyut zdes' analiza, poskol'ku v nemetricheskih prostranstvah oni mogut imet' drugoi smysl ili ne imet' ego voobshe!

Budem schitat' (za nevozmozhnost'yu sdelat' seichas chto-to drugoe), chto s terminom mir my razobralis'. Slovo vselennaya vozniklo kak kal'ka grecheskogo termina oikumena , t. e. zaselennaya zemlya (vspomnim narodnuyu pesnyu Vsyu-to ya vselennuyu proehal ). Uzhe zdes' vidna ego pervonachal'naya ravnoznachnost' vyrazheniyu ves' svet ili mir . No takoe ponimanie vselennoi davno ustarelo. Lyubopytno, chto Sovetskii enciklopedicheskii slovar' (SES) i angliiskaya enciklopediya Hatchinsona dlya termina vselennaya dayut doslovno sovpadayushie opredeleniya - ves' sushestvuyushii material'nyi mir... Mozhno privesti dlya sravneniya nemeckii ekvivalent das Weltall, cheshskii Vesmir i dr. No voobshe v evropeiskih yazykah dopolnitel'no i preimushestvenno ispol'zuyut latinskii termin universum , tozhe oznachayushii vse sushee . Otmetim nyuans. Kak astronomicheskii ob'ekt v poslednie gody slovo Vselennaya pishut s bol'shoi bukvy. Vsled za A.M.Mostepanenko, A.Tursunovym i drugimi my pod Vselennoi budem ponimat' sovokupnost' fizicheskih i astronomicheskih urovnei organizacii materii, tak skazat', fizicheskii srez mira. Za slovom zhe mir ostavim skoree filosofskoe znachenie, vklyuchayushee i drugie vozmozhnye srezy .

Obratim vnimanie na slovo sushestvuyushii v opredelenii vselennoi (ili Vselennoi). Kazalos' by, eto slovo dolzhno byt' vsem ponyatnym, esli ispol'zovano v opredelenii osnovnogo termina. Na samom dele my zdes' vstrechaemsya s ocherednymi sepul'kami *. Uglublenie v etimologiyu i ontologiyu privodyat nas k vyhodu na bolee slozhnye ponyatiya - bytie , ob'ektivnaya real'nost' , materiya i t. d. Probleme sushestvovaniya posvyashena obshirnaya literatura (Naprimer [2-5]). My takzhe posvyatim etoi probleme ostavshuyusya chast' stat'i. Odnako poka vernemsya k terminologii, imeya v vidu, chto my ne raz'yasnili ponyatie kosmos . V grecheskom yazyke eto slovo oznachalo poryadok, krasivyi stroi i t. d. Zakonomernoe dvizhenie svetil vhodilo v eto ponyatie. Takim obrazom, s odnoi storony, kosmos protivopostavlyalsya haosu, s drugoi - ploho ustroennoi Zemle. Vposledstvii grecheskii kosmos stal schitat'sya ekvivalentom latinskogo universum . V antichnoi filosofii ispol'zovalsya takzhe termin makrokosm kak ekvivalent universuma i mikrokosm (ne mikromir!) - dlya cheloveka kak otrazheniya simvola makrokosma Vselennoi. Podrobnoe rassmotrenie uvelo by nas slishkom daleko ot celei i temy nastoyashei stat'i. Interesuyushihsya mozhno otoslat' k knige A.Tursunova [1] i special'nym filosofskim izdaniyam (stat'ya [6] i dr.).

Vopros o sushestvovanii tesno svyazan s voprosom o poznavaemosti. Sushestvuyut dazhe special'nye teorii poznaniya - gnoseologiya ili epistemologiya. My razdelyaem tochku zreniya, soglasno kotoroi razum mozhet s techeniem vremeni, v principe, poznat' lyubye, poka eshe ne poznannye veshi i yavleniya. No chei razum? Predstavim sebe chast' Vselennoi, s kotoroi my ne mozhem obmenivat'sya informaciei v silu kakih-to ogranichenii na rasprostranenie signalov. V teh chastyah Vselennoi mogut zhit' razumnye, poznayushie mir sushestva. No my nikogda ne poluchim svedenii ot etoi chasti mira, i sam vopros o ee sushestvovanii ili nesushestvovanii ne mozhet byt' reshen vsei mosh'yu razuma nashei chasti Vselennoi. Zdes' v principe ne rabotaet kriterii istiny - praktika nashih vozmozhnostei.

