Текст книги "Кто вы?"
Автор книги: Николай Петрович
сообщить о нарушении
Текущая страница: 1 (всего у книги 13 страниц)
Николай Тимофеевич Петрович
Кто вы?
Глава I
Одинок ли род людской?
И, сын земли, единый из бессчетных,
Я в бесконечное бросаю стих,
К тем существам, телесным иль бесплотным,
Что мыслят, что живут в мирах иных.
В. Брюсов
Звезды, горы и мы
Общежитие института связи. В одном из «пеналов» с двумя койками и кучей книг на полу шла ожесточенная борьба. То теоремы К. Шеннона и В. Котельникова увлекали и побеждали тоску по горам и летнюю московскую жару. То наплывали на сознание сверкающие вершины и манящие прелести ледников, и тогда теория информации отступала. В эти периоды мысли путались, к. п. д. падал ниже нуля, но два аспиранта упорствовали. Несмотря на то, что еще весной была дана клятва – лето принести в жертву науке, поединок добра и зла к концу июля порядком измотал нас. Решила дело телепатия. В один и тот же миг, не проронив ни слова, мы оба бросились к рюкзакам, набили их чем попало и ринулись на юг…
Тянь-Шань. Цирк ледника Туюк-Су медленно погружался в ночь. В небо причудливой пилой врезались острые скальные башни. Забив не один десяток крючьев, мы только что спустились с одной из них прямо на ледник к своему биваку. Здесь нас ждали чудеса комфорта – палатка, спальные мешки, вода и консервы.
Хотелось наконец поспать, не сидя или болтаясь на скальных крючьях, а вытянувшись и расслабив каждую мышцу. Пальцы, стертые на наждачных скалах, ныли. Хотелось успокоить их в тепле спального мешка. Хотелось…
Но как порыв горного ветра гасит спичку, так очарование южного неба погасило все эти «хотелось». Не было сил оторваться от этого бесконечно загадочного звездного полотна. Кристально чистый горный воздух стал какой-то огромной линзой. Звезды казались совсем рядом. Небо впервые открыло нам всю свою красоту.
Нас обуревали тысячи вопросов о звездах, об иных мирах, о далеких туманностях, о возможных собратьях по разуму, по любви к горам…
На счастье, в нашей группе был молодой астроном Коля. Мы начали терзать его вопросами. Сначала он сонно отвечал на них. Потом что-то в нем встрепенулось. То ли он разглядел в нас настоящих, алчущих знаний слушателей, то ли его охватила гордость за свою древнейшую и увлекательнейшую профессию, но сонливость с него как рукой сняло. Бросив прощальный взгляд на спальный мешок, он начал вдохновенный рассказ. Наглядным пособием было само небо, указкой – ледоруб, ориентирами – врезавшиеся в небо снежные купола и шапки, скальные иглы и пики, ледовые стенки и гребни.
Это была одна из самых увлекательных лекций, которую мне когда-либо приходилось слушать. У лектора не было ни плана, ни конспекта. Но видимо, вдохновение и знания с лихвой заменяют все это.
Коля, переходя от одного созвездия к другому, от одной раскрытой загадки неба к другой, еще не разгаданной, увлекал нас все сильней и сильней.
Элементарные астрономические истины, зазубренные в школе, но так и не осмысленные, превращались в этом горном планетарии в волнующие откровения.
Так, доведенный до нашего сознания неоспоримый факт «разбегания галактик» – стремительный, нарастающий с расстоянием бег друг от друга звездных систем – привел нас в полное замешательство. Ведь за этим циклом, как следует из уравнений, может, должен последовать цикл «сбегания галактик»!
Уже золотились макушки вершин, когда Коля кончал свою лекцию:
– Вам, вероятно, знакомы имена братьев-близнецов, смертного Кастора и бессмертного Поллукса. Когда погиб Кастор, Поллукс отдал ему половину своего бессмертия. Неразлучные братья стали проводить один день на сверкающем Олимпе, а другой – в царстве мрачного Аида. Их соединяла истинная дружба. Они могли бы составить прекрасную альпинистскую связку.
