В рамках нового проекта CosmoNoi, портал Noi.md запускает серию подкастов «Бутученские космохроники», в которых мы общаемся с доктором технических наук, дипломатом и публицистом Виктором Ивановичем Боршевичем — автором ряда важных научных работ, посвященных космологии.
Виктор Иванович Боршевич — разносторонняя личность: университетский профессор, посол Республики Молдова в Китае (2002–2006), телеведущий и публицист, интересующийся самыми разными вопросами.
Одна тема преследовала его всю жизнь — космос. Хотя интерес к ней возвращался к Виктору Ивановичу снова и снова, удивительным образом она возобладала над ним в восьмом десятке лет. Профессор, занимавшийся широким спектром дисциплин (техникой, математикой, кибернетикой), был внезапно озарён гипотезой, которая могла бы раскрыть суть наиболее таинственных объектов Вселенной — чёрных дыр. Он взялся за работу.
Не в крупнейших университетах мира, не в передовых лабораториях или обсерваториях, а за ноутбуком, у себя в беседке, в своём загородном доме в Бутученах.
Вдохновлённый гениями прошлого, он занялся решением задач на переднем крае науки. И результаты его работ не остались незамеченными, напротив, привлекли внимание крупнейших астрофизиков.
О том, как Виктор Иванович, увлечённый космосом всю жизнь, в столь почтенном возрасте раскрыл одну из его тайн, смотрите в первом выпуске «Бутученских космохроник».
Интервью с Виктором Ивановичем Боршевичем
Мы сегодня договорились поговорить о космосе, но сначала я бы хотел вас спросить: расскажите о своём академическом пути и интересах, как вы пришли к космосу.
Собственно говоря, я с космоса, как оказалось, и начал. Учился я в Минском радиотехническом институте. Я окончил молдавскую школу, но попал туда по направлению. Я очень увлекался радио. А радио и космос — это уже что-то! Слышишь в наушниках шумы космоса. Это так интересно: выйдешь, на небо посмотришь, — там звёзды, там творится нечто непостижимое. В учебник посмотришь — господи, это чудо какое! И вот в Минском радиотехе мы занимались радиолокацией. И так или иначе это было связано с космосом, с шумами космическими. Окончил институт, стал работать в Кишинёвском политехническом институте имени Сергея Лазо. Я прошёл весь путь от ассистента до профессора, заведующего кафедрой. И мне это очень много дало. У нас заведующий кафедрой, который был до меня, приехал из Новосибирска, сам из Львова, Илья Филипович Клисторин. Он воспитал целую плеяду кандидатов наук (так тогда называли докторов наук), в том числе и докторов, как сейчас говорят (хабилитат), и я среди них. В Молдове в то время, хочу подчеркнуть, был невероятно высокий уровень и академической науки, и университетской науки. И заводской науки тоже — у нас тут были заводы, где-то приблизительно 18 заводов, которые так или иначе работали на космос, это были самые высочайшие технологии.
Потом, в 93-м году, когда Союз уже распался, я был гостем программы, организованной Госдепартаментом США. Они приглашали ректоров и проректоров, я тогда был проректором в ULIM. Где-то месяц длилась эта специальная программа о высшем образовании в США. И, кстати, я заодно прочитал лекции в знаменитом Массачусетском технологическом институте, и читал их, как вы думаете, о чём? О советской космонавтике. Их она очень интересовала. Я участвовал в программе «Энергия-Буран». И, кстати, вторую свою докторскую степень я получил после того, как «Энергия-Буран», вот этот монстр, который весил где-то 120 тонн, был выведен на орбиту. Говорят, что на Байконуре бетон раскалывался, но позже проект как-то забросили. Ну вот, я читал лекции в области тестирования этой сложнейшей микроэлектронной аппаратуры. Так или иначе, я опять оказался связан с космосом. В моей жизни были различные этапы. К тому времени разваливалась наша Академия наук. Было видно, что никому здесь не нужна ни наука, ни приличное образование. И вот я устроил у себя в Бутученах Бутученскую академию наук и художеств.
