Уравнения гравитационного поля, созданные Эйнштейном, описывающие Вселенную, без труда умещаются на футболке.

Правда, их простота обманчива. Потому что из-за индексов р и v, которые обозначают четыре пространственно-временных координаты (то есть соответственно 1, 2, 3 или 4), на самом деле уравнений 16. Однако шесть из них из-за симметрии можно не рассматривать.

Таким образом остаются десять. Но для наглядности их можно легко математически сжать.

У того, кто носит эти формулы на футболке, всегда будет тема для разговоров на вечеринке. Скорее всего, посыплются вопросы. Хорошо, что эпохальную работу Эйнштейна можно объяснить одним предложением: уравнения поля гравитации связывают тензор энергии-импульса T^_v с кривизной четырехмерного пространства-времени, описываемой тензором Риччи R скалярной кривизной R и метрическим тензором g^_v (с – скорость света в вакууме, G – гравитационная постоянная, ал – математическая постоянная, равная 3,1415…).

Все понятно? Если нет, тогда предпримем еще одну попытку: уравнения математически связывают пространство-время с материей и энергией. Левая сторона выражает кривизну пространства-времени. Справа от знака равенства находятся величины, описывающие материю, такие как плотность, давление, напряжение и заряд; таким образом, T^_v описывает источник гравитационного поля. Кстати, Эйнштейн считал более важной левую часть уравнений поля и назвал ее «мраморной», а правую – «деревянной», потому что в то время еще не было убедительной теории материи.

Изменилась взаимосвязь фундаментальных концепций мира. Исаак Ньютон в 1687 году нарисовал картину Вселенной, пространство и время которой бесконечны, пассивны и абсолютны. Эйнштейн признал тесную связь между пространством и временем, а также их относительность (сокращение длины, замедление времени) в 1905 году. В 1915 году он осознал активную роль пространства-времени, которое взаимодействует с материей и энергией и при этом «искривляется». Позже было разработано множество космологических моделей мира: пространство и время могут быть конечными или бесконечными, а пространство может сжиматься или расширяться.

Пространство и время – это не просто «сцена» для происходящих событий. Тела и даже излучения влияют на них. И наоборот. Вот почему гравитация является свойством самой геометрии пространства-времени – следствием искривления пространства-времени под действием массы. Масса замедляет время (относительно системы отсчета с меньшей гравитацией), деформирует пространство и искривляет световые лучи. Значит, гравитационное поле не распространяется в пространстве, а является свойством самого пространства.

Таким образом, гравитация и геометрия пространства-времени тесно связаны в общей теории относительности. Пространство-время отзывается на все, что в нем происходит. Пространство-время породило события (во время Большого взрыва) и может поглотить их снова (в черных дырах), что стало ясно только десятилетия спустя. События также должны соответствовать пространству-времени. «Пространство-время говорит материи, как она должна двигаться, а материя говорит пространству-времени, как оно должно искривляться», – поэтично заметил физик Джон Уилер[45].

Публикация уравнений поля гравитации была важнейшей вехой в истории общей теории относительности. Но ни в коем случае эти уравнения не завершали создание теории. На самом деле работа только начиналась.

Оставалось много вопросов.

■ Каковы уравнения движения тел в гравитационном поле?

■ Какие решения имеют уравнения?

■ Каковы локальные и «космические» граничные условия?

■ Какие следствия, новые эффекты и, возможно, даже применения существуют?

■ Как можно проверить утверждения и выводы?

■ Где границы применения теории?

■ Как можно преодолеть эти ограничения?

■ Что означает теория относительности в более широком контексте физики, что из этого вытекает для научного и философского мировоззрения?

■ И самое главное: подтверждается ли теория научными наблюдениями и экспериментами?

На некоторые из этих вопросов удалось быстро ответить, но большинство из них до сих пор занимают исследователей.