Geum.ru

Перевод с английского под редакцией Я. А. Рубакина ocr козлов М. В

Вид материалаДокументы

Содержание


Iv гипотеза туманных масс
Подобный материал:
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   ...   44


^ IV ГИПОТЕЗА ТУМАННЫХ МАСС


Если мы желаем составить себе верную оценку какой-нибудь идеи, верную, по крайней мере, в главных чертах, то довольно надежным мерилом для этого может служить родословная этой идеи. Происхождение от почтенных предков служит некоторого рода ручательством за достоинства как в людях, так и в верованиях; с другой стороны, принадлежность к подозрительному генеалогическому древу как в том, так и в другом случае предрасполагает не в пользу отпрысков. И аналогия эта - не пустой вымысел воображения. Верования вместе с их последователями изменяются мало-помалу в ряде преемственных поколений; и подобно тому, как изменения, происходящие в преемственных поколениях последователей религий, не уничтожают первоначального типа, а только видоизменяют его и сообщают ему большую отделку, так и сопровождающие их изменения в верованиях, сколько бы они ни очищали первоначальное верование, все же оставляют его сущность нетронутой.

Если мы взглянем на общепринятую теорию возникновения Солнечной системы с этой генеалогической точки зрения, мы должны будем сознаться, что теория эта несомненно низкого происхождения. Мы можем отчетливо проследить ее происхождение от первобытных мифологий. Самый дальний ее прародитель есть учение, что небесные тела суть личности, жившие сначала на Земле, учение, до сих пор существующее между некоторыми из негритянских племен, посещенных Ливингстоном. После того как наука отняла у Солнца и планет их божественные личности, древняя идея уступила место другой, которой придерживался даже Кеплер, именно: что планеты руководятся в своем движении направляющими духами. Перестав быть сами богами, планеты все-таки удерживаются еще богами в их орбитах. Когда тяготение сделало этих небесных кормчих ненужными, явилось верование, менее грубое, нежели предыдущее, от которого оно произошло, но подобное ему по самому существу своему, а именно что первоначальный толчок, заставивший планеты двигаться по своим орбитам, был дан рукою божества. Очевидно, что, несмотря на большую утонченность формы, отличающую эту общепринятую гипотезу, антропоморфизм ее унаследован от первобытного антропоморфизма, изображавшего богов как наиболее могущественных людей.

Есть еще другая гипотеза, противоположная первой, эта гипотеза не предлагает давать неведомой силе, проявляющейся по всей Вселенной, таких антропоморфических названий, как "верховный строитель" или "великий художник"; но рассматривает эту неведомую силу как действующую, вероятно, совершенно иным способом, нежели человеческая механика. Генеалогия этой гипотезы настолько же возвышенна, насколько генеалогия первой низка. Гипотеза эта есть порождение того расширяющегося и укрепляющегося верования в существование законности, которое целый ряд опытов выработал постепенно в уме человека. Из поколения в поколение наука доказывала существование единообразий в соотношениях между явлениями, считавшимися сначала или делом случая, или продуктом сверхъестественных влияний. Она указывала на существование прочного порядка и постоянной причинности там, где невежество видело только неправильность и произвол. Каждое дальнейшее открытие закона укрепляло предположение, что закон соблюдается везде и во всем. Таким образом, в числе других верований возникло верование, что Солнечная система не сделана, а развилась. Не говоря уже об отвлеченной родне этой гипотезы, о тех великих общих воззрениях, которые были выработаны положительной наукой, она имеет и конкретную родню самого высокого разряда. Основанная на законе всемирного тяготения, она может считать своим прародителем великого мыслителя, который установил этот закон. Мысль о ней была впервые подана человеком, занимающим высокое положение среди философов. Человек, который собрал свидетельства, указывающие на то, что звезды образуются путем скопления вещества, рассеянного в пространстве, был самым неутомимым, самым осторожным и самым самобытным астрономическим наблюдателем нового времени. И мир еще не видел более ученого математика, чем тот человек, который, исходя из вышеупомянутой идеи о рассеянном веществе, сгущающемся по направлению к его центру тяжести, указал на путь, которым могла бы произойти, в процессе этого сгущения, взаимно уравновешивающаяся группа Солнца, планет и СПУТНИКОВ, подобная той группе к которой принадлежит и Земля.