На небе есть вечный памятник братьям – созвездие Близнецов, названное так в их честь. Кастор и Поллукс – две самые яркие звезды этого созвездия. Древние астрономы считали звезду Кастор одиночной. Сегодня мы знаем, что Кастор состоит из трех пар двойных звезд, совершающих сложное движение вокруг общего центра тяжести. Две пары образованы горячими голубыми гигантскими звездами. Третья состоит из холодных карликовых звездочек красноватого цвета. Если есть планеты у этих звезд, то их небо украшено шестью солнцами разных размеров и разных свечений! А обитателей этих планет, если они, естественно, есть, обогревают и ласкают шесть Солнц! Сколько новых тем для стихов и песен!
Лекции продолжались еще несколько вечеров, конспектов мы не вели, но материал я прекрасно помню и сегодня. Эти лекции и пробудили во мне интерес к астрономии, космической радиосвязи, к проблеме установления контакта с обитателями иных миров. Коля еще несколько лет был моим спутником в горах Тянь-Шаня. Один сезон мы вместе искали две вершины в створе, чтобы из-за одной из них точно всходило Солнце: это было необходимо ему для проверки некой новой гипотезы. В следующем – он увлекался измерением количества космической пыли, выпадающей на вершинах. Нас, восходителей, он снабжал банками для сбора вершинного снега, а – мы, попадая в тяжелые ситуации, иногда забывали на вершинах о банках, но, боясь обидеть Колю, набирали снег где-нибудь внизу. Грехи наши искупает то, что кривые удельного содержания пыли в функции высоты в опубликованных им работах идут все же везде монотонно.
Таковы истоки этой книги. Правда, тогда возможность установления контакта с другими цивилизациями выглядела очень далекой, почти фантастической. Ведь все это было до того, как русское слово «спутник» вторглось во все языки мира, до того, как впервые были дерзко порваны цепи земного тяготения.
Десять лет космической эры принесли удивительные плоды. Умный робот, созданный в нашей стране, уже достиг Венеры! И не только достиг. Он был первым корреспондентом, который взял интервью у этой загадочной очаровательной незнакомки!
Советские и американские космонавты стали частыми гостями в околоземном пространстве. Их корабли все дальше удаляются от нашей планеты.
На рыхлой пористой поверхности Луны, этой покровительницы всех влюбленных, уже появились отпечатки ног двух смельчаков – Н. Армстронга и Э. Олдрина. Покидая ее, они оставили скромную записку: «Здесь человек с планеты Земля впервые ступил на Луну. Июль 1969 г. Мы явились с миром и от имени всего человечества». Это значит, что мечты и идеи К. Э. Циолковского о завоевании человеком солнечной системы начинают воплощаться в жизнь.
Мысль о том, что мы не одиноки во вселенной, стара как мир. Она высказывается уже более 25 веков. Но только сейчас появились возможности экспериментально проверить эту волнующую всех гипотезу. База для этого уже сформировалась. Это космические полеты землян, успехи радиоастрономии, развитие теории информации и кибернетики, достижения радиоэлектроники.
Мы стоим на пороге радиоконтакта с иными цивилизациями. Установление его будет гигантской вехой в истории человечества.
Когда он будет? Неизвестно. Это может быть сегодня, может быть завтра, может быть через десятки лет.
Но известно другое.
Чем шире и глубже будет идти научный поиск, чем больше умов, особенно юных и горячих, в него вклинится, тем быстрее контакт будет.
Вот почему я пишу эту книжку.
