Pozhalui samym vazhnym i udivitel'nym yavleniem,
otkrytym sovremennoi astronomiei, yavlyaetsya rasshirenie Vselennoi (v etoi glave pod terminom
"Vselennaya" my budem podrazumevat' Metagalaktiku, t.e. dostupnuyu dlya nablyudenii chast' Vselennoi
). Chto eto oznachaet? Pri nablyudeniyah eto v pervuyu ochered' proya
vlyaetsya v tom, chto rasstoyaniya mezhdu vsemi galaktikami, nesvyaz
annymi drug s drugom v edinuyu sistemu siloi vsemirnogo tyagoten
iya, postoyanno uvelichivaetsya, galaktiki "razbegayutsya"
. Vselennaya rasshiryaetsya!
"Razbeganie" galaktik bylo
otkryto v nachale 20 veka v osnovnom usiliyami E.H
abbla. Vo vtorom desyatiletii 20 veka V.M.Slaifer, poluchiv i issledovav mnozhestvo spektrov
galaktik, zametil, chto u bol'shinstva iz nih linii v spektre smesheny v kra
snuyu storonu. Soglasno effektu Doplera eto bylo ob'yas
neno udaleniem etih galaktik ot nashei s bol'shoi skoros
t'yu (poryadka soten km/sek). Stepen' smeshennosti linii v spektre
vyrazhaetsya s pomosh'yu t.n. krasnogo s
mesheniya, kotoroe oboznachayut bukvoi Z. Dlya istochnikov, k
otorye priblizhayutsya k nablyudatelyu, krasnoe smeshenie otric
atel'no. V 1929 g. posle ogromnoi raboty po polucheniyu i
izucheniyu spektrov galaktik, a takzhe po opredeleniyu razlichnymi m
etodami rasstoyanii do etih galaktik E.Habbl nadezhno ustanovil fakt ra
sshireniya Vselennoi. On pokazal, chto v "razbeganii" galakti
k sushestvuet zamechatel'naya zakonomernost'. Chem dal'she ot n
as nahoditsya galaktika, tem s bol'shei skorost'yu ona udalyaetsya,
t.e. tem bol'she ee krasnoe smeshenie. Prichem zakon imeet predel'no prostuyu lineinuyu f
ormu: v=HR, gde v - skorost' galaktiki, R - rasstoyanie do n
ee, a N - koefficient proporcional'nosti, nazyvaemyi postoyannoi Habbla. Itak, pos
le polucheniya krasnyh smeshenii galaktiki predstali pered nam
i udalyayushimisya ot nashei Galaktiki, prichem skorost' udaleniya ras
tet s uvelicheniem rasstoyaniya. Oznachaet li eto, chto nasha ga
laktika yavlyaetsya centrom, iz kotorogo p
roishodit eto rasshirenie? Vovse net. Nablyudatel' v lyu
boi galaktike uvidel by tochno takuyu zhe kartinu: vse galaktiki,
nesvyazannye gravitacionno s rodnoi galaktikoi nablyudatelya, ime
li by krasnye smesheniya, proporcional'nye rasstoyaniyu mezhdu
galaktikami. Deistvitel'no, uvelichivaetsya rasstoyanie mezhdu vsemi galak
tikami. Prostranstvo "razduvaetsya".
Rasshirenie Vselennoi mozhno proillyustrirovat' zamechatel'ny
m primerom. Predstav'te sebe dvumernyh sushestv, dvumerikov,
zhivushih na poverhnosti vozdushnogo sharika. Narisuem na nem galak
tiki i poselim v nih etih dvumerikov. Pust' oni mogut
nablyudat' v svoi teleskopy sosednie galaktiki. Nachne
m teper' naduvat' sharik. Kazhdyi dvumerik-nablyudatel' v svoei
galaktike budet videt', chto drugie galaktiki udalyayutsya ot
nego. Sam zhe centr rasshireniya na poverhnosti sharika, t.e. v M
etagalaktike dvumerikov, otsutstvuet.
No ved',
esli Vselennaya rasshiryaetsya, to segodnya my vidim ee ne takoi
, kakoi ona byla nedelyu nazad. A eshe cherez nekotoro
e vremya ona opyat' izmenitsya. Vselennaya evolyucioniruet. Ona
nestacionarna. Eto
chrezvychaino vazhnyi fakt, prinyat' kotoryi bylo ne legko. Chto
bylo s nashei Vselennoi v proshlom? Chto budet proishodit
' s nei v budushem?