V kachestve prosteishego primera napomnim o mirah inogo, chem nash, chisla izmerenii. Dlya naglyadnosti mozhno vospol'zovat'sya neodnokratno primenyavshimsya A.Puankare rassmotreniem dvumernogo mira, naselennogo razumnymi dvumernymi sushestvami. Takoi mir mog by sushestvovat' (tol'ko v voobrazhenii) nezavisimo ot dopolnitel'nogo, im nedostupnogo, tret'ego prostranstvennogo izmereniya. Naprimer, sila vzaimodeistviya mezhdu dvumya elektronami, nahodyashimisya v ploskosti, ubyvala by obratno proporcional'no pervoi stepeni rasstoyaniya, esli by tret'ego izmereniya ne bylo i ves' puchok silovyh linii byl sosredotochen v ploskosti. V sluchae real'nogo sushestvovaniya tret'ego izmereniya sila prityazheniya v ploskosti byla by lish' nekotoroi proekciei zakona Kulona na ploskost'. Ochevidno i my, trehmernye sushestva, iz fakta sushestvovaniya zakona Kulona mozhem skazat', chto inyh prostranstvennyh izmerenii (makroskopicheskih!) net.

Eti rassuzhdeniya Puankare dostatochno mnogo kritikovalis' [7], poskol'ku mozhno sebe predstavit' i bolee slozhnye geometriyu i fiziku, v kotoryh dal'nodeistvuyushie sily proyavlyayut sebya lish' v podprostranstve treh izmerenii, v drugih zhe proyavlyayut sebya kak-to inache ili sovsem ne proyavlyayut. Est' dazhe primer, podtverzhdayushii takuyu vozmozhnost'. Sily mezhdu kvarkami ne ubyvayut pri ih rastaskivanii (po nekotorym dannym dazhe rastut!), chto oznachaet odnomernost' puchka silovyh linii. Razumeetsya, etot primer ne ochen' ubeditelen. Ne isklyucheno, chto v sluchae s kvarkami my vtorgaemsya v gipomir s ego sovsem inymi, poka sovershenno neizvestnymi nam zakonomernostyami. Tem ne menee, vozmozhnost' nestandartnyh situacii, o kotoryh Puankare lish' podozreval, seichas dostatochno veroyatna.

Vozvrashayas' k dvumernym sushestvam v standartnom makroskopicheskom podhode, podcherknem principial'nuyu nevozmozhnost' ustanovit' fizicheskimi priborami ih svyaz' s zhitelyami parallel'noi ploskosti. Dvumernye sushestva, buduchi sootvetstvuyushim obrazom iskrivlennymi, mogli by zhit' na iskrivlennoi poverhnosti, naprimer na sfere, centr kotoroi nedostupen dlya nablyudenii ih dvumernymi priborami. Oni mogli by postroit' model' Vselennoi kak celogo, bezgranichnuyu, no konechnuyu, t. e. soderzhashuyu konechnoe kolichestvo kvadratnyh kilometrov. Model' ohvatyvala by vse, dostupnoe ih chuvstvam i fizicheskim priboram, no s tochki zreniya sverhnablyudatelya ih mir - lish' chast' chego-to bolee obshirnogo. Ochevidno, vopros, interesuyushii dvumerok , sostoit v tom, mozhno li schitat' vnutrennost' sfery s centrom i ohvatyvayushee sferu vneshnee prostranstvo real'no sushestvuyushimi, esli do sih por oni sebya nikak ne proyavlyali v sfericheskom mire i, mozhet byt', nikogda i ne proyavyat? Narisovannaya kartina bez osobyh problem mozhet byt' perenesena i na trehmernye sfery, nahodyashiesya v pustom (a pustom li?) neiskrivlennom (ili dazhe iskrivlennom) prostranstve bol'shego chisla izmerenii.

Kak izvestno, massa i elektricheskii zaryad polnost'yu zamknutogo trehmernogo mira ravny nulyu dlya gipoteticheskogo vneshnego nablyudatelya, nahodyashegosya v drugom trehmernom podprostranstve. Eto znachit, chto nahodyashiesya v mnogomernom prostranstve trehmernye sfery, naselennye podobnymi nam razumnymi sushestvami, ne tol'ko ne imeyut vozmozhnosti svyazat'sya drug s drugom, no s tochki zreniya mnogomernogo nablyudatelya voobshe ne vzaimodeistvuyut - vo vsyakom sluchae, s pomosh'yu sil gravitacii ili elektromagnitnyh.