С чего мы начнем? Конечно, с аналогии. Вообразим, что мы вдруг очутились в неведомой точке неведомой нам страны. Мы хотим познать эту страну. Хотим раскрыть некоторые ее тайны. Первое, что надо сделать, следуя известным правилам, – обратиться к карте этой страны. С ее помощью охватить страну в целом, узнать составные элементы и, главное, каким-то образом определить свою «точку стояния» или свой адрес на карте.
Так мы и поступим.
Где мы?
Если вы ночью увидите человека, считающего звезды, не смейтесь над ним. Он совсем не стремится объять необъятное, он просто добывает знания. Даже в ясную безлунную ночь он насчитает их не более 2–3 тысяч. Счет заметно усложнится при вооружении глаз биноклем. Число различимых светил возрастет до десятка тысяч.
Пойдем дальше. Заменим бинокль мощным современным телескопом, а глаз – высокочувствительной фотопластинкой. Число различимых светящихся точек на небе фантастически возрастет. Оно станет равным 3 000 000 000. Три миллиарда звезд!
Такие числа мы будем записывать принятым компактным способом, который сводится к счету числа нулей и записи их в виде степени числа 10. Вместо 100 будет 102, вместо 50 000 будет 5 · 104. Следовательно, наше число различимых звезд примет совсем скромный (лишь по записи!) вид – 3 · 109.
Но это еще не все. Подавляющее число звезд из-за своей удаленности не различается телескопами. Они нам кажутся лишь в виде светящихся звездных скоплений, туманностей и т. д. Поэтому общее число звезд можно приблизительно оценить только с помощью статистических методов. Эти методы дают общее число звезд, равное 1021! (Речь идет, конечно, только о видимой части вселенной.)
Дадим каждой из этих звезд нежное имя или скучный номер и попытаемся занести их в единую книгу. Сколько страниц содержал бы этот звездный справочник? Их оказалось бы больше, чем страниц во всех книгах, напечатанных на нашей планете за всю историю человечества. Знаменитый однотомный словарь Вебстера, содержащий 600 тысяч слов на 3500 страницах, рядом с этим космическим справочником выглядел бы песчинкой по сравнению с самой высокой вершиной Земли – Джомолунгмой.
Несмотря на такое количество звезд, непосильное нашему воображению, главное качество вселенной все же пустота. На каждый кубический сантиметр вещества приходится 1030 кубических сантиметров почти пустого пространства.
Это есть следствие гигантских просторов вселенной. Так, наиболее удаленные от Земли звезды и их скопления расположены настолько далеко, что их лучи достигают наших телескопов спустя миллиарды лет.
В связи с огромными расстояниями, разделяющими звезды, встает естественный вопрос: связаны ли как-то звезды между собой или это просто хаотически разбросанные в пространстве изолированные сгустки материи?
Оказывается, звезды группируются в огромные системы, именуемые галактиками (пишутся с малой буквы). Но одна такая система гордо пишется с большой буквы. Этой счастливицей является Галактика, в которой обитаем мы с вами, читатель.
Выделение нашей системы отнюдь не связано с ее исключительностью в семье галактик. Просто своя рубашка оказалась ближе к телу и в земной астрономии.
Наша звездная система – это известный нам с детства Млечный Путь (название происходит от буквального значения греческого слова «галактика» – млечный, молочный). Состоит этот Путь из «млечных» братьев нашего Солнца, которых в этом семействе набралось ни мало ни много, как 1011.
Чем же можно измерить межзвездные расстояния? Ведь земные меры длины здесь безнадежно малы. Человек нашел блестящий выход. Измерителем расстояний стал световой луч. Почему именно он? Потому что луч света, как и радиоволна, движется с предельно возможной в природе скоростью – около 300 000 километров в секунду.
Единицей расстояний стал путь, который пробегает световой луч не за секунду, и не за час, и не за сутки, а за… год! Имя этой единице – световой год. Лента с «космической рулетки» в один световой год будет сматываться целый год, если ее начало ухитриться зацепить за световой луч или квант. Но если зацепим начало нашей ленты за современный космический корабль, летящий со второй космической скоростью (11,19 километра в секунду), то ему придется разматывать ленту длиной в один световой год ни много ни мало – 27 000 лет!
