Большая Вселенная
28.02.1993 15:16 | А. Д. Чернин/Вселенная и Мы

Звездное небо во все времена занимало воображение людей. Почему зажигаются звезды? Сколько их сияет в ночи? Далеко ли они от нас? Есть ли границы у звездной Вселенной? С глубокой древности человек задумывался над этим, стремился понять и осмыслить устройство того большого мира, в котором он живет.

Самые ранние представления людей о звездном мире сохранились в сказаниях и легендах. Прошли века и тысячелетия, прежде чем возникла и получила глубокое обоснование и развитие наука о Вселенной, раскрывшая нам замечательную простоту и удивительный порядок мироздания. Недаром в древней Греции Вселенная называлась Космосом: это слово первоначально означало порядок и красоту.

Картина мира

В древнеиндийской книге, которая называется "Ригведа", что означает "Книга гимнов", можно найти одно из самых первых в истории человечества описаний всей Вселенной как единого целого. В ней имеется прежде всего Земля. Она представляется безграничной плоской поверхностью - "обширным пространством". Эта поверхность покрыта сверху небом - голубым, усеянным звездами сводом. Между небом и Землей - "светящийся воздух".

Очень похожи на эту картину и ранние представления о мире у древних греков и римлян - тоже плоская Земля под куполом неба.

От науки это было очень далеко. Но важно здесь другое. Замечательна и грандиозна сама дерзкая цель - объять мыслью всю Вселенную. Отсюда берет начало наша уверенность в том, что человеческий разум способен осмыслить, понять, разгадать устройство Вселенной, создать в своем воображении полную картину мира.

Небесные сферы

Научная картина мира складывалась по мере того как шло накопление важнейших знаний о Земле, Солнце, Луне, планетах, звездах.

Еще в VI в. до н.э. великий математик и философ древности Пифагор учил, что Земля шарообразна. Доказательством этому служит, например, круглая тень нашей планеты, падающая на Луну во время лунных затмений.

Другой великий ученый античного мира, Аристотель, и всю Вселенную считал шарообразной, сферической. На эту мысль наводил не только округлый вид небосвода, но и круговые суточные движения светил. В центре своей картины Вселенной он помещал Землю. Вокруг нее расположились Солнце, Луна и известные тогда пять планет. Каждому из этих тел соответствовала своя сфера, обращающаяся вокруг нашей планеты. Тело "прикреплено" к своей сфере и поэтому тоже движется вокруг Земли. Самой удаленной сферой, охватывающей все остальные, считалась восьмая. К ней "прикреплены" звезды. Она тоже обращалась вокруг Земли в соответствии с наблюдаемым суточным движением неба.

Аристотель полагал, что небесные тела, как и их сферы, сделаны из особого "небесного" материала - эфира, который не имеет свойств тяжести и легкости и совершает вечное круговое движение в мировом пространстве.

Такая картина мира царила в умах людей на протяжении двух тысячелетий - вплоть до эпохи Коперника. Во II веке нашей эры эту картину усовершенствовал Птолемей, знаменитый астроном и географ, живший в Александрии. Он дал подробную математическую теорию движения планет. Птолемей мог точно вычислять видимые положения светил - где они находятся сейчас, где были раньше и где окажутся потом.

Правда, для воспроизведения всех тонких деталей движения планет по небу пяти сфер оказалось недостаточно. К пяти круговым движениям пришлось добавить новые, да и прежние перестроить. У Птолемея каждая планета участвовала в нескольких круговых движениях, а их сложение и давало видимое перемещение планет по небу.

Позднее, в средние века, учение Аристотеля о небесных сферах, ставшее тогда общепринятым, пытались развивать и в совсем другом направлении. Например, сферы предлагалось считать хрустальными. Почему? Потому, наверное, что хрусталь прозрачен и к тому же хрустальная сфера - это красиво! И все же такие добавления отнюдь не улучшали картину мироздания.

Мир Коперника.

Книга Коперника, вышедшая в год его смерти (1543 г.), носила скромное название "Об обращениях небесных сфер". Но это было полное ниспровержение аристотелева взгляда на мир. Сложная махина полых прозрачных хрустальных сфер отходила в прошлое не сразу. С этого времени началась новая эпоха в нашем понимании Вселенной. Продолжается она и поныне.

