Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ВС)"

Вселенная

Вселе'нная, весь мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по тем формам, которые принимает материя в процессе своего развития. В. существует объективно, независимо от сознания человека, её познающего. В. содержит гигантское множество небесных тел, многие из которых по размерам превосходят Землю иногда во много миллионов раз. Всякое подлинно научное исследование признаёт объективное существование, материальность В.

  Материализм считает, что различные явления, происходящие в мире, взаимосвязаны и обусловлены. Они развиваются в пространстве и времени. Изучение закономерностей, которым подчиняются эти связи, является основной задачей естествознания. В противоположность философскому идеализму, утверждающему, что пространство и время являются не объективной реальностью, а формами человеческого созерцания, материализм признаёт объективную реальность пространства и времени. Поэтому пространство и время также подвергаются изучению со стороны естествознания.

  Распределение материи по В. в пространстве и времени, различные небесные тела и системы тел, из которых состоит В., являются предметом изучения ряда разделов астрономии. Астрономия выясняет строение всей той части В., которая в данный момент доступна для исследования. Суждения о В. в целом, основанные на всех научных знаниях, составляют задачу космологии.

  Развитие взглядов на строение Вселенной. На каждом этапе развития общества человечеству было известно строение лишь некоторой ограниченной части В. С усовершенствованием методов научных исследований и астрономических инструментов всё более расширяется доступный для изучения объём В. Само исследование становится всё более глубоким, и наши знания всё точнее отражают строение и развитие изучаемой области В. История познания В. является одной из наиболее блестящих иллюстраций ленинской теории познания, согласно которой «... Человеческое мышление по природе своей способно давать и дает нам абсолютную истину, которая складывается из суммы относительных истин» (Ленин В. И., Полн. собр. соч., 5 изд., т. 18, с. 137). На первых ступенях развития культуры представления о В. ограничивались знанием ближайших к жилью человека рек, гор, лесов и наиболее заметных небесных светил. В дальнейшем эти знания стали распространяться на значительные области поверхности Земли; следующим этапом было установление шарообразности Земли и относительной удалённости небесных светил.

  Переворот, совершенный в науке Н. Коперником, уже в 16 в. привёл к тому, что область В., строение которой было в основном правильно понято и которая подверглась дальнейшему изучению, достигла размеров всей Солнечной системы. Стало ясно также, что звёзды находятся от нас на расстояниях, во много раз превышающих расстояния до планет. Но в тот период ещё не удалось измерить расстояния даже до ближайших звёзд, Астрономия 17—18 вв. была в основном астрономией планетной системы, т. е. была ограничена окрестностями одной звезды – Солнца. Диаметр этой системы, составляющий около 10 млрд. км, свет проходит за 10 часов. Точные определения расстояний до ближайших к нам звёзд, впервые произведённые в конце 30-х гг. 19 в. В. Я. Струве в России, а также Ф. Бесселем в Германии и Т. Гендерсоном в Южной Африке, и статистические исследования Струве, основанные на подсчётах звёзд, открыли новую страницу в изучении В. Границы той части В., которая стала подробно изучаться, раздвинулись до расстояний, проходимых светом за сотни и тысячи лет. Началась огромная работа по изучению Галактики, т. е. той звёздной системы, в которую в качестве одного из членов входит Солнце. Только в 30-х гг. 20 в. удалось с достоверностью установить размеры и основные черты строения Галактики, поперечник которой оказался равным около 30 тыс. парсек (около 100 тыс. световых лет), Однако многие важные особенности и детали строения Галактики остаются еще не изученными, и интенсивное исследование их продолжается.

  В 20-х гг. 20 в. была выяснена внегалактическая природа спиральных и эллиптических туманностей, оказавшихся самостоятельными галактиками, т. е. системами того же порядка, что и наша Галактика. Это позволило поставить вопрос об устройстве Метагалактики как космической системы более высокого порядка, в которую наша Галактика и её соседи входят в качестве отдельных членов. Современные астрономические инструменты не позволяют достичь пределов Метагалактики, и с достоверностью неизвестно, существуют ли границы у этой системы. Однако инструменты позволяют наблюдать отдалённые члены Метагалактики, находящейся от нас на расстояниях порядка нескольких миллиардов парсек. На ещё более далёких расстояниях могут наблюдаться квазары – открытый в 1963 новый вид космических объектов. Исключительно большая светимость многих квазаров, являющихся, в отличие от галактик, компактными телами, позволяет обнаруживать их на гораздо больших расстояниях, чем самые большие галактики.

  Ограниченность изученной части В. никоим образом не противоречит идее о пространственной бесконечности В. Однако сама постановка вопроса о пространственной конечности или бесконечности В. была связана с классическими представлениями об абсолютном пространстве и об абсолютном времени. Согласно же представлениям современной физики, пространственный объём, занимаемый любой реальной или воображаемой системой, неодинаков для наблюдателей, движущихся по-разному относительно этой системы. Наряду с расширением границ доступной для наших исследований части В. происходит более детальное и более глубокое изучение относительно близких к нам её областей: уже известно много деталей строения и свойств ближайших к нам галактик и скоплений галактик. Развитие знаний происходит одновременно и вширь, и вглубь. История науки показывает, что ни пространственная отдалённость тех или иных частей В., ни сложный характер причин, лежащих в основе различных явлений во В., не могут исключить возможность их познания. Материалистическая наука, в частности астрономия, убедительно опровергает выводы агностицизма, распространённого в буржуазной философии.