На фоне грандиозной длины в один световой год размеры нашей солнечной системы выглядят более чем скромно. Так, вспышку на Солнце мы видим с запаздыванием всего лишь на 8,3 минуты, время, которое требуется световым лучам для преодоления расстояния Солнце – Земля. Луч этой вспышки достигнет самой удаленной планеты – Плутония – меньше чем за 6 часов.
Выразим световой год в привычных для людей, путешествующих по земному шару, километрах. Умножая расстояние, пробегаемое световым лучом в секунду, на число секунд в году, находим, что световой год равен 9,5 · 1012 километров, то есть почти десять тысяч миллиардов километров.
Возьмем в руки «мерительную рейку» длиной в одни световой год (9,5 · 1012 километров) и попробуем измерить диаметр нашей Галактики. Оказывается, нам пришлось бы отложить эту рейку 85 тысяч раз. Следовательно, он составляет 85 тысяч световых лет.
Галактика по современным наблюдениям имеет форму гигантской спирали, толщина которой в 12 раз меньше диаметра. Точное определение ее структуры затруднено тем, что Солнце – одна из звезд этой же системы. Поэтому земляне могут наблюдать Галактику только изнутри и практически только из одной точки пространства (наблюдения с космических кораблей и с разных точек земной орбиты не меняют дела, поскольку при этом наше положение в Галактике меняется ничтожно).
Где-то на задворках Галактики, в одном из крайних витков этой спирали, затеряна наша солнечная система, которую когда-то земляне наивно считали центром мироздания.
Наша Галактика окружена другими галактиками. Наблюдения и расчеты для видимой части вселенной показывают, что их число также огромно – 1010.
Очертания наблюдаемых галактик, часто называемых внегалактическими туманностями, весьма разнообразны.
Ближайшая к нам галактика – туманность Андромеды – удалена от нашей «всего лишь» на величину, превышающую миллион световых лет. По красоте и величине она достойна прекрасной дочери Кассиопеи, чье имя она носит. Как все красавицы, Андромеда, естественно, не могла обойтись без внешних украшений. Их роль успешно выполняет свита из четырех существенно меньших звездных систем – спутников. По структуре туманность Андромеды – исполинская звездная спираль, сходная с нашей, но превосходит ее по размерам.
Если обратиться снова к нашей аналогии, то галактики можно уподобить огромным городам, разбросанным на колоссальные расстояния друг от друга. В области этих «городов» средняя плотность вещества существенно возрастает. Тяготеющие друг к другу «города» образуют более крупные соединения. Так, наша Галактика вместе с туманностью Андромеды, Магеллановыми Облаками и рядом других объединяются в так называемую Местную систему галактик.
Все наблюдаемые галактики образуют колоссальную звездную систему – Метагалактику.
По мере совершенствования приборов и методов наблюдения человек в конце концов охватит всю Метагалактику. Тогда может создаться видимость исчерпания существующих миров.
Но, проникая еще дальше в бесконечные просторы, человек откроет другие метагалактики, другие скопления материи, и так без конца…
Как упражнение к этому разделу давайте вместе, читатель, составим адрес жителя нашей планеты. Письмо пусть следует к нам из области вселенной, лежащей за пределами Метагалактики. Получателем письма пусть будет первая в солнечной системе женщина летчик-космонавт, имя которой вместе с именем Юрия Гагарина перешагнет, наверное, пределы солнечной системы.
Вот этот многоэтажный адрес.
Это и есть наша «точка стояния» в таинственной стране, имя которой – вселенная. Дальнейшее развитие науки будет ее уточнять и повышать многоэтажность нашего адреса.
Очерченный контур окружающего мира можно назвать «статическим». На самом деле это не так. Все галактики находятся в стремительном движении.
Куда несемся?
