Онлайн библиотека PLAM.RU

Загрузка...



  • Туманности или галактики
  • Нормальные галактики должны бы рождаться так…
  • Магнитные поля в галактиках
  • А как рождаются галактики «ненормальные»?
  • «Машина времени» вселенной
  • Так как же все-таки рождаются галактики вообще!
  • На службе новая техника…
  • Заключение
  • Космогония галактик

    Туманности или галактики



    Это самый молодой раздел науки о происхождении и развитии небесных тел и их систем. Молодой, потому что только в нашем XX столетии новая мощная астрономическая техника позволила подтвердить предположение о существовании других галактик — огромных звездных систем, вроде нашей Галактики, — насчитывающих в своем составе сотни миллиардов звезд, объединенных, как правило, в различные коллективы. Еще 100 лет назад многие астрономы считали нашу Галактику вообще единственной системой во вселенной. За ее пределами — пустота. Как огромный пчелиный рой висит Галактика среди пустого Ньютонова пространства без конца и без края. Рой этот по форме напоминает жернов или чечевицу. Кроме отдельных звезд и звездных скоплений, в состав Галактики входило довольно большое количество «косматых объектов», как называли в прошлом столетии маленькие туманные пятна на небе неизвестной природы и непонятного состава. Правда, В. Гершель сумел разглядеть в некоторых из них звезды, но большинство их оставалось мутными пятнышками, неразличимыми ни в какой инструмент. Их так и назвали — «туманности». Интересовали они специалистов не очень сильно. Спорили в основном по частному вопросу, являющемуся следствием космогонических разногласий: является ли хорошо наблюдаемая туманность в созвездии Андромеды газовым зародышем будущей планетной системы, входящей в состав Галактики, как то утверждал еще П. Лаплас, или это самостоятельная звездная система, удаленная от нас на такое расстояние, что не может быть разложена на звезды ни одним из имевшихся инструментов?

    В конце XIX столетия астрономы получили в руки новое мощное оружие исследования — спектральный метод. Свет звезд, пропущенный через призму спектроскопа, давал практически непрерывный спектр, пересеченный темными линиями поглощения. Нагретый же до свечения газ в тех же условиях имел спектр линейчатый.

    Спектр туманности Андромеды, полученный в 1899 году, оказался непрерывным. Вам кажется, что вопрос можно закрыть? Что звездный состав туманности доказан? Ничуть не бывало. Спор только начинал разгораться по-настоящему. Почему бы не предположить, говорили сторонники небулярной природы туманности, что перед нами скопление холодного газа, которое светится не само, а только отражает свет звезд? Потому и спектр его непрерывный…

    Позвольте, сокрушались противники, но где же те звезды, свет которых туманность отражает?

    Звезд не было.

    Лишь в 1917 году астрономы Р. Кертис и Г. Ричи заметили в туманности Андромеды несколько ярких точек. Словно крохотные искорки вспыхнули они и через несколько дней исчезли. Наблюдатели решили, что это могли быть новые звезды, заметные в моменты наибольшего блеска. По величине зафиксированного блеска нашли они и расстояние до них. Оно показалось чудовищно большим — раз в пятнадцать больше диаметра всей Галактики. Это был важный результат, ибо говорил он о том, что туманное пятнышко спиральной структуры, расположенное в созвездии Андромеды и имеющее каталожный шифр NGG-224 — внегалактический объект!



    Возник «великий спор» — являются ли вообще все туманности внегалактическими объектами или принадлежат к населению нашей Галактики? Эти разногласия уже захватывали столь принципиальные вопросы строения мира, что не могли оставить равнодушным никого из астрономов. В 1920 году в Вашингтоне была даже организована дискуссия между двумя представителями разных точек зрения на этот счет. X. Шепли стоял на позициях «длинной шкалы» расстояний, его противник X. Кертис ратовал за расстояния короткие. Но разрешить противоречия могли только дальнейшие исследования.

    И вот в 1923 году молодой астроном Э. Хаббл, получив возможность работать на самом большом в те времена телескопе на обсерватории Маунт-Вилсон, навел его двух с половиной метровое зеркало на туманность Андромеды. Наконец-то! На фотопластинке по краям туманности отчетливо виднелись звезды. К концу того же года Э. Хаббл отыскал там и переменную звезду, похожую по своим свойствам на цефеиду. А цефеиды как раз служили земным наблюдателям для определения расстояний до звезд, и «Великий спор» был закончен. Туманность Андромеды находилась за пределами нашей Галактики и имела явно звездный состав.

    Вы спросите: а как же остальные туманности? В остальных в те годы пока звезд не обнаружили. Можно было бы, конечно, считать, что все однотипные объекты, скажем, спиральной структуры, имеют одинаковый состав, например, являются звездными системами. Но существовали туманности и других видов… В общем, тут надо было еще поработать.

    Помните, в главе, посвященной планетной космогонии, мы довольно много внимания уделили работам великолепного английского астронома Дж. Джинса? Тогда разговор шел о происхождении солнечной системы. На самом же деле труды этого астронома охватывали и звезды, и туманности. Его исследования относились к 1916–1919 годам, когда звездный состав NGG-224 еще не был доказан и все туманности полагали состоящими из газа.

    Вначале, по мнению Дж. Джинса, существовало пространство, занятое равномерно распределенным разреженным газом; неким первичным хаосом плотностью этак 10-30 г/см3, или 10-15 г/км3. Ну что же, если читателю удастся представить себе столь жидкий туман, можно позавидовать его воображению.

    По каким причинам в этом «всемирном киселе» начали возникать первичные сгущения и неравномерности, обсуждать смысла нет. Причин может быть много, ими занимается раздел физики под названием «газовая динамика». Исследуя теорию гравитационного сжатия и вращения таких первичных облаков газа, Дж. Джинс пришел к выводу, что на ранней стадии образуются туманности правильной сферической формы. Затем, продолжая сжиматься, а следовательно, и ускоряя свое вращение, такая туманность сплющивается. Постепенно с краев эллиптического диска начинается истечение вещества, которое образует спиральные витки. Причину образования спиральных рукавов Дж. Джинс видел в приливах, которые вызывались гравитационными полями соседних туманностей. А уж повышенная плотность вещества в спиральных ветвях служила для образования в них звезд.

    В 1925 году, когда Дж. Джинс впервые изложил свою теорию образования спиральной структуры туманностей, американский астроном Э. Хаббл составил первую классификацию туманностей. Прежде всего он разделил их на три большие группы: неправильные, эллиптические и спиральные.

    Оставив в стороне первый тип туманностей, он выстроил все остальные в некоторую последовательность форм. Причем началом последовательности явились как раз сферические туманности. Э. Хаббл присваивает им индекс Е0, что означает «эллиптические — нулевого сжатия». Дальше, в соответствии с соотношением большой и малой полуосей эллипсоидов, шли классы Е1, Е2, … Е7. Более сплюснутых туманностей Э. Хаббл найти не сумел.

    Затем шли две ветви туманностей спиральных. Одна ветвь объединяла нормальные спирали, другая — пересеченные.

    Дж. Джинс был очень доволен хаббловской классификацией. Она лила воду на его мельницу, полностью соответствуя нарисованной им последовательности эволюции туманностей. Да и Э. Хаббл, несмотря на то, что старался не связывать классификацию с эволюцией, в глубине души был уверен в том, что Дж. Джинс прав. В общем, все было очень хорошо. Классификация Хаббла и гипотеза Джинса стали классическими и вошли во все учебники. Правда, с формированием спиральных структур галактик гипотеза Дж. Джинса справлялась не так успешно. Но первая половина гипотезы — превращение шаровых скоплений газа в эллиптические — сомнений почти не вызывала. И вдруг… Это «вдруг» относится ко времени, когда вторая мировая война шла к своему концу: шел 1944 год. А началось все раньше.

    В начале 30-х годов в Соединенные Штаты из Германии с Гамбургской обсерватории приехал упоминавшийся уже нами астроном В. Бааде. Насовсем ли он приехал или временно, сейчас за давностью времени сказать трудно. Известно лишь одно — с 1931 года он прилежный сотрудник обсерватории Маунт-Вилсон, и это вполне разумно, поскольку любезному фатерланду было в ту пору не до звезд. Американцы же предоставили немцу возможность пользоваться 2,5-метровым рефлектором, несмотря на то, что подданство В. Бааде сохранял германское. И насколько это было разумно — неизвестно. Впрочем, стань он к 1941 году американским гражданином, не случилось бы, может быть, и того «вдруг», ради которого мы заинтересовались далеко не астрономическими подробностями жизни этого специалиста высокого класса.

    24 июня 1941 года президент США Ф. Рузвельт сделал заявление о поддержке Советского Союза в войне с фашистской Германией. Подданный «тысячелетнего рейха» В. Бааде был объявлен местными властями «союзником врага», и ему было запрещено покидать пределы обсерватории. Потом был Пирл-Харбор и введение обязательного затемнения в Лос-Анджелесе и прилегающих к нему городах. Астроном В. Бааде, пользуясь особенно темными ночами, фотографировал избранные небесные объекты. И вот наступил день, когда, просматривая пластинки, на которых остались изображения эллиптических туманностей, В. Бааде обнаружил, что они тоже состоят из звезд. Сомнений в этом не было. Он даже растерялся, прежде чем почувствовал радость по поводу открытия. Ведь оно означало, что теорию Дж. Джинса следовало отправить в архив. Помните, все рассуждения английского астронома были основаны на том, что уж эллиптические туманности — это точно газовые образования, которым еще предстоит долгий путь эволюции, прежде чем в них появятся первые звезды. Теперь же фундамент под всем зданием стройной и красивой теории Дж. Джинса рассыпался. Космогонистам предстояло все начинать сначала.

    Нормальные галактики должны бы рождаться так…

    40-е годы нашего столетия ознаменовались многими любопытными открытиями в области звездной астрономии, открытиями, которые сыграли решающую роль в космогонии галактик. Несмотря на гибель теории, трещины в фундаменте космогонических воззрений Джинса — Хаббла, основная идея происхождения галактик путем конденсации газового вещества держалась непоколебимо и сомнений не допускала. Споры велись по вопросам частного порядка. И прежде всего о направлении эволюции.

    Исследуя звездный состав галактики Андромеды, В. Бааде обнаружил, что светила, свободно располагающиеся в ее спиральных ветвях, существенно отличаются от тесно скученных звезд ядра. Примерно такая же картина наблюдалась и в других звездных системах, включая и нашу собственную. Это позволило В. Бааде разделить звездное «население» нашей Галактики на два типа. К первому типу он отнес звезды из спиральных рукавов. Туда же вошли члены рассеянных скоплений и вообще звезды, тяготеющие к экваториальной плоскости нашей системы. Они получили название звезд плоской составляющей. Ко второму типу отошли звезды ядра, тесных шаровых скоплений, а также некоторые типы звезд, окружающих центр Галактики наподобие ореола. Их назвали звездами сферической составляющей. Ко второму типу населения отнеслись и звезды эллиптических галактик.

