Текст книги "Тайны Вселенной"

Автор книги: Валерий Демин

Исходя из сказанного, Н. А. Шило утверждает, что образование всей Солнечной системы происходило в две стадии. Первой была длительная история эволюции спиралевидного облака или сложной спирали. Второй – развитие уже сформировавшейся после распада спиралей всех трех порядков солнечной системы в целом и отдельных ее элементов.

Одна из последних уточненных гипотез относительно происхождения Солнечной системы принадлежит доктору химических наук, действительному члену ряда академий Н. В. Макарову. Он исходит из хорошо обоснованного глобального вывода, что теория Большого взрыва неверна. Не было такого момента в жизни Вселенной, когда вся материя пребывала в одной-единственной (сингулярной) точке, а затем взрывом гигантской силы была разбросана во все стороны, образуя в этом полете звезды, галактики, другие космические структуры.

Материя существует вечно, переживая бесконечные циклы жизни и смерти. Из разрушенных, отживших свое миров она переходит в первоначальное протозвездное состояние, из которого создаются все новые и новые миры. Процесс этот происходит по совершенно четким законам. Один из них – закон кратности, или закон креста. Смысл его в том, что небесные тела не зарождаются поодиночке – только попарно, а затем пары удваиваются. Как же образовалась Солнечная система в свете теории Макарова? По утверждению ученого, протозвездная материя, оставшаяся после разрушенных миров, неоднородна. Состоит из вещества в газообразном и другом, особом состоянии. В каком – пока неизвестно: не можем его ни увидеть, ни зафиксировать приборами. Судя по всему, это то самое таинственное облако Оорта, из которого, как считается, формируются планеты и начинают свое бесконечное бродяжничество по Солнечной системе.

Но в каком бы состоянии ни находилась материя, она начинает закручиваться под воздействием силовых полей. Это закон Космоса: любое тело в нем обязательно вращается. Далее происходит дифференциация материи. Газовые структуры по законам газодинамики засасываются в центр вращения, распределяясь по плоскости эклиптики. И вытягиваются в длинные «рукава», которые, увеличивая скорость вращения, разрываются на сгустки, постепенно принимающие сферическую форму. И тут вступает в действие закон креста. Сначала две сферы начинают вращаться вокруг некоего общего центра, одновременно вращаясь вокруг собственной оси. Затем две другие пары начинают тот же процесс. При увеличении скорости вращения сферы сжимаются, температура в них повышается. И наконец в Космосе вспыхивают мини-звезды. Так родились Юпитер и Сатурн, а затем Уран с Нептуном.

Неизвестно, сколько миллионов лет сияли они в Космосе крохотными звездочками, пока не остыли, и теперь видны только в отраженном свете Солнца. Кстати, само Солнце, по Макарову, образовалось гораздо позднее. Вероятно, когда уже мини-светила начали угасать. Планеты же земной группы – Меркурий, Венера, Земля и Марс образовались из кометного материала, почерпнутого из так называемого облака Оорта. Это и определило их физико-химические параметры. В эту достаточно стройную систему не вписывается Плутон – девятая планета Солнечной системы.

Н. В. Макаров объясняет парадокс нестандартно: Плутон – не планета, а комета, каким-то образом задержавшаяся на околосолнечной орбите и теперь уже навечно привязанная к нашему светилу. Так же, как не планета, наша Луна. Это тоже бывшая комета, в свое время притянутая Землей.

Подлинно революционный взрыв в изучении Солнечной системы произошел после начала практического освоения Космоса, когда с помощью ракетных летательных аппаратов удалось вплотную приблизиться к большинству планет, сделать множество высококачественных фотоснимков и передать их на Землю. На Венере и Марсе была неоднократно осуществлена мягкая посадка спускаемых аппаратов, произведен забор и химический анализ грунта и атмосферы, проделано множество других бесценных экспериментов. А на Луне побывали не только искусственные автоматы, но и люди – посланцы Земли.

