Текст книги "Звёздный мир"

Автор книги: Борис Воронцов-Вельяминов

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 5 страниц)

Наш звездный мир – галактика

В ясную, безлунную ночь через все небо светлой дугой перекидывается бледная, слабо сияющая лента – Млечный путь. Посмотрев на нее в телескоп, вы убеждаетесь, что это огромное скопище очень слабых звезд. Млечный путь, как кольцо, опоясывает все небо.

Дальше всего наша звездная система тянется во все стороны от нас по направлению к Млечному пути в плоскости, проходящей через его среднюю линию. Так как Млечный путь опоясывает все небо, деля его почти пополам, то, очевидно, наша солнечная система находится вблизи этой плоскости, вблизи галактической плоскости, как ее называют.

Чем дальше от плоскости Млечного пути, тем меньше там слабых звезд и тем на меньшее расстояние в этих направлениях тянется звездная система. В общем, наша звездная система, названная Галактикой, занимает пространство, напоминающее линзу или чечевицу. Она сплющена – толще всего в середине и утончается к краям. Если бы мы могли видеть ее «сверху» или «снизу», она имела бы, грубо говоря, вид круга (не кольца). «Сбоку» же она выглядела бы, как веретено. Но каковы размеры этого «веретена»? Однородно ли расположение звезд в нем?

Это выяснилось уже за последние годы, хотя на этот вопрос ответ дает уже простое рассматривание Млечного пути, который весь состоит как бы из нагромождения звездных облаков. Одни облака ярче, в них больше звезд (как, например, в созвездиях Стрельца и Лебедя), другие же беднее звездами. Звездная вселенная неоднородна.[4]4
  Как это доказал впервые пулковский астроном В. Я. Струве. Зарубежные ученые должны были с ним согласиться.


[Закрыть] Галактика состоит из звездных облаков; солнечная система находится в одном из них, называемом местной системой. Самые мощные облака звезд находятся в направлении созвездия Стрельца; там Млечный путь наиболее ярок. Он наименее ярок в противоположной части неба.

Из этого нетрудно вывести заключение, что солнечная система не находится в центре Галактики, который от нас виден в направлении созвездия Стрельца. Более тщательные исследования последних полутора десятков лет полностью подтверждают этот вывод.

В 1948 году советским ученым Красовскому, Никонову и Калиняку удалось особым образом (в инфракрасных лучах) сфотографировать сквозь пылевую завесу космической пыли ядро нашей Галактики в созвездии Стрельца.

Общий вид половины того кольца, которым Млечный путь опоясывает все небо.

Солнечная система обращается около центра Галактики, лежащего от нас на расстоянии 25 тысяч световых лет в направлении созвездия Стрельца, со скоростью 250 км/сек. Форма орбиты как следует еще неизвестна, но если она близка к кругу, что вероятно, то один оборот по ней Солнце завершает за 200 миллионов лет. Этот период, если хотите, можно принять за «космический год» для измерения очень больших промежутков времени. Вся история человечества в сравнении с таким периодом – только краткий миг! Если бы мы могли видеть, как Солнце несется и заворачивает по своей орбите, как мы видим поезд, заворачивающий на закруглении пути, то мы не могли бы уследить за оборотами планет около Солнца: они бы казались вертящимися быстрей, чем электрический вентилятор.

При вращении вокруг центра Галактики не все звезды движутся совершенно одинаково, и, например, коротко-периодические цефеиды отстают от Солнца на 100 километров за каждую секунду. Движение нашей солнечной системы со скоростью 20 км/сек в направлении к созвездию Лиры – это ее движение внутри нашего звездного облака, или местной системы. Оно мало и не мешает нам вместе со всей местной системой обращаться вокруг галактического центра.

Поперечник нашей Галактики составляет почти 100 тысяч световых лет, причем солнечная система отстоит от ее центра на 25 тысяч световых лет, т. е. примерно на половину ее радиуса.

Каким ярким должен был бы казаться центр нашей Галактики – облака звезд Млечного пути в созвездии Стрельца, если бы их не скрадывало, не затмевало поглощение света в массах космической пыли, заполняющей пространство между нами и этим центром!

