Закон внутри нас. Древние считали: и то и другое неразрывно связаны между собой. Космос обусловливает прошлое, настоящее и будущее человечества и каждого отдельно взятого

Вид материала

Содержание

Тайны вселенной 1 6 з
В . демин
Тайны вселенной
Тайны вселенной
Тайны вселенной 169
1 7 0 В. демин
Тайны вселенной 1 7 1

Подобный материал:

1 ... 10 11 12 13 14 15 16 17 ... 80

первую классификацию галактик, выполненную в удобной

графической форме — в виде «камертона» (рис. 56).

В ручке «камертона» находятся эллиптические галактики

ТАЙНЫ ВСЕЛЕННОЙ 1 6 З

различных форм — от шара до линзы. По развилке располагаются спиральные галактики — по мере изменения их «орнамента». Спиральные рукава — результат вихреобразного

вращения гигантских звездных систем. Но закономерности

их образования те же, что и в обычной гидродинамике. Точно

так же образуются, к примеру, циклоны в атмосфере Земли и

похоже они выглядят на фотографиях, сделанных со спутников из Космоса. Вихревая концепция Мироздания давно и

плодотворно используется в космогонии и восходит к классическим работам Кеплера и Декарта. Впоследствии вихревую

модель успешно применили Кант и Лаплас при разработке

чрезвычайно популярной в свое время небулярной теории

происхождения Солнечной системы. Установлено, что основную массу во Вселенной составляют спиралевидные галактики: их около 75%, эллиптических — 20%, а имеющих неправильную форму — 5 %.

Самих же галактических систем в безднах Космоса просто

не счесть: чем дальше вглубь —тем все больше новых и новых

галактик. Расположены они на значительном отдалении от

нашей собственной Галактики — системы Млечного Пути.

И главное — являются основными структурными элементами самой Вселенной. Раздвинув границы наблюдаемой Вселенной до 500 миллионов световых лет, Хаббл насчитал в

этом участке бесконечного Космоса до 100 миллионов галактик. В настоящее время счет галактик ведется на миллиарды.

Нормальные

спиральные галактики яд

."s»»

,

«чй»

Эллиптические

галактики

Sb

/ Sa

•,so

Sc

EO ЕЗ Е7 \

\ .sm1

v '"''Ч.

Пересеченные

і»д

спиральные галактики • '

Рис. 56. Эволюция галактик; эту напоминающую камертон диаграмму

Хаббл привел в своей книге "Мир туманностей" (1936).

б

1 б 4

В . ДЕМИН

Число звезд в самых больших из них оценивается до 10'2 —101Э

(для сравнения: количество звезд в нашей собственной Галактике — 10"). Подсчет звезд и галактик в настоящее время

производится автоматически с помощью специального оборудования. Ученые обнаружили в мире галактик даже такие

процессы, которые наталкивают на аналогии с миром живых

явлений. Так, американский астроном Джон Гриббин привел

в 1977 году фотографию, напоминающую процесс родов у

животных и человека: из материнской галактики как бы извергаются галактики-эмбрионы. У других галактик, по-видимому, есть щель, сопряженная с расположенными поблизости галактиками и вращающимися вокруг «матки».

Хабблу принадлежит и названный его именем закон установления зависимости расстояния галактик от красного смещения в их спектрах. Впоследствии на данном основании

было сделано предположение о разбегании галактик. Парадоксальность ситуации заключается в том, что сам Хаббл

долгое время отрицал сам факт расширения Вселенной и отстаивал ее устойчивую модель. В главном своем труде «Мир

туманностей» он писал: «Тщательное исследование возможных источников ошибок показывает, что наблюдения, повидимому, согласуются с представлениями о нескоростной

природе красных смещений <..> В теории до сих пор продолжается релятивистское расширение Вселенной, хотя наблюдения и не позволяют установить характер расширения <...>

„Исследование будет продолжено. Пока не исчерпаны возможности эмпирического подхода, не следует погружаться в призрачный мир умозрительных построений».