Итак, здесь были бегло охарактеризованы некоторые из возможных подходов к познанию эволюции нашего космического дома – Солнечной системы. Теперь, исходя из новейших естественно-научных данных, пришла пора познакомиться хотя бы кратко с отдельными «персонажами» вселенского спектакля под названием «Семья Солнца».

СОЛНЦЕ

Для человека и человечества Солнце остается главным небесным светилом, дарующим Земле жизнь, свет и тепло. «Владыка времени и царь пространства» – так назвал дневное светило Байрон в «Манфреде», но одновременно оно же – «тень непознанного». Во все времена – независимо от месторасположения, эпохи и сословной принадлежности – к Солнцу обращались с самыми вдохновенными словами восторга и почитания.

Один из древнейших образцов лирической поэзии, высеченный на внутренней стене подземной гробницы, – Гимн Солнцу:

 
Великолепно твое появление на горизонте,
Воплощенный Атон [Солнечный диск], жизнетворец!
На небосклоне восточном блистая,
Несчетные земли озаряешь своей красотой.
Над всеми краями,
Величавый, прекрасный, сверкаешь высоко.
Лучами обняв рубежи сотворенных тобою земель,
Ты их отдаешь во владение любимому сыну.
Ты – вдалеке, но лучи твои здесь, на земле.
На лицах людей твой свет, но твое приближение скрыто. Когда исчезаешь, покинув западный небосклон,
Кромешною тьмою, как смертью, объята земля.
 

(Перевод Веры Потаповой)

Безвестному египетскому поэту вторит на другой стороне Земли хор инков-солнцепоклонников:

 
Душа Вселенной! О Солнце! Пламень!
Красот создатель – один ли ты?
Иль довременной какой причины
Ты только вестник нам с высоты? <…>
 
 
Домчи лучистость обетов наших,
Молений утра в начальный час!
Лучи – твой голос. Ему ты скажешь, —
Ты – самый яркий. Ты – он для нас!
 
 
Душа Вселенной! Отец отцов!
Властитель властных! Огонь вождей!
Свети нам, Солнце, века веков!
Злати, о солнце, своих детей!
 

(Перевод Константина Бальмонта)

Как древние египтяне и инки – но только на равных – обращается к дневному светилу наш современник, великий космист и создатель новой для ХХ века «солнечной науки» – гелиобиологии Александр Чижевский:

 
Великолепное, державное Светило,
Я познаю в тебе собрата-близнеца,
Чьей огненной груди нет смертного конца,
Что в бесконечности, что будет и что было…
 

Такое отеческое и братское отношение к Солнцу испокон веков было присуще русскому человеку. К нему обращались в молитвах, песнях, заговорах. Квинтэссенцией такого космистского почитания главного небесного светила является плач Ярославны в «Слове о полку Игореве»: «Светлое и тресветлое сълнце! Всем тепло и красно еси: чему, господине, простре горячюю свою лучю на лады вои?..»

Сегодня Солнце остается таким же загадочным и недосягаемым, как и тысячи лет тому назад. Оно по-прежнему не только источник тепла, света и колоссальной энергии, но и сотен вопросов по поводу их происхождения. И большинство этих вопросов остаются без ответа или же порождают все новые и новые проблемы. Единственно, в чем не приходится сомневаться, – в твердо установленном факте: Солнце – одна из бесчисленных мириадов звезд и может многое рассказать об их природе и эволюции. Однако беспрестанное указание на заурядность Солнца как обычной и ничем не выдающейся звезды плохо сопрягается с другим, на сей раз уже бесспорным выводом: именно Солнце явилось одним из главных «виновников» появления по крайней мере на одной из планет образованной им системы такого потрясающего и уникального явления, как жизнь. Если данный феномен действительно уникален, то в таком случае почему природа распорядилась именно Солнцу – рядовой среди мириадов таких же звезд – стать колыбелью жизни и разума? Если же никакой уникальности здесь не просматривается, то чисто логически напрашивается вывод: жизнь должна быть всюду, где есть подходящие условия, приблизительно сходные с околосолнечными.