Говоря о галактиках, нельзя утаить одно из фундаментальных явлений вселенной – закон всеобщего разбегания галактик. Эта удивительная закономерность была открыта на основании эффекта Допплера. Вспомните традиционный рисунок из учебника физики. На платформе стоит одинокий пассажир. Мимо него мчится паровоз с огромной коптящей трубой. Из гудка вырывается облако пара. Пассажир слышит резкое понижение тона гудка при прохождении паровоза мимо него. Этот же эффект изменения частоты колебаний при движении источника справедлив и для световых волн.
Напомним опыт И. Ньютона. Обыкновенный белый свет, проходя через стеклянную призму, разлагается на отдельные цвета, составляющие спектр. Сильней всего преломляются красные лучи, слабее всего – фиолетовые. Между ними расположатся оранжевый, желтый, зеленый, голубой и синий цвета. При изучении спектра различных галактик был обнаружен потрясающий факт. Спектры оказались сдвинуты по отношению к земному в сторону красного цвета. Величина этого сдвига Δ не одинакова у различных галактик. Сдвиг не наблюдался только у нескольких самых близких к нам галактик.
После ожесточенных дискуссий и тщательных измерений было найдено объяснение: это проявление эффекта Допплера. Галактики удаляются от нас, и это понижает частоту излучаемых ими световых колебаний. Поэтому спектр сдвигается в красную сторону. Если бы они приближались к нам (об этой «страшной» перспективе мы поговорим позже), то спектры сдвигались бы в фиолетовую сторону.
Измерение величины Δ привело ко второму изумительному открытию. Чем больше расстояние r до галактики, тем больше смещен ее спектр в красную сторону.
Установлена прямая пропорциональность между расстоянием до галактики r и скоростью ее удаления v. Если одна из галактик находится от нас в 1000 раз дальше, чем другая, то и скорость ее удаления от нас в 1000 раз больше!
Следовательно, подсчет скорости удаления любой галактики элементарно прост. Надо лишь умножить расстояние между галактиками на некий постоянный для всех галактик коэффициент, и мы получим скорость их разбегания. Этот коэффициент, определение которого явилось очень сложной задачей и потребовало ряда существенных коррекций, обозначают через H – первая буква фамилии американского астронома Эдвина Хаббла (Hubble). Согласитесь, что это не слишком щедрая дань ученому, открывшему в 1929 году закон разбегания галактик. Поэтому лучше, когда H называют постоянной Хаббла.
Из закона разбегания галактик следует, что когда-то (когда именно, это зависит от значения постоянной Хаббла H) было начало этого разбегания.
По одной из самых ходовых гипотез, плазменное облако, породившее все наблюдаемые галактики с невероятно высокой температурой, плотностью и излучением, было некогда сосредоточено в относительно малом объеме (мы еще вернемся и к облаку и к этому «некогда»). Взрыв взрывов этого облака и дал наблюдаемое сегодня разбегание галактик.
Так эффект понижения тона гудка удаляющегося паровоза привел нас к одной из гипотез образования вселенной!
Попробуем определить момент этого исторического взрыва.
Не останавливаясь на очень любопытных методах определения постоянной Хаббла и истории ее измерения, приведем ее современное уточненное значение:
H = 75 км/сек мпс.
Здесь мпс сокращенное обозначение мегапарсека. Один парсек (пс) составляет почти 3,26 светового года, а один мегапарсек (мпс) равен 106 пс.
Это значит, что если взять, например, расстояния между галактиками r = 1 мпс, то скорость их удаления друг от друга составит:
V = Н · r = 75 км/сек.
Есть основания считать, что с момента взрывного образования галактик скорость V не претерпевала заметных изменений. Это дает ответ на вопрос: «Когда произошел взрыв?»
Он непосредственно следует из приведенного примера.