Таким образом, если бы мы даже имели мало прямых доказательств, говорящих в пользу гипотезы туманных масс, вероятие ее истинности все-таки было бы велико. Собственное ее высокое происхождение и низкое происхождение противоположной гипотезы дали бы вместе достаточною причину для ее принятия, по крайней мере предварительного. Но прямых доказательств в пользу гипотезы туманных масс вовсе не мало. Они гораздо многочисленнее и разнообразнее чем обыкновенно полагают. Много были говорено о том или другом разряде этих доказательств, но нигде сколько нам известно, не были приведены сполна все доказательства. Мы предполагаем пополнить отчасти этот недостаток, в той уверенности, что в связи с заключением a priori, изложенным нами выше, ряд заключений a posteriori оставит мало сомнений в уме всякого непредубежденного исследователя.

Прежде всего обратимся к тем недавним открытиям в звездной астрономии, которые, как полагали, не согласны с этим знаменитым умозрением.

Когда сэр Вильям Гершель направил свой большой рефлектор на различные туманные пятна и нашел, что они распадаются на кучи звезд, он заключил из этого и некоторое время утверждал, что все туманные пятна суть кучи звезд, весьма удаленных от нас. Но после многих лет добросовестного исследования он пришел к тому заключению, что "есть туманности, которые состоят и не из звезд", и на этом заключении основал свою гипотезу о светящейся жидкости, рассеянной в пространстве, которая в случае своего скопления образует звезды. Несравненно более сильные телескопы, чем те, которые употреблял Гершель, дали возможность лорду Россу разложить на звезды такие туманности, которые были прежде не разложены. Вследствие этого многие астрономы возвратились к заключению, первоначально составленному Гершелем на подобном же основании и отброшенному им впоследствии, они утверждали, что при достаточной силе телескопов каждое туманное пятно разложилось бы на звезды и что разложимость зависит лишь от отдаления. Общепринятая в настоящее время гипотеза состоит в том, что все туманные пятна суть млечные пути, более или менее схожие в сущности своей с тем, который непосредственно нас окружает, но что они так неизмеримо удалены от нас, что, рассматриваемые в обыкновенный телескоп, они представляются небольшими бледными пятнами. Из этой-то гипотезы весьма многие нашли себя вправе заключить, что открытием лорда Росса гипотеза туманных масс опровергнута.

Но, предположив даже, что все эти умозаключения о расстоянии и о сущности туманных пятен действительно верны, сущность гипотезы туманных масс от этого нисколько не изменяется. Допустим, что каждое из этих бледных пятен есть звездная система, так далеко от нас отстоящая, что все ее бесчисленные звезды дают нам вместе меньше света, чем одна маленькая звезда нашей звездной системы. Это предположение нисколько не идет вразрез с мнением, что звезды и принадлежащие к ним планеты образовались путем скопления туманного вещества. Хотя без сомнения, если будет опровергнуто существование туманного вещества, в котором процесс сгущения совершался бы и по настоящее время, одно из доказательств в пользу гипотезы туманностей падает; но при этом остальные доказательства остаются в полной своей силе. Ничто не мешает нам предположить, что хотя в настоящее время мы и не видим, чтобы где-либо происходило сгущение туманного вещества, но было время, когда процесс этот совершался повсеместно. И в самом деле, можно возразить, что вряд ли мы вправе ожидать, чтобы сгущение рассеянного туманного вещества продолжалось в настоящее время, так как причины, обусловившие скопление одной массы, должны были действовать и на все массы, и, следовательно, существование несгустившихся масс было бы фактом, требующим объяснения. Таким образом, допустив даже непосредственные выводы из открытий, сделанных с помощью шестифутового рефлектора, мы видим, что следствия, многими отсюда выводимые, допущены быть не могут.

Но эти выводы могут быть успешно оспариваемы. Мы прежде принимали их за непреложную истину, но критическое исследование фактов убедило нас в полнейшей их несостоятельности. Они влекут за собой столько явных несообразностей, что мы удивляемся при встрече ученых, принимающих их хотя бы даже за вероятную гипотезу Рассмотрим эти несообразности.

Во-первых, заметьте, какие выводы мы вправе сделать из распределения туманных пятен в пространстве.

"Пространства, находящиеся впереди или позади простых туманных пятен, - говорит Араго, - тем более впереди или позади групп туманностей, обыкновенно содержат мало звезд. Гершель нашел это правило неизменно верным. Так, каждый раз, когда в течение небольшого промежутка времени ни одна звезда не приближалась в силу суточного вращения Земли и не становилась в поле зрения его неподвижного телескопа, он имел привычку говорить своему секретарю, помогавшему ему при работах- "Готовьтесь писать: сейчас туманные пятна покажутся"."