Другими словами, само возникновение жизни – всего лишь заурядный момент в истории Вселенной и неизбежное следствие космической эволюции.

Земному наблюдателю раскаленный и режущий глаза солнечный круг кажется не таким уж и большим – даже меньше лунного.

Однако, как подсчитано астрономами, диаметр Солнца составляет примерно 13 тысяч км, то есть в 109 раз больше земного. При этом масса дневного светила в 333 тысячи раз больше массы Земли, а объем больше – в 1 миллион 304 тысячи раз. Даже совокупные размеры, масса и объем всех планет Солнечной системы меньше соответствующих характеристик центральной звезды.

Хорошо известно также, что Солнце – раскаленный газовый шар. В его глубинах температура достигает четырнадцати миллионов градусов, а давление – десяти миллиардов атмосфер.

Сферическая масса огненного газа удерживается собственным тяготением. Солнечный газ – явление особого рода, не имеющее ничего общего, например, с воздухом, которым мы дышим. Солнечный газ – это плазма, особое состояние вещества, когда атомы как бы становятся «голыми», теряют электроны со своих орбит и вместе с ними образуют высокотемпературную смесь – плазму. Основной химический элемент на Солнце – водород. Он же – топливо для колоссальных, не вмещающихся в воображение термоядерных реакций – основы энергетической деятельности Солнца и в конечном счете источника тепла и света для всего живого и неживого на Земле, других планетах и околосолнечном пространстве. В процессе происходящих термоядерных реакций водород превращается в гелий, выделяя ежесекундно 4Ч1026 Дж энергии. Одновременно сквозь солнечную массу просачиваются биллионы биллионов фотонов, которые свободно устремляются в просторы Космоса, неся свет и тепло планетам Солнечной системы.

С точки зрения наиболее распространенной и, можно даже сказать, господствующей термоядерной концепции звездной энергетики, центральные слои Солнца – это термоядерный реактор, где происходит выделение энергии, а окружающие лучистые слои – как бы неимоверно толстые стенки котла, через которые энергия медленно просачивается наружу (рис. 80). Эти стенки служат дном другого котла, который можно считать заполненным как бы жидкостью: здесь вещество «кипит» и главный процесс – перемешивание отдельных масс. У этого котла имеется крышка из тонкого упругого и легко деформируемого вещества.

Снизу эта крышка постоянно атакуется вихрями кипящей плазмы. Благодаря своей упругости она все время колеблется подобно мембране звучащего динамика. Волны, распространяющиеся от этой мембраны, сильно разогревают газ окружающих внешних слоев солнечной атмосферы.[43]43
  Кононович Э. В. Солнце – дневная звезда. М., 1982. с. 51–52.


[Закрыть]

Считается, что рано или поздно термоядерное топливо в солнечных недрах закончится, и наше светило «погаснет». Но такое предположение – всего лишь одна из возможных (правда, господствующих в настоящий момент) гипотез. Она опирается на бесспорный факт ограниченности общей массы Солнца и, следовательно, запасов топлива; на довольно-таки простенькую аналогию, почерпнутую из звездной астрономии (раз известны остывающие звезды, значит, и Солнце ожидает то же самое); и, наконец, на следствия, вытекающие из космологической концепции Большого взрыва.

Однако существуют и альтернативные подходы. Можно с не меньшим успехом предположить, что запасы термоядерного топлива непрерывно возобновляются или пополняются (таковы закономерности космического вещественно-энергетического кругооборота). И привести не менее весомые аргументы. Строго говоря, утвердившаяся теория внутренних процессов, происходящих на Солнце, согласно которой его энергия обеспечивается термоядерными реакциями, тоже представляет собой всего лишь хорошо обоснованную и просчитанную астрономическую модель. Просто на сегодня мы не располагаем никакими иными знаниями, позволяющими объяснить источник и механизмы работы гигантского солнечного «котла». Но это ведь только сегодня! Напомним, что и о термоядерных реакциях нам стало известно чуть больше полувека назад.