Благодаря Копернику мы узнали, что Солнце занимает надлежащее ему положение в центре планетной системы. Земля же - не центр мира, а одна из рядовых планет, обращающихся вокруг Солнца. Так все стало на свои места. Строение Солнечной системы было, наконец, разгадано.

Дальнейшие открытия астрономов пополнили семью планет. Их девять: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. В таком порядке они занимают свои орбиты вокруг Солнца. Открыто множество малых тел Солнечной системы - астероидов и комет. Но это не изменило коперниковской картины мира. Напротив, все эти открытия только подтверждают и уточняют ее.

Теперь мы понимаем, что живем на небольшой планете, похожей по форме на шар. Земля вращается вокруг Солнца по орбите, не слишком отличающейся от окружности. Радиус этой орбиты близок к 150 миллионам километров.

Расстояние от Солнца до Сатурна - самой дальней из известных во времена Коперника планет - приблизительно в десять раз больше радиуса земной орбиты. Это расстояние совершенно правильно определил еще Коперник. Расстояние от Солнца до самой далекой из известных планет (Плутона) еще почти в четыре раза больше и составляет приблизительно шесть миллиардов километров.

Такова картина Вселенной в нашем непосредственном окружении. Это и есть мир по Копернику.

Но Солнечная система - еще не вся Вселенная. Можно сказать, что это только наш малый мир. А как же далекие звезды? О них Коперник не рискнул высказать какого-либо мнения. Он просто оставил их на прежнем месте, на дальней сфере, где они были у Аристотеля, и лишь говорил - и совершенно правильно - что расстояние до них во много раз больше размеров планетных орбит. Как и античные ученые, он представлял Вселенную замкнутым пространством, ограниченным этой сферой.

Сколько звезд на небе?

На этот вопрос каждый ответит: о, очень много. Но все же сколько - сто или тысяча?

- Гораздо больше, миллион или миллиард.

Такой ответ можно услышать часто.

И правда, вид звездного неба создает у нас впечатление бесчисленности звезд. Как сказано у Ломоносова в знаменитом стихотворении: "Открылась бездна, звезд полна, звездам числа нет..."

Но в действительности число видимых простым глазом звезд вовсе не так уж велико. Если не поддаваться впечатлению, а попытаться пересчитать их, то окажется, что даже в ясную безлунную ночь, когда ничто не мешает наблюдению, человек с острым зрением увидит на небосводе не более двух- трех тысяч мерцающих точечек.

В списке, составленном во II веке до н.э. знаменитым древнегреческим астрономом Гиппархом и дополненном позднее Птолемеем, значится 1022 звезды. Гевелий же, последний астроном, производивший такие подсчеты без помощи телескопа, довел их число до 1533.

Но уже в древности подозревали о существовании большого числа звезд, невидимых простым глазом. Демокрит, великий ученый древности, говорил, что белесоватая полоса, протянувшаяся через все небо, которую мы называем Млечным Путем, есть в действительности соединение света множества невидимых по отдельности звезд. Споры о строении Млечного Пути продолжались веками. Решение - в пользу догадки Демокрита - пришло в 1610 году, когда Галилей сообщил о первых открытиях, сделанных на небе с помощью телескопа. Он писал с понятным волнением и гордостью, что теперь удалось "сделать доступными глазу звезды, которые раньше никогда не были видимыми и число которых по меньшей мере в десять раз больше числа звезд, известных издревле".

Солнце и звезды

Но и это великое открытие все еще оставляло мир звезд загадочным. Неужели все они, видимые и невидимые, действительно сосредоточены в тонком сферическом слое вокруг Солнца?

Еще до открытия Галилея была высказана неожиданная по тем временам замечательно смелая мысль. Она принадлежит Джордано Бруно, трагическая судьба которого всем известна. Бруно выдвинул идею о том, что наше Солнце - это одна из звезд Вселенной. Всего только одна из великого множества, а не центр Мироздания.

Если Коперник указал место Земле - отнюдь не в центре мира, то Бруно и Солнце лишил этой привилегии.

Идея Бруно породила немало поразительных следствий. Из нее вытекала оценка расстояний до звезд. Действительно, Солнце - это звезда, как и другие, но только самая близкая к нам. Поэтому-то оно такое большое и яркое. А на какое расстояние нужно отодвинуть светило, чтобы оно выглядело так, как, например, звезда Сириус? Ответ на этот вопрос дал голландский астроном Гюйгенс (1629-1695). Он сравнил блеск этих двух небесных тел, и вот что оказалось: Сириус находится от нас в сотни тысяч раз дальше, чем Солнце.