  Имеет распространение ряд различных теорий строения В. в целом, основывающихся на предположении, что наблюдаемые свойства той части Метагалактики, в которой находится наша Галактика, имеют место повсюду во В., что экстраполированная таким образом Метагалактика исчерпывает всю В. в целом. Такие упрощённые схемы могут представлять ценность для многих конкретных работ, целью которых является изучение свойств больших объёмов В. Но при этом не следует забывать об условности сделанных предположений. По существу при решении многих простых задач звёздной астрономии также удобно принимать, что Галактика простирается бесконечно далеко. При таком допущении можно получить, например, первые теоретические представления о распределении звёзд по видимым звёздным величинам или определить закономерности флуктуаций яркости Млечного Пути. Однако, допуская бесконечность Галактики при решении конкретной задачи, исследователь понимает условность такого допущения. Точно так же упомянутые выше теоретические схемы, основанные на упрощённых предположениях и служащие для частных исследований, нельзя рассматривать как теории В. в целом. Иногда они являются лишь полезными рабочими схемами. Распространение на всю В. свойств той её части, которая нами в той или иной степени изучена, противоречит всему имеющемуся опыту исследования В. Известно, что появление новых технических средств наблюдения, позволяющих существенно расширить пределы доступной наблюдениям области В., влечёт каждый раз за собой открытие качественно новых структурных особенностей. Так, в строении Галактики были обнаружены большие отличия от строения Солнечной системы. Несходство этих систем не ограничивается разными размерами или количествами тел, их составляющих: более существенной является качественная разница в характере подчинения и соподчинения членов внутри каждой из этих систем. В то время как Солнце содержит в себе подавляющую часть массы всей Солнечной системы, в результате чего движения планет определяются в основном его полем тяготения, основная часть массы Галактики распределена среди десятков миллиардов звёзд, и гравитационное поле определяется прежде всего действием всей этой совокупности звёзд. Такое же качественное различие структур обнаруживается при переходе от Галактики к Метагалактике.

  Поскольку в иерархии изученных космических систем самое высшее положение занимает Метагалактика, то, говоря о наиболее общих или наиболее крупномасштабных свойствах В., имеют в виду именно свойства и явления Метагалактики. К 70-м гг. 20 в. коллективным трудом астрономов разных стран установлены следующие важные свойства Метагалактики. 1) Галактики в ней не распределены равномерно: подавляющее большинство их сосредоточено в скоплениях и группах галактик. Наша Галактика входит в относительно бедную по числу членов Местную группу галактик. 2) Имеет место закон взаимного удаления галактик со скоростями, приблизительно пропорциональными их взаимным расстояниям (закон Хаббла). Так, галактики, находящиеся друг от друга на расстоянии в десять миллионов парсек, удаляются друг от друга со скоростями около 600 км/сек. Это расширение в соответствии с принципом Доплера вызывает наблюдаемое красное смещение спектральных линий в спектрах галактик. Всё это грандиозное явление часто называют расширением Вселенной. 3) В диапазоне миллиметровых радиоволн наша часть В. равномерно заполнена радиоизлучением, плотность которого соответствует излучению абсолютного чёрного тела с температурой ЗК. Это излучение называют реликтовым, так как предполагается, что оно представляет собой остаток излучательных процессов, имевших место в очень отдалённую прошлую эпоху, связанную с началом существования Метагалактики, Указанные три факта лежат в основе многочисленных современных космологических схем. Однако несомненно, будущая космология, наряду с этими основными фактами, должна учитывать и много других, более тонких явлений и обстоятельств.

  Структурные особенности Вселенной. До середины 20 в. было принято считать, что подавляющая часть вещества доступной для наших наблюдений части В. сосредоточена в звёздах и только небольшая его доля составляет межзвёздное вещество, планеты, кометы. Однако после установления роли ядер галактик как активных центров галактик и открытия квазаров стало ясно, что во В. существуют тела с массами, превышающими звёздные массы по меньшей мере в миллионы раз и более. Трудно оценить суммарную массу этих звёздообразных тел в единице объёма и сравнить её с массой звёзд. Тем не менее нет сомнений, что эти массы играют огромную роль в процессе развития В. Известно, что квазары наиболее высоких светимостей являются по меньшей мере в сотни раз более мощными генераторами лучистой энергии, чем совокупность звёзд самых массивных отдельных галактик. Существенно, однако, что звёзды вместе с межзвёздным веществом и разными мелкими телами образуют звёздные системы, наблюдаемые нами в виде галактик. Утверждение, согласно которому подавляющая часть вещества В. сосредоточена в галактиках, является, по-видимому, довольно точным описанием реальной картины, особенно если принять во внимание, что квазары можно считать предельным случаем галактик с очень яркими ядрами и относительно бедным звёздным населением и что нам известны уже многие объекты, которые по своим свойствам являются промежуточными между квазарами и галактиками классических типов.