Сошлемся еще на одну любопытную гипотезу, позволяющую лучше понять процессы, происходящие в глубинах дневного светила. Она исходит из предположения, что в недрах Солнца таятся частицы в пять раз тяжелее протонов. Они принадлежат к семейству частиц, из которых состоит более 90 % массы всей Вселенной. Но ни одна из них до сих пор не обнаружена. Их существование проливает свет на многие из сложнейших проблем, стоящих перед астрофизиками, и объясняет «недостаточность» нейтринного потока, льющегося из солнечных недр. Такую картину нарисовал британский астрофизик Джон Фолкнер. Загадки наших ближайших космических окрестностей он связал со всем мирозданием.

Еще в 1926 году известный английский астроном Артур Эддингтон писал: «Разумно надеяться, что не в слишком отдаленном будущем мы станем достаточно знающими, чтобы понять столь простую вещь, как звезда». А спустя полвека ученые оказались перед лицом кризиса, который наводит на мысль, что Солнце не такое уж и простое. Вскоре после пророчества Эддингтона оказалось возможным рассчитать изменения температур и давлений в его недрах. Большую часть последовавшего полстолетия астрофизики были счастливы, что смогли постигнуть природу Солнца, которая определяется термоядерными реакциями, протекающими в его недрах.

Из теории следовало, что реакции эти порождают потоки элементарных частиц нейтрино, устремляющиеся из солнечных глубин в космос. С веществом они вступают в реакции крайне неохотно – именно по этой причине и убегают из недр Солнца. Но когда на Земле были построены детекторы, достаточно чувствительные для регистрации и подсчета солнечных нейтрино, то была обнаружена лишь треть их потока, предсказываемая теорией. Результаты первых экспериментов были неоднократно подтверждены. После этого у ученых осталось две возможности.

Либо неверны теории ядерной физики, либо астрофизики еще не до конца понимают столь простую вещь, как звезда.

Проблему можно было бы разрешить, если произвольным образом уменьшить предсказываемую температуру в центре Солнца на 10 %. В таком случае количество излучаемых ней трино (в соответствии с теорией) совпадало бы с результатами наблюдений. Однако почему же Солнце должно быть внутри холоднее того, что требуют законы физики? Эту тайну пытались разгадать многие. Отгадок было столько же, сколько и астрофизиков. Одним из предположений, в частности, было такое: сердцевина Солнца быстро вращается; за этот счет давление там пониженное и температура соответственно меньше. Но никаких признаков подобного «сепаратного» вращения сердцевины обнаружить не удалось.

На этом «фоне» Д. Фолкнер совместно с Р. Джиллилэндом пришел еще к одному ответу. Одной из причин сравнительно холодного состояния центра Солнца могло бы оказаться присутствие частиц нового типа, которые уносили бы тепло из его недр, не принимая участия в ядерных реакциях. «Облако» подобных частиц, перемешиваясь с протонами, участвующими в реакциях, должно уносить энергию наружу, охлаждая недра нашего дневного светила. Ограничения, налагаемые законами физики, теорией строения звезд и фактом «пониженной» интенсивности потока нейтрино, дали Фолкнеру и Джиллилэнду возможность составить довольно определенное представление об этих частицах. Они должны быть в пять раз массивнее протонов. Поскольку они не принимают участия в термоядерных реакциях, то должны «замечать» другие частицы только за счет гравитации или «слабого» взаимодействия (но не «сильного», причастного к этим реакциям). Исследователи назвали ее «слабо взаимодействующей массивной частицей», или сокращенно «уимпом» (англ. Wimp – weakli interacting massive particle). Они написали соответствующую статью, но она не была опубликована и пылилась в кабинете Фолкнера семь лет.

