Непознанное

Профану хотелось бы услышать солидное мнение, простое и доходчивое, как на уроках физики в школе. Беда в том, что ученые никак не хотят преподнести нам такой раз и навсегда отработанной гипотезы, которая должна не только показать, как мир развивался изначально, но и вместить в себя дальнейшую историю развития космоса. Она должна объяснять каждое новое открытие, каждый космический феномен и в конечном счете предсказывать те феномены, которые мы еще не обнаружили, но которые должны существовать в звездном мире.

Обратимся к происхождению нашего Млечного Пути, нашей Галактики. Это ведь относительно небольшая часть звездного мира, так сказать, «ближний подступ» космоса, который нас окружает.

Для начала мы вынуждены констатировать, что не можем даже приблизительно сказать, сколько подобных Млечных Путей насчитывается в космосе. И это не удивительно: прошло всего полвека (!), как человек узнал, что, помимо нашей Галактики, существуют и другие. С относительной уверенностью можно утверждать только, что мы окружены многими миллионами Млечных Путей, причем некоторые из них, пожалуй, изрядно превосходят по размерам нашу Галактику. Так, может быть, мы отвлечемся от этих миллионов чужих галактик и будем задавать вопросы только относительно нашей собственной? Увы, и здесь нас ждет изрядное разочарование. Прежде всего мы еще не знаем достаточно полно и достоверно размеров нашей Галактики. В популярных книгах она описана как «диск» толщиной в тысячу и диаметром в сто тысяч световых лет, не забывают упомянуть, что один световой год — это расстояние, которое проходит свет за год при скорости 300 тысяч км/с, то есть это 9 406 500 000 000 км = 9,4065 · 1012 км.

Для наглядности можно добавить, что световой год — расстояние, в 60 тысяч раз превышающее расстояние от Земли до Солнца, однако все равно нам трудно понять эти цифры, если не найти какой-либо материал для сравнения. Пожалуйста: свет проходит от Солнца до Земли за 8 минут, другими словами: когда край солнца уходит за горизонт, это значит, что на самом деле солнце закатилось восемью минутами раньше. А когда нас будит утром первый солнечный луч, солнце уже 8 минут, как несет свою вахту на небе.

Чтобы достичь ближайшей звезды от нашего Солнца (это Проксима Центавра), свету нужно 4,3 года, а до яркого Сириуса ему добираться около 9 световых лет. В окружности 16 световых лет у нас около 40 звезд. Звезда Вега, особенно часто упоминаемая в литературе, находится от нас на расстоянии 27 световых лет, чтобы достичь созвездия Плеяды, свету нужно уже 300 лет. Но с точки зрения астрономии это все еще ближний мир. Ригель, яркая голубая звезда в созвездии Орион, светящая примерно в 20 тысяч раз ярче Солнца, удалена от нас на 540 световых лет. Если бы на Ригеле, скажем, жил астроном, который мог бы регистрировать слабый свет Земли и преобразовывать его в картины сиюминутной истории, то он увидел бы в наши дни, как сжигают Орлеанскую деву, или узрел бы пожар, в котором сгорела столица государства майя в Мексике, ведь до него свет бы шел от Земли 540 лет.

Но что эти световые годы по сравнению со ста тысячами, которыми измеряется поперечник нашего галактического звездного мира? Подобные расстояния непостижимы для нас, и если мы скажем, например, что расстояние до первой ближней галактики, так называемой Туманности Андромеды, составляет 2 миллиона 200 тысяч световых лет, то мы не составим никакого представления о расстояниях и о пустоте мира вокруг нас. Иногда хочется сказать: к счастью, ведь тот, кто поверит в абсолютность этих величин, впадет в большую ошибку. Большинство расстояний в космосе, приводимых астрономами, весьма неточно. Даже расстояния нашего Млечного Пути даются с точностью, составляющей всего 20 процентов!