Хотя в представлении современного читателя Хаббл считается чуть ли не отцом концепции «Большого взрыва», сам он

до конца дней своих относился подчеркнуто осторожно (и

даже настороженно) к подобной «славе», предпочитая использовать по отношению к новомодной теории сослагательное наклонение, оговорки и вводные предложения и постоянно высказываясь в том смысле, что не за горами, дескать, более

надежное и непарадоксальное представление о начальных и

См.: Минард Е. Эволюция богов: Альтернативное будущее человечества. М., 1996. С. 50.

Цит. по: ШленовА.Г. Этажи научной политики // Развитие классических методов в естествознании. СПб., 1994. С. 494. Автору данной статьи

принадлежит полный перевод классической книги Хаббла, который он на

протяжении многих лет не может издать по объективным и субъективным

причинам.

ТАЙНЫ ВСЕЛЕННОЙ

1 6 5

ранних этапах происхождения Вселенной. Вот что, к примеру, говорил он на лекции, прочитанной на собрании английского королевского астрономического общества за четыре

месяца до смерти:

Я намерен рассмотреть закон красного смещения,— связь

между расстояниями туманностей и смещениями линий в их

Большой

Медведице

гаернои

Корояе

Borsonace

Расстояние

сает.гооы

78000000

1000000000

1400000СОО.

2500000000

3960000000

Спорость разбегания гадантим

H+t< ,_.„_________

Гидре

61000 НГА'Й

Рис. 57. Спектры галактик.

Здесь представлены фотографии и спектры галактик в нескольких

богатых скоплениях. Скопления лежат в широком интервале, расстояний —от близких (Дева) до очень далеких (Гидра). Наиболее заметные линии

поглощения указаны стрелками; эти так называемые Н- и К-линии

обусловлены поглощением в кальции. Линии в спектрах скоплений гораздо

шире линий в спектрах отдельных звезд; это связано с движениями ззезд

в пределах каждой из галактик. По мере увеличения расстояний до

скоплений линии поглощения все более смещаются в красную область

спектра. Это красное смещение обусловлено эффектом Доплера и может

быть выражено через относительную скорость удаления скопления (на рис. —

скорость разбегания галактик). Обнаружено, что скорость удаления растет

линейно с увеличением расстояния до скоплений.

16 б

В.ДЕМИН

спектрах. Это одна из двух обнаруженных характеристик

той части Вселенной, которая может быть изучена и, вероятно, способна дать представление о состоянии Вселенной как

целого. По этой причине важно, что закон, определяющий

эмпирическую связь между данными наблюдений, был установлен вплоть до пределов, достижимых самыми крупными

телескопами. Тогда с ростом точности перечень возможных

интерпретаций, допускаемых неуверенностью наблюдения,

может быть соответственно сокращен. Итак, когда будет

достигнута окончательная формулировка [закона], свободная от систематических ошибок и с достаточно малыми

случайными погрешностями, число конкурирующих интерпретаций будет сведено к минимуму.

Эдвин Хаббл. Закон красного смещения.

Красное смещение — обычное физическое явление (рис. 57),

но объясняется оно вовсе не «разбеганием» источников электромагнитного излучения, а тормозящим действием сил тяготения, приводящим к уменьшению скорости света. В спектре

Солнца также наблюдается красное смещение, но из этого,

разумеется, не вытекает, что Солнце «убегает» от Земли. Существуют и иные объяснения факта красного смещения: 1)

«старение» света, то есть потеря фотоном части своей энергии

при движении в пространстве (А.А. Белопольский — Россия); 2) аннигиляция (исчезновение) вещества (X. Альвен —

Швеция); 3) зависимость массы элементарных частиц и излучения от времени (Ф.

Хойл — Англия; Дж.

Нарликар — Индия)

и т.д. Как тут не вспомнить старый афоризм

Паскаля: «Нет несчастия хуже того, когда

человек начинает бояться истины, чтобы

она не обличила его».