Для изучения структуры Галактики мы находимся в очень невыгодном положении. Мы живем в ней и видим ее изнутри. Наш дом – Галактика, другие дома – другие галактики. Догадаться о внешнем виде нашего дома можно, изучая другие дома, видимые нами из окна.

Мы с вами живем на самой далекой окраине своей звездной системы, где «население» очень редкое.

Схематический вид нашей звездной системы – Галактики.

Галактические и шаровые звездные скопления

Галактические и шаровые звездные скопления отличаются друг от друга примерно так же, как небольшие толпы обывателей отличаются от дивизии солдат.

Галактические скопления находятся внутри нашей Галактики и расположены в ней вперемежку с одиночными звездами – они как бы крупные населенные пункты внутри страны. За их положение в пространстве их и назвали галактическими. За слабую концентрацию звезд к центру скопления их назвали рассеянными. Звезд в них бывает от сотни до нескольких тысяч, и разбросаны они в пространстве без особой правильности, как палатки цыганского табора. Примером рассеянных скоплений являются Плеяды. В народе их называют – где Стожарами, где Утиным Гнездышком, а где и Волосожаром. Осенью они восходят вечером, а зимой вечером стоят уже высоко в небе. Невооруженный глаз средней зоркости видит в этой кучке шесть звезд, а зоркий глаз – от семи до одиннадцати. В поле же зрения телескопа здесь мерцают сотни звезд всевозможной яркости. Принадлежность звезд к данному скоплению обнаруживается из общности их движения в пространстве. Так можно бывает выделить звезды, более к нам близкие или далекие, случайно проецирующиеся на звездную кучу.

Плеяды отстоят от нас на 320 световых лет, и диаметр этой группы звезд – около 5 световых лет.

Вокруг красного Альдебарана, главной звезды в созвездии Тельца, легко заметить немногочисленную и более рассеянную, чем Плеяды, группу звезд скопления Гиад. Всего нам известно около 300 галактических скоплений, но мы не знаем еще множества более далеких и слабо светящихся или же скрытых от нас темными туманностями.

Шаровые звездные скопления, известные в числе около сотни, имеют своего типичного представителя в лице звездного скопления в Геркулесе, видимого в бинокль как туманная звездочка примерно шестой звездной величины. Лишь сильный телескоп, а в особенности фотография показывают, что тут в форме шара существует целое скопление звезд, сильно концентрирующихся к его центру. Тут сотни тысяч звезд, из которых мы видим только гиганты. Звезды главной ветви, в частности такие, как Солнце, невидимы. Из-за удаленности и многочисленности, особенно вблизи центра, звезды сливаются в одно сплошное светлое сияние.

Звездное скопление Плеяды. Более яркие из звезд окружены пылью, освещенной светом этих же звезд.

Расстояния до шаровых звездных скоплений лет тридцать назад были для нас полной загадкой, пока среди их населения не были обнаружены переменные звезды – цефеиды. Представьте себе, что в крошечной области неба, занятой скоплением, вы открываете одну, другую, третью, наконец десяток цефеид, тогда как кругом скопления на большом расстоянии вы их не находите ни одной. Может ли это быть случайным совпадением?

Одна цефеида, более близкая к нам, чем скопление, или более далекая, может проецироваться на скопление – это будет «случайность». Если из всех цефеид в этой области и вторая проецируется там же, это можно назвать «совпадением». Но если их проецируется туда десяток и больше, это уже не может быть, как говорят, «привычкой», ибо привычек у звезд нет. Это может означать лишь то, что цефеиды действительно находятся в самом шаровом скоплении, являются его членами. Наличие цефеид дало возможность определить расстояние до ряда шаровых скоплений, а затем и их размеры.

Шаровое звездное скопление. Каждая звезда в нем – это гигантское солнце.