Eshe raz skazhem, chto zamknutye miry vpolne real'ny dlya svoih zhitelei. No imeem li my pravo schitat' ih sushestvuyushimi, real'nymi dlya nas, esli oni, po sushestvu, vymyshleny . Vozmozhnost' takih domyslov bezgranichna. Princip britvy Okkama diktuet nam ostanovit'sya i ne zanimat'sya himerami nashego voobrazheniya. No... dzhin somnenii vypushen iz butylki i zagnat' ego tuda obratno mozhno lish' s pomosh'yu hitrosti. Kazhetsya, my ne dostatochno hitry, chtoby eto sdelat', i ne dostatochno umny, chtoby reshit' vopros okonchatel'no. I priroda samogo mira mozhet byt' takoi, chto my, v principe, v etom otnoshenii ne poumneem, poskol'ku vsegda ostanemsya trehmernymi.

V principe, est' vozmozhnost' uznat' o sushestvovanii takih mirov sluchaino, esli pri otnositel'nom dvizhenii i (ili) rasshirenii proizoidet ih stolknovenie i vzaimnoe proniknovenie. My ne znaem, vozmozhno li eto v principe (izvestno, chto dva elektrona ne mogut stolknut'sya tak, chtoby proizoshlo ih razrushenie). No esli ob'edinenie dvuh prostranstv proizoidet, eto privedet, kak minimum, k narusheniyu zakona sohraneniya energii v kazhdoi iz chastei v makroskopicheskih masshtabah. Poyavlenie dopolnitel'nyh mass veshestva niotkuda (i vnezapno!) mozhet privesti k samym neozhidannym sledstviyam v zavisimosti ot masshtabov i mesta yavleniya. Vspominayutsya idei Dzhinsa o postuplenii veshestva v centry galaktik iz mirov drugih izmerenii i gipoteza Hoila o vozniknovenii v nashei Vselennoi iz nichego odnogo atoma vodoroda v kubicheskom metre za 10⁶ let . Hoilovskoe iz nichego moglo by byt' zavualirovannym iz drugoi vselennoi , trehmernoe prostranstvo kotoroi prakticheski soprikasaetsya s nashim prostranstvom. Kosmologiya Hoila, kazhetsya, ne podtverzhdaetsya dannymi nablyudenii. No eto moglo by byt' i ne tak? Vse zhe poka chestnee budet skazat', chto dostatochnyh svidetel'stv narusheniya zakonov sohraneniya my ne imeem...

Vyshe byla rassmotrena situaciya s gipoteticheskimi prostranstvennymi izmereniyami (makroskopicheskimi), poskol'ku problema chisla izmerenii v mikromire seichas aktual'na, shiroko obsuzhdaetsya, no poka okonchatel'no ne reshena. Rassmotrim bolee prostuyu zadachu ob ustroistve nashego trehmernogo prostranstva. V nastoyashee vremya razrabotano bol'shoe chislo modelei Vselennoi kak celogo. Napomnim o tom, chto v 1917 godu V. de Sitter postroil stacionarnuyu, no nestaticheskuyu model' Vselennoi, kotoraya, kak okazalos', mozhet opisyvat' situaciyu v nestacionarnom mire. Schitayut, chto do fridmanovskoi stadii rasshireniya byla kratkovremennaya (mozhet byt', i ne odna) stadiya sverhbystrogo razduvaniya , prichem svoistva mira v eto vremya luchshe vsego opisyvayutsya imenno de-sitterovskoi model'yu. Topologicheskie osobennosti pri rasshirenii ne izmenyayutsya, poetomu dannaya model' mozhet imet' otnoshenie i k situacii nyneshnego dnya.

