обнаружил, что лиюm спектра смещены в напраалении
к красной части спектра. Эrо могло означать, что ИJШ
галактики удаляются от нас, или мы от них. Вскоре было
обнаружено, что с удалением галактик их скорость воз
растает. Самые далекие из них <<убегают» от нас быстрее всех. Так родилась гшютеза о расширяющейся Вселен
ной. Однако доказательство Э. Хаббла оспаривалось не
которыми учеными. Его оппоненты говорили: <<Не га лактики удаляются от нас, а свет устает и стареет. И ста
рея, он краснеет!» Любая дискуссия требует новых фактов и доказа
тельств, и их стали искать в безднах космоса. Так, начи ная с 1965 г., бьию обнаружено, что температура косми ческого пространства выше абсолютного нуля на 2,7 ос.
Оrечественный астроном И.С. Ш:кловский назвал этот
эффект «реликтовым излучением», считая, что оно яв ляется следствием <<Большого взрыва>>. Одним из доказа
тельств существования реликтового излучения, по мне
нию ученых, являются замедленные скорости распрост
ранения электромагниmых волн. В том же 1965 г. аме
риканские физики А. Пензиас и Р. Уилсон доказали су ществование во Вселенной реликтового звука, который
возник в начальный момент образования Вселенной и
сейчас равномерно распределяется в пространстве. За это
открытие в 1978 г. им бьmа присуждена Нобелевская пре
мия.
В 1983 г. американские ученые выступили с заявле-
нием о том, что ими установлено в межгалактическом
CD пространстве гигантское облако водорода, вытянутое на
2 расстояние, равное по размерам Гала.ктике. По их мне s:
55- нию, это также является доказательством <<БольшогСJ
~взрыва>>.
~По мере накопления научных данных эффект разбе-
гания галактик продолжал получать все новые доказа-
8 тельства. Во-первых, астрономы научились более точнс
~6
измерять расстояния до галактик с помощью радиоаст
рономических наблюдений, используя яркость их свети
мости. Уточнили значеНия так называемой «постоянной
Хаббла>>, которая характеризует скорость разлетания га лактик. Во-вторых, появлялись все новые и новые фак ты удаления галактик. Так, например, бьmо выявлено, что Солнечная система и вся наша Галактика (Млечный
Путь) движутся со скоростью 1,6 МJПI. кмjч в направле
нии от созвездия Водолея к созвездию Льва.
Если считать доказанным расlШiрение Вселенной и существование в далеком прошлом <<Большого взрыва~,
то встает вопрос о ее дальнейшей судьбе.
Существуют три точки зрения.
Первая: расширение Вселенной бесконечно во време
ни и пространстве. То ускорение, которое получило кос
мическое вещество при <<Большом взрыве>>, продолжает
все дальше и дальше удалять галактики друг от друга.
Одни исследователи считают скорость расlШiрения Все
ленной постоянной, другие же доказывают, что со вре
менем эта скорость возрастает.
Вторая точка зрения сводится к тому, что в конечном
итоге силы тяготения <<возьмут верх>> над силами расlШI
рения. Галактики перестанут удаляться, а начнут, вра
щаясь, сближаться, поглощая другдруга. Образовавшее-
ся скопление вещества будет настолько плотным, а его
гравитационное поле столь мощным, что даже световые
лучи будут изгибаться вокруг этого скопления и никог
да не выйдут за его пределы в пространство. Вся Вселен
ная превратитсявневидимую <<черную дыру>>.
Третье предположение занимает промежуrочное поло-
жение: Вселенная пульсирует, расlШiряясь, сжимаясь и снова расширяясь. Приближаясь к тому <<МОМенту>>, когда
расlШiрение превращается в рассеивание, Вселенная на-
чинает сжиматься, а на пороге достижения критической
для сжатия плотности она снова расширяется. В настоя-
~
м
ш
~
о
0..
t::
~
Ь
I.U
а
~
•
щее время известный космолог ХоукиiП' из Кембриджс
кого универсиrета считает, что самым удивительным яв
ляется то, что Вселенная, по-видимому, находится сейчас
на водоразделе между сжатием и расnшрением.
Вернемся, однако, к Земле и Солнечной системе, об
разование которых произошло сnустя 15 млрд. лет после
«Большого взрыва».
КОЛЫБЕЛЬ СОЛНЦА И ЗЕМЛИ
Большинство космоговистов считают, что исходным
веществом для образования Солнечной системы послу жило rазопьшевое облако, располаrавшееся в экватори
альной плоскости нашей Галактики. Вещество облака
находилось в холодном дисперсном состоянии и содер
жало в основном летучие компоненты: водород, гелий,
азоr, кислород, пары воды, метан, углерод. Имелся и твер дьiЙ пьшевидный материал микронных размеров: окси дьi кремния, маmия, железа. Первичное планетное ве
щество бьшо довольно однородно по составу и недиффе
реiЩИровано; темnература его, как nредполагают, состав
ляла - 220 ос.