Пусть мы не знаем, сколько звезд в звездном скоплении, где мы живем, мы удовлетворились бы на худой конец знанием формы нашей Галактики. В мировом пространстве разбросано множество разных звездных систем подобного рода. Мы видим их сбоку, сверху или снизу, если мы можем позволить себе такую вольность — рассматривать мировое пространство «сверху» или «снизу». Существуют галактики, в которых нельзя различить какой-либо упорядоченной структуры, они видны лишь как туманные светлые поверхности круглой или продолговатой формы. Совсем другое дело галактики, которые не без выдумки названы «спиральными туманностями». Они выглядят примерно так, как заводная пружина часов: относительно плоские и больше всего напоминают по форме диск. Сравнение со спиральной пружиной возникает вследствие «отростков» диска — двух, трех или более искривленных продолговатых скоплений звезд. Иногда эти «отростки» настолько короткие, что их трудно различить. Вся эта штука вращается, как фонтанчики для орошения газона: внутренние участки быстро, а чем ближе к краю, тем медленнее. Наша солнечная система, скажем, вращается вокруг центра Млечного Пути со скоростью 250 километров в секунду.

Если ты житель подобного звездного семейства и смотришь вдоль своего диска, то видишь много звезд, светлый Млечный Путь, а если взглянуть вверх или вниз, то видишь темное ночное небо.

Как выглядит наша Галактика, наш Млечный Путь, наша спиральная туманность из космического далека? Вряд ли нам представится шанс когда-нибудь сфотографировать ее со стороны. Для этого пришлось бы на космическом корабле покинуть пределы нашей Галактики, а так далеко мы никогда не сможем летать. Нам остается лишь путем бесчисленных измерений с помощью оптических и радиотелескопов изнутри Галактики создать картину того, как она выглядит снаружи. Вот к какому результату пришли астрономы: наша солнечная система находится в одном из отростков спирали Млечного Пути, по направлению к середине и к краю Галактики имеются еще два отростка вокруг нас. В общем, результаты всех ухищрений довольны скромные. В нашей Галактике имеется, очевидно, несколько спиралей, но утверждать, что она организована по такой же элегантной схеме, как некоторые другие галактики, которые нам удается наблюдать, у нас нет оснований.

С относительной уверенностью можно сделать еще одно утверждение: Млечный Путь не только движется, не только выбрасывает во внешний космический мир отдельные периферические зоны, но и сам целиком летит по вселенной. Куда же мы летим, мы, Земля, Солнце и все 30 миллиардов звезд?

Еще несколько лет назад астрономам казалось, что они довольно точно могут ответить на этот вопрос: мы летим со скоростью 150 километров в секунду в направлении звезды Сириус, однако теперь мы не так уж уверены в этом. Откуда эта неуверенность? Дело в так называемом «красном смещении» линий спектра света звезд, феномене, заключающемся в том, что цвет света от далеких звезд смещается в направлении красной части спектра тем дальше, чем быстрее звезда удаляется от нас. Единственное достоверное объяснение этого феномена заключается в том, что чем дальше от нас, тем с большей скоростью разлетается вселенная. Лауреат Нобелевской премии в области физики Р. Месбауэр описал обратный процесс, при котором наблюдатель быстро движется по направлению к источнику света. В этом случае длина световой волны кажется короче, чем она есть на самом деле. Это значит, что если двигаться к «красному» светофору с достаточно большой скоростью, он будет казаться «зеленым». (Шоферы! Не пугайтесь и не экспериментируйте: эта скорость, для машин недостижимая.) Если это и так, нам относительно безразлично, куда же летит наша Галактика.

В свете последних данных ситуация представляется еще более запутанной. У нас не только нет ответа на ставший уже классическим вопрос относительно конечной цели нашего путешествия, по ходу дела возникли и новые затруднения. Надо найти ответ на то, что такое радиогалактики и квазары? Как вписать в нашу систему представлений так называемые галактики Зейферта? (Американец К. Зейферт открыл их в 1943 году, это как раз была тема его диссертации.) Может быть, это звезды, окруженные гигантскими раскаленными массами газов? Какова структура «компактных галактик» — звездных систем, открытых швейцарцем Ф. Цвики в 1961 году, а также других галактик, описанных в современной астрономической литературе?