V modeli de Sittera svoistva prostranstva ostayutsya odinakovymi s techeniem vremeni, no nahodyashiesya v nem galaktiki razbegayutsya pod deistviem dopolnitel'nyh kosmologicheskih sil. Model' ustroena tak, chto temp techeniya vremeni zavisit ot rasstoyaniya do nablyudatelya. V naibolee udalennyh tochkah vremya voobshe ostanavlivaet svoi hod - tam nahoditsya gorizont vidimosti, kotoryi luchi sveta preodolet' ne mogut (s nashei tochki zreniya). Lokal'no skorost' sveta vezde i vsegda odinakova i ravna 300 000 km/s. Chto nahoditsya za gorizontom? De Sitter schital svoyu model' ellipticheskoi. V etom sluchae gorizont - eto naibolee udalennaya ot nas poverhnost'. Seichas v kosmologii obychno rassmatrivayut sfericheskuyu topologiyu. U trehmernoi sfery v chetyrehmernom prostranstve net naibolee udalennoi poverhnosti, no est' naibolee udalennaya tochka na rasstoyanii R, gde R - radius krivizny. Rasstoyanie do gorizonta vdvoe men'she. Takim obrazom, gorizont, kak ekvator, delit sfericheskoe prostranstvo na dve chasti, megadublikaty drug druga. Ob'em kazhdoi iz chastei raven ²R³.

Ne nuzhno dumat', chto na gorizonte imeetsya kakaya-to fizicheskaya osobennost'. Nahodyashiisya tam nablyudatel' opredelit svoi gorizont kak poverhnost', prohodyashuyu cherez nas. Nashe vremya pokazhetsya emu ostanovivshimsya: vselennaya de Sittera odnorodna i izotropna i iz lyubogo mesta vyglyadit odinakovo. Udalyayas' ot nas, zhitel' gorizonta popadet v nedostupnuyu nashemu izucheniyu polovinu sfericheskogo mira. Esli zhe mir elliptichen, nablyudatel', proidya gorizont, nachnet k nam priblizhat'sya. Lokal'nye metricheskie svoistva ("metrika ) oboih mirov sovershenno odinakovy, no global'nye ("topologiya ), kak vidim, sovershenno razlichny. Na obychnoi dvumernoi sfere svyazka meridianov v raione odnogo polyusa povtoryaet kartinu vblizi drugogo. V ellipticheskoi geometrii meridiany peresekayutsya tol'ko odin raz, rashodyas' veerom v raznye storony. Kazhdyi meridian (vdvoe bolee korotkii, chem na sfere pri tom zhe R) imeet svoyu naibolee udalennuyu tochku, sovokupnost' kotoryh obrazuet naibolee udalennuyu okruzhnost' - ekvator. Trehmernuyu analogiyu postroit' i predstavit' trudnee, no teoreticheskii analiz ellipticheskogo mira v ryade otnoshenii proshe, chem sfericheskogo. Mnenie samogo de Sittera ob elliptichnosti svoei modeli mira, po sushestvu, osnovano imenno na soobrazheniyah prostoty. V deistvitel'nosti my vnov' stolknulis' s problemoi vybora pri otsutstvii real'nyh mehanizmov ili fizicheskih sposobov resheniya zadachi!

Odnako problema okazalas' eshe zaputannee. Dlya opisaniya razduvaniya Vselennoi v dofridmanovskuyu eru vvodyat nestacionarnuyu, soputstvuyushuyu razbegayushemusya veshestvu (v etu epohu ni galaktik, ni zvezd eshe ne bylo) sistemu otscheta. V etoi sisteme prostranstvo okazyvaetsya beskonechnym, hotya celikom zaklyucheno vnutri gorizonta mira de Sittera! Etot rezul'tat byl poluchen v 1959 g. A.L.Zel'manovym zadolgo do poyavleniya teorii razduvaniya. Ochevidno, s tochki zreniya dvizhushihsya nablyudatelei govorit' o prostranstve za gorizontom ne imeet smysla! I vse zhe: chto tam za beskonechnost'yu, kuda otodvigaetsya de-sitterovskii gorizont v soputstvuyushih koordinatah? (V soputstvuyushih koordinatah est' svoi gorizont, no smysl ego neskol'ko inoi, chem u de-sitterovskogo).