Хотя нас окружает

бессчетное число галактик, человека, конечно же,в первую очередь интересует и все

Рис. 58. План Местной группы практик. а будет интересовать его собственный

ТАЙНЫ ВСЕЛЕННОЙ

167

дом — Галактика Млечного Пути (рис. 58). Он постоянно

напоминал о себе, всегда был перед глазами -— во всякие

эпохи и в любых концах земли. И во все времена люди задавались вопросом: что же за расчудесное явление раскинулось у

них перед глазами. В одном из астрономических трактатов

Аристотеля Млечному Пути посвящена отдельная глава. Великий Стагирит приводит различные мнения относительно

его происхождения, высказанные различными мыслителями — от Пифагора до современных ему ученых. Но формулирует и собственную точку зрения, исходя из науки того времени. При этом выдвигается верная в общем-то догадка, что

Млечный Путь является своего рода «хвостом», наподобие

кометного, но созданным не одним небесным телом, а множеством звезд.

Мы же поведем рассуждение, повторив наши исходные положения. Как уже было сказано, внешний [слой] так называемого воздуха имеет свойства огня, так что, когда движение

[неба] разрежает воздух, выделяется такой состав, каким и

являются, по нашему учению, кометы. Нам следует представлять себе возникновение [Млечного Пути] подобным

возникновению [комет], когда такое выделение образовалось

не само по себе, но под действием какой-нибудь неподвижной

или блуждающей звезды. Эти [светила] кажутся тогда кометами, потому что при перемещении им сопутствует такое

же образование, что и Солнцу, из-за которого, как мы утверждаем, благодаря отражению и появляется гало (когда у

воздуха оказывается необходимый [для этого] состав). Следует признать, что происходящее с одной из звезд происходит

и со всем небом, и со всем верхним обращением, ибо вполне

разумно [предположить], что если движение одной звезды,

то тем более движение всех [звезд] производит такое действие и воспламеняет [воздух], разрежая его из-за величины

круга [вращения], прежде всего там, где звезды особенно часты, особенно многочисленны и велики. В круге Зодиака такой

состав разрушается ходом Солнца и блуждающих звезд, именно

поэтому большинство комет образуется вне тропиков. Кроме

того, у Солнца и Луны хвосты, [как у комет], не образуются,

ибо рассеивание [происходит] слишком быстро, чтобы такой

состав успел образоваться. Между тем круг, в котором является наблюдателю Млечный Путь, — самый большой круг и

расположен он так, что далеко выходит за тропики. Добавим

1 б 8

В- ДЕМИН

к этому, что эта область заполнена самыми большими и яркими звездами, а кроме того, так называемыми рассеянными

звездами (они видны совершенно ясно).

Аристотель. Метеорологика

Лишь в середине нынешнего века стало ясно, что Млечный

Путь — гигантский рукав скрученной в спираль огромной

звездной системы, одной из множества давно известных спиральных галактик. Диаметр Млечного Пути — 100 000 световых лет. Количество составляющих его звезд превышает 100

миллиардов (точная цифра пока не установлена). Спиралью

Млечный Путь — так же, как и любая другая галактика

данного типа, — предстает, естественно, только будучи повернутым к наблюдателю своим «лицом». С ребра спиральная галактика выглядит наподобие линзы — выпукло-шарообразная центральная часть и дископодобный обод (рис. 59).

Однако наша Галактика не ограничивается одними лишь

звездами, образующими ее диск. Несколько процентов от общей галактической массы составляют межзвездный газ и галактическая пыль. На некотором отдалении от галактического диска разбросано множество звездных шаровых скоплений — своего рода спутников Галактики. Каждое такое скопление содержит до миллиона звезд. Наконец, сравнительно

недавно выяснилось, что Галактика имеет еще и протяженную корону, которая простирается на расстояние, в несколько десятков раз превышающее диаметр диска. (Схематически

это изображено на рис. 60.)

Диск Галактики вращается в виде целостности — наподобие тарелки. Угловая скорость вращения вокруг центра отдельных звезд разная. Вращение Галактики было открыто в

1925 году нидерландским астрономом Яном Хендриком Оортом (1900—1992). Он же определил и положение ее центра,

находящегося в направлении созвездия Стрельца. Расстояние до него составляет приблизительно 30 000 световых лет.