    Позже работы других специалистов усложнили эту классификацию, разбив население обоих классов еще на подклассы. Но принцип, предложенный В. Бааде, сохранился до наших дней.

    Тремя годами позже описанных исследований советские астрономы Б. Кукаркин и П. Паренаго доказали, что звезды сферической составляющей старше звезд плоской составляющей. Теперь, научившись различать звезды по возрасту, можно было попробовать разделить и галактики на молодые и старые образования. Тут-то и начались неожиданности. Получалось, что спиральные галактики населены более молодыми звездами, чем эллиптические. Значит, и сами они должны были быть более юными. А классическое хаббловское направление эволюции утверждало обратное: что именно эллиптические системы, вырождаясь, превращаются в спиральные. Короче говоря, новые открытия требовали немедленного пересмотра старых правил.

    Положение усугубилось после выступления известного американского астронома X. Шепли. По его данным, наибольшее количество молодых ярких сверхгигантов обнаруживается вообще в галактиках неправильной формы; в тех самых, которые вообще даже не вошли в классификацию Хаббла. А тут еще подоспела новая работа Б. Кукаркина, обращавшая внимание ученых на скопления галактик, в которые входили звездные системы самых различных форм.

    Из всего этого напрашивались новые выводы. Во-первых, что никакого перехода от одного вида галактик к другому не существует и что звездные системы уже образовались такими, какими мы их видим. А во-вторых, что, может быть, и среди галактик уместно предположить механизм коллективного рождения, как это имело место в космогонии звезд.



    Новые результаты наблюдений, как полагается, вызвали и новую вспышку интереса и творчества у теоретиков. В главе о планетной космогонии мы уже знакомились с гипотезой К. Вейцзеккера о турбулентном механизме образования солнечной системы. Но гипотеза немецкого специалиста охватывала все разделы космогонии, включая и происхождение галактик. По его мнению, в период, предшествовавший возникновению звезд, мир представлял собой хаос из «диффузной газовой материи, находящейся в сильной турбуленции». Это означало, что повсюду в первозданном тумане бушевали гигантские вихри.

    Ну как тут не согласиться с утверждением, что всякое новое — это хорошо забытое старое! Вспомните Р. Декарта. В гипотезе французского философа вселенная тоже была сначала наполнена вихрями. Правда, они не назывались красивым словом «турбуленция», не было и столь убедительной математики. Р. Декарт не знал подробностей описания последующих стадий развития, но идея… Согласитесь — идея была «один к одному».

    Так же как некогда у Р. Декарта, во вселенной К. Вейцзеккера под воздействием завихрений появились первые сгущения, первые облака пыли и газа неправильной формы. Облака вращались вокруг своей оси, сплющивались по ходу вращения и превращались в спиральные галактики. Обратите внимание — в спиральные, а не в эллиптические, как полагалось по канонам Джинса — Хаббла. Из центра диффузная материя под действием центробежных сил перемещалась к краям, уплотнялась. В спиральных рукавах возникали неоднородности. Так продолжалось до тех пор, пока в недрах этих неоднородностей не вспыхнули первые звезды. Они нагревали своими лучами окружающий газ, и процесс звездообразования сначала затормозился, а затем прекратился и вовсе. Спиральные галактики стали постепенно терять свои рукава, превращаясь в устойчивые эллиптические системы.

    Интересно, что скорость такой эволюции, по мнению К. Вейцзеккера, соответствовала размерам галактик: маленькие проходили свой путь быстрее, большие — медленнее. Этого требовал турбулентный характер развития газовых масс, и с этого-то начинались все несоответствия и противоречия в его гипотезе.

    В намеченную схему не укладывались скопления галактик, состоящие из разных по форме и по величине систем. Кроме того, по гипотезе К. Вейцзеккера все звезды в каждой галактике должны были образовываться примерно в одно время. Но тогда было непонятно, почему так много молодых и горячих звезд видят наблюдатели в «старых спиральных галактиках»? Нет, так просто поставить с ног на голову устойчивую схему эволюции Джинса — Хаббла космогонисты позволить не могли…

    Следующим важным теоретическим шагом явилась теория, разработанная шведским астрономом Бертилем Линдбладом — председателем Международного астрономического союза 1948–1952 годов. Исследуя звездные системы, имеющие форму эллипсоида вращения, он вывел строгие математические условия, при которых в экваториальных областях эллипсоидов образуются зоны недостаточной механической устойчивости. Звезды, находящиеся в этой зоне, могут срываться со своих круговых орбит и разлетаться, образовывая спиральные ветви. При этом неустойчивость только усугубляется. И со временем большая часть уже не только звезд, но и газовой материи эллипсоида (или, можно считать, ядра галактики) переходит в спиральные рукава.

    Прекрасная математическая теория Б. Линдблада во многом обогатила науку. Методы, разработанные шведским астрономом, применяются в динамике звездных систем по сей день. Но согласиться с его эволюцией галактик специалисты тоже не могли.

    Прежде всего, если звезды переходят в спиральные рукава из ядра, то, очевидно, они должны быть в спиралях либо такими же по возрасту, как и оставшиеся в ядре либо старше. Однако все наблюдатели в один голос заявляли, что спиральные рукава населены молодыми и горячими сверхгигантами и гигантами, тогда как в ядре преобладают старые звезды второго типа населения, то есть субкарлики, звезды типа RR Лиры и старые светила, объединенные в шаровые скопления.

    Затем, по теории Б. Линдблада, спиральные галактики должны вращаться спиралями вперед, то есть раскручиваясь. Однако наблюдения и здесь говорили об обратном. Вообще его выводы, оторванные от практики результатов наблюдений, носили слишком абстрактный характер. Увлечение математической стороной вопроса в ущерб наблюдательным данным — недостаток не одного Б. Линдблада. Словно в противовес словам Ф. Бэкона, которые мы взяли эпиграфом к книге, глава Кембриджской школы космогонистов Ф. Хойл заявил: «Трудность состоит не в том, чтобы выдумать схему процесса, а в том, чтобы выбирать между различными представляющимися возможностями».

    Очень интересной была гипотеза, разработанная в начале 50-х годов двумя ленинградскими учеными — А. Лебединским и Л. Гуревичем. Они считали, что образование галактик из разреженного диффузного вещества происходит неодновременно. Некоторые только начинали образовываться, когда другие уже существовали. Причем процесс образования был таким: сначала возникало гигантское сгущение разреженного вещества — протогалактика; затем такая протогалактика начинала сжиматься примерно так, как описал этот процесс еще Дж. Джинс: гигантское вращающееся облако сплющивалось, приобретало энергетически выгодную спиральную структуру; в спиральных ветвях образовывались звезды, после чего галактика снова разбухала в толщину, превращаясь в эллиптическую.

    Недостатком приведенной теории являлось прежде всего то, что протогалактик никто не видел. Кроме того, оба автора так и не объяснили процесса возникновения спиральной структуры сжимающегося облака. А это была едва ли не одна из важнейших задач космогонии тех лет.

    В 1958 году за решение этой проблемы принялся тоже ленинградец — астроном Т. Агекян. По его данным получалось, что эллиптические галактики могут развиваться от более плоских форм к шарообразным. Опять противоречие Джинсу — Хабблу. При этом эллиптические образования ни в коем случае не переходят в спиральные. Спиральные же галактики со временем сплющиваются, но и они не имеют права превращаться в эллиптические.

    Подтверждается вывод, что классы галактик зависят не от стадии эволюции, на которой находятся, а от тех условий, в которых начиналось их образование.

    Механизм, предложенный Т. Агекяном, нашел широкое применение для изучения эволюции ядер галактик, а также звездных систем меньшего масштаба.

    Американский исследователь Ф. Цвикки предположил, что спиральные галактики все-таки образуются из сгущений других видов. Представим себе, говорил он, сближение двух или нескольких туманностей. Ясно, что в результате гравитационного, а может быть и какого-то иного, взаимодействия у облаков появятся выступы, которые потянутся как в сторону встретившегося сородича, также соответственно и в противоположную. Но встретившиеся туманности скоро разойдутся. А длинные рукава, отставая в своем вращении от ядер, закрутятся в спирали.

    Что ж, предложенный механизм правдоподобен. Но вряд ли он выдержит испытание на вероятность. Слишком редкими могут быть встречи в межзвездном пространстве и слишком многочисленны спиральные галактики.

    Все перечисленные выше гипотезы, в которых главную роль играют гравитационные силы, создавались и жили в основном до начала 60-х годов. Но постепенно все большее внимание астрофизики уделяли магнитным полям. И в классическом направлении космогонии галактик начинают звучать новые мотивы.

    Магнитные поля в галактиках

    В 1945 году известный уже нам английский астроном Ф. Хойл опубликовал свою гипотезу, согласно которой диффузная первоматерия Галактики сконцентрировалась под воздействием магнитного поля в два рукава, отходящие от центральной части, располагающиеся вдоль магнитных силовых линий. Вращение закрутило их в спираль, и с тех пор магнитное поле Галактики удерживает разреженное газообразное вещество в спиральных рукавах. Но на звезды сил его не хватает. И потому звезды все время выходят из рукавов, заполняя пространство между ними.

    Если принять гипотезу Ф. Хойла, то в спиралях должны находиться молодые звезды, а в промежутках — старые. Интересно отметить, что наблюдения полностью подтвердили этот вывод. Правда, тут довольно трудно точно определить первородство: что было раньше — теория, которую подтвердили наблюдения, или результаты наблюдений, под которые подвели теорию.

    Коллеги Ф. Хойла астрономы X. Бонди и Т. Голд предложили свою версию образования спиральных рукавов из межзвездного газа, захваченного Галактикой в ее странствиях по межгалактическим просторам. Но это все частности. А главное, надо было сначала доказать, что в Галактике вообще существует магнитное поле. Ведь ни наблюдать, ни тем более измерить его пока никому не удавалось. А вдруг его вообще не существует? Впрочем, кто ищет, тот всегда что-нибудь да находит.

    Сначала два астронома: один в Советском Союзе — В. Домбровский, а другой в Соединенных Штатах — В. Хильтнер обнаруживают любопытное явление: свет от звезд, проходя по лучу зрения, то есть по линии звезда — глаз наблюдателя, оказывается поляризованным. И чем больше на пути луча света темной материи, тем выше степень его поляризации. «Почему бы это? — рассуждали астрофизики. — Что из того, что темная материя задерживает лучи? Она должна просто ослаблять их, а не поляризовать!..»

    Единственное объяснение, до которого додумались специалисты, заключалось в предположении, что темная материя состоит из скопления длинненьких остреньких, как иголочки, пылинок. Под действием магнитного поля пылинки одинаково ориентируются в пространстве и… поляризуют свет.

    М-да, так себе объяснение, прямо скажем. Не больно-то убедительное, но попробуйте подыскать лучше. Во всяком случае, косвенное подтверждение существования магнитных полей в Галактике есть!

    Позже, когда обнаружили мощные взрывы в ядрах галактик, а в нашей собственной нашли источники радиоизлучения и поток тяжелых элементарных частиц, стало возможным считать, что существование магнитного поля в Галактике и галактиках доказано окончательно. Не будь его сдерживающих сил, все частицы давным-давно разлетелись бы в межгалактическом пространстве.