Shodnaya situaciya s gorizontom proyavlyaetsya v populyarnoi seichas probleme chernyh dyr (ChD). Kollaps massivnyh zvezd, neizbezhno nastupayushii posle ischerpaniya v nih yadernyh istochnikov energii, privodit k poyavleniyu ob'ekta sverhvysokoi plotnosti, v okrestnostyah kotorogo napryazhennost' gravitacionnnogo polya neveroyatno velika. Ona voobshe stremitsya k beskonechnosti, esli radius zvezdy priblizhaetsya k nekotoromu kriticheskomu znacheniyu, t. n. gravitacionnomu radiusu (r_g). Soglasno obshei teorii otnositel'nosti (OTO), na sfere radiusa r_g vremya s tochki zreniya udalennogo nepodvizhnogo nablyudatelya ostanavlivaetsya. Sootvetstvenno, ostanavlivayutsya vse drugie fizicheskie processy. Kollapsiruyushaya zvezda kak by zastyvaet na etoi stadii szhatiya. Ee poverhnost' stanovitsya nevidimoi po prichine togo, chto kvanty uhodyashego sveta formal'no imeyut nulevuyu energiyu , chto sootvetstvuet volnam beskonechno bol'shoi dliny. Takaya poverhnost' yavlyaetsya gorizontom vidimosti ili gorizontom sobytii (eti dva ponyatiya v dannom sluchae sovpadayut; v OTO eta poverhnost' nazyvaetsya takzhe - inogda, no ves'ma neudachno - sferoi Shvarcshil'da), a v celom oblast' pod gorizontom i yavlyaetsya chernoi dyroi. Kvantovye effekty, na sushestvennuyu rol' kotoryh obratil vnimanie S.Hoking, privodyat k poyavleniyu slabogo izlucheniya i potoka chastic ot ChD, tak chto ne tak uzh ona i nevidima. Po-vidimomu, kvantovoe drozhanie poverhnosti ChD mozhet privesti k zahvatu veshestva v neposredstvennoi okrestnosti ot gorizonta, v rezul'tate chego vneshnii nablyudatel' vmesto zastyvshei zvezdy uvidit lish' golyi gorizont. Takoi (poka gipoteticheskii) ob'ekt tozhe nazyvayut ChD. V opredelennom smysle on yavlyaetsya analogom material'noi tochki n'yutonovskoi fiziki i, kak v poslednei, mozhno postavit' vopros o ego real'nom sushestvovanii. Teoreticheski konstrukciya s gorizontom, nahodyashimsya v pustom prostranstve i okruzhayushem nekotoruyu massu v tochke r=0, v OTO izuchena, za isklyucheniem samoi malosti - ne tol'ko fizicheskogo, no i chisto mehanicheskogo sostoyaniya dvizheniya samogo central'nogo ob'ekta.

Zamedlenie, a potom i ostanovka padeniya veshestva zvezdy otsutstvuyut dlya svobodno padayushego nablyudatelya. On i ego okruzhenie za konechnoe sobstvennoe vremya dostigayut gorizonta. Esli padenie nachalos' s rasstoyaniya 1,5r_g, to ego prodolzhitel'nost' ravna priblizitel'no 2r_g/c. Drugimi slovami, srednyaya skorost' dvizheniya sostavlyaet chetvert' skorosti sveta. A neposredstvenno k sfere nablyudatel' podletaet kak raz so skorost'yu sveta, esli padaet s dostatochno bol'shogo rasstoyaniya.