Чтобы лучше представить, сколь велико расстояние до звезды, скажем так: луч света, пролетающий за одну секунду триста тысяч километров, затрачивает на путешествие от нас к Сириусу несколько лет. Астрономы говорят в этом случае о расстоянии в несколько световых лет. По современным уточненным данным, расстояние до Сириуса 8,7 световых лет. А расстояние от нас до Солнца - всего 8 1/3 световых минут.

Конечно, разные звезды отличаются сами по себе от Солнца и друг от друга (это учтено в современной оценке расстояния до Сириуса). Поэтому определение растояний до них и сейчас часто остается трудной, иногда и просто неразрешимой задачей для астрономов, хотя со времени Гюйгенса придумано для этого немало новых способов.

Замечательная идея Бруно и основанный на ней расчет Гюйгенса стали очень важным шагом в науке о Вселенной. Благодаря этому границы наших знаний о мире сильно раздвинулись, они вышли за пределы Солнечной системы и достигли звезд.

Галактика

С XVII века важнейшей целью астрономов стало изучение Млечного Пути - этого гигантского собрания звезд, которые Галилей увидел в свой телескоп. Усилия многих поколений астрономов-наблюдателей были направлены на то, чтобы узнать, каково полное число звезд Млечного Пути, определить его действительную форму и границы, оценить размеры. Лишь в XIX веке удалось понять, что это единая система, заключающая в себе все видимые и множество еще и невидимых звезд. На равных правах со всеми входит в эту систему и наше Солнце, а с ним Земля и планеты. Причем располагаются они далеко не в центре, а на окраине системы Млечного Пути.

Потребовались еще многие десятилетия тщательных наблюдений и глубоких раздумий, прежде чем удалось выяснить строение Галактики. Так стали называть звездную систему, которую мы видим изнутри как полосу Млечного Пути. (Слово "галактика" образовано из новогреческого "галактос", что означает "млечный").

Оказалось, что Галактика имеет довольно правильное строение и форму, несмотря на видимую клочковатость Млечного Пути, на беспорядочность, с которой, как нам кажется, рассеяны звезды по небу. Она состоит из диска, гало и короны. Как видно из схематического рисунка, диск представляет собой как бы две сложенные краями тарелки. Он образован звездами, которые внутри этого объема движутся по почти круговым орбитам вокруг центра Галактики.

Диаметр диска измерен - он составляет приблизительно сто тысяч световых лет. Это означает, что свету требуется сто тысяч лет, чтобы пересечь диск из конца в конец по диаметру. А число звезд в диске - приблизительно сто миллиардов.

В гало звезд раз в десять меньше. (Слово "гало" означает "круглый".) Они заполняют слегка сплюснутый сферический объем и движутся не по круговым, а по сильно вытянутым орбитам. Плоскости этих орбит проходят через центр Галактики. По разным направлениям они распределены более или менее равномерно.

Диск и окружающее его гало погружены в корону. Если радиусы диска и гало сравнимы между собой по величине, то радиус короны в пять, а может быть и в десять раз больше. Почему "может быть"? Потому, что корона невидима - из нее не исходит никакого света. Как же узнали тогда о ней астрономы?

Скрытая масса

Все тела в природе создают тяготение и испытывают его действие. Об этом говорит всем известный закон Ньютона. О короне узнали не по свету, а по тяготению, создаваемому ею. Оно действует на видимые звезды, на светящиеся облака газа. Наблюдая за движением этих тел, астрономы обнаружили, что на них кроме диска и гало действует еще что-то. Детальное изучение позволило в конце концов обнаружить корону, которая и создает дополнительное тяготение. Она оказалась очень массивной - в несколько раз больше общей массы всех звезд, входящих в диск и гало. Таковы сведения, полученные эстонским астрономом Я. Эйнасто и его сотрудниками в Тартуской обсерватории, а затем и другими астрономами.

Конечно, изучать невидимую корону трудно. Из-за этого пока и не слишком точны оценки ее размеров и массы. Но главная загадка короны в другом: мы не знаем, из чего она состоит. Мы не знаем, есть ли в ней звезды, пусть даже и какие-то необычные, совсем не излучающие свет.

