Книга Империя звезд, или Белые карлики и черные дыры - Артур Миллер

Затем выступал Чандра. Он все-таки проигнорировал заявленную тему и посвятил свой доклад белым карликам. Чандра начал со смелого заявления: «В настоящее время, по общему мнению, уравнение состояния для полного описания структуры белого карлика — это уравнение вырожденного состояния». Тем самым Чандра ясно дал понять, что правильна только его собственная теория белых карликов, так как тут законы классического идеального газа совершенно неприменимы. При этом необходимо, в отличие от Фаулера, не забывать о теории относительности. Во время обсуждения Эддингтон ограничился всего лишь частными и малосущественными вопросами.

Доклад Чандры был в пятницу, Эддингтону предстояло выступать на следующее утро. «В субботу я изменю мнение научной общественности, оно будет кардинальным образом отличаться от пятничного», — самоуверенно заявил Эддингтон. Он начал с обзора результатов, опубликованных с 1935 года, но не упоминал о своей фундаментальной теории. Он твердо заявил, что сжатие звезд «до диаметра в несколько километров, когда по теории относительности гравитация достигает таких огромных величин, что происходит захват излучения, — это поразительный результат». Он вновь отказался признать, что звезды могут продолжать коллапсировать после захвата излучения под действием гравитации. Эддингтон заявил, что Фаулер уже решил этот вопрос, а Стонер и Андерсон зачем-то опять к нему вернулись. Он лично вынужден был еще раз этим заняться и в итоге отказался от концепции верхнего предела. Создание нового уравнения состояния Эддингтон приписал не Чандре, а Стонеру и Андерсону, которые одновременно и независимо от Чандры вывели это уравнение. Однако они никогда не рассматривали следствия этого уравнения и, в отличие от Чандры, не сделали строгого математического обоснования. Эддингтон добавил, что пока невозможно экспериментально подтвердить теорию Фаулера или теорию Стонера — Андерсона (аналогичную теории Чандры). Впрочем, он считает это излишним в любом случае. Релятивистское вырождение — это строгий математический результат, не имеющий астрофизического смысла, то есть reductio ad absurdum, доказательства от противного. А вот последующие наблюдения покажут, нужно ли модифицировать теорию Фаулера, которая предсказывает существование белых карликов с массой гораздо большей, чем у тех, что известны сегодня. Однако Койпер не позволил Эддингтону так легко выйти из дискуссии. Он сразу же задал ему вопрос: «Существуют ли какие-нибудь экспериментальные методы, позволяющие сделать выбор между конкурирующими теориями?» Сам Койпер, конечно, знал о таких методах. Однако оба ученых стремились к примирению, а Эддингтон даже заявил, что теории не следует считать конкурирующими, поскольку формулы Стонера — Андерсона (на самом деле Чандры) являются лишь математическими абстракциями. Но тут Чандра бросился в атаку; его позиция и позиция Эддингтона принципиально отличаются, заявил он.

И тогда Эддингтон предложил компромиссный вариант: они могли бы вместе проанализировать состояние некоторых малых белых карликов Койпера. Если теория Фаулера верна, то эти звезды должны быть чрезвычайно массивными, с очень высокой плотностью и внутренним давлением. В таких «крайних случаях», как говорил Эддингтон, могут образовываться нейтроны и твердое нейтронное ядро, уберегающее эти звезды от коллапса[45]. Согласно стенограмме конференции, опубликованной в «The Observatory», все закончилось довольно хорошо — сэр Артур Эддингтон и доктор Чандрасекар мирно обсудили вопрос о правильной формуле для вырожденной материи в звездах. Однако Чандра рассказывал об этом совершенно иначе: «На самом деле мы с Эддингтоном использовали довольно крепкие выражения». Перед отъездом они оказались совсем ненадолго вдвоем. Эддингтон попытался восстановить дружеские отношения: «Извините, если я вас утром обидел». Чандра посмотрел ему прямо в глаза и спросил: «Вы изменили свое мнение?» «Нет», — ответил Эддингтон. «За что же вы тогда извиняетесь?» — проговорил Чандра и зашагал прочь. Эддингтон лишь пожал плечами.

Чандра отплыл в Соединенные Штаты на корабле, последний раз совершавшем пассажирский рейс — вскоре судно стало армейским транспортом. В сентябре началась Вторая мировая война.

Чандра подробно описал отцу все происходившее в Париже: «Было довольно скучно, хотя полемика с Эддингтоном изрядно потрепала мне нервы. Его было трудно понять. Я старался избегать общения с ним, хотя он постоянно выступал сразу после меня — мы как будто играли в прятки!» Айяр изо всех сил пытался разобраться, что происходит с его сыном: «Д-р Кришнан[46] говорил мне, что согласно стенограмме конференции, опубликованной в „The Observatory“, твои слова были истолкованы как оскорбление сэра Артура Стэнли Эддингтона. Я удивлен твоим поведением. Мы всегда должны быть вежливы и благожелательны. (Мне сказали, что это было на международной конференции в Париже, где с сэром Артуром Стэнли Эддингтоном вы играли в прятки)».

Чандра отвечает: «Ты пишешь, что я оскорбил Эддингтона. Но на самом деле президент конференции в Париже (Г. Н. Рассел) говорил о моей сдержанности… и никто и никогда не обвинял меня в использовании оскорбительных выражений. Сегодня я прочел отчет, в котором мою парижскую дискуссию с Эддингтоном назвали стимулом для дальнейших исследований. В моей „Динамике“ я убедительно доказал, что работа Эддингтона полностью неверна, но написал об этом очень кратко и в сносках. Если следовать методу Эддингтона, я мог бы составить себе капитал на критике его ошибок и даже прославиться. А ведь такие весьма компетентные математики, как фон Нейман и Гейзенберг, поздравили меня с „Динамикой“ и даже обвинили в излишней сдержанности при обсуждении манипуляций Эддингтона!»

В 1942 году Дирак, Пайерлс и Прайс наконец-то опубликовали статью с защитой теории Чандры и критикой представлений Эддингтона о теории относительности и квантовой механике. Они отметили хитроумное использование Эддингтоном математического аппарата. «Явная путаница возникла из-за того, что уравнения механики Эддингтона часто полностью отличаются от уравнений квантовой механики. Он возражает против использования „сомнительных и нелогичных методов“ в квантовой механике, но сам использует понятия, которые в ней отсутствуют», — писали авторы статьи. Более всего Эддингтона раздражало предположение Чандры о том, что электроны в газе ведут себя как свободные частицы, не взаимодействуя друг с другом и с ядрами. Чандра сделал это для упрощения сложных математических расчетов, а Дирак, Пайерлс и Прайс показали, что учет взаимодействия электронов с ядрами не влияет на результаты, полученные Чандрой для белых карликов. Эддингтон несколько нелогично ответил авторам статьи, что в данном случае требуется такой подход, в котором бы учитывалась и теория относительности, и взаимодействие между частицами, которое игнорировал Чандра. В 1960-х годах наконец-то удалось вычислить параметры взаимодействия электронов в релятивистском вырожденном газе. Это не опровергло, как надеялся Эддингтон, теорию Чандры, а лишь привело к уточнению его уравнения состояния. Статья Дирака, Пайерлса и Прайса была прочитана многими физиками, что было весьма важно для Чандры, но в последующие годы он об этом забыл и по-прежнему жаловался, что ведущие физики никогда не поддерживали его в борьбе с Эддингтоном.