До тех из них, в которых цефеид не оказалось, расстояния можно было определить по видимой яркости звезд – белых гигантов. Для наиболее далеких скоплений, представляющихся просто пятнышками, в которых отдельных звезд не видно, расстояния можно было определить по видимым (угловым) размерам и по видимой суммарной яркости, так как истинные (линейные) размеры и суммарная светимость у всех шаровых скоплений оказались примерно одинаковыми.

Одно из ближайших к нам шаровых скоплений – то, что находится в Геркулесе – отстоит от нас на 30 тысяч световых лет; его диаметр – сотня световых лет. Наиболее далекие из шаровых скоплений отстоят от нас на 230 тысяч световых лет. Определение расстояний шаровых скоплений говорит нам о том, что шаровые скопления простираются до границы нашей звездной системы.

Что же находится за пределами этого дома? Есть ли там еще другие звездные дома, другие звездные вселенные, другие галактики, сходны ли они с нашей или не похожи на нее?

Острова вселенной

Вскоре после изобретения телескопа внимание наблюдателей привлекли многочисленные светлые пятна туманного вида, или туманности, видимые неизменно в одних и тех же местах в разных созвездиях. Их заносили в каталоги с чувством досады на то, что они мешают открывать кометы, имеющие вид таких же туманностей, но отличающиеся своим перемещением на фоне звездного неба, подобно планетам. К концу прошлого века у некоторых из них была обнаружена спиральная форма. В таких спиральных туманностях из туманного ядра, более яркого к центру, выходят ветви, или рукава, закручивающиеся вокруг ядра по спирали подобно часовой пружине.

Края этих туманностей оказались состоящими из множества чрезвычайно слабых звезд. Туманность оказалась, как говорят, разрешенной на звезды. Стало ясно, что ближе к центру сплошное туманное сияние получается лишь вследствие слияния для нас в одну сплошную массу мириадов звезд, расположенных очень тесно. Эти фотографии сразу показали, что перед нами не облако пыли, светящееся отраженным светом, и не облако разреженного газа, а чрезвычайно далекая звездная система.

Те спиральные туманности, которые еще не разрешены на звезды, – по-видимому, такие же звездные системы, только слишком далекие от нас, чтобы их структуру могли различить современные телескопы.

В 1944 году удалось разрешить на звезды и центральную часть спиральной туманности в Андромеде и обе небольшие туманности эллиптической формы. Оказалось, что они ее соседки.

До этого многие допускали, что эллиптические туманности и центральные части спиральных туманностей состоят не из звезд, а из газа или метеоритной пыли.

Спектры подтверждают звездную природу спиральных туманностей. Это спектры поглощения, очень похожие на спектр Солнца; они показывают, что большинство звезд в них – желтые звезды солнечного типа. По смещению темных линий в спектрах спиральных туманностей определяют скорости их движения. Как целое они движутся со скоростью сотен километров в секунду.

Окончательно природа спиральных туманностей вскрылась, когда в них на упомянутых фотографиях были найдены и цефеиды, и долгопериодические переменные, и яркие голубоватые звезды. Позднее открыли в спиральной туманности Андромеды, на ее краях, шаровые звездные скопления, вполне подобные окружающим нашу Галактику, но вследствие их дальности едва отличимые по своему виду от ярких звезд.

Были открыты в спиральных туманностях и огромные клочья разреженного газа, дающие спектр из ярких линий и опять-таки подобные тем, какие кое-где встречаются в межзвездном пространстве внутри Галактики.

Спиральная звездная система, подобная Галактике, видимая в созвездии Гончих Псов.

Спиральная туманность Андромеды кажется больше и ярче всех потому, что она ближе всего к нашей Галактике. Расстояние до нее составляет 850 тысяч световых лет. Вот оно, это ближайшее расстояние! Свет ее, доходящий сейчас до нас, покинул туманность Андромеды в ту пору, когда на Земле не было еще человечества, но и тогда она выглядела так же, как выглядит сейчас. Размер ее составляет около 50 тысяч световых лет по диаметру, но в направлении, перпендикулярном к плоскости ее наибольшего распространения, она во много раз тоньше – сильно сплющена. Сопоставляя вид туманностей, таких, как в Треугольнике (почти круглых внешних очертаний), в Андромеде (продолговатой или эллиптической) и в Деве (веретенообразной), мы должны заключить, что различие их вида определяется поворотом (ракурсом) по отношению к нам.