И ваша недавняя научная работа внезапно перенесла математику и кибернетику в космос. Как вышло, что научные исследования в области математики пригодились в изучении происхождения самой Вселенной, а также чёрных дыр?
Тут, понимаете, с математикой, как ни странно, иногда бывает перебор. Замечательная исследовательница Сабина Хоссенфельдер написала удивительную книгу на английском, сокращённое название — Lost in Math («Потерянные в математике» или «Затерянные в математике»). О чём идёт речь? Она взяла интервью у ведущих учёных. Многие из них — лауреаты Нобелевской премии, и спросила: почему сейчас кризис физики? А в физике кризис! О нём Стивен Вайнберг говорил ещё где-то лет 30 назад, что физика в кризисе.
«Какой? Чего не знает физика? Да физика вон какие чудеса на адронном коллайдере творит!» — говорят многие. Но физика не знает простой вещи: что происходит при так называемых планковских температурах и давлениях? Согласно общему мнению, это такие температуры, что трудно себе представить. Например, температура Планка. Представьте себе, вы поставили единицу, а за ней добавили 32 нуля. Представляете, что это за число? Только написать — замучаешься, чтобы не сбиться от стольких нулей. Представляете, какая температура? Или планковское расстояние. Это расстояние между двумя атомами, допустим, железа или гелия: 10 в минус 35-й степени метра. Теперь пишем уже 0, запятая, ставим 35 нулей, ставим 1. Вы представляете, что это такое? Это уму непостижимо. И вот современная физика понятия не имеет, что там происходит при этих температурах. А всё идёт к тому, что именно эти температуры и расстояния (описывающие, насколько плотным является вещество) могут объяснить многие вещи. Вот мне пришлось как раз со всем этим разбираться.
И оказалось, что Вселенная, первоначальная, как раз представляла собой гранулы размером вот с эту планковскую величину с температурой дрожания в эти 10 в 32-й степени Кельвина. Представляете? И знаете, каких она была размеров? Я говорю только о видимой нами Вселенной. (Что за её пределами? Железно, что там такие же вселенные, но свет до нас не добирается от них).
И когда я сделал расчёт, оказалось, что вся Вселенная, видимая нами, вначале находилась в компактном состоянии приблизительно размером с ядро золота. Представляете, что такое ядро золота? Для нас это вообще непостижимо малое. Не атом золота, а только его ядро!
И что произошло? А произошло следующее. Учёные объясняют возникновение Вселенной теорией Большого взрыва. Я вычислил, у меня получилось всё верно, но никто толком не знал, что было дальше. Я вычислил, вот здесь, сидя в Бутученах. Имел время: тут Нильс Бор, тут Альберт Эйнштейн, тут Интернет. Я следил за всеми работами, статьями, данными всех телескопов. Почему? Бутучены — прекрасное место, тут сам Господь помогает, никто не мешает. Ну, петушки поют, сосед зайдёт. Сиди и работай, парень, жизнь у тебя одна. Ну, там внук приедет, ещё есть развлечения. Но в основном было время. И вот, если в двух словах, что произошло дальше?
Значит, вот эта штука взрывается. Есть такой закон об отношении неопределённости Гейзенберга. Помните, мы говорили с вами, что есть величина Планка — расстояние, грубо говоря, — 10 в минус 35-й степени метра. Температура, сколько мы с вами сказали? Ой-ой-ой, 32 нуля Кельвина! И вот себе представьте, у меня вышло, что время Планка… Чему оно равно? Очень просто. Мы все с вами знаем с детства, со школы, простую формулу. Что такое скорость? Это пройденное расстояние за данное время. Теперь, как узнать время? Делаем перемещения по формуле и получаем: берём длину и делим на скорость света. И что выходит? Длина невероятно малая, делим её на невероятно большую скорость света, 300 тысяч километров в секунду. И получаем время. Когда вы ужасно малую величину делите на скорость света, получается интервал времени, грубо говоря, 10 в минус 44-й степени секунды.
То есть пишем 0, не ленимся, 44 нуля и единичка секунд. Вы представляете, что произошло? Это время было только жизни Вселенной в этом первичном состоянии. Значит, ещё первоначально эта штуковина, это что-то страшное по температуре и сжатости, прожила всего лишь вот это планковское время, а дальше начинается Большой взрыв.