Далее ситуация разительно изменилась. Астрономы, наблюдая за вращением галактик, обнаруживали все новые доказательства того, что звезды, входящие в их состав, должны быть погружены в какое-то темное «гало». Невидимого вещества в них, может, раз в десять больше, чем того, что составляют звезды. И космологи стали склоняться к теориям, которые требуют наличия темной материи, тоже в десять раз более массивной, чем звездная. Специалисты по физике элементарных частиц, занятые созданием единой теории сил природы, достаточно благосклонно относятся к теории суперсимметрии. Последняя требует гораздо большего числа элементарных частиц, чем обнаружено до сих пор. Когда Фолкнер проверил вычисления, то обнаружил, что «новые» частицы теории суперсимметрии, вошедшие в моду в космологии и физике элементарных частиц, довольно точно соответствуют описанию его «уимпов». Фолкнер также пришел к выводу, что структура Солнца, включающая эти частицы, определяет характер его пульсаций, которые так озадачивали астрономов. Изучение этих малых колебаний превратилось в целую науку – гелиосейсмологию.

Ничто, кроме умозрительных гипотез и аналогий, не говорит и в пользу утверждения, что Солнце остывает или находится на определенной стадии звездной эволюции, превращаясь, к примеру, из голубого гиганта, которым оно было когда-то, в «белого карлика», которым ему еще предстоит когда-нибудь стать. Наконец, любые абсолютизированные возрастные параметры являются, как правило, весьма условными и не выдерживающими критики со стороны упрямых фактов.

Так, в большинстве современных учебников, энциклопедий и справочников возраст Солнца оценивается в 4,5–5 миллиардов лет. Еще столько же ему отводится, чтобы «догореть». Между тем существуют расчеты, согласно которым энергии превращения водорода в гелий вполне достаточно для поддержания излучения Солнца в течение 100 (!) миллиардов лет.[44]44
  Косыгин Ю. А. Тектоника геосфер // Человек. Земля. Вселенная. М., 1995. с. 38.


[Закрыть] Вот и думай – что, с чем и как совместить и от чего лучше отказаться. Если согласиться с большинством космогонических гипотез, согласно которым Солнечная система возникла одновременно, – то тогда придется «подогнать» возраст Солнца под возраст Земли, отказавшись заодно от хронологии, предписанной концепцией Большого взрыва да и от самой этой «теории». Конечно, сравнительно юный возраст Солнца можно попытаться спасти, если предположить, что древняя Земля – быть может, на самом деле остывшая звезда – была поймана солнечным притяжением или же сама приплыла в солнечную гавань. (Как тут не вспомнить космологию африканских догонов, согласно которой Земля, уже населенная человеком, была первоначально спутником Сириуса, но из-за грозящей космической катастрофы ей пришлось передислоцироваться – к сожалению, неизвестным техническим способом – в Солнечную систему).

Следует ли ожидать от Солнца какие-либо неожиданные сенсации? В любой момент! Так, совсем недавно американские астрономы обнаружили в спектре излучения солнечных пятен, в самой их сердцевине – воду! Пусть в молекулярной форме! Пусть в виде перегретого пара! Но все-таки это – вода! На Солнце!

Для самих астрономов, кстати, это не явилось слишком уж большой неожиданностью. Ибо вода в спектрах излучения некоторых звезд была обнаружена уже давно.

И серьезных наблюдателей, и простых обывателей всегда занимали явления, связанные с активностью дневного светила: солнечные пятна, вспышки и протуберанцы – гигантские огненные выбросы протяженностью в десятки тысяч километров. В Европе солнечные пятна были обнаружены одновременно с изобретением и использованием телескопа. А вот китайские астрономы ухитрились зарегистрировать их невооруженным глазом на тысячу лет раньше.

Солнечное пятно – это огромное, величиной нередко больше земного шара, но мелкое углубление на поверхности Солнца. Его температура на 1000К ниже температуры фотосферы, потому-то оно и воспринимается как темное и даже совсем черное. Пятна живут своей особой жизнью, рождаясь, умирая и перемещаясь по ходу вращения самого Солнца (рис. 81).