Две галактики разбежались друг от друга с момента взрыва на расстояние в один мегапарсек. Скорость их разбегания постоянна и равна 75 километрам в секунду. Разделив пройденный путь на скорость разбегания, мы получим время, в течение которого галактики разбегаются, – 15 миллиардов лет (15 · 109). Значит, взрыв произошел 15 · 109 лет тому назад.
До взрыва степень сжатия материи и ее температура достигали колоссальных значений. Это состояние материи получило название «горячей вселенной».
Вычисленное нами время существования Метагалактики – 15 · 109 лет – находит удивительное подтверждение на нашей планете. Процесс распада радиоактивного урана и превращения его в свинец является теми природными часами, которые могут отсчитывать такие колоссальные отрезки времени. Оценка содержания урана и свинца в минералах позволила оценить возраст Земли. Полученное число меньше, но того же порядка, что и возраст Метагалактики.
Бег галактик от земного наблюдателя отнюдь не значит, что мы занимаем какое-то центральное положение во вселенной, в Метагалактике. Это можно наглядно пояснить, надувая резиновый шар. Наблюдатель в любой точке на этом шаре будет видеть, что с повышением давления все остальные точки шара от него удаляются, и чем дальше они от него отстоят, тем быстрее удаляются.
Кроме рассмотренного общего движения галактик, каждая из них имеет еще свое индивидуальное: от нас, к нам и в любом другом направлении. Из-за этого некоторые близкие галактики приближаются к нам, а не удаляются. У них индивидуальная скорость, направленная к нам, больше скорости разбегания (которая на малых расстояниях мала). Так, туманность Андромеды приближается к нашей Галактике со скоростью 143 километра в секунду.
Почему явление взаимного удаления галактик так взбудораживает при первом знакомстве? Тут два фактора. Первый – мы знаем от наших далеких предков, что видимая нами картина неба практически та же, что и при постройке египетских пирамид или при битвах Спартака. Второй – скорость разбегания по земным масштабам велика, она в десятки раз больше скорости ракет, преодолевающих могучую силу земного тяготения. Это и создает замешательство – галактики быстро разбегаются, и тем не менее картина неба остается такой, какой была давным-давно! Ларчик открывается просто. Наше земное мышление не всегда управляется с потрясающими расстояниями в Метагалактике. На этой сверхгигантской арене разбегание галактик столь мизерно меняет расстояние между ними на малом интервале существования нашей цивилизации, что прошедший ряд поколений не имел возможности заметить эти изменения.
Активный читатель этой книжки (верю, что вероятность такого события заметно больше нуля) легко может убедиться в этом, преодолев элементарные расчеты.
Согласно взрывной теории все галактики приблизительно сохраняют ту скорость, которую они получили в момент взрыва или в начале своего разбегания (фактически она замедляется силами взаимного притяжения). Галактики, получившие максимальную скорость в момент вселенского катаклизма, наиболее удалены от нас. Так как в среднем галактики равномерно распределены в окружающем нас пространстве, то они образуют непрерывно расширяющуюся сферу.
Самое удивительное, читатель, что мы с вами легко можем определить радиус этого невообразимо гигантского шара. В самом деле, скорость самой «быстроногой» (может – «быстрокрылой») из галактик принципиально не могла превысить скорость света. Следовательно, для предельной оценки мы и возьмем эту скорость. Тогда, умножая ее на время, прошедшее с момента катаклизма, мы получим искомую величину. Ее называют волнующе кратко – радиус мира, который в этом случае будет равен 13 миллиардам световых лет, или 12,3 · 1022 километров.
Вот с каких предельно удаленных расстояний можно ожидать поступления световых и радиоизлучений в Метагалактике!
Теория происхождения вселенной от некогда произошедшего разового взрыва является далеко не единственной. С ней конкурирует теория «пульсирующей» вселенной, оперирующая понятием кривизны пространства и базирующаяся на общей теории относительности. В ней предполагается равномерное распределение масс в пространстве. Анализ сил тяготения в такой системе приводит к выводу, что вселенная не может находиться в «статическом» состоянии. Она должна либо расширяться, либо сжиматься. Получаемая модель допускает чередование этих фаз. В настоящее время вселенная переживает фазу расширения.