Я его вычислил, и вычислил очень просто. Что он собой представляет? Вот представьте, что у вас есть чан с горохом. В нём эти бобы, это маленькие гранулы размером с эту планковскую величину. Что они собой представляют? Это оказывается конденсированный свет. Вот эти шарики — это фотоны. Мы привыкли, что свет есть только в летящем состоянии. А это конденсат. Вот представьте себе, как пары сконденсировались, вот это конденсат. И вот эти шарики в этом состоянии находятся только первую планковскую секунду, потом что происходит? Потом происходит взрыв.
Но во время этого взрыва что происходит? Те пары фотонов, что поближе друг к другу, схлопываются и превращаются в планковские чёрные дыры. Первая материя, которая появилась, — это тёмная материя.
Теперь дальше. Часть фотонов, которые не участвовали в этом, они стали какими? Свободными! Появился свет. Но ещё одна штуковина была. В момент, когда первые фотоны схлопывались, получились планковские гравитационные волны, то есть та самая гравитационная волна, тёмная энергия, что заставляет нашу Вселенную во все стороны расширяться.
И вот когда я стал считать, то у меня получилось, как в Библии, и я просто сел и развёл руками. Помним, с чего начинается в Библии книга «Генезис», то есть создание, начало всего. «И отделил Господь свет от тьмы, и был день первый», по-еврейски «Алеф». И у меня получается, первоначальное состояние — это конденсат из вот этих планковских фотонов, невероятно маленьких, невероятно горячих. Значит, это состояние тьмы. Конденсат не светит. Это свет, который не светит. Он в себе. Тьма. И тут взрыв, появляются чёрные дыры и появляется тёмная энергия. Но появляются где-то 13% свободного света: ослепительные, яркие планковские фотоны. Их свечения невероятны. А что, повторяю, в Библии написано? «И отделил Господь свет от тьмы, и был день первый», день «Алеф». Хотите верьте, хотите нет, но эти древние мудрецы наверняка что-то знали.
Ну и дальше пошли расчёты, вычисления, много чего-то другого.
Иначе говоря, первые чёрные дыры на самом деле образовались не в результате сжатия звёзд, а это были маленькие, невероятно маленькие планковские величины.
Конечно. Что касается их размера, я говорил пока о гранулах этого фотона, о первичных планковских фотонах. Дело в том, что когда два таких фотона схлопываются, получается планковская дыра. По весу она такая, как любой из них. Но так как их было два, а стало одно, где ещё одна величина? Гравитационная волна пошла. Вот и всё, понимаете? А теперь другое. В чём ошибка астрономов была до сих пор? Все считали так: звёзды, газовые, большие скопления сжимаются, коллапсируются и получаются чёрные дыры.
Не всё так просто. Это первым Хокинг ещё понял, и Джон Уилер, который воспитал целую плеяду лауреатов Нобелевской премии. Они поняли, что нужны были эти затравки, они поняли, сжатия барионного (обычного) вещества не хватает для того, чтобы получилась чёрная дыра. Надо, чтобы было сжато ещё сильнее. Так вот, его ядром должна быть уже готовая чёрная дыра. Небольшое, но ядро. Тогда начинается образование чёрной дыры. И причём это ядро не ест вещество, оно его выбрасывает, но оно съедает свет.
Внимание, вот тут мы приходим к одному очень важному моменту. Ребята, а сверхмассивные чёрные дыры как расширились настолько? Вот, например, в центре нашей галактики есть сверхмассивная чёрная дыра весом в 4 миллиона масс нашего Солнца. Вот такой монстр в середине нашей галактики Млечный Путь. Мало того, недавно получили его фотографию. То есть уже современные средства телескопирования, но это не один телескоп. Это целая тьма телескопов в разных местах Земли, синхронно. И удалось её увидеть. Чёрную дыру нельзя увидеть. Она чёрная. Но вокруг неё аккреционный диск.