    В 1964 году на XII съезде Международного астрономического союза профессор Ян Оорт (Голландия) прочел весьма любопытный доклад «Строение и эволюция галактической системы». Касаясь поведения заряженных частиц, докладчик сказал: «Их скорость (имеются в виду космические лучи. — А. Т.) так велика, что если бы они не удерживались магнитными полями, то покинули бы систему за время порядка 100 тысяч лет». Я. Оорт говорит о значении магнитных полей в «жизни» звездной системы уже как о само собой разумеющемся факте.

    Правда, он тут же сокрушается, что пока роль, которую играют эти поля в динамике межзвездного газа, совершенно неясна. Голландский профессор вообще считает, что «в данный момент мы, как кажется, знаем больше о том, чего нельзя объяснить, чем о том, что положительного они (магнитные поля. — А. Т.) дают для понимания сложных явлений, наблюдаемых в этом газе».

    Опираясь на неоднородность наблюдаемого распределения плотности вещества в обозримом пространстве, Я. Оорт считает, что галактики «образовались из неоднородностей в расширяющейся вселенной». Эти неоднородности могли расширяться только до определенной стадии. Пока не набрали необходимой массы и не стали под действием собственной гравитации сжиматься. Дальше тип образующейся галактики зависел уже от величины углового момента протогалактики.

    При быстром вращении центробежные силы не позволяли диффузному веществу сгуститься плотно. Его оставалось довольно много во внешних областях, и галактика получалась спиральной.

    При медленном вращении первоначальной неоднородности галактика получалась эллиптической. Именно в данном последнем типе образования имелись возможности для перехода всего вещества в звезды. Это был важный вывод, потому что, как обнаружил Б. Кукаркин, только спиральные галактики богаты диффузным веществом; в эллиптических его не наблюдается совсем. Эллиптические галактики состоят из одних звезд. Я. Оорт считает, что первичные звезды образовывались в галактике сначала совершенно хаотично. Под действием начальных неоднородностей гравитационного поля они многократно перемешивались и лишь постепенно, под действием сил взаимного притяжения, собирались к центру.

    Это предположение хорошо согласовывалось с наблюдениями. Действительно, ведь сферической составляющей звездного населения являются старые звезды. Часть оставшегося газа, не сконцентрировавшегося в звезды на раннем этапе, образовала скорее всего в плоскости Галактики тонкий диск с более плотной концентрацией к центру. Здесь тоже стали образовываться звезды. Сначала в ядре, где газ был плотнее, а потом и на периферии.

    Постепенно процесс звездообразования замедлялся. Конечно, не исключено, что он, может, продолжается и сейчас. Но скорость его должна быть чрезвычайно малой.

    И опять предполагаемый механизм подтверждается результатами наблюдений. В ядре Галактики звезды постарше, а совсем молодые, образовавшиеся во второй период эволюции, распределялись в спиральных рукавах.

    Теперь становится понятным, почему все звезды, родившиеся из газа, который собрался в плоский диск, соответствуют наблюдаемому в Галактике населению одного только первого типа.

    Отныне сомнений в том, что магнитные поля у галактик есть, ни у кого не возникало. Прониклись космогонисты уважением и к роли магнитных сил в процессах эволюции. Вот если бы еще понять, откуда магнитные поля взялись.

    Тут придется еще вернуться к гипотезе Ф. Хойла. Некогда он высказался в общем виде о том, что, дескать, магнитное поле галактики — это общее межгалактическое магнитное поле, усиленное сжатием диффузного вещества при его конденсации, а затем закрученное вращением образовавшихся галактик. Эту идею подхватили и разработали московский астрофизик Н. Кардашев и английский радиоастроном Дж. Пиддингтон. У них получалось, что звездные системы уже рождаются с готовым магнитным полем.

    Затем советский физик С. Пикельнер, используя аппарат космической электродинамики, попытался нарисовать картину образования спиральных рукавов. Получилось неплохо. Более того, сквозь контуры предварительного чертежа стала проглядывать новая магнитно-гравитационная гипотеза. Она содержала смелые решения, много интересных выводов, но и только: количественно концы с концами не сходились. Для поддержания спиральных рукавов магнитные поля должны были быть гораздо более сильными, чем те, которые существуют в галактиках. «Мы, кажется, начинаем понимать кое-что в основных чертах распределения и движения звезд и даже чувствуем, что имеем некоторый набросок картины того, как могла возникнуть и эволюционировать наша звездная система. Кроме того, мы можем понять, почему межзвездный газ концентрируется в тонкий слой и почему этот слой вращается. Но на этом кончается наше понимание поведения газовой составляющей Галактики.

    Мы не понимаем ни происхождения ее спиральной структуры, ни даже того, каким образом эта структура может сохраняться.

    Мы не знаем причин движения газа прочь от ядра в центральных областях и не знаем, почему плотность газа так низка вблизи 4 кпс от центра.

    Мы не знаем, почему в быстро вращающемся диске ядра вещество, по-видимому, находится в состоянии, отличном от того, которое мы встречаем в других местах.

    Мы не знаем также, почему этот диск имеет исключительно резкую внешнюю границу.

    Мы не знаем, ни из чего состоит галактическая корона, ни того, как надо интерпретировать удивительные систематические движения газа вне галактической плоскости… Мы как будто еще стоим на пороге мира, в котором видим чудесные явления, но не можем их понять».

    Этими словами профессор Я. Оорт заключил не только свой доклад, но и представления науки 60-х годов о роли магнитных полей в деле эволюции нашей Галактики, а значит, и других звездных архипелагов. Действительно, стоит взглянуть на фотографию какой-нибудь галактики, как сразу видно, что спиральные рукава охватывают ядро не более чем в полтора оборота. А почему не больше? По расчетам, они должны бы закручиваться куда сильнее. Более того, в гамма-галактиках, по Б. Воронцову-Вельяминову, имеются и закручивающиеся и раскручивающиеся ветви.

    Да и направления магнитных силовых линий по наблюдениям разных астрономов пока не совпадают. Одни показывают их в одну сторону, другие — в другую. И каждый, естественно, считает себя правым. Однако сказать сегодня определенно, что спиральные ветви действительно располагаются только вдоль силовых линий магнитного поля Галактики, пока нельзя.

    Строго говоря, магнитное поле в туманности должно бы, по идее, препятствовать ее конденсации, а следовательно, и звезды не должны бы в ней образовываться.

    Автор понимает, что такое заключение похоже на старый анекдот. Когда к послу одной из могучих держав пришли посетители, навстречу им вышел секретарь посольства и перечислил 64 причины, согласно которым посол не мог сегодня никого принять.

    — Кроме того, — добавил секретарь, вздохнув, — господин посол не может вас принять сегодня потому, что он вчера умер…

    Умерла ли в конце концов магнитная гипотеза? Может быть, и нет, но претендовать на роль «единственно правильной» сегодня она уже не может.



    В последние годы активно разрабатывается учеными новая волновая гипотеза. Читатель наверняка замечал, как при волнении на море всякий плавающий мусор прибивается к берегу. В то же время сама вода остается на месте. Так же, возможно, и в Галактике некие гравитационные волны захватывают медленные звезды, относящиеся к первому типу населения, и уплотняют их. Во всяком случае, первые решения уравнений, в которых были увязаны плотность вещества в Галактике, гравитационный потенциал и скорости звезд в соответствии с расстоянием от центра, дали уравнение спирали. Не значит ли это, что волновое возмущение плотности в виде спирали — образование устойчивое и может сохраниться при вращении Галактики? Тогда, может быть, хоть волновая гипотеза поможет решить «проклятый вопрос» о спиральных рукавах?

    Впрочем, волновая гипотеза еще только набирает темпы. Сегодня рано говорить о ее результатах. Но уже тот факт, что она привлекла внимание специалистов самых разных стран, говорит о возможной ее плодотворности.

    А как рождаются галактики «ненормальные»?

    Все-таки пока споры шли вокруг старой хаббловской классификации о рождении и эволюции нормальных галактик, обстановка была более или менее мирной. Но в послевоенные годы одну позицию за другой в древней науке начинают захватывать радиоастрономы. Внедрение новых методов наблюдений и новой техники привело буквально к лавине новых открытий. По существующим оценкам, применение радиотелескопов создало в астрономии не меньший качественный скачок, чем это было в 1609 году, когда Г. Галилей впервые направил на небо зрительную трубу.

    50-е годы XX столетия ознаменовались началом второй революции в астрономии. Именно в этот период радиоастрономы обнаружили на небе участки, с которых на землю лились буквально водопады электромагнитной энергии, невидимые в обычные оптические телескопы. Постепенно радиоисточники отождествлялись с оптическими объектами. Часть из них оказалась остатками некогда вспыхнувших в нашей Галактике «сверхновых» звезд. Сегодня они представляли собой клочья газовых облаков, в которых с субсветовыми скоростями метались и тормозились в путах магнитных полей потоки заряженных частиц. Их «радиовопли» и составляли значительную долю галактического радиоизлучения.

    Другая группа радиоисточников лежала явно за пределами Галактики и отождествлялась со странными объектами, получившими название «пекулярных», то есть аномальных, галактик. Мощность радиоизлучения их была больше мощности излучения в оптическом диапазоне и значительно превышала радиоизлучение нормальных галактик.

    В общем, открыты были явно «ненормальные» галактики, которые скоро настоятельно потребовали своего места в общей схеме космогонической эволюции.

    Нам еще предстоит встретиться со многими из них, и потому стоит хотя бы перечислить некоторые из любопытных открытий, сыгравших определенную роль в развитии космогонических взглядов последних лет. Полный реестр открытий 50–70-х годов выглядел бы, конечно, куда внушительнее.

    После отождествления радиогалактик с оптическими объектами, находящимися за пределами нашей Галактики, по всему миру прокатилась волна охоты за внегалактическими новинками. И вот мексиканский астроном Г. Аро открыл класс «голубых галактик» с усиленной ультрафиолетовой частью спектра. Новые объекты оказались густо населенными молодыми горячими звездами-гигантами. Затем в Москве на VI Совещании по вопросам космогонии Б. Воронцов-Вельяминов рассказал о «взаимодействующих галактиках». Это были в основном кратные системы, соединенные перемычками, снабженные хвостами или погруженные в облака светящегося «тумана». Потом американцами К. Линдсом и А. Сэндиджем был опубликован класс «взрывающихся галактик». И наступило время квазаров — самой большой астрономической загадки, неразрешенной по сей день.

    Поток открытий все нарастал. Астроном Ф. Цвикки обнаружил «компактные галактики», отнесенные многими специалистами к весьма молодым образованиям материи во вселенной. Т. Метьюз, У. Морган и М. Шмидт выступили с классом «N-галактик», которые они назвали так из-за яркого маленького ядра «nucleus», хорошо заметного в красноватом облаке оболочки. Почти одновременно с ними А. Сэндидж опубликовал сообщение об открытии им квазагов — плотных внегалактических образований, названных так путем сокращения длинного наименования «квазизвездные галактики».