Сейчас многие предполагают, что ее масса складывается вовсе не из звезд, а из элементарных частиц - например, нейтрино. Эти частицы известны физикам уже давно, но и сами по себе они тоже остаются загадочными. Не известно о них, можно сказать, самое главное: есть ли у них масса покоя, то есть такая масса, которой частица обладает в состоянии, когда она не движется. Многие элементарные частицы (электрон, протон, нейтрон), из которых состоят все атомы, такую массу имеют. А вот у фотона, частички света, ее нет. Фотоны существуют лишь в движении. Нейтрино могли бы служить материалом для короны, но лишь в том случае, если у них есть масса покоя.

Легко представить себе, с каким нетерпением ожидают астрономы вестей из физических лабораторий, где ставятся специальные эксперименты, чтобы выяснить, есть ли у нейтрино масса покоя. Физики-теоретики, между тем, обдумывают и другие варианты элементарных частиц, не обязательно только нейтрино, которые могли бы выступать в роли носителей скрытой массы.

Звездные миры.

К началу нашего века границы Вселенной раздвинулись настолько, что включили в себя Галактику. Многие, если не все, думали тогда, что эта огромная звездная система и есть вся Вселенная.

Но в двадцатые годы были построены первые крупные телескопы, и перед астрономами открылись новые неожиданные горизонты. Оказалось, что за пределами Галактики мир не кончается. Миллиарды звездных систем, галактик, и похожих на нашу, и отличающихся от нее, рассеяны тут и там по просторам Вселенной.

Фотографии галактик, сделанные с помощью самых больших телескопов, поражают красотой и разнообразием форм. Это и могучие вихри звездных облаков, и правильные шары или эллипсоиды; иные же звездные системы не обнаруживают правильного строения, они клочковаты и бесформенны. Все эти типы галактик - спиральные, эллиптические, неправильные, получившие название по своему виду на фотографиях, были обнаружены и описаны американским астрономом Эдвином Хабблом в 20-30-е годы нашего века.

Если бы мы могли увидеть нашу Галактику со стороны и издалека, то она предстала бы перед нами совсем не такой, как на схематическом рисунке, по которому мы знакомились с ее строением. Мы не увидели бы ни диска, ни гало, ни, естественно, короны, которая вообще невидима. С больших расстояний были бы видны лишь самые яркие звезды. А все они, как выяснилось, собраны в широкие полосы, которы дугами выходят из центральной области Галактики. Ярчайшие звезды образуют ее спиральный узор. Только этот узор и был бы различим издалека. Наша Галактика на снимке, сделанном астрономом из какой-то другой галактики, выглядела бы очень похожей на Туманность Андромеды, какой она представляется нам по фотографиям.

Исследования последних лет показали, что многие крупные галактики (не только наша) обладают протяженными и массивными невидимыми коронами. И это очень важно: ведь если так, то, значит, и вообще чуть ли не вся масса Вселенной или, во всяком случае, ее подавляющая часть - это загадочная, невидимая, но тяготеющая "скрытая" масса.

Цепочки и пустоты

Многие, а, может быть, и почти все галактики собраны в различные коллективы, которые называются группами, скоплениями и сверхскоплениями - смотря по тому, сколько их там. В группу может входить всего 3 или 4 галактики, а в сверхскопление - десятки тысяч. Наша Галактика, Туманность Андромеды и еще более тысячи таких же объектов входят в Местное Сверхскопление. Оно не имеет четко очерченной формы и в целом выглядит довольно уплощенным.

Приблизительно так же выглядят и другие сверхскопления, лежащие далеко от нас, но довольно отчетливо различимые с помощью современных крупных телескопов.

До недавнего времени астрономы полагали, что сверхскопления представляют собой самые крупные образования во Вселенной и что какие-либо еще большие системы просто отсутствуют. Выяснилось, однако, что это не так.

Несколько лет назад астрономы составили удивительную карту Вселенной. На ней каждая галактика представлена всего лишь точкой. На первый взгляд они рассеяны на карте хаотично. Если же приглядеться внимательно, то можно обнаружить группы, скопления и сверхскопления, причем последние представляются цепочками точек. Карта позволяет обнаружить, что некоторые такие цепочки соединяются и пересекаются, образуя какой-то сетчатый или ячеистый узор, напоминающий кружева или, может быть, пчелиные соты с размером ячеек в 100-300 миллионов световых лет.