Chto proizoidet s nablyudatelem posle peresecheniya gorizonta? Otvet na etot vopros zavisit ot vernosti ili nevernosti nashih predstavlenii o strukture vnutrennostei chernoi dyry. K sozhaleniyu, nam zdes' ne oboitis' bez nebol'shogo ekskursa v oblast' ispol'zuemyh koordinatnyh sistem. Chashe drugih v literature vstrechaetsya koordinatnaya sistema, kotoruyu my budem nazyvat' standartnoi, gde za osnovu beretsya uslovie, chtoby lyubaya sfera, opisannaya vokrug central'nogo (pritom edinstvennogo v dostatochno bol'shoi okrestnosti) sfericheski simmetrichnogo tela ili material'noi tochki, imela velichinu poverhnosti, ravnuyu 4r², kak v evklidovoi geometrii. Iz-za krivizny prostranstva radial'noe rasstoyanie r ne yavlyaetsya deistvitel'nym rasstoyaniem do centra simmetrii. Eto, kak govoryat, prosto nekotoraya koordinata, dayushaya vozmozhnost' operacii s razlichno raspolozhennymi geometricheskimi i fizicheskimi ob'ektami. Real'noe rasstoyanie mozhet byt' opredeleno s pomosh'yu neskol'ko gromozdkoi procedury. A imenno: izmeryayut vremya rasprostraneniya sveta ot odnoi tochki do drugoi i obratno, posle chego polusummu etih vremen umnozhayut na skorost' rasprostraneniya signala, t. e. sveta. Uchityvaetsya, esli nuzhno, krivizna prostranstva na vsem puti dvizheniya svetovogo signala. Ochevidno, ukazannaya procedura vozmozhna lish' v stacionarnyh sistemah otscheta. V nestacionarnyh zhe ponyatie ob opredelennom rasstoyanii mezhdu telami teryaet chetkii smysl. V nashem sluchae s edinichnoi sfericheski-simmetrichnoi massoi sistema standartnyh koordinat stacionarna. No lyubaya tochka vnutri gorizonta sobytii ne mozhet poslat' signal naruzhu. Poetomu procedura izmereniya rasstoyanii do tochek vnutri chernoi dyry neizbezhno svyazana s kakimi-to dopolnitel'nymi dopusheniyami, v chastnosti, ona zavisit ot interpretacii nablyudenii. V teoreticheskih issledovaniyah real'noe, invariantnoe otnositel'no preobrazovanii koordinat, radial'noe rasstoyanie opredelyayut, umnozhaya velichinu r na nekotoryi metricheskii faktor. Pri etom okazyvaetsya, chto dl>r₂-r₁, esli tochki nahodyatsya vne gorizonta. Vnutri gorizonta v standartnyh koordinatah metricheskii faktor okazyvaetsya velichinoi mnimoi, chto vyrazhaet fakt otsutstviya real'noi procedury izmereniya tam dlin (kak, vprochem, i vremen). Mozhno opredelit' rasstoyanie vneshnego nablyudatelya ot gorizonta, no ne ot centra simmetrii. Tem ne menee, formal'no radial'naya koordinata otschityvaetsya ot centra, gde ona ravna nulyu, do r_g=2GM/c² na gorizonte. Vremya padeniya nablyudatelya, izmerennoe po chasam, padayushim vmeste s nim, ravno priblizitel'no r_g/c.

Pomimo standartnyh shiroko ispol'zuyut tak nazyvaemye izotropnye koordinaty. Ih prodolzhenie vnutr' takovo, chto pri dvizhenii k centru velichina poverhnosti sfer ne umen'shaetsya, a uvelichivaetsya. Gorizont pri etom yavlyaetsya sferoi s minimal'noi velichinoi poverhnosti. Voobshe oblast' r < r_g v etoi koordinatnoi sisteme okazyvaetsya opredelennom smysle vyvernutym dublikatom oblasti r>r_g. Popadaya vnutr' sfery radiusa r_g (kotoryi chislenno zdes' vchetvero men'she, t. e. raven GM/2c²), padayushee telo nachinaet dvigat'sya s zamedleniem, zatem ostanavlivaetsya, ne dostignuv tochki r=0, i nachinaet dvigat'sya obratno. Posle vtorichnogo peresecheniya sfery telo padaet ne v prezhnee vneshnee prostranstvo, a v novyi list mnogosvyaznogo prostranstva. Trudno ponyat' prichiny takogo povedeniya, ne ochen' veritsya v mnogosvyaznost' prostranstva. Tem ne menee, reshenie naideno, i ono sovsem ne pohozhe na reshenie v standartnyh koordinatah. Sushestvuet metrika Penleve, v kotoroi voobshe net koordinat, men'shih nekotorogo r_min, v tom chisle - sootvetstvuyushih vnutrennosti gorizonta. Kak i v kosmologii, OTO daet nam zdes' celyi nabor reshenii, udovletvoryayushih uravneniyam polya, no smysl ih ne ocheviden. Mozhet byt', nekotorye iz reshenii poprostu nefizichny. Mozhet byt', vse resheniya ili neskol'ko opisyvayut raznye vozmozhnye fizicheskie real'nosti. Uravneniya Einshteina zapisany tak, chto oni spravedlivy v lyuboi koordinatnoi sisteme. No vse li sistemy deistvitel'no imeyut smysl? V n'yutonovskoi fizike i evklidovoi geometrii takie voprosy pochti ne voznikayut. Vse zhe nam hotelos' by prodemonstrirovat' na prostyh primerah vozmozhnost' nestandartnyh situacii. Rassmotrim obychnye polyarnye koordinaty (r, v). Ostaviv uglovuyu v neizmennoi, zamenim radial'nuyu na novuyu. Pust' r₁=r+ln(r-1). Pri bol'shih r i r₁ logarifmom mozhno prenebrech', tak chto obe koordinaty blizki drug drugu. Pri r=1,28 imeem nachalo koordinat novoi sistemy, r₁=0. A v intervale 1<r<1,28 nahodim otricatel'nye znacheniya novoi koordinaty r₁ vplot' do -! Vmeste s tem, stol' rasshirennaya sistema sovsem ne ohvatyvaet oblast' r<1.