    В 1967 году бюраканский астроном Б. Маркарян опубликовал список небесных объектов, получивших в дальнейшем название «галактик Маркаряна».

    Между тем на помощь радиотелескопам пришли ракеты, искусственные спутники Земли и автоматические межпланетные станции (АМС). А потом уж и орбитальные космические лаборатории с экипажами. Они дали возможность использовать такие дополнительные виды информации, как рентгеновское и гамма-излучение, а также ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, задерживаемые в большинстве своем атмосферой Земли.

    Вторая революция в астрономии продолжается. Сегодня в плане ее развития стоит «нейтринная астрономия» и прием гравитационных волн — новый вид информации, от которого специалисты ждут сенсационных известий.

    Все перечисленные выше внегалактические объекты требовали своего включения в общую схему космогонии, которая тоже не могла оставаться прежней, ибо под такой лавиной открытий не могла удержаться долго ни одна из существующих гипотез.

    Сначала следовало разобраться в причинах, по которым «ненормальные» небесные объекты отличаются от уже известных — нормальных, а затем можно было попробовать перейти к их обобщению. И в первую очередь предстояло решить вопрос с радиогалактиками: что они собой представляют и что в них происходит?

    Специалистам было известно, что в обычных — нормальных — галактиках радиоизлучение создавалось в основном быстрыми заряженными частицами межзвездного газа, которые тормозились галактическими магнитными полями; немного радиоизлучения добавляли и звезды. Но для «пекулярных» галактик это не излучение, это пустяк. Какой же механизм вызывает к жизни столь мощный «радиоголос» этих необычных объектов?

    Когда в 1951 году В. Бааде получил первый снимок радиогалактики Лебедь-А, объект оказался двойным, да еще с двумя радиоспутниками по бокам. Любопытная конструкция, правда? Что же там могло происходить?

    К сожалению, картины могучих взрывов в галактиках, даже если вещество разлетается со скоростями тысяч километров в секунду, кажутся земным наблюдателям абсолютно неподвижными. Целой жизни человеческой не хватит на то, чтобы заметить там хоть какое-то изменение. Это и понятно. Вспомните, как быстро пролетает над головой реактивный самолет. Буквально мелькнет, не успеешь повернуть голову. А теперь вспомните, как тот же летательный аппарат медленно ползет по далекому горизонту, оставляя за собой длинный инверсионный след. А ведь скорость его относительно земли не изменилась.

    Для радиогалактик, удаленных от нас на десятки и сотни миллионов световых лет, жизнь целых поколений людей — миг. Время самое относительное понятие из всех фундаментальных основ, введенных человеком в обиход. Каждое наблюдение подобно моментальной съемке. Оно выхватывает одно какое-то мгновенное значение из изменяющегося состояния небесного объекта. И по этому моментальному снимку мы хотим восстановить весь характер изменений. Такая задача подчас может показаться «сумасшедшим детективом», в котором на основании единственной улики восстанавливается не только само преступление, но его мотивы, история жизни преступника и даже диалог его с жертвой или сообщником. Все это очень похоже на работу специалиста по космогонии. Небольшая разница заключается в том, что у последнего нет и не может быть надежды на то, что в конечном итоге объект следствия сядет за стол и, «расколовшись», покается и поведает истину.



    Трудно сказать, приходили ли подобные мысли в голову астроному В. Бааде, впервые узревшему радиогалактику Лебедь-А на пластинке. Автор даже склонен считать, что скорее не приходили. Но и надежд особых на дополнительные сведения у него, по-видимому, тоже не было. И по зрелому размышлению над полученным изображением В. Бааде предположил, что перед ним результат столкновения! Две звездные системы — примерно по 100 миллиардов звезд в каждой, — летящие навстречу друг другу со скоростями около 3 тысяч километров в секунду, врезаются «в лоб»!!!

    Кошмарный случай, вполне достойный пера писателя-фантаста. Однако с позиций научной объективности событие должно выглядеть не так страшно. Скорее всего звезды столкнувшихся галактик, подобно комариному рою, спокойно пролетят друг сквозь друга, разве что несколько нарушив собственные движения отдельных светил. Слишком велики расстояния между небесными телами в таких системах, как галактики, чтобы в результате столкновения «от звезд сыпались бы осколки».

    В. Бааде представлял себе это лучше, чем кто-либо другой. Но он знал и то, что галактики окружены протяженными коронами межзвездного газа. А встреча газовых облаков должна происходить совершенно в ином ключе. Прежде всего столкновение газовых облаков будет частично упругим. То есть облака при встрече должны затормозиться, испытать сжатие, затем упруго оттолкнуться друг от друга и разойтись в стороны. Вот тут-то и мог крыться источник энергии радиоизлучения.

    Читателю наверняка известно из курса школьной физики, что, пока заряженные частицы равномерно движутся в свободном пространстве, своего присутствия они не обнаруживают. Но стоит им попасть в магнитное поле, как траектории их движения начинают закручиваться, прямолинейное движение сменяется криволинейным, а равномерное — ускоренным (или замедленным). При любом же ускорении заряд излучает электромагнитные волны.

    В коронах межзвездного газа заряженных частиц, как говорят, навалом. Среди них — множество так называемых релятивистских частиц, то есть тех, которые движутся со скоростями, сравнимыми со скоростью света. И вот торможение этих релятивистских электронов в магнитных полях как раз и должно порождать то самое радиоизлучение в диапазоне метровых волн, которые мы так здорово научились принимать с помощью радиотелескопов.

    Прекрасно, просто прекрасно складывалась гипотеза столкновения. В. Бааде потирал руки от удовольствия, рассказывая о ней Рудольфу Минковскому. И не смог скрыть досады, когда строптивый помощник усомнился в истинности гипотезы. Неизвестно, сколько длился спор. Зато известно, чем он кончился — пари на бутылку виски.

    — Проверим вместе? — предложил В. Бааде.

    — Проверим, — согласился Р. Минковский.

    С помощью спектрографа, установленного на пятиметровом телескопе, они получили несколько спектров свечения газа спорной галактики. Если там и вправду действовал механизм столкновения и газовые облака тормозились, атомы газа должны были находиться в возбужденном состоянии. А это могли показать спектры.

    Астрономы проявили пластинки, расшифровали полученные изображения и… Р. Минковскому пришлось «сбегать в магазин». Пари выиграл В. Бааде. И год спустя, на VIII Международном астрономическом съезде, он доложил свою гипотезу уже от имени обоих. Сообщение было весьма неожиданным и необычным. Однако, несмотря на целый ряд сомнений, сразу возражений не последовало. Оно и понятно: уж если такие специалисты отваживаются на выдвижение гипотезы публично, значит, она подкреплена аргументами, против которых с голыми руками выходить не стоит. Но постепенно, как и полагается, плоды первоначальных сомнений созревали. Прежде всего многих смущала малая вероятность лобового столкновения двух галактик. Даже если выбрать самое густое скопление, а к тому времени радиоисточников на небе было обнаружено уже порядочно, то расстояния между соседями и тогда будут слишком большими, чтобы подобные столкновения происходили достаточно часто.

    В. Бааде такое возражение предвидел и потому поторопился сам подсчитать вероятность столкновения для скопления галактик, в которое входила Лебедь-А. Однако результаты получились у него малодостоверные. Впрочем, авторитет В. Бааде был настолько велик, что после его выступления на съезде появилось и немало сторонников гипотезы столкновения. Сторонники тоже разрабатывали теории и приводили убедительные расчеты «за».

    Интересное возражение привел В. Амбарцумян. Он сказал, что если авторы гипотезы настаивают на том, что, по крайней мере, хотя бы три двойные галактики излучают радиоволны в результате прямых столкновений в лоб, то они, наверное, согласятся, что косых столкновений при этом должно быть значительно больше; примерно раз в сто больше… Но где на небе триста пар галактик, сталкивающихся друг с другом нецентрально?

    Подоспели и другие возражения. Подсчитав количество энергии, излучаемое Лебедем-А, и время, прошедшее с начала «столкновения», астрономы пришли к выводу, что для обеспечения наблюдаемого потока излучения слишком большая часть энергии торможения должна быть передана заряженным частицам. КПД, по расчетам Дж. Бербиджа, приближался к ста процентам. Дебет явно не сходился с кредитом. А это верный признак надвигающегося банкротства.

    В общем, спор о природе радиогалактик и о механизме их излучения разгорелся во всем мире. Но никакая дискуссия не может считаться плодотворной, если она состоит из одних лишь негативных замечаний. Такой спор ведет в тупик. Сторонники точки зрения В. Бааде и Р. Минковского справедливо спрашивали:

    — Хорошо, пусть не столкновение, но что тогда?

    Нужна была позитивная гипотеза, которая обеспечила бы дальнейший прогресс в изучении вопроса.

    И в 1956 году на совещании по вопросам космогонии, которое состоялось в Москве, В. Амбарцумян «взорвал бомбу». Нет, нет, дело здесь не в пиротехнике. Это лишь образное выражение для того, чтобы определить эффект, который произвело его сообщение на собравшихся. Он предположил, что в галактике Лебедь-А мы имеем дело не со столкновением двух галактик, а, наоборот, с разделением одной на две!

    Это была вовсе не гипотеза ad hoc, как говаривали древние римляне (это выражение означает «для данного случая, кстати»). Советский астроном предложил новое толкование для наблюдаемого явления, основываясь на своей же идее 1954 года о космогонической активности ядер галактик.

    По мнению В. Амбарцумяна, к результатам этой активности можно отнести и выброс из ядер галактик радиоизлучающих облаков, и даже возникновение спиральных рукавов (читатель, наверное, помнит тот незавершившийся спор?).

    Новая гипотеза содержала не только много неожиданного, но и необъяснимого. Возьмите хотя бы выбросы масс газа из ядер галактик! Раньше считалось, что центральные части этих звездных систем состоят из одних звезд. Даже если допустить, что газ в ядрах есть, его там должно быть просто слишком мало! Откуда же берутся громадные массы вещества, истекающего из ядер галактик и создающего мощное радиоизлучение? Тут много непонятного. Астрономы, например, знали, что в центральной части нашей Галактики плотность газовой материи не выше, чем на периферии. А между тем голландские астрономы во главе с Я. Оортом обнаружили, что именно оттуда, из центра, происходит непрерывное истечение нейтрального водорода. И американский астроном Г. Мюнч обнаружил очень похожее непрерывное истечение газа из ядра галактики Андромеды. Причем интенсивность истечения оказалась такой, что за какие-то миллионы лет ядро выбрасывало из своих недр массу, которой хватило бы на добрый миллион таких звезд, как наше Солнце. Галактические ядра в этой гипотезе представали некими бутылками, в которых заключен дух…

    Противоречия казались непреодолимыми. Какой же выход из него нашел В. Амбарцумян? На VI Московском совещании по вопросам космогонии в 1959 году он заявил: «Мы приходим к выводу, что в центрах галактик, в их ядрах имеются тела, на много порядков превосходящие по массе обычные звезды и не являющиеся ни диффузными туманностями, ни звездами. Этот вывод о наличии в центре некоторых галактик плотных тел необычайно большой массы кажется нам неизбежным следствием наблюдательных данных».