Но как ни манят эти теории, увлекающие часто сильнее, чем приключения Шерлока Холмса и майора Пронина, вместе взятые, мы вынуждены поставить на этом точку.
Будем считать, что закончили беглое знакомство с общей картиной мира и можем перейти к интересующим нас частностям в этой все расширяющейся сфере. Наш путь лежит к тем звездам, у которых могут быть планеты с разумными существами.
Но как их выделить из общей массы звезд? Чтобы подступиться к этой задаче, необходимо вникнуть в «личную жизнь» звезд. Это мы и сделаем.
О, будь хорошей девочкой…
Что же такое звезды?
Это самосветящиеся небесные тела шарообразной формы, состоящие из раскаленных до очень высокой температуры газов. Они братья и сестры нашей близкой звезды – Солнца.
Ласковыми светящимися голубыми огоньками они выглядят потому, что удалены от нас дальше, чем Солнце, в сотни тысяч, миллионы и миллиарды раз.
Процессы, происходящие в звездах, сложны и разнообразны. Но оказалось, что два простых параметра звезды определяют ее основные свойства. Это температура поверхности звезды T и ее диаметр D. Первый параметр определяет количество энергии, излучаемой единицей поверхности (она пропорциональна четвертой степени температуры). Второй – полную поверхность звезды.
По этим двум параметрам легко найти полную энергию, отдаваемую звездой L. Ее еще называют светимостью звезды.
Величина T для различных звезд меняется значительно и лежит в интервале 1000–50 000 градусов шкалы Кельвина. (По этой шкале за нулевую принята температура минус 273 градуса обычной шкалы Цельсия. Но при столь высоких температурах, как у звезд, переход от одной шкалы к другой незначительно меняет дело.)
Подавляющее число звезд имеет температуру порядка 3500 градусов по Кельвину (дальше мы не будем уточнять шкалу). Наша любимая и воспетая, кажется, всеми без исключения поэтами Земли звезда имеет такие параметры:
Температура 6000 градусов, диаметр 700 000 километров.
Мощность этого источника света настолько велика, что его лучи легко пронизывают 150 миллионов километров, отделяющих нашу планету от светила, не теряя своей чудодейственной силы. Восход Солнца или появление его из-за туч всегда наполняет энергией и радостью обитателей Земли.
«Мы – дети солнца! Это оно горит в нашей крови, это оно рождает гордые, огненные мысли, освещая мрак наших недоумений, оно – океан энергии, красоты и опьяняющей душу радости!» Этот горьковский гимн Солнцу, вероятно, лучший из возможных.
Но нас ведь интересуют дети – планеты – других светил. Обратимся к ночному небу. Вся небесная сфера для удобства ориентировки разбита на 88 участков-созвездий. Они очерчены отрезками прямых линий и напоминают сложные выкройки. Каждое созвездие имеет характерные яркие звезды и свое имя. Каких названий тут только нет! Из одних животных можно было бы создать зоопарк: Дельфин, Дракон, Единорог, Жираф, Летучая Рыба, Пегас, Райская Птица и даже Феникс.
Яркие звезды каждого созвездия обозначаются буквами греческого алфавита, а самые яркие из них имеют свои названия. Так, Полярная звезда есть альфа Малой Медведицы. В созвездии Кита есть получившая сенсационную известность одна из ближайших к нам звезд – тау Кита и т. д. Звезды немного потусклее обозначаются буквами латинского алфавита или цифрами.