Что делает аккреционный диск? Вся эта материя схлопывается, но она не поглощается чёрной дырой. Она выбрасывается. Два джета. Это мощнейшие выбросы невероятных энергий. Чёрная дыра что ест? Либо свободный свет, либо сожрёт другую чёрную дыру.
Красиво, да? Вот это надо понять. А все раньше как считали? Вот чёрные дыры поедают материю. В них телевизоры, утюги, всякий мусор, хлам, всё, что угодно, бросать. Нет, ребятки мои. Чёрные дыры оказались другими. А маленькие чёрные дыры, очень-очень маленькие, которые выросли из тех, о которых мы говорили первоначально, они светятся. Но они светятся в рентгеновском излучении.
Весят они где-то всего лишь с астероид. Вот так говорят, масса астероида. Но они светятся очень сильно. Почему-то везде вокруг больших чёрных дыр вот это свечение. Потому что чёрные дыры, чтобы сожрать, к себе притягивают эти малые чёрные дыры массой с астероид. И они начинают приближаться к своей гибели. Но так сами светятся. Почему? Они светятся потому, что они маленькие. И по всем законам это освещение легко вычислять. Это, говорят, излучение Хокинга. (Оно не совсем Хокинга, но идея его была правильная). И вот они там скапливаются. У каждой большой чёрной дыры есть корона святящаяся. Диск — это чалма. Но есть ещё и корона, которая светится. Именно в этом спектре рентгеновского излучения. И вот, собираясь перед своей гибелью, она даёт сильнейшее свечение.
А теперь последний вопрос. Откуда шухер? Откуда шум? Почему лауреаты Нобелевских премий разводят руками? Специалисты не знают, что сказать. Телескоп Джеймса Уэбба — самое острое видящее око Вселенной, которое есть у человечества, одно из самых качественных, изумительное. Он показал, что где-то всего лишь 300 миллионов лет после Большого взрыва уже были эти гигантские чёрные дыры. Например, в космосе есть одна чёрная дыра, страшно сказать, 66 миллиардов масс Солнца. Наша в Млечном Пути с этими несчастными 4 миллионами — голодранец.
И возникает вопрос. Как они образовались? «Вот они, всё время жизни Вселенной, 13 миллиардов 800 миллионов лет, сколько Вселенной от момента взрыва. Они накапливали массу, там вещество падало», — так считалось раньше. Ничего подобного, мальчики.
Джеймс Уэбб говорит: подождите, уже 300 миллионов лет после взрыва были такие галактики, как наша, с этими чёрными дырами, гигантскими, сверхмассивными. Всё уже было. О чём это говорит? Что они сформировались гораздо раньше, чем думали астрономы, астрофизики и космологи.
И тут я сижу тут, в Бутученах. Причём у меня формулы. Чтобы вы знали, есть формулы, где нужны суперкомпьютеры, а есть такие, где достаточно калькулятора, которыми торговки на базаре пользуются. Потом мне удалось получить формулы и приближения, очень точные, но очень простые. И я посчитал, у меня оказалось, что есть сверхмассивные чёрные дыры и первые комки протогалактик. Первые чёрные дыры образовались вокруг них уже 190–200 тысяч лет. Так сравните: 300 миллионов и какие-то 190–200 тысяч лет. Чувствуете, какая разница?
Тогда уже были сверхмассивные чёрные дыры. «Такого быть не может!» — говорят все. А что говорит Джеймс Уэбб? Он говорит: 300 миллионов, они уже в готовом себе виде. Уже спеклись. «Ну не знаем. Ну такого не может быть», — отвечают они. А народ у нас любит сенсацию, и я говорю: «Так, товарищи учёные, доценты с кандидатами, за что деньги получали?» Они говорят: «Не знаем, наука бессильна ответить». А мы, колхозники, вот тут в Бутученах, взяли и посчитали, потому что не гордились, а смотрели в глаза Нильсу Бору, Альберту Эйнштейну и барону Мюнхгаузену, у которого была мечта. Помните, как говорил он, когда улетал на ядре в небо: «Господа, посмотрите на эти суровые выражения лиц — все подлости мира делались именно с этим выражением. Смейтесь, господа!»
Окончание следует.