Как согласить этот факт с гипотезой, что туманные пятна суть отдаленные млечные пути? Если б существовало лишь одно туманное пятно, было бы любопытным совпадением обстоятельств, что это единственное пятно пришлось именно в такой точке дальнего пространства, которая соответствует беззвездному месту нашей собственной звездной системы. Если б туманных пятен было только два и оба были бы помещены подобным образом, совпадение было бы крайне странно. Что же после этого должны мы заключить, видя, что тысячи туманных пятен таким же образом расположены? Неужели мы допустим, что видимые положения всех этих тысяч отдаленных млечных путей случайно совпадают с более редкими местами нашего собственного Млечного Пути? Но такого рода предположение невозможно? Еще очевиднее становится его невозможность, когда мы примем в соображение общее распределение туманных пятен в пространстве. Не говоря уже о факте, что "области, наиболее бедные звездами, суть почти наиболее богатые туманными пятнами", тот же закон, который высказан здесь в частности, применим и ко всему небесному пространству. В том поясе неба, где звезды изобильны, туманные пятна редки, между тем как в двух противоположных точках небесного пространства, наиболее отдаленных от этого пояса, туманные пятна находятся в изобилии. По соседству с млечным кругом (или с плоскостью Млечного Пути) туманных пятен почти совсем не видно, главная же масса их лежит возле полюсов Млечного Пути. Неужели и это не более как случайное совпадение? Когда к тому факту, что общая масса туманных пятен составляет, по положению, как бы антитезу общей массы звезд, мы присоединим еще факт, что местные области туманных пятен суть именно те области, где звезд встречается мало, и, наконец, тот факт, что одинокие туманности встречаются обыкновенно в местах сравнительно беззвездных, то не составляет ли это разительного доказательства существования физической связи между рассматриваемыми явлениями? Не потребовалось ли бы бесконечное множество доказательств, чтобы убедить нас, что туманные пятна не составляют часть нашей звездной системы? Посмотрим, можно ли привести здесь подобное бесконечное множество доказательств? Посмотрим, найдется ли между всеми предполагаемыми доказательствами хоть одно такое, которое выдержало бы критику.

"Наблюдение этих туманных масс, - говорит Гумбольдт, - каковыми они представляются нам в колоссальные телескопы, переносит нас в такие области, откуда, согласно предположению, не лишенному некоторой вероятности, луч света должен употребить целые миллионы лет, чтобы дойти до нашей Земли; для измерения этих расстояний размеры ближайшего к нам слоя неподвижных звезд (каково, например, расстояние от нас Сириуса или расстояние двойных звезд в Лебеде и Центавре) окажется вряд ли достаточным."

В этой несколько запутанной фразе высказывается более или менее положительно убеждение, что расстояние туманных пятен от нашего звездного Млечного Пути настолько же превышает расстояние наших звезд друг от друга, насколько расстояние между этими звездами превышает размеры нашей планетной системы. Подобно тому как диаметр земной орбиты является неизмеримой точкой в сравнении с расстоянием нашего Солнца от Сириуса, так и расстояние нашего Солнца от Сириуса является неизмеримой точкой в сравнении с расстоянием нашего Млечного Пути от дальних млечных путей, образующих туманные пятна. Заметьте следствие этого предположения.

Если один из этих предполагаемых млечных путей так далек от нас, что в сравнении с этим расстоянием наши междузвездные пространства превращаются в точки и, следовательно, все размеры целой нашей звездной системы становятся сравнительно ничтожными, не следует ли из этого неизбежным образом, что сила телескопа, необходимая для того, чтобы разложить этот дальний млечный путь на звезды, должна быть неизмеримо больше той силы, которая требуется, чтобы разложить на звезды наш Млечный Путь? Не очевидно ли, что телескоп, который только что может с ясностью показывать самые дальние звезды нашей группы, должен оказываться положительно недостаточным для разложения этих дальних групп на звезды? Что же мы после этого должны заключить, когда оказывается, что тот же самый инструмент, который разлагает множество туманных пятен на звезды, не в состоянии разложить вполне наш собственный Млечный Путь? Возьмем сравнение из области обыденной жизни. Предположим, что человек видит рой пчел, простирающийся, как это иногда действительно бывает, так высоко в воздухе, что отдельные особи становятся почти невидимыми; положим, что этот человек говорит, что такое-то пятно на горизонте есть рой пчел; что он знает это на том основании, что он может разглядеть пчел как отдельные пятна. Как ни изумительно было бы подобного рода утверждение, оно не превышало бы в невероятности того, которое мы в настоящее время разбираем. Выразите расстояние цифрами, и нелепость станет еще ощутимее. Круглым числом расстояние Сириуса от Земли в полмиллиона раз превосходит расстояние Земли от Солнца. И согласно разбираемой нами гипотезе, туманные пятна отстоят от нас в полмиллиона раз далее, чем Сириус. Припомним теперь, что наш "звездный остров или туманное пятно, как Гумбольдт называет его, образует чечевицеобразный приплюснутый и со всех сторон отделенный слой, большую ось которого принимают в 700 или 800 раз более расстояния Сириуса от Земли, малую же ось в 150" {Cosmos(7ed.),I,79,80}. А так как полагают, что наша Солнечная система лежит около центра этого скопления, то из этого следует, что мы отстоим от дальнейших частей его приблизительно в 400 раз далее, чем от Сириуса. Но звезды, образующие эти дальнейшие части скопления, невидимы для нас отдельно даже в самые сильные телескопы. Как же после этого могут те же телескопы показывать нам отдельно звезды туманного пятна, отстоящего от нас в полмиллиона раз далее, чем Сириус? Оказывается, что звезда, невидимая для нас за дальностью расстояния, становится видимой, если то же расстояние увеличить в 1200 раз. Неужели мы можем согласиться с выводом подобного рода? Не лучше ли заключить, что туманные пятна не суть отдаленные млечные пути? Не получим ли мы следствия, что, чем бы они, в сущности, ни оказались, они должны отстоять от нас, по крайней мере, не далее крайних точек нашей собственной звездной системы.

