5 книг о черных дырах - рекомендует доктор физико-математических наук Александр Шацкий
Существуют три основные причины, по которым необходимо разбираться в данной теме. Во-первых, черная дыра является одним из основных источников энергии в активных ядрах галактик во Вселенной. В частности, это основные источники, дающие энергию для квазаров. То есть материя из аккреционного диска вокруг центральной в галактике сверхмассивной черной дыры засасывается внутрь, при этом в результате сложных и разнообразных промежуточных процессов выделяется энергия, часть которой мы видим как светящуюся струю от квазара (джет).
Во-вторых, черная дыра, возможно, является единственным типом объектов с нетривиальной топологией, которые связывают нашу Вселенную с другими вселенными, а также при этом является причиной существования сингулярностей. При этом без изучения черных дыр невозможно изучение кротовых нор. Поэтому если мы хотим изучать нетривиальную топологию (а наша Вселенная однозначно обладает таковой), то сначала мы должны изучить физику черных дыр. С помощью нетривиальной топологии мы бы могли (гипотетически) путешествовать между различными вселенными, из одного мира в другой, не прибегая к каким-то специальным средствам, космическим кораблям, ускорителям и так далее.
В-третьих, сегодня общая теория относительности является основой стандартной модели космологии, но ученые до конца еще не уверены в справедливости этой теории и этой модели для всех явлений космоса. Так вот, лишний раз подтвердить эти наши предположения или их опровергнуть можно только на космологических (вселенских) масштабах или с помощью изучения физических эффектов вблизи самой границы черных дыр. Эта часть науки о космосе называется ультрарелятивистской астрофизикой, она может привести нас в итоге к новой физике, к качественно новым теориям гравитации.
1. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теория поля. Издание 7-е, исправленное. М.: Наука, 1988. 512 с. («Теоретическая физика», том II).
В этой книге все параграфы, посвященные общей теории относительности, на мой взгляд, наиболее полно и четко описывают гравитацию и, в частности, черные дыры. Понять черные дыры, не изучив гравитацию, невозможно. В этой книге все определения и выводы максимально строго и логично следуют один за другим. Таким образом, данное издание является совершенно самодостаточным и не требует от читателя обращения к дополнительной литературе в рамках всех тех вопросов, которые обсуждаются в книге. Однако изложение здесь рассчитано на подготовленного читателя, и даже специалисты не всегда все понимают после первого прочтения. Тем не менее за последние годы теория гравитации получила интенсивное развитие в новых направлениях, поэтому для их освоения необходимо прочтение и другой литературы.
2. Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж. Гравитация. В 3 т. М.: Мир, 1977
Это наиболее обширное изложение курса гравитации, отличающееся по методам и манере изложения от Ландау - Лифшица. На русском языке книга выпускается в трех томах. В этом собрании можно ознакомиться не только с курсом гравитации, рассчитанным на студентов, но и узнать много нового о биографиях ученых, создававших теорию гравитации, и об истории появления их открытий. Также в книге достаточно много примеров и задач по курсу гравитации, а сам курс расширен в области квантовой теории поля. Помимо этого, здесь рассказано о физических основах, современном математическом аппарате, важнейших достижениях теории тяготения Эйнштейна, многочисленных приложениях теории к самым разнообразным астрономическим, астрофизическим и физическим проблемам, а также представлено описание новейших методов и последних полученных результатов.
3. Шапиро С. Л., Тьюколски С. А. Черные дыры, белые карлики и нейтронные звезды. В 2 ч. М., 1985
Здесь представлено много данных по черным дырам, не указанных в других изданиях. В русском издании книга состоит из двух частей. В первой части рассказывается о моделях сверхплотных объектов и уравнениях состояния. Помимо этого, хорошо описано образование компактных объектов, приведено описание белых карликов и подробно рассказано, что такое общая теория относительности, в том числе представлено объяснение движения пробных частиц, геометрической системы единиц и предела слабого поля. Во второй части подробнейшим образом описаны современные представления о нейтронных звездах и черных дырах, пульсарах, компактных рентгеновских источниках, аккреции на компактных объектах, гравитационном излучении и коллапсе обычных и сверхмассивных звезд. Также у читателей будет возможность ознакомиться с множеством различных упражнений.
4. Вейнберг С. Гравитация и космология. М.: Мир, 1975
Это наиболее простая по форме изложения книга по гравитации. Я рекомендую ее наименее подготовленным читателям. Эта книга посвящена принципам и приложениям общей теории относительности и теории гравитации. В ней также рассказано об истории развития данных теорий. Автор приводит анализ основных космологических моделей и рассказывает об их соответствии данным современных астрономических наблюдений. В книге хорошо описаны принцип эквивалентности, тензорный анализ, эффекты гравитации, кривизна, уравнение поля Эйнштейна, постньютоновская небесная механика, гравитационное излучение, равновесие в звездах, симметричные пространства, а также эталонная модель космологии и принцип наименьшего действия.
5. Frolov V., Novikov I. Black Hole Physics: Basic Concepts and New Developments. Kluwer, 1998
Эта книга, на мой взгляд, скорее претендует на роль наиболее полного справочника по черным дырам, а не учебника. Она является достаточно новым изданием, поэтому многие изложенные в ней разделы являются оригинальными. Много внимания в ней посвящено вопросам топологии черных дыр и их образования. Также в книге есть разделы, посвященные кротовым норам, что делает данную книгу уникальным и многогранным изданием. В ней описаны свойства вакуума, механика движения тел и значение исследования черных дыр в астрофизике. К сожалению, в России ее сложно достать и найти даже в библиотеках, но от этого она только выигрывает по популярности у физиков, занимающихся вопросами гравитации.
Источник: postnauka.ru