    Итак, налицо знакомая уже нам идея Бюраканской школы о сверхплотном дозвездном состоянии материи, только теперь уже на галактическом уровне. В. Амбарцумян считал, что после выброса из ядер вещество претерпевает ряд трансформаций и превращается в конгломерат звезд, межзвездного газа и облаков заряженных частиц высоких энергий.

    Будто все идет хорошо. И все же один существенный недостаток снижал ценность выдвинутой гипотезы: никто и никогда не видел вещества в подобном состоянии, и не было теории, доказывающей возможность существования «необычно большой массы» такого вещества. Ведь имелась в виду масса, во много, очень много раз превышающая массу Солнца…

    Неожиданно новую концепцию Амбарцумяна поддержал Б. Воронцов-Вельяминов. Он предположил, что и компактные галактики Цвикки, и открытые им самим «взаимодействующие галактики» следует рассматривать как разлетающие части, бывшие некогда единым ядром.

    Но для большинства астрономов гипотеза Амбарцумяна была слишком революционной. Лишь кое-кто время от времени рисковал публично выступить в поддержку новой концепции.

    Впрочем, если гипотезе Амбарцумяна приходилось туго, то и идея В. Бааде и Р. Минковского тоже «дышала на ладан». В ней обнаруживалось все больше и больше недостатков. А когда Т. Метьюз и М. Шмидт увидели, что и одиночные галактики имеют оптические спектры, аналогичные «сталкивающимся» компонентам Лебедя-А, гипотеза столкновения рухнула окончательно, похоронив под своими обломками бутылку виски, за которой напрасно бегал Р. Минковский десять лет назад. К сожалению, его шеф В. Бааде в 1960 году окончил свой жизненный путь, так и не узнав, что в споре 1951 года прав-то был не он, а его помощник. Впрочем, может быть, и лучше умереть, не расставшись с иллюзиями…

    Вскоре после окончательного падения гипотезы столкновения общая концепция В. Амбарцумяна об активности ядер галактик получила существенное подтверждение. Наблюдатели обнаружили мощный взрыв в ядре галактики М-82. Да и вообще многие открытия 60-х годов, словно сговорившись, «лили воду на мельницу В. Амбарцумяна».

    Интересно еще раз вспомнить последовательность воззрений этого выдающегося советского астронома. В 1947 году он впервые высказывает предположение о существовании сверхплотных «Д-тел». Затем следует идея об активности ядер галактики…

    Ученому немало пришлось выдержать критики и прямого отрицания, прежде чем его идеи стали если не подтверждаться полностью, то, во всяком случае, иметь под собой реальную почву. Тут и открытие новых типов галактик, и взрывы в ядрах, и наконец квазары… Не родственники ли они таинственным «Д-телам»? Конечно, категорически утверждать это нельзя. Ведь и сегодня, в 1975 году, штурм квазаров все еще продолжается. Вообще природа сверхплотных тел остается по-прежнему неясной, хотя нейтронные звезды благодаря открытию пульсаров и вошли в астрономический арсенал довольно прочно.

    Несколько лет назад, размышляя над причинами расширений звездных ассоциаций, обнаруженных коллективом В. Амбарцумяна, английский астроном Т. Голд задался вопросом: каким должен быть механизм явления, разбрасывающего в разные стороны звезды? Скорее всего это должен быть мощнейший взрыв, супервзрыв. Но отчего бы ему произойти? Может быть, существуют в космосе силы, сжимающие гигантские массы газа до состояния коллапса? Тогда на каком-то этапе неудержимого сжатия в недрах этого сгустка вещества с массой, во много раз превосходящей массу Солнца, начнутся незатухающие ядерные реакции. Сжатие остановится. А затем коллапс перейдет в антиколлапс — в грандиозный взрыв.

    Читатель, наверное, уже заметил, что ход рассуждений английского астронома очень похож на размышления о гипотетических превращениях «черных дыр» в «белые дыры». Но при этом не следует забывать, что высказывания Т. Голда относятся ко времени, когда этой проблемой, кроме школы В. Амбарцумяна, занималось в мире не так уж много теоретиков. Не то что сейчас.

    Выступая на Сольвейской конференции, Т. Голд развил свою гипотезу. «Предположим, — говорил он, — что подобные взрывы могут происходить еще в больших масштабах. Тогда мы приблизились бы к концепции коллеги В. Амбарцумяна…»

    Идея была заманчивой, и кое-кто из астрономов-теоретиков тут же принялся за расчеты возможных моделей. А 60-е годы все продолжали и продолжали «работать на В. Амбарцумяна». В рамки его гипотезы укладывались и «голубые галактики Аро», и компактные — Цвикки, галактики и квазаги Сэндиджа. А уж взрыв в ядрах галактик был просто подарком молодому коллективу. Со временем бюраканские астрономы пришли к выводу, что галактические ядра могут, по-видимому, взрываться неоднократно, хотя их активность должна падать. Тогда вполне вероятно, что среди бесчисленных звездных архипелагов могут попадаться и галактики, утратившие способность к эруптивности, как любят говорить специалисты (то есть способность к извержениям), и зрелые галактики, в которых указанные процессы идут с полной силой. Должны быть и такие, в ядрах которых космогоническая активность еще не проявилась.

    Интересно, что именно в тот день, когда автор писал эти строки, почтальон принес газету с любопытной заметкой. Корреспондент из Алма-Аты писал, что на высокогорной обсерватории Астрофизического института Академии наук Казахской ССР аспирант Л. Кондратьев обнаружил в созвездии Змеи весьма необычную туманность, состоящую из материи, находящейся в чрезвычайно ранней стадии развития, о которой науке пока известно очень мало. Любопытное сообщение. На чьи весы ляжет оно дополнительным грузом? На чашу сторонников классического взгляда на формирование галактик из диффузной материи или его запишут себе в актив ратоборцы новой гипотезы?..

    Теоретики сегодня довольно далеко отстали в своих попытках осмыслить и объяснить факты, представляемые наблюдениями. Все понимают, что в ядрах галактик, в условиях, пока совершенно нам неведомых, могут быть обнаружены явления, которые «могут привести к противоречию с законом сохранения энергии (и вещества) в его современной форме, ограниченной известными нам формами энергии, и потребовать обобщения этого закона». Так писал В. Амбарцумян в 1962 году. Об этом говорил и другой советский астроном — ленинградский профессор Н. Козырев.

    Новые источники энергии звезд?! Не сжатие, не ядерный пожар?! Тогда что?..

    Идут годы. Труд ученого тяжело оценить в количественных единицах. Для неспециалистов, для потребителей научной продукции всегда важен результат. А каков результат исследования широковещательно объявленных возможностей, таящихся в галактическом ядре? Конкретно о нем говорить рано. Как не добились пока армянские астрофизики построения теории сверхплотных, массивных тел, теории, которая полностью удовлетворяла бы требованиям новой тенденции, так и теоретическая разработка возможных новых источников энергии внегалактических объектов, предпринятая Н. Козыревым, тоже пока повсеместного признания не получила…

    За последние годы ряды астрофизиков пополняются все больше и больше «чистыми» физиками, отдавшими своей науке немало лет жизни. Наверное, так и должно быть. Тесны становятся стены земных лабораторий современной физике.

    «Машина времени» вселенной

    «В результате исследования строения космических тел я пришел к выводу, что в природе существуют особые, ранее неизвестные силы. Источником этих сил является „ход времени“». Примерно так начинался доклад известного ленинградского астрофизика Н. Козырева, который он прочитал в 1959 году в Географическом обществе Союза ССР.

    Слова его породили ликование среди специалистов одного направления и вызвали бурное негодование других. Слишком необычной казалась теория, изложенная ученым и названная им «причинной, или асимметричной механикой». Ее называли спекулятивной, эксперименты некорректными, выводы поспешными и ошибочными. И вместе с тем все признавали глубину научного проникновения автора теории в сущность проблемы, его умение поставить тонкий эксперимент, сделав из него правильные выводы…

    Короче говоря, заявка профессора Н. Козырева никого не оставила равнодушным. Пожалуй, это и понятно; ведь его выводы касались самого обиходного, самого ускользающего и самого, казалось бы, тривиального понятия — времени. Многие выводы новой теории имели непосредственное отношение к космогонии. И потому, не претендуя на глубокий анализ, мы должны познакомиться с основными чертами ее в нашей книге.

    Прежде всего несколько известных положений; тех, что лежат в основе нашего материалистического мировоззрения и позволяют построить картину мира, соответствующую современному этапу развития общества.

    «Время — одна из основных (наряду с пространством) форм существования материи… Время существует объективно и неразрывно связано с движущейся материей… Время неразрывно связано с пространством, которое имеет три измерения, а время — одно: движение материи во времени идет только в одном направлении — от прошлого к будущему. Время необратимо. Оно бесконечно».

    В приведенных постулатах заключаются едва ли не все те знания о времени, которые накопил здравый смысл за годы существования человечества.

    Из свойств времени люди знали и использовали его длительность и однонаправленность. Длительность легла в основу всех количественных соотношений, измерений и физических законов. Направление времени определило собой принцип причинности, как называют философы «положение об объективности, всеобщности и необходимости причинной связи явлений». Это качественная сторона времени.



    С древних времен философы пытались связать время с движением, чтобы глубже проникнуть в природу первого. Эту связь отмечал еще Аристотель в своей «Физике». Однако в древности, да и в средние века, течение времени чаще всего соотносилось лишь с видимым движением небесного свода. Философы той поры понимали под движением обычное механическое перемещение, и выяснение характера связи являлось часто камнем преткновения для всего философского учения.

    Немало интересовались связью течения времени с движением и естествоиспытатели, физики и математики. Так, Н. Лобачевский в своих лекциях по механике говорил: «Движение, бесконечно продолжающееся одинаково, называется равномерным, и одно из таковых движений взято для сравнения с другим, и оно называется время».

    Теория относительности показала, что время не просто измеряется движением, а по самой своей природе связано с ним и в зависимости от движения может изменять свое течение.

    Вспомним, что с диалектической точки зрения движение понимается не как простое перемещение, а как любое изменение, превращение и развитие материи.

    Время однонаправленно. По выражению А. Эддингтона оно характеризуется «стрелой времени». В связи с этим путешествия в прошлое возможны только в фантастических романах. А. Эйнштейн еще в 20-х годах нашего столетия говорил: «Время, обозначаемое в физических формулах буквой t, может, конечно, входить в уравнения с отрицательным знаком; это дает возможность вычислять время в обратном направлении. Но тут мы и имеем дело именно с одним только вычислением, из чего никак нельзя заключить, что и само течение времени может стать отрицательным. Здесь корень всего недоразумения в этом смешении того, что допустимо и даже необходимо как прием вычисления, с тем что возможно в действительности».

    Кажется, все предельно ясно. И вместе с тем ни в физике, ни в механике нет ни одного закона, который, учитывая направление времени, становился бы абсурдным при перемене знака у буквы t. Получается, что будущее согласно этим законам неотличимо от прошлого?