Покрывают ли такие "сетки" всю Вселенную, еще предстоит выяснить. Но несколько отдельных ячеек, очерченных сверхскоплениями, удалось подробно изучить. Внутри них галактик почти нет, все они собраны в "стенки", ограничивающие огромные пустоты, которые называют сейчас "войдами" (т.е."пустотами").

Ячейка и войд - это предварительные рабочие названия для самого большого по размеру образования во Вселенной. Более крупные системы в природе нам неизвестны. Поэтому можно сказать, что ученые решили сейчас одну из самых грандиозных задач астрономии - вся последовательность или, как еще говорят, иерархия астрономических систем, теперь целиком известна.

Вселенная

Больше всего на свете - сама Вселенная, охватывающая и включающая в себя все планеты, звезды, галактики, скопления, сверхскопления и ячейки с войдами. Дальность действия современных телескопов достигает нескольких миллиардов световых лет. Это и есть размеры наблюдаемой Вселенной.

Все небесные тела и системы поражают разнообразием свойств, сложностью строения. А как устроена вся Вселенная, Вселенная как целое? Оказывется, она в высшей степени однообразна и проста!

Ее главное свойство - однородность. Об этом можно сказать и точнее. Представим себе, что мы мысленно выделили во Вселенной очень большой кубический объем с ребром, скажем, в пятьсот миллионов световых лет. Подсчитаем, сколько в нем галактик. Произведем такие же подсчеты для других, но столь же гигантских объемов, расположенных в различных частях Вселенной. Если все это проделать и сравнить результаты, то окажется, что в каждом из них, где бы их ни брать, содержится одинаковое число галактик. То же самое будет и при подсчете скоплений и даже ячеек.

Итак, если отвлечься от таких "деталей" как скопления, сверхскопления, ячейки, и взглянуть на Вселенную шире, мысленно охватив взглядом сразу все множество звездных миров, то она предстанет перед нами всюду одинаковой - "cплошной" и однородной.

Проще устройства и не придумать. Нужно сказать, что об этом люди уже давно подозревали. Например, замечательный мыслитель Паскаль (1623-1662 гг.) говорил, что мир - это круг, центр которого везде, а окружность нигде. Так с помощью наглядного геометрического образа он говорил об однородности мира.

В однородном мире все "места", можно сказать, равноправны и любое их них может претендовать на то, что оно - Центр мира. А если так, то, значит, никакого центра мира вовсе не существует.

Расширение

У Вселенной есть и еще одно важнейшее свойство, но о нем до конца 20-х годов нашего века никто и не догадывался. Вселенная находится в движении - она расширяется. Расстояние между скоплениями и сверхскоплениями постоянно возрастает. Они как бы разбегаются друг от друга. А сеть ячеистой структуры растягивается.

Во все времена люди предпочитали считать Вселенную вечной и неизменной. Эта точка зрения и господствовала вплоть до 20-х годов. Считалось, что Вселенная ограничена размерами нашей Галактики. И хотя отдельные звезды Млечного Пути могут рождаться и умирать, Галактика все равно остается все той же - как неизменным остается лес , в котором поколение за поколением сменяются деревья.

Настоящий переворот в науке о Вселенной произвели в 1922-24 гг. работы петербургского математика Александра Александровича Фридмана. Опираясь на только что созданную тогда Энштейном общую теорию относительности, он математически доказал, что мир - это не нечто застывшее и неизменное. Как единое целое он живет своей динамической жизнью, изменяется во времени, расширяясь или сжимаясь по строго определенным законам.

Фридман открыл нестационарность Вселенной. Это было теоретическое предсказание. Окончательно решить, расширяется Вселенная или сжимается, можно было лишь на основании астрономических наблюдений. Такие наблюдения в 1928-29 гг. удалось проделать Хабблу.

Он обнаружил, что далекие галактики и целые их коллективы разбегаются от нас во все стороны. В соответствии с предсказаниями Фридмана именно так и должно выглядеть общее расширение Вселенной.