Очевидно, эти звездные системы (которые мы теперь имеем полное право называть галактиками, поскольку они – такие же громадные звездные системы, как наша Галактика) имеют сплющенную чечевицеобразную или линзообразную форму и зачастую спиральную структуру. Галактика в туманности Треугольника лежит перед нами «плашмя», галактика в созвездии Андромеды своей плоскостью симметрии наклонена к нам, а галактика в созвездии Девы повернута к нам ребром. Кстати сказать, вдоль веретена, каким она представляется, видна темная полоска. Такие темные полоски видны у многих галактик веретенообразного вида. Несомненно, что это – скопление темных туманностей, состоящих из метеоритной пыли, концентрирующихся к плоскости их экватора. В других галактиках, менее к нам наклоненных, также можно заметить темные области на фоне сияющей массы ядра, в рукавах и между рукавами спиральных завитков. Этим дополняется сходство далеких галактик с нашей Галактикой.

Оказалось, что галактики вращаются вокруг своей короткой оси, перпендикулярной к плоскости их экватора. Спиральная галактика в Андромеде во внешних своих частях вращается, как твердое тело, например как колесо телеги. Это означает, что внешние ее части, дающие мало света и содержащие, казалось бы, поэтому мало звезд, тем не менее имеют большую массу. В исследованной недавно галактике в созвездии Треугольника внутренние части, до расстояния в 3 тысячи световых лет от центра, также вращаются как твердое тело. Наружу, наоборот, скорость вращения уменьшается очень быстро. Отсюда следует, что, в противоположность галактике, находящейся в Андромеде, здесь большая часть массы сосредоточена в центральном ядре. Масса эта составляет миллиард масс Солнца, как это устанавливается вычислением на основании наблюденной скорости вращения.

Звезды в пространстве группируются, как мы видим, в гигантские системы преимущественно спиральной формы. Последние, как острова, раскинуты в безбрежном океане вселенной. Острова вселенной или островные вселенные – вот как часто именуются галактики. В некоторых местах, как, например, в созвездии Девы, галактики группируются в облака галактик – острова вселенной образуют архипелаг. В некоторых местах неба в телескоп или на фотографии можно насчитать больше далеких островов вселенной, чем отдельных звезд, относящихся к нашей Галактике.

Масса нашей Галактики, оцениваемая сейчас разными способами, равна двумстам миллиардам масс Солнца, причем 1/1000 ее заключена в межзвездных газе и пыли. Масса галактики в Андромеде почти такова же, а масса галактики в Треугольнике оценивается в двадцать раз меньше.

Масштабы вселенной. Сторона каждого квадрата в десять тысяч раз больше предыдущего; показано, что уместилось бы в нем.

«Где граница мира и что за ней?» постоянно спрашивало себя человечество, пока развитие философии, приведшее к основным положениям диалектического материализма, не заставило нас признать, что у вселенной, или мира, нет границ. Это убеждение поддерживается всем развитием науки.

Было время, корда богословы исчисляли границу мира как расстояние до сферы неподвижных звезд в 700 тысяч километров. Это стало сомнительным уже после измерения расстояния до ближайшего небесного тела – Луны (385 тысяч километров). Еще дальше отодвинулись границы вселенной с определением расстояния Земли и планет от Солнца. Измеренные потом расстояния до звезд превзошли самые щедрые оценки расстояния до границы мира, а теперь известны галактики, отстоящие от нас на сотни миллионов световых лет.

Несомненно, что когда удастся исследовать подробнее более далекие от нас галактики, среди них окажутся такие, которые не уступят нашей ни по размеру, ни по массе, а может быть, будут и больше, чем она. Но, в конце концов, убедившись, что Земля не центр мира, что она не наибольшая из планет, что наше Солнце не самое большое, не самое яркое, не можем ли мы после всех этих ударов по нашему ложному самолюбию наконец «позволить себе роскошь» считать, что мы живем в одной из наибольших галактик, хотя и на ее краю?