Протуберанцы также известны человеку очень давно и упоминаются даже в древнерусских летописях. Они неожиданно возникают в любом месте на поверхности Солнца и находятся в несомненной связи с солнечными пятнами. Обычно так: чем больше пятен, тем больше и протуберанцев. Однако понятно, что те и другие вызываются некоторыми общими глубинными астрофизическими процессами. Внешне протуберанцы напоминают языки пламени – с той только разницей, что гигантские солнечные выбросы могут фонтанировать на высоту до 100 000 км.

В местах активного возбуждения наблюдаются и вспышки, длящиеся по несколько минут и обусловленные поведением магнитных полей (рис. 82). Они сопровождаются мощным излучением света во всех видимых и невидимых диапазонах, радиоволн, различных частиц (корпускул) и т. п. (рис. 83). Все эти излучения оказывают прямое воздействие на физические и жизненные процессы, происходящие на Земле: радиопомехи, магнитные бури, полярные сияния и др. Последствия активной деятельности Солнца могут быть быстротечными или же сказываться на протяжении долгого времени.

А. Л. Чижевский установил, что энергетическая активность Солнца имеет прямое воздействие не только на органические тела, но и на социальные процессы и направленность исторического прогресса. «Вспышки» на Солнце, появление и исчезновение солнечных пятен, их перемещение по поверхности дневного светила, эти и другие явления, а также создаваемый ими весь комплекс астрофизических, биохимических и иных следствий – оказывают прямое и косвенное воздействие на состояние любой биосистемы, животного и человеческого организма в частности.

Этим обусловлены, к примеру, вспышки губительных эпидемий в старое и новое время человеческой истории, разного рода аномальные события в жизни людей: нервные взрывы, неадекватные психические реакции, положительные и отрицательные отклонения в социальном поведении. Выводы ученого подкреплены уникальными статистическими и экспериментальными данными. Они во многом перекликаются, дополняют и развивают концепции биосферы В. И. Вернадского и пассионарности Л. Н. Гумилева.

Перипетии личной жизни индивидуумов также подчинены ходу периодической деятельности Солнца и даже провоцируются ею. Сказанное особенно отчетливо прослеживается в жизни и деятельности великих государственных личностей, полководцев, реформаторов и т. д. Ученый убедительно демонстрирует свой вывод на конкретных примерах из яркой, как метеор, жизни Наполеона Бонапарта. Оказывается, и он, этот «великан личного произвола», с точностью и покорностью должен был подчиняться в своих деяниях влиянию космических факторов. Например, разгар его деятельности может быть отнесен к периоду максимума солнечной активности; напротив, минимум военно-политической деятельности великого корсиканца совпадает с зафиксированным астрономами минимумом образования пятен на Солнце. Так, период спада явственно обнаруживается с конца 1809 года до начала 1811 года, когда в астрономических таблицах зафиксирован минимум солнечных пятен, то есть Солнце было малоактивно. В это время Наполеоном не было предпринято ни одного завоевательного похода, лишь сделан ряд бескровных приобретений. Между тем в год максимальной солнечной активности (1804) Наполеон достиг апогея славы и был увенчан императорской короной. В свое время консульство Наполеона совпало с минимумом солнцедеятельности (1799), когда революционный подъем во Франции сошел на «нет» и в честолюбивом артиллерийском офицере смогли свободно воспламениться абсолютистские наклонности.

Свой программный космистский манифест, повергнувший в шок ученых-педантов и стоивший автору карьеры, а впоследствии и свободы, Чижевский завершает гимном Солнцу, Человеку и Истине:

«Когда человек приобретет способность управлять всецело событиями своей социальной жизни, в нем выработаются те качества и побуждения, которые иногда и теперь светятся на его челе, но которые будут светиться все ярче и сильнее, и, наконец, вполне озарят светом, подобным свету Солнца, пути совершенства и благополучия человеческого рода. И тогда будет оправдано и провозглашено: чем ближе к Солнцу, тем ближе к Истине».[45]45
  Чижевский А. Л. Физические факторы исторического процесса. Калуга, 1924. с. 70.


[Закрыть]