Если Вселенная расширяеся, значит, в далеком прошлом скопления и сверхскопления были ближе друг к другу. Более того, из теории Фридмана следует, что 15-20 миллиардов лет назад ни звезд, ни галактик еще не существовало и все вещество было перемешано и сжато до колоссальной плотности. Это вещество имело тогда и чудовищно высокую температуру.

Большой взрыв

Гипотезу о высокой температуре космического вещества в ту отдаленную эпоху выдвинул Георгий Антонович Гамов (1904-1968), который начинал свои занятия космологией в ленинградском университете под руководством профессора А. А. Фридмана. Гамов утверждал, что расширение Вселенной началось с Большого взрыва, произшедшего одновременно и повсюду в мире. Большой взрыв заполнил пространство горячим веществом и излучением.

Первоначальной целью исследований Гамова было выяснение происхождения химических элементов, из которых состоят все тела во Вселенной - галактики, звезды, планеты и мы сами.

Астрономы уже давно установили, что самый распространенный элемент во Вселенной - это водород, стоящий под номером один в таблице Менделеева. На него приходится примерно 3/4 всего "обычного" (не скрытого) вещества Вселенной. Около 1/4 составляет гелий (элемент N2), а на все остальные элементы (углерод, кислород, кальций, кремний, железо и т.д.) приходится совсем мало, до 2% (по массе). Таков химический состав Солнца и большинства звезд.

Как же сложился универсальный химический состав космического вещества, как возникло прежде всего "стандартное" соотношение между водородом и гелием?

В поисках ответа на этот вопрос астрономы и физики обратились сначала к звездным недрам, где интенсивно протекают реакции превращения атомных ядер. Вскоре, однако, выяснилось, что в условиях, которые существуют в центральных областях звезд, подобных Солнцу, никакие элементы тяжелее гелия в сколько-нибудь существенных количествах образоваться не могут.

А что если химические элементы появились не в звездах, а сразу во всей Вселенной на первых же этапах космологического расширения? Универсальность химического состава при этом автоматически обеспечивается. Что же касается физических условий, то в ранней Вселенной вещество несомненно было очень плотным, во всяком случае, много плотнее, чем в недрах звезд. Высокая плотность, гарантируемая космологией Фридмана - непременное условие протекания ядерных реакций синтеза элементов. Для этих реакций необходима также и высокая температура вещества. Ранняя Вселенная была, по идее Гамова, тем "котлом", в котором произошел синтез всех химических элементов.

В итоге большой многолетней коллективной деятельности ученых разных стран, инициированной Гамовым, в 40-60-е гг. стало очевидным, что космическая распространенность двух главных элементов - водорода и гелия - действительно может быть объяснена ядерными реакциями в горячем веществе ранней Вселенной. Более тяжелые элементы должны, по-видимому, синтезироваться иным путем (при вспышках сверхновых звезд).

Синтез элементов возможен, как уже говорилось, лишь при высокой температуре; но в разогретом веществе, согласно общим законам термодинамики, всегда должно иметься и излучение, находящеся с ним в тепловом равновесии. После эпохи нуклеосинтеза (которая, кстати, длилась всего несколько минут) излучение никуда не исчезает и продолжает движение вместе с веществом в ходе общей эволюции расширяющейся Вселенной. Оно должно сохраниться и к настоящей эпохе, только его температура должна быть - из-за значительного расширения - гораздо ниже, чем в начале. Такое излучение должно создавать общий фон неба в диапазоне коротких радиоволн.

Крупнейшим событием во всей науке о природе, настоящим триумфом космологии Фридмана-Гамова стало открытие в 1965 г. предсказанного этой теорией космического радиоизлучения. Это было самое важное наблюдательное открытие в космологии со времени обнаружения общего разбегания галактик.

Как образовались галактики

Наблюдения показали, что космическое излучение приходит к нам из всех направлений в пространстве исключительно равномерно. Этот факт установлен с рекордной для космологии точностью: до сотых долей процента. Именно с такой точностью можно говорить теперь и об общей равномерности, однородности самой Вселенной как целого.

Итак, наблюдения надежно подтвердили не только идею горячего начала Вселенной, но и заложенные в космологию представления о геометрических свойствах мира.

Но и это еще не все. Совсем недавно в космическом фоне найдены очень слабые, меньше тысячной доли процента, отклонения от полной и идеальной равномерности. Космологи радовались этому открытию едва ли не больше, чем некогда обнаружению самого излучения. Это было долгожданное открытие.