Во всей вышеизложенной аргументации подразумевается, что различие в видимой величине звезд обусловливается главным образом различием расстояний до них. На этом предположении основано обычное учение о туманных пятнах, и во всем нашем предшествовавшем разборе мы оставляли его нетронутым. Между тем еще в то время, когда оно впервые было высказано сэром В. Гершелем, оно было чисто произвольным предположением; в настоящее же время оно оказывается окончательно несостоятельным. Но, к сожалению, как истинность его, так и ложность равно подрывают умозаключения тех, которые рассуждают, как Гумбольдт. Рассмотрим оба случая.

С одной стороны, что оказывается, если предположение ложно? Если видимая величина звезд не есть следствие их сравнительной близости к нам, а постоянно умаляющийся размер их не обусловливается постоянно возрастающей отдаленностью от нас, - что станется с выводами о размерах нашей звездной системы и о расстоянии до туманных пятен? Если, как было недавно доказано, почти невидимая звезда 61 Лебедя имеет больший параллакс, чем альфа Лебедя, хотя, по вычислениям, основанным на предположении сэра В. Гершеля, расстояние до нее должно бы было быть приблизительно в двенадцать раз более, и если, как оказывается, существуют телескопические звезды, лежащие ближе к нам, чем Сириус, - то какую силу имеет, после этого, то умозаключение, что туманные пятна весьма удалены от нас, потому что светлые массы, входящие в их состав, становятся для нас видимыми только при помощи очень сильных телескопов? Ясно, что если самая блестящая звезда всего неба и такая звезда, которую нельзя даже рассмотреть простым глазом, оказываются лежащими на одинаковом расстоянии, то относительная степень видимости отнюдь не может быть мерилом для относительной дальности звезды. Если же это так, то туманные пятна могут лежать от нас сравнительно близко, хотя звездочки, составляющие их, и представляются нам чрезвычайно мелкими.

С другой стороны, что будет следовать, если мы допустим истинность вышесказанного предположения? Доводы, приводимые в его оправдание, когда речь идет о звездах, должны равным образом оправдывать его и тогда, когда речь идет о туманных пятнах. Никто не станет утверждать, что в общей сложности видимая величина звезд служит указанием их расстояния, не допустив в то же время, что в общей сложности видимая величина туманных пятен служит указанием их расстояний, что, вообще говоря, более крупные суть ближайшие, а более мелкие - дальнейшие. Посмотрим же теперь, какой неизбежный вывод это влечет за собой для разложимости туманных пятен. Самые крупные или самые близкие должны всего легче разлагаться на звезды; по мере того как пятна становятся меньше, разложение их должно представлять все большие и большие трудности; наконец, неразложимые пятна должны быть наименьшие. А между тем в действительности мы видим совершенно обратный факт. Самые крупные туманные пятна или совсем не разложимы, или же разложимы лишь отчасти при помощи самого сильного телескопа; между тем как значительную долю довольно малых туманностей легко можно разложить при помощи гораздо слабейших телескопов. Инструмент, в который большое туманное пятно в Андромеде, имеющее два с половиной градуса в длину и один градус в ширину, представляется не более как светлым туманом, разлагает туманное пятно, имеющее не более 15 минут в диаметре, на 20 000 звездных точек. Между тем как отдельные звезды туманного пятна, имеющего 8 минут в диаметре, видны так явственно, что их можно пересчитать, туманное пятно, занимающее пространство в 560 раз большее, не представляет вовсе никаких звезд. Как объяснить эти факты с точки зрения обычной гипотезы?

