Нереальная реальность. Вся трилогия в одной книге - Андрей Кананин

Типичная нейтронная звезда в полтора раза массивнее Солнца. При этом её радиус составляет всего от 10-и до 30-и километров. Ядро нейтронной звезды столь плотное, что одна ложка её вещества весит 90 млрд. килограмм.

Пульсары.

Это нейтронные звёзды, которые испускают узконаправленные потоки радиоизлучения и вращаются с огромной скоростью. Со стороны кажется будто они пульсируют. Отсюда появилось название таких космических объектов.

Первый открытый пульсар показался астрономам настолько необычным, что была высказана гипотеза об искусственности его периодических импульсов. Поэтому он получил наименование LGM-1 (пер. с англ. – «маленький зеленый человечек» – 1). В настоящий момент природа пульсаров хорошо изучена. Их естественность не вызывает сомнений.

Магнитары.

Сверхплотная нейтронная звезда, обладающая очень сильным магнитным полем, называется магнитар. Продолжительность жизни магнитара незначительна и составляет всего 10 тыс. лет.

Вещество внутри магнитара предельно плотно сжато. Масса подобного объекта больше массы звезды типа Солнца, но его диаметр составляет всего 20 километров.

Магнитар очень быстро вращается, совершая несколько оборотов вокруг своей оси в течение одной секунды. Он сильно излучает в рентгеновском диапазоне.

В крупной галактике типа Млечного Пути содержится несколько миллионов магнитаров.

Сверхновые звёзды.

Термоядерный синтез со временем приводит к образованию внутри звезды большого количества тяжёлых элементов, в первую очередь, железа и никеля. При этом звезда постепенно сжимается, а плотность её центральной области необратимо возрастает. Из-за огромного давления протоны ядер железа начинают поглощать электроны, превращаясь в нейтроны.

При столь огромном давлении электроны начинают буквально вталкиваться в ядра атомов металла. Железное ядро массивной звезды коллапсирует. Температура повышается до нескольких триллионов градусов. Затем следует катастрофическое расширение при ядерной плотности. Происходит чудовищный по силе взрыв.

Взрывная волна настолько мощна, что разрывает наружные оболочки звезды. Вещество распыляется в окружающем пространстве со скоростью до 30 тыс. километров в секунду. Это и есть взрыв сверхновой.

По большому счету, сверхновая – это не звёздный объект, а процесс, последний из возможных этапов эволюции звезды.

Взрыв сверхновой – ярчайшее космическое событие. Современная аппаратура позволяет фиксировать во всей Вселенной около 300 взрывов сверхновых ежегодно. Но, применительно к отдельной галактике, это нечастое явление. Например, в Млечном Пути сверхновая взрывается в среднем один раз в пятьдесят лет. Большинство взрывов происходят в других концах Галактики, и они невидимы для нас.

Лишь несколько раз в истории человечества сверхновые вспыхивали достаточно близко, чтобы их можно было наблюдать невооруженным глазом.

Первое описание содержится в древнекитайских летописях и рассказывает о вспышке, произошедшей 7 декабря 185 года. Тогда звезда взорвалась «всего» в трёх тысячах световых годах от Солнечной системы.

В 1604 году произошла столь яркая вспышка, что в течение трёх недель сверхновую было видно днём.

Взрыв 1054 года привел к образованию красивой Крабовидной туманности.

Последняя видимая невооруженным глазом сверхновая звезда SN1987A вспыхнула в Большом Магеллановом Облаке на расстоянии в 169 тыс. световых лет от Земли в 1987 году.

Яркость взрыва сверхновой на некоторое время превосходит яркость всей галактики, в которой она находится. Его мощность достигает 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 ватт. Это исключительно красивое зрелище. Но не только.

Вспышки сверхновых звёзд играют важнейшую роль в эволюции Вселенной. При мощнейшем взрыве и огромной температуре синтезируются элементы, в том числе тяжелее железа, которые впоследствии разносятся по всему космосу. Это критически важно для возникновения жизни.

После Большого Взрыва Вселенная было заполнена исключительно лёгкими газообразными элементами типа водорода и гелия. Конечно, в таких условиях не могло образоваться ничего сложного. Газообразная жизнь вряд ли реальна. Твёрдое химическое вещество сформировалось в недрах звёзд, а впоследствии было выброшено в окружающее пространство во время взрывов сверхновых.