    Но тогда из изучаемого нами мира исчезает едва ли не главное его свойство всеобщей объективной закономерности и причинной обусловленности; исчезает детерминизм. А мир, в котором разорваны причинно-следственные связи, непознаваем. В таком мире невозможно жить. Вы только представьте себе этакую «вселенскую анархию». Солнце всходит и заходит, когда ему вздумается, а посредине июля природе ничего не стоит развлечься снежной метелью и морозом… Нет, мир, который изучает наука, строго детерминирован.

    А как быть тогда с физическими законами? Призванные отображать объективную реальность, они тем не менее игнорируют главное свойство вселенной — причинность!

    Выход один — ввести принцип причинности и направленность времени в законы физики и механики.

    Здесь уместно вспомнить, что идея сведения временнoго порядка к причинному была выдвинута впервые Г. Лейбницем. Немецкий математик и философ считал, что пространство и время вообще являются лишь формами динамических отношений между вещами и не имеют самостоятельного значения. Время же Г. Лейбниц рассматривал как порядок последовательности явлений. Но где доказательство, что эта последовательность может идти лишь в одном направлении? В законах физики, отражающих суть природных явлений, его нет!

    И вот уже много лет специалисты разных направлений пытаются отыскать в природе определенные необратимые процессы, чтобы взять их в качестве соотносительных понятий — коррелятов необратимости хода времени. Другими словами, ученые ищут такой закон природы, который ясно показал бы одностороннее направление времени во вселенной.

    В XIX столетии физик Л. Больцман связал с направлением времени изменение энтропии. Тогда энтропию называли «тенью царицы мира», наделяя царским титулом энергию. Взаимодействие энергии с энтропией рисовали довольно мрачными красками. «Над всем, что совершается в беспредельном пространстве, в потоке преходящего времени властвует энергия, как богиня, как царица, — здесь даря, там отнимая, а в общем, не даря и не отнимая. Она властвует со строгой справедливостью, беспрестанно озаряя своим спокойствием, вечно ровным светом одинаково былинку и гениального человека.

    Но где свет, там и тень, которую бросает властительница мира — энергия, глубока и темна, многообразна и подвижна… Глядя на эту тень, нельзя подавить в себе смутного страха: она — злой демон, стремящийся умалить, если не совсем уничтожить, все то великое, прекрасное, доброе, что создает светлый демон. Этому злому демону мы даем название энтропии; как оказывается, он постоянно растет — и медленно, но уверенно раскрывает свои злые наклонности… Энергия остается постоянной, энтропия растет. Солнце светит, но тени становятся все длиннее. Всюду рассеяние, выравнивание, обесценивание…»

    И дальше, естественно, автор приведенного эссе в стиле ушедших времен переходит к похоронному повествованию о «тепловой смерти вселенной».

    Сегодня на кошмары прошлого смотрят более по-деловому. Энтропия? Пожалуйста. Вот ее определение: она «…функция состояния, характеризующая направление протекания самопроизвольных процессов в замкнутой термодинамической системе». И все. Да, вот еще добавление: «существование энтропии постулируется вторым началом термодинамики».

    А как быть с «тепловой смертью»? Ведь и первая формулировка второго начала термодинамики, принадлежавшая Р. Клаузиусу, гласила: невозможен процесс, при котором тепло переходило бы самопроизвольно от тел более холодных к телам более нагретым… Р. Клаузиус писал: «…во всех явлениях природы совокупная величина энтропии всегда может лишь возрастать, а не уменьшаться, и мы получаем поэтому, как краткое выражение всегда и всюду совершающегося процесса превращения, следующее положение: энтропия вселенной стремится к некоторому максимуму».

    Потом была другая формулировка У. Томсона. Были споры, чья лучше. Но в конце концов и в современной термодинамике второе начало формулируется хоть и без драматизма, но как закон возрастания энтропии. Конечная же гибель галактик и вообще вселенной объявлена несостоятельной, потому что, во-первых, никто пока не знает, что конкретно происходит в недрах галактик и по какому пути они развиваются; во-вторых, нет оснований считать вселенную замкнутой и изолированной системой, и, в-третьих, не исключено, что где-то имеют место процессы, идущие в прямо противоположном направлении, чем к тому обязывает второе начало термодинамики и здравый смысл обитателей планеты Земля.

    Обсуждая вопрос связи энтропии со временем, не следует забывать, что второе начало термодинамики — закон статистический. Он может применяться для большей совокупности объектов. А время? Оно ведь существует для каждого единичного объекта. Да и теория относительности говорит, что система отсчета (в том числе и времени) может быть связана с любым единичным объектом, будь он хоть частицей, разгоняющейся в синхрофазотроне. Так что, пожалуй, жестко связывать время с энтропией — занятие опасное. Нельзя ли поискать других коррелятов?

    Английские физики О. Пенроуз и Дж. Персивал пытаются все же ввести направление времени в физические законы, опираясь на теорию вероятностей. Но и у них время получается чисто статистическим, усредненным понятием, годным для ансамбля объектов. А с этим согласиться трудно.

    Наконец, американский астроном Т. Голд считает, что «ответственным за направление времени является расширение вселенной». Он пишет: «Картина мировых линий галактик ясно показывает направление времени; это именно то направление, в котором мировые линии расходятся».

    Однако, кроме расширяющейся модели вселенной, существуют сегодня и другие, в том числе и пульсирующие, в которых на каком-то этапе расширение должно сменяться сжатием. Означает ли это, что и время в них должно идти назад? При этом мы снова возвращаемся к проблеме: что такое время?

    Много есть на эту тему разных высказываний, разных точек зрения. Заинтересовавшемуся читателю самому придется решить, к какой категории отнести представления о времени профессора Н. Козырева, ради которого мы и пустились в приведенные выше воспоминания.

    Прежде всего, что подразумевает создатель новой теории под термином «ход времени»? После затянувшегося предисловия понять это становится несложно. «Ход времени» у Н. Козырева — это скорость протекания физических процессов. Каких? Любых! Иными словами, это скорость превращения причины в следствие. Для различных процессов эта величина, естественно, различна, но ограничивается она скоростью света в вакууме. Это тоже понятно, потому что никакая материальная система двигаться быстрее не должна. Так новая величина получает не только физическую определенность, но и размерность, и предельное значение. Попробуем уточнить ее дальше.

    Известно, что в физике одни величины обладают только размерами и называются потому скалярами. Это, к примеру, длина, площадь, а также длительность промежутка времени — секунда, час, век. Сюда же можно отнести и массу, плотность, температуру и многие другие величины, определяющие вещество, его состояние и движение.



    Другие же величины, помимо размеров, характеризуются еще и направлением. Называют их векторами. Примерами могут служить скорость, ускорение, сила…

    «Ход времени», по Н. Козыреву, оказался ни тем и ни другим; он относится к псевдовекторам. Что это такое? А вот что: если вы утром мчитесь к автобусной остановке — ваша скорость вектор. Она определяет направление движения. А теперь представьте себя чемпионом фигурного катания. Заключительная фигура вашего, конечно, блестящего, выступления — вращение волчком. Чем является теперь ваша скорость? Теперь она псевдовектор. Угловая скорость, момент сил и момент количества движения — типичные псевдовекторы. К этой же категории величин относит Н. Козырев и «ход времени». Более того, поскольку направление времени всегда одно и то же, наш псевдовектор, как говорят математики, имеет «нулевой ранг», то есть становится псевдоскаляром.

    Мы знаем, что время связано с пространством, как одна форма бытия материи с другой. По-видимому, и свойства их должны в чем-то определять друг друга.

    Важным свойством пространства является его изотропность. То есть независимость его свойств от направления. С этим связана симметрия нашего мира. Однако подробное изучение свойств атомов и молекул, кристаллов и даже живых существ убеждает нас в том, что какое-то принципиальное абсолютное различие в природе между левым и правым быть должно. С чем это связано, пока неизвестно. Ведь сами по себе оба понятия, левое — правое, условны. Во всей физике не найти пока никакого указания на внутреннее различие между левым и правым.

    Такая же асимметрия, по-видимому, должна существовать и между прошлым и будущим. Причина и следствие при повороте «стрелы времени» не должны давать абсолютного тождества. И эта асимметрия времени, по мнению Н. Козырева, может явиться могучим источником энергии.

    Вывод «сногсшибательный»! Но чем он может быть подтвержден? Тут-то мы и подходим к самому интересному.

    Известно, что вращение — форма движения, присущая всем небесным объектам. При этом линейная скорость любой точки на поверхности вращающегося тела имеет размерность, одинаковую с размерностью хода времени. А если их сложить?.. Получится, что для тела, вращающегося в одну сторону, линейные скорости точек к «ходу времени» нужно прибавить. А у тел, вращающихся в другую сторону, те же скорости нужно вычесть из «хода времени». Кроме того, на разных параллелях вращающихся галактик, звезд и планет ход времени в сумме с линейными скоростями будет разным. И эта разница немедленно даст и различие в количествах движения. Следовательно, должны появиться дополнительные силы. Пусть они парные; пусть действуют в разные стороны, но это силы. Не сдвигая с места центра тяжести вращающейся системы, они могут изменить полную энергию тела… Впрочем, опыт, только результат опыта может убедить нас в справедливости сказанного. И Н. Козырев проводит серию взвешиваний вращающегося в разные стороны волчка-гироскопа. Если выводы его теории правильны, то в одном случае гироскоп должен быть легче, в другом — тяжелее…

    Конечно, волчок, весы — все это не просто грубые, примитивные орудия, с помощью которых мы хотим поймать следы самого неуловимого свойства природы — времени. И надо отдать должное, исследователи понимали это и не спешили с опубликованием выводов. Результаты получались не слишком надежные. Но чем больше накапливалось записей в рабочей тетради, тем яснее проступали закономерности. И в конце концов, Н. Козырев с сотрудниками пришли к выводу, что эффект «похудания и потолстения» есть! 90-граммовый гироскоп показывал разницу в весе примерно в ±4 миллиграмма. Этот результат позволил не только вычислить абсолютную величину «хода времени» (Н. Козырев обозначил ее С2), оказавшуюся равной примерно 700 км/ч, но и найти ее направление. Так, для нашего мира «ход времени» оказался положительным в левой системе координат, в той самой, к которой мы привыкли со школьной скамьи, и отрицательным в правой — ее зеркальном отражении. Это дало возможность впервые объективно определить понятия левого и правого в пространстве через время.

    Опыты с гироскопами дали исследователям чрезвычайно интересные результаты. Создавалось впечатление, что именно теперь можно попытаться определить силу причины, то есть отличить активную силу физических законов от пассивной реакции. Для этого надо только узнать, какая из них увеличивается при данном направлении вращения, а какая уменьшается. Кроме того, изменение «хода времени» проявилось в виде появления дополнительных сил, действующих вдоль оси вращения в противоположных направлениях. Такие силы раньше в теоретической механике известны не были. Между тем влияние их весьма важно.