Но остается еще одно затруднение, которое, быть может, очевиднее предыдущего подрывает эту теорию; это затруднение представляют магеллановы облака. Описывая наибольшие из них, сэр Джон Гершель говорит:

"Большое облако, так же как и малое, состоит частью из больших полос и смутно обозначенных клочков неразложимой туманности, частью из туманности, представляющей всевозможные степени разложения вплоть до совершенно ясно разложенных звезд, подобных звездам Млечного Пути; а также из правильных и неправильных туманных пятен в тесном смысле этого слова, из шарообразных куч, представляющих различные степени разложимости, и из скученных групп, достаточно обособившихся и сгустившихся, чтобы подходить под название звездных куч" ("Cape Observations", p. 146).

В своих Очерках астрономии сэр Джон Гершель, повторив это описание в других выражениях, замечает далее:

"Это соединение различных особенностей, если разобрать его надлежащим образом, в высшей степени поучительно; оно дает нам некоторые данные для оценки вероятного относительного расстояния туманных пятен и звезд и действительной степени яркости отдельных звезд, сравниваемых одна с другой. Если принять видимый полудиаметр большого облака равным 3-м градусам и предположить, что телесная его форма приблизительно сферическая, то ближайшие и отдаленнейшие его части разнятся в своем расстоянии от нас немногим больше чем на одну десятую нашего расстояния от его центра. Следовательно, разница в расстояниях не может в значительной степени ни усиливать яркость тех предметов, которые находятся в ближайших его частях, ни значительно ослаблять яркость тех, которые находятся в более отдаленных частях. Между тем в этом шарообразном пространстве мы насчитываем более 600 звезд седьмой, восьмой, девятой и десятой величин; около 300 туманных пятен, шарообразных и других куч всевозможных степеней разложимости и меньшие рассеянные звезды различных меньших величин, начиная от десятой и кончая такими, которые по своей многочисленности и малости составляют неразложенную туманность, занимающую пространство в несколько квадратных градусов. Если бы нам представлялся только один такой предмет, можно бы еще без особенного невероятия утверждать, что кажущаяся его шарообразность есть только действие перспективы и что в действительности существует гораздо большая относительная разница расстояния между ближайшими и отдаленнейшими ее частями. Но подобного рода устройство, являющееся уже довольно невероятным в одном случае, должно быть отброшено как окончательно невероятное и не выдерживающее критики, как скоро мы имеем дело с двумя подобными фактами. Следовательно, мы должны принять за доказанный факт, что звезды седьмой и восьмой величин могут существовать вместе с неразложимыми туманностями в пределах таких расстояний, отношения которых не более отношения 9 к 10" ("Очерки астрономии", 10-е изд., стр. 656 и 657).

Эти слова, как нам кажется, доставляют reductio ad absurdum того воззрения, против которого мы восстаем. Они оставляют нам только выбор между двумя невероятностями. Если мы допустим, что которое-нибудь из этих туманных пятен так отдалено, что его сотни тысяч звезд имеют вид Млечного Пути, оставаясь невидимыми для невооруженного глаза, мы должны в то же время допустить, что есть одинокие звезды, до того громадные, что остаются видимыми, хотя находятся на таком же расстоянии. Если мы примем другое предположение и скажем, что многие туманные пятна отстоят от нас не дальше, чем наши собственные звезды восьмой величины, то мы должны будем допустить, что на расстоянии, не превышающем то, на котором одинокая звезда остается еще слабо видимой для невооруженного глаза, может существовать группа, состоящая из сотни тысяч звезд, невидимая для невооруженного глаза. Ни одно из этих предположений не может быть принято. Что же остается нам из всего этого заключить? Лишь одно: что туманные пятна отстоят от нас не дальше, чем некоторые части нашей собственной звездной системы, в которую они входят как элементы, и что там, где они оказываются разложимыми на отдельные массы, эти массы отнюдь не могут быть рассматриваемы как звезды в обыкновенном значении этого слова {После напечатания этого опыта покойный Р. А. Проктор высказал некоторые новые соображения, говорящие за то, что туманные массы принадлежат к нашей собственной звездной системе. Противоположное заключение, которое выше оспаривалось, в настоящее время оставлено.}.