Тайны Вселенной - Демин Валерий Никитич

ЧАСТЬ 2. АРХИТЕКТУРА МИРОЗДАНИЯ

Если ты любишь смотреть на звездное небо,

Если оно привлекает тебя своей гармонией

И поражает своей необъятностью —

Значит, у тебя в груди бьется живое сердце,

Значит оно сможет отзвучать на сокровенные, слова о жизни Космоса.

«Космические легенды Востока»

ГАЛАКТИКИ — ОСТРОВА В БЕСКОНЕЧНОСТИ

В прошлом астрономам мало было известно о галактиках — гигантских звездных структурах, разбросанных по всем бесконечным далям Вселенной. Далекие туманные объекты привлекли повышенное внимание лишь после изобретения телескопа.

Постепенно было открыто около 100 таких объектов, и уже в ХVIII веке был составлен первый каталог туманностей. За восемь лет до штурма Бастилии и начала Великой французской революции член Парижской академии Шарль Мессье (1730–1817) опубликовал список из 103 галактических туманностей, которые отныне получили порядковый номер рядом с первой буквой фамилии французского астронома. Среди них, конечно же, были и одни из самых прекрасных созданий природы, космических «чудес света» — спиральные галактики, олицетворением которых может служить туманность в созвездии Андромеды (М31 — по каталогу Ш. Мессье), видимая, кстати, при благоприятных условиях наблюдения невооруженным глазом — в форме небольшого размытого светящегося пятнышка. Другие (неспиральные) галактики, видимые без зрительных приборов, но только в Южном полушарии, — Большое и Малое Магеллановы облака, — были открыты во время кругосветного плавания сподвижников великого португальского мореплавателя и названы в его честь. Впоследствии оказалось, что это ближайшие к нам «звездные континенты».

Спиральная форма далеко не обязательная и тем более не доминирующая во Вселенной. Достаточно распространены, к примеру, эллиптические галактики. Чрезвычайный исследовательский интерес представляют те из галактик, которые связаны между собой перемычками («мостами»). Существуют и небольшие — карликовые галактики (одна такая была открыта совсем недавно британскими астрономами в качестве крохотного спутника Млечного Пути). Чтобы достичь самых близких галактик, свету требуются сотни лет. Самые дальние из открытых на сегодня удалены от Земли на миллиарды световых лет.

До 20-х годов нынешнего века не было доподлинно известно, чем же на самом деле являются галактики. Бытовало мнение, что это космическое газообразное вещество, из которого формируются звезды и планеты. Мало у кого вызывало сомнение, что таинственные туманности составляют структуру однородного звездного мира. Хотя еще шведский натурфилософ и теософ-мистик Эммануил Сведенборг (1688–1772) высказывал проницательную догадку, что хорошо всем известный Млечный Путь, быть может, является гигантской «звездной сферой», одной из бесчисленных и необъятных множеств подобных сфер. В конце ХVIII века Вильям Гершель, наблюдавший туманности с помощью своего гигантского телескопа, сумел различить в них отдельные звезды. Время от времени высказывались соображения о туманностях как об объектах, находящихся за пределами гигантской звездной структуры, куда входит наше Солнце. Но к единому мнению ученые-астрономы не пришли. Не хватало достоверных фактов.

Главным виновником очередной революции в астрономии стал выдающийся американский ученый-космист Эдвин Хаббл. Америке невероятно повезло, причем вдвойне. Во-первых, в начале 1920-х годов в Маунт-Вилсонсовской обсерватории (Калифорния) вступил в строй крупнейший для того времени телескоп с диаметром зеркала 2,5 м. Он позволял делать высокоразрешающие снимки далеких объектов. Во-вторых, с этим телескопом стал работать не кто-то иной, а именно Хаббл. По полученным фотографиям он быстро установил, что все размытые пятнышки многочисленных туманностей в действительности — гигантские космические системы, состоящие из миллиардов звезд. Хаббл же предложил и первую классификацию галактик, выполненную в удобной графической форме — в виде «камертона» (рис. 56).

В ручке «камертона» находятся эллиптические галактики 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. Число звезд в самых больших из них оценивается до 10^12–10^13 (для сравнения: количество звезд в нашей собственной Галактике — 10^11). 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, по-видимому, 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 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 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.