Mozhno skazat', chto vybrannaya nami sistema koordinat prosto ne ochen' udachna ili ne sootvetstvuet fizicheskoi kartine, v to vremya kak obychnye polyarnye koordinaty ohvatyvayut vsyu ploskost'. Vsyu li? Rassmotrim eshe odnu sistemu koordinat, v kotoroi r₂=r+ln(r+2). Zdes' nachalo koordinat i vse otricatel'nye znacheniya r₂, a takzhe chast' polozhitel'nyh r₂<ln2 sdvinuta za nachalo obychnyh polyarnyh koordinat, v oblast' otricatel'nyh r, kotorye schitayutsya nesushestvuyushimi. V evklidovoi geometrii eto, skoree vsego, na samom dele tak. No v OTO vozmozhny situacii, kogda tochka sluzhit na samom dele material'noi peremychkoi mezhdu dvumya iskrivlennymi i soprikasayushimisya mirami - mestom ih kasaniya. Vnutri takoi tochki, tem bolee, vnutri ob'ekta konechnyh razmerov, naprimer, elektrona, mozhet skryvat'sya celyi mir, <gde pyat' materikov>. Schitaya, chto problema ustroistva tochki otnositsya vse zhe k oblasti kvantovyh problem, napomnim o tom, chto my ne mozhem v nastoyashee vremya nichego skazat' i ob ustroistve vnutrennosti ChD, kotoraya mozhet imet' i ochen' bol'shie razmery (daleko ne mikroskopicheskie: metagalaktika v ChD?!).

Interesno upomyanut' eshe ob odnoi sisteme koordinat, a imenno, o toi, kotoroi pol'zovalsya sam Shvarcshil'd. V ego reshenie pervonachal'no vhodila nekotoraya proizvol'naya postoyannaya, pomimo a=r_g. Ee fiksaciya opredelyaet radius osoboi sfery, kotoryi mozhet byt' lyubym, v tom chisle i ravnym r_g. Shvarcshil'd vybral etu postoyannuyu takoi, chto edinstvennaya singulyarnost' (razryv v reshenii) sovpala s nachalom ego koordinatnoi sistemy r_shv=0. Voobshe zhe svyaz' ego koordinat s temi, kotorye my nazyvaem standartnymi, sootvetstvuet r³_shv=r³-r³_g. Takim obrazom, v original'nom reshenii Shvarcshil'da net sfery, kotoruyu neudachno nazvali <shvarcshil'dovskoi>!
Tem ne menee, i zdes' ostaetsya otkrytym vopros o real'nosti ili nereal'nosti oblasti -r_g<r_shv<0, kotoraya sootvetstvuet vnutrennosti <standartnoi> chernoi dyry.
I pochemu, esli eti otricatel'nye r_shv vozmozhny, nel'zya togo zhe skazat' o r_shv<-r_g, ili o r<0? Ili vopros srazu sformulirovan neverno?
Eti voprosy aktivno obsuzhdalis' v 20-e gody klassikami OTO. (sm. stat'yu Eizenshtedta v Einshteinovskom sbornike 1984-1985 ).

(Ssylki na literaturu dany v konce zhurnala na s. 115)

Publikacii s klyuchevymi slovami: Vselennaya - kosmos Publikacii so slovami: Vselennaya - kosmos
Sm. takzhe: "Illyustris" modeliruet Vselennuyu Edvin Habbl otkryvaet Vselennuyu Karta nablyudaemoi Vselennoi Poslanie ot gravitacionnoi Vselennoi Raskras'te Vselennuyu Stepeni desyati Earendel: zvezda v rannei Vselennoi Vse publikacii na tu zhe temu >>