Изучая относительное движение звезд, Оорт установил также, что Солнце движется и вокруг центра Галактики по орбите, близкой к круговой, со скоростью 220 км/сек (современные

измерения доводят эту величину до 250 км/сек). Полный оборот вокруг центра совершается примерно за 2,2-Ю8 лет.

Подсчитано, что для создания притяжения, которое заставило бы Солнце двигаться по орбите на указанном расстоя

ТАЙНЫ ВСЕЛЕННОЙ 169

ний и с указанной скоростью, центр Галактики должен иметь

массу, в 90 000 000 000 раз превосходящую массу Солнца.

Если принять, что в центре Галактики сосредоточено 90% ее

массы, то общая масса Галактики должна быть в 100 000 000 000

раз больше массы Солнца. Отсюда делается вывод, что именно такое количество звезд (то есть единица с 11 нулями) составляет нашу Галактику (хотя некоторые ученые называют более высокую цифру). Установлена и скорость вращения некоторых других галактик; она колеблется от 100 до 300 км/сек.

Так как мы находимся внутри собственного дома — Галактики, — нам не дано воочию увидеть ни великолепия

спиральных рукавов, ни ядра, в центре которого находится

таинственный источник колоссальной энергии (подсчитано,

что его мощность равна 100 миллионов Солнц, хотя размеры

не столь велики — примерно в пределах орбиты Юпитера).

Ученые верно подметили, что наша Галактика (как, впрочем,

и другие) чрезвычайно напоминает живой организм. Она

обладает своего рода обменом веществ — своего рода «космическим метаболизмом». Различные объекты Галактики и

составные элементы ее иерархии находятся в состоянии непрерывного взаимодействия.

А что же творится вокруг нашего галактического острова?

Что находится в далях бесконечности, там, куда едва достают

самые мощные радиотелескопы? Еще совсем недавно ученые

полагали, что галактики образуют во Вселенной достаточно

однородную массу, равномерно и монотонно распределяясь в

необозримом космическом пространстве. Все оказалось не так!

Обнаружилось, что на самом деле галактики сбиты в комки, а

между ними — зияющие пустоты. Причем комья эти образованы не отдельными галактиками, а их скоплениями, известными астрономам и раньше. По существу, вся Вселенная состоит из подобных сверхскоплений. Обычные скопления образуют сверхскопления, подобно бусинкам на нитке. Так была

открыта крупномасштабная структура Вселенной — одно

из значительных достижений теоретической космологии, наблюдательной астрономии и практической астрофизики в

конце XX века.

См.: Мухин Л.М. Мир астрономии: Рассказы о Вселенной, звездах и

галактиках. М., 1987. С. 108.

См.: Пиблс Ф.Дмс.Э. Структура Вселенной в больших масштабах. М.,

1983; БернсДж. О. Гигантские структуры Вселенной//В мире науки. 1986. № 9.

1 7 0 В. ДЕМИН

Самые большие из обнаруженных на сегодня сверхскоплений напоминают длинные волокна или же сферические оболочки, состоящие из сотен и даже тысяч галактик. Самое

большое из обнаруженных скоплений имеет протяженность

более 1 миллиарда световых лет. Такое вытянутое галактическое волокно было открыто в области созвездий Персей и

Пегас. Начинаясь вблизи Персея, оно, плавно изгибаясь,

уходит в южном направлении. Здесь можно насчитать 16

структурных элементов, состоящих из галактических «кучек». Между ними равномерные зазоры длиной по 160 миллионов световых лет. Космические пустоты столь же протяженны. Так, измеренные расстояния между волокнами достигают

300 миллионов световых лет. Все это позволило космологам

сравнивать структуру Вселенной с гигантской губкой или

ноздрястой головкой сыра.