Образование rазопьшевого облака могло произойти за
счет сгущения главным образом атомов водорода. Сейчас
установлено, что нормальная плотность rаза в Галактике в межзве:щном прос1ранстве сосrааляет примерно О,1 атома
водорода в 1 см3, тогда как в подобных rазопьшевых обла ках плотность достигает 1000 атомов водорода в 1 см3•
В системе нашей Галаюик:и: подобных газопьшевых об
СD лаков великое множество. В попереЧЮIКе они составляюr
~обычно несколько световых лет2, размеры же Галактики
§5- |
160 тыс. световых лет, или 50 тьrс. пареекав (15· 1QI 7 км). |
|
~ |
|
|
|
|
|
|
2Свет ~ |
|
|
овои rод - расстояние, которое проходит луч света, идущий со |
|
• |
скоростью около 300 тыс. км/с, за rод. Оно равно 9,46·1012 км; 3,263 |
|
световых года составляют l парсек. |
||
Межзвездные облака обычно испытывают медлеююе
вращение и находятся в состоянии, близком к равнове сию. Движение вещества в облаке напоминает турбулен тное, хаотическое перемещение материи. Если же облако становится достаточно большим и плотным, то оно ока зывается неустойчивым: преобладающей силой в нем ста
новится тя:гоrение, и облако начинает сжиматься. Л. Спит
дер (Принстонский университет, США) показал, что если
масса облака в 10-20 тысяч раз больше солнечной массы
(масса Солнца равна 1,1991·1033 т), а плотность его пре
вышает 20 атомjсм3 , то под действием собственной мас сы оно начинает сжиматься. Нарушение равновесия в
первичном газопьшевом облаке может произойти также
и при поиижении температуры газа, составляющего 99 %
его массы. Столкновение молекул газа с пьшинками при
водит к передаче энергии и охлаждению газа.
Самопроизвольное гравитационное сжатие облака - коллапс приводит к образованию сгущения, включаю
щего до 99 % всей массы первичного облака. Вещество уплотняется до состояния вещества звезд. Одновременно возрастает его внугренняя температура. Тепловое дви
жение атомов становится все быстрее, и при столкнове
нии друг с другом они обнаруживают тенденцию к ели
янию. Возникают термоядерные реакции, общим резуль-
татом которых является превращение водорода в гелий и
выделение огромного количества энергии.
В неистовстве мощных стихий возникло Протосолн
це. Рождение его - вспышка сверхновой звезды - яме
ниенетакое уж редкое. В среднем такая звезда появля
ется в любой Галактике каждые 350 млн. лет. За время
вспышки она излучает гигантскую энергию - порядка
1041 Дж. При этом на небосклоне чрезвычайно ярким светом загорается звезда. Арабские, китайские и японс-
кие летописи рассказывают, например, о поямении в
~
~
~
ш
~
3
о
0..
с
ш
:s
CD
t:J
ш
§
>-
с:
1054 г. в созвездии Тельца такой яркой звезды, которая •
бьша видна даже днем. Теперь на ее месте - крабовид
ная туманность - остатки звезды, разлетающиеся после
взрыва с огромной скоростью. Блеск сверхновой звезды,
появившейся в туманности Андромеды в 1885 г., превы сил блеск всей нашей Галактики и оказался в 4 млрд. раз более интенсивным, чем блеск Солнца. И только огром ное расстояние этой звезды от нас (более 750 тыс. свето вых лет) спасло Землю от неминуемой гибели. 29 августа 1975 г. в созвездии Лебедя, удаленного от нас на 10 тыс.
световых лет, вспыхнула новая звезда. Излучение в оп тическом диапазоне возросло в 25 миллионов раз, в даль нейшем светимость стала уменьшаться каждый месяц на
1%.
Как видим, появление сверхновых звезд - довольно
часто наблюдаемое явление. Вернемся, однако, к рожде нию Солнечной системы.
Вещество, выброшенное при термоядерном взрыве, образовало вокруг Протосолнца широкое, постепенно
уплощавшееся газовое плазменное облако, своеобразную
туманность в виде диска с температурой в несколько
миллионов градусов Цельсия. Из этого протопланетного
облака в дальнейшем возникли планеты, кометы, асте
роиды и другие тела Солнечной системы.
Теперь освобождение термоядерной энергии идет до
статочно быстро, чтобы скомпенсировать потери тепла
на излучение с поверхности Протосолнца. Температура в
его недрах достаточно высока для подцержания давления
газа на таком уровне, чтобы уравновесить гравитацион-
са ные силы, сжимающие Протосолнце. Сжатие прекраща-
2ется, и Солнце становится таким, каким наблюдаем мы
~его и по сей день. После этого оно изменилось очень
~мало, разве что несколько уменьшилось в размерах. По
~последним данным, диаметр нашего светила ежегодно
уменьшается более чем на 13 километров. Правда, как
8 считают астрономы, процесс сжатия чередуется с процес-
40