    Давайте представим себе на месте вращающегося волчка планету, ну хотя бы Землю. В средней ее части результирующая дополнительных сил направлена по оси вращения к северу. Но поскольку силы эти не имеют права сдвигать с места центр тяжести планеты, то вблизи полюсов следует предположить существование уравновешивающих сил, направленных к югу. Следовательно, северное полушарие, находясь в тисках сдавливающих сил, будет сжиматься, тогда как южное те же силы будут растягивать.

    Планеты не являются абсолютно сферическими телами. Об этом мы знаем уже довольно давно. Но раньше мы предполагали, что земной шар примерно одинаково сдавлен у полюсов. И потому, когда на основании анализа движений искусственных спутников выяснилось, что на севере сила тяжести больше, чем на юге, специалисты несколько растерялись. Появилась даже гипотеза о загадочном различии плотности вещества обоих полушарий Земли.

    Учет сил «асимметричной механики», по Н. Козыреву, деформирует Землю. Вместо эллипсоида вращения она приобретает форму вращающейся кардиоиды — сердца. И разница в полярных силах тяготения получает свое «естественное» объяснение. Просто Северный полюс примерно на 200 метров ближе к центру Земли, чем Южный.

    Особенно хорошо такая асимметрия заметна на примерах Юпитера и Сатурна — гигантов, состоящих в основном из сгущенного газа. Благодаря большой скорости вращения описываемый эффект должен быть выражен у обеих планет значительно сильнее, чем у Земли. Фотографирование планетных фигур подтвердило теоретические предположения и расчеты. У Юпитера разница в положении полюсов относительно центра составила около 400 километров.

    С помощью вновь открытых сил Н. Козырев объясняет и некоторые географические особенности нашей планеты. Например, известно, что северное полушарие Земли значительно богаче сушей. Это могло явиться следствием отжимания материков новыми силами. «Ход времени», по мнению создателя «причинной механики», влияет и на различия в направлениях океанических течений обоих полушарий, и на то обстоятельство, что северная половинка Земли теплее южной…

    Опыты с гироскопами и весами дали еще один любопытный результат. Получалось, что дополнительные силы могут прилагаться к разным точкам единой системы. Значит, получается пара сил. И время, которому они обязаны своим рождением, должно уже обладать не только энергией, но и моментом вращения. Пусть пока он только поворачивает коромысло весов. С точки зрения космогонических гипотез важно, что этот момент может быть передан системе.

    Конечно, свойства времени трудно представить себе наглядно, опираясь лишь на знакомые аналогии. Слишком много принципиальных отличий. Но если принять предлагаемое толкование результатов проделанных экспериментов, то можно прийти еще к одному выводу: из-за процессов, происходящих в природе, или в результате сознательного воздействия человека плотность времени может меняться. А тогда возникает вопрос: нельзя ли через время воздействовать одной материальной системой на другую? Для этого надо только предположить, что причинно-следственные изменения происходят не только во времени, но и с помощью времени. Или что в любом природном процессе время либо расходуется, либо… образуется…

    «Ход времени», как мы выяснили, имеет скорость конечную. Однако само время не передается по вселенной с какой-то конечной скоростью. Время возникло сразу, одновременно с родившимся миром и во всех его уголках одновременно. Может быть, это обстоятельство позволит когда-нибудь, изменяя свойства секунд, мгновенно передавать информацию на всю вселенную независимо от расстояния?

    Гипотетическая теория Н. Козырева таит в себе много неожиданного и спорного. В «причинной механике» немало интересных находок, типа гипотезы о прерывности времени или об «атомах времени». Их разработка — дело будущего.

    Пока взгляды Н. Козырева разделяют далеко не все, и трудно сегодня оценить степень истинности мнений, высказанных как сторонниками, так и противниками новой теории. Но гипотезы, лежащие в ее основе, поражают и привлекают смелостью даже тех, кто привык к самым революционным поворотам науки нашего столетия.

    Время, пожалуй, самая неприступная вершина, на которой держится наше понимание системы мира и наше толкование картины мира. Точные науки пока старались обходить эту вершину стороной, делая вид, будто ее даже и не существует. Но, кажется, пришло и ее время. Что же, счастливого восхождения, как говорят альпинисты.

    Так как же все-таки рождаются галактики вообще!

    Первоначальная хаббловская классификация галактик устарела; особенно после появления знаменитой работы В. Бааде о звездных населениях. По мере накопления новых данных о галактиках, Э. Хаббл сам не раз пытался пересмотреть свою классификацию и дополнить ее. Но работа его была прервана смертью.

    В 1957 году астрономы У. Морган и М. Мейол предложили новую классификацию. В основе ее лежал указанный еще Э. Хабблом критерий роста концентрации яркости ядер, но при этом направление эволюции у них получилось обратным хаббловскому. Они разделили все многообразие внегалактических объектов на 7 классов. К первому были отнесены неправильные галактики без видимого ядра. Дальше, по мере возрастания яркости ядра, шли классы второй, третий, четвертый, пятый и шестой, объединяющие в себе и спиральные галактики. Причем одновременно с ростом класса ослабевала степень закрученности спиральных рукавов. Седьмой класс объединял уже различные типы галактик эллиптических. Определенным прогрессом в новой классификации можно было считать то, что если раньше спектральный класс галактикам приписывался по суммарному излучению всех имеющихся в ней звезд, то теперь У. Морган и М. Мейол попытались ответить на вопрос — какие типы звезд вносят наибольший вклад в интегральное излучение.

    Естественно, что, отдав столько времени и сил изучению активности ядер галактик, В. Амбарцумян должен был тоже предложить свою классификацию. И он это сделал, разбив существующие объекты на 5 классов по степени космической активности. В первый вошли галактики без заметного ядра и даже без заметного сгущения в центре. К ним относятся многие иррегулярные галактики, в том числе, вероятно, и наша соседка — галактика Магеллановы Облака, а также карликовые эллиптические галактики, вроде той, которую обнаружили в созвездии Скульптора.

    Во второй класс он объединил галактики со спокойным, не очень ярким ядром. К ним можно отнести нашу Галактику, галактику Андромеды — M 31 и галактики M 33 и NGC 5194.

    Напомним, что буква М в шифре галактик означает их принадлежность к каталогу Мессье, а «NGC» — означает «Новый общий каталог», составленный Д. Дрейером. Могут встретиться и галактики, имеющие перед порядковым номером буквы «С». Это значит, что их следует искать в дополнении к новому общему каталогу.

    К третьему классу отнесены галактики тоже со спокойными, но уже значительно более яркими ядрами, например NGC 4303 и NGC 3162.

    К четвертому классу относятся галактики, подобные сейфертовским. Они обладают не просто яркими, но и возбужденными ядрами.

    И наконец, к пятому классу отнесены те звездные системы, в которых почти вся яркость сосредоточена в ядре. К ним можно причислить «компактные» галактики Цвикки, некоторые «голубые галактики» и квазары.

    Астрономы из Армении считают, что именно изучение ядер галактик сулит наибольший прогресс в решении таких принципиальных вопросов, как возникновение и эволюция этих звездных систем.

    В 1964 году В. Амбарцумян говорил, что считает эволюцию идущей в направлении от стадии эллиптической галактики с молодым ядром и богатым звездным населением второго типа по Бааде. По мере развития такой галактики светимость ее ядра должна возрастать; постепенно в ней начинают формироваться новые подсистемы; из материи, выброшенной в пространство ядром, создаются спиральные рукава; и галактика переходит в стадию спиральных систем (или спиральных с перемычкой). На этом этапе в них образуется звездное население первого типа, по Бааде. Постепенно затем яркие ядра спиральных галактик тускнеют и системы переходят в новую фазу иррегулярных галактик.

    Сотрудник Амбарцумяна Л. Мирзоян признает, что «в настоящее время гипотеза возникновения галактик в результате деятельности плотных, массивных ядер, естественно, не может еще объяснить все физические и динамические свойства галактик. Например, при возникновении галактик из тел небольшого объема трудно пока объяснить огромные вращательные моменты, наблюдаемые у ряда галактик. Эта гипотеза встречается и с другими менее серьезными трудностями». Однако, несмотря на это, Л. Мирзоян полон оптимизма. Он вполне солидарен с В. Амбарцумяном, который уверен, что «изучение взрывов и других проявлений нестационарности в галактиках ведет нас к решению проблем происхождения и эволюции галактик, а также к решению проблемы превращения незвездных тел, находящихся в ядрах галактик, в обычные звезды и туманности».

    В 1967 году английский астроном М. Райл, сравнив спектры квазаров и радиогалактик, высказал мысль, что и те и другие — просто разные стадии эволюции одних и тех же объектов. Ведь и те и другие представляют собой двойные системы, только с разными расстояниями между компонентами. При этом мощность радиоизлучения у тесных пар явно больше. Гипотеза М. Райла заключалась в том, что радиоисточник начинает свою жизнь в виде очень тесной пары, а может быть, и одиночного объекта большой активности. Постепенно, примерно за сто тысяч лет, облака плазмы, выброшенные ядром и дающие существенную долю наблюдаемого радиоизлучения, уходят и рассеиваются. Естественно, что при этом «радиояркость» объекта значительно падает.

    В 1970 году советский астроном Л. Озерной, основываясь на мысли, что каждая галактика в процессе нормального развития может вдруг перейти в возбужденное состояние, построил любопытную диаграмму. В ней по горизонтальной оси отложен порядок нормального развития галактик (от неправильных к спиральным, затем к эллиптическим и т. д.), а по вертикали даны возможные переходы в возбужденное состояние от каждой формы. При этом эллиптические галактики переходят в возбужденном состоянии в мощные радиогалактики, а спиральные — в сейфертовские. Этот переход происходит через промежуточные состояния, которыми могут быть «компактные» галактики.

    «N-галактики» и квазары — объекты, уже находящиеся в крайне возбужденном состоянии. Промежуточными положениями для них Л. Озерной считает стадии «компактных» галактик Цвикки и квазагов. А вот исходные их формы пока неизвестны. На новой диаграмме нашлось место всем существующим сегодня разновидностям галактик. Но что ждет ее завтра?



    В том же году два других советских специалиста — В. Комберг и Р. Сюняев предложили иную схему развития галактик. По их мнению, на самой ранней стадии образования формируются сначала из больших скоплений диффузной материи квазизвездные объекты: квазары, квазаги, либо еще какие-нибудь «кваги». В таком, детски-возбужденном состоянии небесные объекты существуют сравнительно недолго, не более миллиона, ну, десятка миллионов лет. Затем наступает юность — промежуточное состояние. Неизвестные «кваги» переходят в ядра сейфертовских галактик, квазары превращаются в «компактные» галактики Цвикки, а квазаги — в ядра «N-галактик». Юность галактик длится примерно на порядок больше времени, чем детство. Затем начинается их зрелость. Внегалактические объекты переходят в основную стадию своего существования, которая длится около 10 миллиардов лет. Из сейфертовских галактик получаются спиральные, из «компактных» — эллиптические, а ядра «N-галактик» становятся ядрами мощных радиогалактик.