Интенсивное изучение галактик, в том числе и с помощью

радиотелескопов, открытие фонового излучения, новых, совершенно необычных космических объектов типа квазаров

привело к возникновению новых загадок и к созданию множества космологических моделей строения и происхождения

Вселенной. Как же современные ученые представляют себе

происхождение и эволюцию различных космических структур? Автор данной книги исходит из традиционно-классической предпосылки правильного понимания данной проблемы, подтвержденного авторитетом мирового космистского

мировоззрения. Суть такого подхода в следующем. Вселенная

существует вечно, пребывая, однако, в непрерывном движении,

развитии, возникновении и исчезновении ее многоразличных и

неисчерпаемых форм, их постоянной трансформации и взаимопереходах друг в друга. Конкретные космические объекты

I———10 ооо пс——Ч

.ЙЙЙ

'••"•/•.

Солнце

Центральное ядро

Рис. 59. Спиральные галактики, подобные нашей Галактике,

представляют собой тонкие диски, состоящие из звезд игаза, с небольшим

ядром в центре (вид с ребра). Солнце находится на расстоянии 10 кпс от

ядра Галактики.

ТАЙНЫ ВСЕЛЕННОЙ 1 7 1

(конечные — в отличие от бесконечно-целостной Вселенной)

постоянно эволюционируют: они рождаются, живут и умирают, но на их месте незамедлительно появляются новые. Все

в мире устроено так, что если, к примеру, конкретные отдельно взятые звезды, планеты, галактики гибнут, то звезда, планета, галактика как явление природы не исчезают, и их общее

невообразимо большое количество во Вселенной сохраняется.

Все космогонические старые и новые естественно-научные

теории (а точнее — гипотезы) — сколь бы сложны или вычурны они ни были — крутятся вокруг двух простых слов

«холодно» и «горячо». Первые утверждают, что исходный

материал, из которого образовались небесные тела, был сначала холодным, а затем постепенно (или, напротив, мгновенно) разогревался. Вторые доказывают обратное: исходный

материал изначально был горячим (и даже — сверхгорячим),

а остывание началось после образования космических протообъектов. В первом случае мы имеем дело с так называемыми

«холодными моделями», во втором — с «горячими». Но, как

уже говорилось: моделей много — мир один.

Весомый вклад в разработку космогонических идей внес

известный советский астроном В.А. Амбарцумяи (1908—1996).

Его взгляды и подходы разделяют учень е разных стран. Особенно конструктивными и плодотворными астрономические

и космологические наработки Амбарцумяна оказались в об

Рис. 60. Схема строения Галактики. Точками показаны некоторые шаровые

скопления. Положение Солнца отмечено значком, который встречается

еще и в древнеегипетских надписях. 1-сферическая составляющая, 2-диск,

3-ядро, 4-слой газовых облаков, 5-корона. Размеры на рисунке условные;

радиус короны в действительности в несколько раз больше радиуса диска.

1 / 2 В . ДЕМИН

ласти галактической и внегалактической астрономии. По

мнению ученого, эволюция любой галактики в очень большой степени зависит от активности и деятельности ее ядра.

Эта точка зрения не считается общепринятой. Наличие

ядра — распространенное свойство галактик (хотя есть галактики и без ядер). Ядра есть и в нашей Галактике, и в

галактике Андромеды, и во многих других. Что они собой

представляют? Ядро галактики Андромеды, например, —

небольшая звездная система, диаметром около 10 световых

лет. Это небольшая величина, если учитывать, что диаметры

самих галактик измеряются иногда несколькими десятками

тысяч световых лет. Ядра галактик — очень плотные образования, там множество звезд, и есть предположение, что ядра

состоят только из звезд. Но еще в 40-х годах нашего столетия

было открыто, что некоторые ядра, видимо, находятся, в каком-то странном, возбужденном состоянии, там происходит

движение газов со скоростью около I 000 километров в секунду. Массы этих газов огромны, они измеряются тысячами

солнечных масс, а иногда и сотнями тысяч. Каков же источник

газов? Изучение радио-галактик позволило предположить,

что в каждом ядре есть какое-то тело, обладающее незвездными свойствами, которое выбрасывает из себя огромные массы

газов. Наконец, существуют компактные галактики.

Blog

Содержание