Практически все атомы, из которых состоит ваше тело, миллиарды лет назад образовались внутри давно погибших звёзд. Когда позже они взорвались как сверхновые, вещество было разбросано по всей Галактике. Из него образовалось Солнце, Земля и всё, что существует на поверхности планеты, включая нас с вами.

Мы убеждены, что Солнечная система – наш родной космический дом. Но всё намного сложнее.

Можно точно утверждать, что Солнце не является для нас истинно материнской звездой. По-настоящему «родной» для нас была исчезнувшая миллиарды лет назад во вспышке сверхновой безымянная звезда. Именно благодаря ей, окружающая область пространства оказалась насыщена тяжёлыми элементами. И только потом, много позже, в этом месте космоса зародилась наша планетная система. Возможно, когда-нибудь в будущем учёные смогут точно установить тип звезды, которая дала нам жизнь.

Величественно осознание того факта, что и ваше, и моё тело состоят из древних звёздных частиц.

Мы – дети звёзд в прямом, буквальном смысле этого слова.

Глава 14. Сингулярность

Во Вселенной можно наблюдать множество удивительных явлений. Одно из самых загадочных – сингулярность.

Наш мир возник из первоначального состояния бесконечной плотности материи и температуры, которое называется космологической сингулярностью. То была экстремальная эпоха, когда не работали известные нам законы физики.

С тех пор прошли миллиарды лет, однако, и в современной Вселенной существует огромное число сингулярностей.

При гибели, коллапсе гигантской массивной звезды неизбежно формируется чёрная дыра. В её центре располагается точка сингулярности, изолированная от внешнего мира виртуальной границей – горизонтом событий. Это скорее не объект, а момент времени, когда материя достигает особого состояния, подобного Большому Взрыву, только направленного в противоположную сторону. Такой процесс, происходящий при максимально возможных экстремальных условиях, характеризуется бесконечными величинами.

Внутри сингулярности происходит нечто уникально интересное. Её истинную природу определяет квантовая гравитация.

В привычном нам мире квантовая механика применяется к микрообъектам, а гравитация – к макрообъектам. В сингулярности квантовая механика и гравитация сталкиваются лоб в лоб. В этой точке пространство-время в нашем понимании разрывается.

Наука пока не способна объяснить подобную конфигурацию. Сингулярность ясно демонстрирует, что современное понимание законов природы не применимо к сверхмалым расстояниям при больших значениях плотности и энергии. Любая физическая интерпретация происходящего попросту неадекватна. Математическое описание такого состояния становится абсурдным, похожим на настойчивую, но абсолютно бесполезную попытку разделить число на нуль.

Сингулярность характеризуется настолько высоким уровнем плотности материи, что всё, попадающее в неё, неизбежно разрушается. Скрытые внутри явления не могут быть исследованы учёными даже теоретически. В столь специфичном состоянии могут проистекать самые разнообразные процессы, которые никоим образом не способны повлиять на внешний мир.

Что происходит с разрушенной материей, куда исчезает информация – на эти вопросы пока нет ответов. Ясно лишь, что когда какая-то физическая величина становится бесконечной, это может означать только одно из двух: или теория неверная, или что-то происходит совсем не так, как ожидалось.

Сингулярность надёжно скрывает свои тайны за горизонтом событий. Природа будто бы нарочно запрещает её исследование. Роджер Пенроуз12 назвал данный факт, «гипотезой космической цензуры». Кроме того, выдвигалось предположение, что сингулярность – это точка перехода из нашей Вселенной в другие миры. Но это не более, чем очень смелая теория.

Интрига ещё больше возросла, когда выяснилось, что при определённых моделях коллапса звезды не происходит образования горизонта событий. Но сингулярность всё равно возникает. Её называют неприкрытой, или голой. В этом случае «космическая цензура» перестаёт работать.

Если проникнуть за горизонт событий можно только в одну сторону, то к голой сингулярности можно приблизиться, изучить, а потом вернуться обратно. Кроме того, из этой модели следует, что загадочные процессы, происходящие внутри сингулярности, теоретически способны оказывать влияние на внешний мир.