    И Л. Озерный и В. Комберг с Р. Сюняевым считают хаббловские типы галактик нормальным состоянием внегалактических объектов. Сегодня отдать предпочтение какой-нибудь одной из рассмотренных схем эволюции пока трудно. Скорее всего в споре двоих прав будет кто-то третий. Тот, который потом уступит свое место четвертому, а четвертый пятому и так далее, потому что процесс познания бесконечен и, вопреки всевозможным пророкам заката человеческой культуры, вряд ли когда-нибудь серьезно нам надоест.

    На службе новая техника…

    Помните, начиная разговор о «ненормальных» галактиках, мы привели целый список новых внегалактических объектов. Большинство из них так далеки от Земли и от Галактики, что сведения, которыми располагают о них специалисты, буквально ничтожны. Между тем новые объекты явно играют немаловажную роль в космогонии. Это легко видеть хотя бы из последних гипотез. Да и вообще для составления новых схем эволюции любых небесных объектов нужно прежде всего нащупать их взаимосвязи. А это значит — нужен максимум информации о самих объектах. Но мало того, что они далеко. Главное богатство Земли, счастье ее обитателей — атмосфера — горе для астрономов. Ни инфра-, ни ультра-, ни рентгено-, ни гамма-лучи не пробиваются через ее толщу. Все вредное для органической жизни излучение надежно гасится атмосферой. А ученым оно нужно!

    За последние годы среди специалистов постепенно выкристаллизовалось мнение, что основным диапазоном электромагнитных волн, с помощью которых происходит большинство энерговыделений в Галактике и вселенной, — это инфракрасное излучение. Интересно? Очень! А увидеть его с поверхности Земли нельзя. Что делать?

    Затем, по выражению директора Крымской астрофизической обсерватории академика А. Северного, именно ультрафиолетовое и рентгеновское излучение нашего светила — ключ к загадкам его внезапных вспышек. А ведь Солнце — звезда! Из звезд же состоят и галактики. Но, увы, и из этого интересного диапазона у поверхности Земли ничего не выцарапать, не говоря уже о гамма-лучах. Где же выход?

    И вот в январе 1975 года на околоземной орбите развернул свою деятельность «Научно-исследовательский институт широкого профиля». Именно так квалифицировала пресса работу советских космонавтов А. Губарева и Г. Гречко на борту станции «Салют-4».

    За месяц командировки за пределы атмосферы космонавты провели огромный объем работ, уделив немало полетного времени астрономическим, астрофизическим и радиофизическим исследованиям.

    На борту станции был установлен криогенный инфракрасный телескоп-спектрометр ИТС-4. Такая аппаратура впервые выведена на орбиту. А холод криостата, в который был помещен приемник излучения, в сотни раз повышает чувствительность приборов, обеспечивая получение уникальной информации. Предназначался прибор для исследования и создания инфракрасных «портретов» Земли и других планет, для исследования вещества в межпланетном и межзвездном пространстве на молекулярном уровне и для наблюдения далеких, нестационарных объектов, находящихся в плоскости Галактики. Ведь именно исследования этих последних должны помочь понять законы, управляющие жизнью Галактики и галактик.

    Кроме того, космонавты много занимались наблюдениями Солнца, используя орбитальный солнечный телескоп с коротковолновым дифракционным спектрометром для ультрафиолетовых лучей ОСТ-1. Помните слова А. Северного о ключе к загадкам солнечных вспышек?

    На борту станции «Салют-4» был установлен и комплекс аппаратуры для серьезного исследования рентгеновского излучения. Его создатели назвали свое детище «Филином». За один виток орбитальной станции «Филин» обозревал полосу звездного неба шириной примерно в 10 градусов, фиксируя все, что попадало в сектор его обзора. Информация тут же передавалась на Землю. Так что сам «Салют-4» — это, можно сказать, головной экспериментальный отдел большого НИИ, наземная часть которого состояла из массы острозавидующих космонавтам научных сотрудников, с нетерпением ожидающих своей доли информации. Впрочем, «Салют-4» никого не обидел. Объема новых сведений, переданных А. Губаревым и Г. Гречко, хватит их наземным коллегам на несколько лет интенсивной и, будем надеяться, плодотворной работы.



    Рентгеновская астрономия вообще очень молодая отрасль древней науки о звездах. Ведь первый, после Солнца, космический источник рентгеновского излучения — Скорпион Х-1 — был обнаружен лишь в 1962 году. С тех пор было проведено всего несколько экспериментов с помощью аппаратуры, поднятой за пределы атмосферы на геодезических ракетах и на советских спутниках. В 1970 году американские специалисты запустили первый специализированный спутник «УХУРУ» для наблюдения, систематизации и отождествления источников рентгеновского излучения с оптическими и радиообъектами. И хотя аппаратура на борту этого спутника была еще весьма несовершенной, результаты его работы оказались неплохими. Каталог «УХУРУ» содержал богатую информацию о 163 источниках рентгеновского излучения. Из них 108 были доселе неизвестны.

    Собранная спутником информация позволила сделать интересный вывод: в космосе существуют тесные двойные системы, один из компонентов которых — источник рентгеновского излучения. При этом два таких источника (Геркулес Х-1 и Центавр Х-3) являются рентгеновскими пульсарами. Если согласиться с тем, что строгая периодичность излучения обусловлена у них так же, как и у обычных радиопульсаров, быстрым вращением объекта вокруг своей оси, то размеры их должны быть крошечными. Значит, плотность вещества должна быть огромной. Это позволяет предположить, что оба названных рентгеновских пульсара являются нейтронными звездами. Иначе обстоит дело с источником рентгеновского излучения Лебедь Х-1. По расчетам, плотность его должна быть еще большей, чем у названных выше объектов. А это значит, что Лебедь Х-1 может оказаться «черной дырой»!

    Более сорока рентгеновских источников из последнего каталога «УХУРУ» отождествлены с внегалактическими объектами. Их изучение продолжили американские искусственные спутники ОСО-7 и «Коперник», а также космический экипаж небесной лаборатории «Скайлэб», запущенной в 1973 году.

    В 1973 году по результатам работы счетчиков гамма-квантов, установленных на спутниках Земли, специалисты обнаружили непонятные короткие вспышки гамма-излучений низких энергий, обладающие большой интенсивностью. Возникло предположение, что источники их находятся вне солнечной системы, и не исключено, что и вне пределов Галактики. При этом кратковременность вспышек также говорила о небольших, по-видимому, размерах самих источников. Сейчас теоретики считают возможными кандидатами в источники гамма-вспышек прежде всего нейтронные звезды, которые согласно построенным недавно теориям способны на внезапные извержения радиоактивного вещества из своих недр.

    Как всегда, новые средства, призванные помочь в объяснении старых загадок, задают и свои — новые. В этом, наверное, заключается один из законов развития, законов прогресса…

    Заключение

    В заключение автор хотел бы сказать, что он старался изложить гипотезы и в такой последовательности, чтобы они могли бы представить не столько само «действо», участниками которого являются окружающие нас миры, сколько наш собственный, человеческий подход к их познанию.

    Перед глазами читателя прошло много идей, много гипотез и теорий. Где же истина? — вправе он спросить. Однозначного ответа нет. Нет в космогонии единой точки зрения, одинаково приемлемой представителями разных направлений. Каждый из них на вопрос об истине ответит по-своему. Плохо, когда нет никакого ответа. Но и много разных тоже не лучше. Особенно когда самый последний ненадежен. Если часы пробили тринадцать раз, то возникает сомнение не в истинности хода времени, а в правильности хода часов…

    Сколько мудрых, уважаемых людей бились над тем, чтобы понять заветный механизм происхождения миров. Привлекали к этому наисовременнейшие достижения разума. Но проходило время, и хитроумные построения оказывались сначала наивными, потом неправильными. Им на смену приходили новые; приходили, чтобы разделить судьбу предшествующих…

    Плохо это или хорошо? Космогония в поиске. Значит, высок в ней потенциал жизненных сил. А такая наука молода. В ней непочатый край работы, великолепных трудностей и блестящих находок.

    В сегодняшней космогонии обширнейшее поле приложения молодых сил. Нас ждут новые гипотезы, новые теории. Конечно, они будут опровергнуты и заменены следующими. Но каждая из них продвигает нас шаг за шагом вперед по бесконечной спирали познания мира.



    Содержание

    Введение … 3


    Когда мир строили боги

    От мифов к натурфилософии … 5

    Господь бог, Птолемей и проблема алгоритма … 14


    Вселенную конструируют философы

    Точка опоры … 20

    Жорж-Луи Леклер граф де Бюффон и первая настоящая гипотеза космогонии … 24

    Небулярная гипотеза Иммануила Канта … 29

    Великолепная пятерка … 33

    Пьер-Симон Лаплас и седьмое примечание к «Изложению системы мира» … 37

    «Изложение системы мира» — популярное произведение без единой формулы и без единого чертежа … 40


    Падение небулярной гипотезы

    Начало штурма … 45

    Космогоническая гипотеза Жерве-Огюста-Этьена-Альбы Фаи … 46

    Дуэль Джорджа Говарда Дарвина и Александра Михайловича Ляпунова … 48

    Последний толчок и крах небулярной гипотезы … 52


    Планетная космогония

    Планетезимали Ф. Мультона и Т. Чемберлина … 54

    «Сигара» Джемса Джинса … 57

    Дополнения Гарольда Джеффриса и крах «катастрофической» концепции … 61

    В поисках новых путей … 65

    Солнечная система, какой мы ее знаем сегодня … 72


    Свежие течения космогонии

    Гипотезы, гипотезы, гипотезы … 79

    Время строить и время разрушать … 99


    Звездная космогония

    Две концепции … 107

    Рядовая звезда — Солнце … 109

    Солнце без гипотез и теория «термояда» … 115

    Звезды в ассортименте … 125

    Классическое направление звездной космогонии … 130

    Новые мехи для нового вина … 139

    «Черные» и «белые дыры» вселенной … 146

    Так как же все-таки рождаются звезды? … 153


    Космогония галактик

    Туманности или галактики … 160

    Нормальные галактики должны бы рождаться так … 165

    Магнитные поля в галактиках … 171

    А как рождаются галактики «ненормальные»? … 177

    «Машина времени» вселенной … 188

    Так как же все-таки рождаются галактики вообще? … 199

    На службе новая техника … 203

    Заключение … 207


    Анатолий Николаевич Томилин

    А. Томилин — преподаватель института, член Союза писателей. «Занимательно о космогонии» не первая книга этого автора. Молодые читатели неоднократно встречали его имя на страницах журналов и научно-художественных сборников. Его перу принадлежит несколько произведений, выпущенных издательством «Детская литература», в том числе книжка «Небо Земли», а также книги «Занимательно об астрономии» и «Занимательно о космологии», вышедшие в «Молодой гвардии».

    Новая книга А. Томилина, которую издательство предлагает своим читателям, посвящена также одной из фундаментальных наук о вселенной.










    Главная | Контакты | Нашёл ошибку | Прислать материал | Добавить в избранное

    Все материалы представлены для ознакомления и принадлежат их авторам.