По поводу многого из того, что науке давно известно, но публике непонятно, можно услышать пренебрежительное: «Это только теория». Но теория, именно, форма научного знания, причём, знания окончательного. Выводы, сделанные на основании теорий, обжалованию уже не подлежат, ибо теорией именуется объяснение фактов, истинность которого проверена и доказана экспериментально. Доказана одними специалистами другим.
Хотя Теория Большого Взрыва и вызывает более мощное неприятие в массах, важнейшими и сильнейшими в физике, всё-таки, являются Квантовая Механика и Теория Относительности. Обе теории верны, и тем удивительнее, что они при этом несовместимы. Для некоторых условий предсказания их являются взаимоисключающими. Это довольно известный факт, как сохранились в памяти народной и споры между Нильсом Бором и Эйнштейном, который квантовую механику, как говорят, «не понял».
Последнее, кстати, вводит множество людей в жестокий, но напрасный соблазн выразить солидарность с Эйнштейном. Ибо, если уж и Эйнштейн чего-то не понял, но надо ли это вообще понимать? Но понимать надо, как минимум, то, что именно было непонятным Эйнштейну. Не Квантовая механика, как таковая. Он не соглашался лишь с её боровской, «копенгагенской» интерпретацией: существованием не наблюдаемой частицы не в неком конкретном (неизвестном) состоянии, а в суперпозиции состояний. Однако, это уже несколько другой вопрос, раскрытый, как хочется надеяться языком достаточно доступным в статье о приключениях знаменитого кота Шрёдингера. Кстати, и ещё одна статья, касающаяся сути самой Квантовой Механики, облегчит понимание того, о чём речь пойдёт ниже.
В данном же случае, речь пойдёт именно о несовместимости великих теорий. О которой их великие создатели, кстати, информированы не были. Квантовой Механике довольно сложно столкнуться с ТО, поскольку теории несколько о разном: одна о бесконечно малом, вторая же о бесконечно великом.
Тем не менее, столкновения интересов происходят. Например, в области астрофизики. С точки зрения ТО, коллапсирующая звезда представляет собой бесконечно сжимаемый идеальный газ — ведь структура материи не описывается и не учитывается ею. Звезда уплотняется, проваливаясь всё глубже в выдавливаемую ею же самой в пространстве-времени воронку, пока не прорвёт пространство, образовав ту самую «чёрную дыру».
Квантовая же механика, никаких «искривлений пространства» не видит, зато рассматривает сжатие именно с точки зрения изменений структуры материи. Увеличение плотности требует слияния лёгких ядер в тяжёлые, и пока дело не дойдёт до железа — всё в порядке. Синтез ведёт к выделению энергии, разогреву «идеального газа», увеличению давления и торможению коллапса. Если не к разрушению звезды. У лёгких светил тяготение к центру масс не способно уравновесить и пересилить внутреннее давление на этапе синтеза кислорода или кремния. Но слияние ядер железа идёт уже с поглощением энергии. Вещество буквально обрушивается в себя, возникают сверхтяжёлые, нестабильные ядра, которым законами Квантовой Механики предписано немедленно распадаться — с увеличением объёма, естественно.
На этом этапе и возникает конфликт. Квантовая Механика предсказывает, что вещество расширится в результате распада «запрещённых» ядер. Теория Относительности — что сжатие продолжится, так как выделение энергии не препятствует ему. В итоге же, в радиусе тридцати световых лет выживших нет, и что случилось — что взорвалось со столь чудовищной силой — непонятно. Ни одна из теорий не хочет объяснять некоторые, — а вернее, все «старшие» типы сверхновых и гиперновые. Если речь о чём-то серьёзнее углеродной детонации белого карлика, обиженная за маленьких КМ просто сметает шахматы с доски.
Но ещё хуже — ибо сложнее — если взрыва почему-то не происходит. А при коллапсе звезды в чёрную дыру она последовательно проходит стадии нейтронной, в которой ядра слились в единую массу, и кварковой, — при дальнейшем увеличении плотности нуклоны уже не смогут существовать. То есть, сами по себе звёзды «застрявшие» на кварковой стадии коллапса, — образование которых предположительно ответственно за мощнейшие из вспышек гиперновых, — остаются объектами гипотетическими. Но чёрные дыры найдены, и при сжатии до необходимого для их появления уровня вещество обязано пройти фазу кварковой жидкости. Переход к которой от нуклонного вещества по идее, во-первых, означает взрыв, мощность которого на пару порядков превышает наблюдаемый уровень. Во-вторых же, кварк-глюонная плазма просто несжимаема. Квантовая Механика, таким образом, запрещает чёрным дырам существовать, но Теория Относительности как-то хитрит и своего добивается.
...Квантовая Механика — не прощает, и грызёт после этого чёрные дыры квантовым испарением. Так считается, ибо — должна бы грызть. По теории. Которая в прочих, связанных с чёрными дырами случаях работает как-то криво, странно и через раз. И тут время вернуться к тезисам, высказанным в начале статьи. Конфликты теорий, несовместимость и не желание их давать объяснения неким конкретным случаям, не являются свидетельством ошибочности теорий. Ибо, когда говорится, что теория — проверенное и истинное объяснение фактов, не подразумевается, что вообще всех фактов. Да и не может подразумеваться, так как последнее означало бы, что все факты уже известны.
Как и ньютоновская механика, ни разу не опровергнутая, кругом истинная, но применимая лишь для скоростей, пренебрежимо малых сравнительно со скоростью света, релятивистская и квантовая механики также ограничены. Причём, тем же самым способом. Просто они старше, шире и применимость их протирается до скоростей примерно скорости света равных. Примерно, но не совсем. Вблизи сингулярности, на пороге планковской плотности вещества они, всё-таки, не работают. И начинается там «другая физика». По степени непонятности, недоступности воображению и чуждости человеческому опыту, превосходящая КМ и ТО вместе взятые не две головы.
В настоящий момент работы по созданию общей теории (М-теории), объединяющей Квантовую Механику и Теорию Относительности как частные случаи для «средних» энергий, ведутся, но далеки от завершения. И проблема в данной области носит в значительной мере характер технический. Подлежащие описанию условия вблизи сингулярности, как минимум, нужно наблюдать. Астрофизика предсказуемо же сообщает недостаточно подробностей о начальном этапе расширения вселенной, ранее момента, когда вещество стало прозрачным для излучений. Случаи же перехода материи в критическое состояние при коллапсе звёзд, видны лишь как яркие вспышки. Только гигантские ускорители позволяют заглянуть в мир действительно высоких энергий, но пока недостаточно глубоко.