Уже давно теоретики предсказывали, что в космическом излучении должна существовать мелкая "рябь", возникшая в нем в ранние времена жизни Вселенной, когда в ней не было еще ни звезд, ни галактик. Вместо них имелись лишь очень слабые сгущения вещества, из которых впоследствие "родились" современные звездные системы. Эти сгущения постепенно уплотнялись благодаря собственному тяготению и в определенную эпоху смогли "отключиться" от общего космологического расширения. После этого они и превратились в наблюдаемые галактики, их группы, скопления и сверхскопления. Присутствие догалактических неоднородностей в ранней Вселенной оставило свой отчетливый отпечаток и в космическом фоне излучения: из-за них он не может быть идеально равномерным, что и было обнаружено в 1992 г. (см. "Новости астрономии" на стр. 14 - Ред).

Об этом сообщили две группы астрономов-наблюдателей - из Института космических исследований в Москве и из Годдардского космического центра близ Вашингтона. Их исследования проводились на орбитальных станциях, оборудованных специальными очень чувствительными приемниками радиоволн. Космическое излучение, предсказанное Гамовым, сослужило тем самым новую службу астрономии.

Скрытые массы, нужно полагать, тоже были рождены в едином грандиозном событии Большого Взрыва. Они собиралиссь в будущие короны, внутри которых "обычное" вещество продолжало сжиматься и распадалось на сравнительно малые, но плотные фрагменты - газовые облака. Те, в свою очередь, продолжали еще больше сжиматься под действием собственного тяготения и разделялись на протозвезды, которые в конце концов превратились в звезды, когда в их самых плотных и горячих областях "включились" термоядерные реакции.

Выделение большой энергии в реакциях превращения водорода в гелий, а затем и в более тяжелые элементы есть источник светимости и самых первых звезд, и звезд последующих поколений. Сейчас астрономы могут впрямую наблюдать в диске Галактики рождение молодых звезд: оно происходит на наших глазах. Физическая природа звезд, причина, по которой эти физические тела излучают свой свет, и даже само их происхождение перестали быть неразрешимой загадкой.

Почему она расширяется?

Гораздо труднее продвигается наука в изучении ранних, дозвездных, догалактических стадий эволюции мира, которые не удается наблюдать непосредственно. Очень многое сообщило нам о прошлом Вселенной космическое фоновое излучение. Но главные вопросы космологии остаются открытыми. Это прежде всего вопрос о причине всеобщего расширения вещества, которое продолжается 15-20 миллиардов лет.

О физической природе этого самого грандиозного по масштабам явления природы можно пока что лишь строить гипотезы, выдвигать теоретические предположения, высказывать догадки. Одна из такого рода гипотез завоевала сейчас большое число увлеченных сторонников.

Ее исходная идея состоит в том, что в самом начале Вселенной, еще до эпохи нуклеосинтеза, в мире царило не всемирное тяготение, а всемирное антитяготение. Общая теория относительности, на которой строится космология, такой возможности в принципе не исключает. Эта идея была, в сущности, как бы подсказана еще самим Эйнштейном много лет назад.

Если такую идею принять, то нетрудно догадаться, что из-за антитяготения все тела в мире должны не притягиваться, а, напротив, отталкиваться и разлетаться друг от друга. Этот разлет не останавливается и продолжается по инерции даже после того, как антитяготение сменяется в какой-то момент привычным нам всемирным тяготением.

Эта яркая и плодотворная гипотеза активно развивается сейчас в теоретическом плане, но она должна пройти еще строгую наблюдательную проверку, чтобы в случае удачи превратиться в убедительную концепцию, как это проиэошло раньше с теориями Фридмана и Гамова. А пока это - лишь одно из любопытных направлений научного поиска в космологии. Разгадка самых удивительных тайн Большой Вселенной еще впереди.

Публикации с ключевыми словами: Вселенная - Небесная сфера - Коперник Публикации со словами: Вселенная - Небесная сфера - Коперник
См. также: Темная материя в модели Вселенной Спираль времени JADES-GS-z14-0: новый самый далекий объект "Иллюстрис" моделирует Вселенную Эдвин Хаббл открывает Вселенную Карта наблюдаемой Вселенной Послание от гравитационной Вселенной Все публикации на ту же тему >>