Наблюдая за звездами, мы увидели бы, что они светятся разным цветом. Так, Сириус, или самая яркая на нашем небе звезда (альфа в созвездии Б. Пса – пишется: альфа Б. Пса), имеет голубовато-белое свечение. Звезда Альдебаран в созвездии Тельца (альфа Тельца) излучает красноватый свет. Желтое свечение наблюдается у ближайшей к нам звезды – альфы Центавра. Солнце тоже дает желтое свечение. Почему же звезды светятся по-разному?
Исследования показали, что ни различия в химическом составе, ни в структуре внешней газовой оболочки не оказывают значительного влияния на видимый цвет. Решающим фактором здесь является температура звезды.
Именно температура определяет, какой участок спектра является доминирующим у той или иной звезды. Так, нагревая кусок железа, мы будем наблюдать сначала красное свечение, затем желтое и наконец доведем его до «белого каления».
По характеру излучаемого спектра звезды разбиты на семь спектральных классов. Запомнить последовательность классов легко, если воспользоваться плодами студенческой смекалки. Их дают первые буквы слов в фразах: «Один битый англичанин финики жевал, как морковь» – для русского алфавита, «Oh be a fine girl, kiss me!» («О, будь хорошей девочкой, поцелуй меня») – для английского алфавита. Эти классы даны в таблице.
Наше Солнце принадлежит к классу G.
Одним из величайших достижений астрономии XX века, которое сравнивают с открытием периодического закона Менделеева, является установление определенных закономерностей между светимостью звезд L и их спектральным классом. Эта зависимость известна под названием диаграммы Герцшпрунга – Рессела.
Оказалось, что 90 процентов всех звезд расположено на этой диаграмме в диагонально идущей полосе. Поэтому ее назвали «главной последовательностью». Основная особенность звезд главной последовательности – приблизительная прямая пропорциональность между температурой и массой звезды и обратная пропорциональность между температурой (или массой) и временем жизни звезды на этой последовательности.
Кроме главной, мы видим на диаграмме ряд других последовательностей (сверхгиганты, красные гиганты, белые карлики). Как следует из диаграммы, наше Солнце находится в центральной части главной последовательности (класс G).
В процессе эволюции звезды совершают сложный путь по диаграмме «спектр – светимость», связанный с коренным изменением их структуры. Но при этом основное время звезда пребывает на главной последовательности, почему ее иногда называют домом, или обителью, звезд. Что творится в этом доме, мы разберем в следующем разделе. А пока, уставший читатель, давай отдохнем. Если сейчас вечер, то погасим в комнате свет. Откроем окно. Полюбуемся звездами. Оценим установленный гигантским трудом факт: весь этот чарующий хаос далеких и близких, слабых и сильных светил собирается на нашей диаграмме в единую могучую реку – главную последовательность. Мы находимся где-то в ее средней части.
Судьбы звезд
Единой точки зрения на процесс образования звезд пока нет. Согласно наиболее распространенной гипотезе они образуются путем конденсации облаков из газо-пылевидной межзвездной среды. Наблюдения показывают, что этот процесс идет во вселенной и сейчас.
Под действием сил тяготения из возникшего облака вскоре образуется сравнительно плотный непрозрачный газовый шар. Он еще не светится, но под действием тех же сил продолжает сжиматься, его температура повышается и образуется так называемая протозвезда – слабо светящееся тело. Температура протозвезды еще невелика, но уже появляется свечение. Протозвезда находится пока на нашей диаграмме правее главной последовательности. Местоположение определяется ее массой (см. рис. на стр. 22).
Дальнейшее увеличение сжатия приводит к уменьшению диаметра и к еще большему повышению температуры. Звезда передвигается влево к главной последовательности. Когда температура в центре звезды достигает нескольких миллионов градусов, там возникают термоядерные реакции. При некоторой температуре дальнейшее сжатие прекращается, звезда становится стационарной (устойчивой) и оказывается на главной последовательности. На этом заканчивается первый этап эволюции звезды. Время сжатия протозвезды, как обычно пишут астрономы, «сравнительно невелико – порядка нескольких десятков миллионов лет».