Мы с вами – жильцы крайнего флигеля, но одного из самых крупных домов звездного города, называемого вселенной.

В наше время некоторые идеалистически настроенные ученые зарубежных стран стремятся доказать в угоду религии, что мир хотя и безграничен, но конечен, как глобус для ползающего по нему муравья.

Такие ученые вычисляли «радиус мира», но уже не раз развитие наблюдательной астрономии опрокидывало все их расчеты, приводя к открытию галактик, лежащих от нас дальше, чем позволял их «радиус мира».

В настоящее время самому большому в мире телескопу доступны на всем небе около 100 миллионов островных вселенных, или галактик.

Расстояния до наиболее далеких из них доходят до 600 миллионов световых лет.

Все видимые галактики, а также и великое множество других, более далеких, которые будут открыты гигантскими телескопами будущего, образуют великое скопление галактик, называемое метагалактикой. Если галактики – острова вселенной, то метагалактика – это огромнейший архипелаг, а когда мы дойдем со своими телескопами до границ метагалактики, то, быть может, будут открыты другие метагалактики, подобные нашей, и так без конца.

Подведем итог развитию наших знаний о месте человека во вселенной, насколько мы представляем себе сейчас ее строение. Представим этот итог в виде вашего адреса, уважаемый читатель. Мы позволим себе для примера этот адрес написать сами и лишь последние строчки попросим заполнить вас.

Бесконечная вселенная

Наша метагалактика

Галактика

Звездное облако – местная система

Наша солнечная система

Планета Земля

Материк Европа

Советский Союз

РСФСР (или УССР, БССР и т. д.)

Город (или село)

Улица Дом

Квартира

Заключение

Вы ошибетесь, если решите, что теперь уже суеверию нет места. Только совсем невежественным людям можно говорить теперь, будто звезды – глаза ангелов на небе. Суеверие вползает в науку, подражает ей.

Буржуазные лжеученые, делая вид, что верят в науку, часто искажают подлинный смысл научных открытий. То они утверждают, что вселенная конечна, то стремятся поставить новые пределы человеческому знанию, то пытаются при помощи сложных формул уверить, будто высчитали «точно» день, когда был сотворен весь мир.

Наша передовая советская наука не только открывает всё новые свойства природы, но и ведет подчас очень трудную и упорную борьбу с буржуазной лженаукой, прячущей суеверие между строк своих формул и цифр. Но как бы ни маскировали они свои ухищрения, в какую бы форму научного вида ни облекали они свои суеверные вымыслы, эти вымыслы по существу своему вреднее, чем суеверные сказки древности, рассчитанные на простаков.

Не существует и не может существовать в мире наука, оторванная от политики, – этому учит весь опыт истории. Коренной вопрос заключается в том, с какой политикой связана наука, чьим интересам она служит: интересам народа или интересам эксплуататоров.

Советская наука служит интересам всего народа, она гордится своей связью с политикой Советского государства, у которого нет иных целей, кроме улучшения благосостояния трудящихся, укрепления мира и расцвета демократии.

Буржуазные ученые в угоду своим хозяевам провозглашают независимость и беспристрастность науки, но на деле всё больше и больше посвящают свои труды пропаганде поповщины и идеализма, выступают против революционного, передового, марксистско-ленинского мировоззрения, против Советской страны, победоносно строящей коммунизм.

Многие буржуазные ученые Западной Европы и Америки проповедуют самые пессимистические взгляды, ведущие к полному отрицанию науки, к замене ее идеализмом и религиозным мракобесием. Идеализм и прямая поповщина, идеология буржуазии извращают достижения подлинной науки, требуют от науки движения не вперед, а вспять, к представлениям мрачного Средневековья.

Гигантская, картина бесконечной вселенной, выясненная материалистической наукой, трудами советских учёных, доказывает нам неограниченную познаваемость природы, опровергает всяческие религиозные суеверия и помогает нам, побеждая природу, ускорять переход к новому, коммунистическому обществу.