Teoriya goryachei Vselennoi byla pervonachal'no raz
rabotana G.A.Gamovym i sotrudnikami dlya
ob'yasneniya nablyudaemogo himicheskogo sostava Vselennoi. Ved' pervon
achal'no vse veshestvo predstavlyalo soboi v osnovnom vodorodn
uyu plazmu, a zatem v epohu t.n. nukleosinteza obrazovalis' yadra bolee tyazhelyh
himicheskih elementov - razlichnyh izotopov geliya i litiya. K
yadram vodoroda, kotorye predstavlyayut soboi odinochnye protony, primeshalis' takzhe bolee slozhnye yadra deiteriya - tyazhelogo izotopa vodoroda. Tak v n
ashem mire poyavilos' raznoobrazie himicheskih elementov. Odnako p
roidet eshe nemalo vremeni, prezhde chem obrazuyutsya pervye zvezdy,
v kotoryh v processe evolyucii roditsya vse mnogoobrazie himiches
kih elementov, nablyudaemyh segodnya.
Nukleos
intez stal eshe odnim shagom k "nashemu", privychnomu
miru. Eto proizoshlo, kogda Vselennoi bylo "uzhe" 1
00 sekund. K tomu vremeni nash mir prodolzhal rasshiryat'sya i ostyvat'. Veshestvo s
ushestvovalo v forme plazmy,
kogda elektrony otdeleny ot yader atomov. Privychnyi nam vid veshestvo vo Vselennoi
prinyalo v tak nazyvaemuyu <
a name="epoha rekombinacii">epohu rekombinacii. Eta epo
ha oznamenovalas' zamechatel'nym sobytiem - temperatura upala nizhe 10000 gr
adusov i plazma prevratilas' v obychnyi, neitral'ny
i gaz. Pri etom veshestvo osvobodilos' ot "bremen
i" izlucheniya, i stalo razvivat'sya uzhe po-svoemu. Delo v tom, chto kog
da veshestvo nepreryvno vzaimodeistvuet s izlucheniem, ionizuets
ya im, ne obrazuyutsya kondensacii veshestva i slozhnye struktury v nem. Buduch
i "svobodnym", veshestvo v otdel'nosti nachinaet razbivat'sya na
oblaka, "skuchivat'sya". Eti sgusheniya sluzhat "
;dedushkami" toi slozhnoi struktury, kotoruyu my seichas n
ablyudaem.
Izluchenie, takzhe osvobodivsheesya ot veshe
stva, poluchilo vozmozhnost' prakticheski besprepyatstvenno dvigi
t'sya po vsei Vselennoi. Blagodarya etomu my seichas mozhem poi
mat' drevnie kvanty elektro
magnitnogo izlucheniya i v principe pronablyudat' vse sobytiya v razviva
yusheisya Vselennoi posle epohi rekombinacii. No kak zhe tog
da obrazovalis' bolee tyazhelye elementy v prirode, v tom chisl
e i te, iz kotoryh sostoit nasha Zemlya i chelovecheskoe t
elo? Bolee tyazhelye elementy obrazovalis' v nedrah zvezd. Eleme
nty legche zheleza obrazovalis' v rezul'tate termoyadernogo sinteza v zvezdah, a tyazhelee zheleza -
v rezul'tate vspyshek sverhnovyh. Vsel
ennaya rasshiryalas', obrazovyvalis' novye himicheskie elemnt
y, nebol'shie pervonachal'nye fluktuacii
evolyucionirovali, iz nih obrazovalis' galak
tiki i skopleniya galaktik, v galaktikah obra
zovalis' zvezdy, vokrug nih - planety i, nakonec, poyavilsya
chelovek. A chto budet proishodit' so Vselennoi dal'she, cherez mil
liony, milliardy i milliardy milliardov let? Otvet z
avisit ot velichiny plotnosti nashei Vselennoi, kotoraya p
oka izvestna lish' priblizitel'no. Esli plotnost' bol'she kritiche
skoi, to rasshirenie smenitsya szhatiem, v pr
otivopolozhnom sluchae - Vselennaya budet vechno rassh
iryat'sya. Poka nablyudeniya pokazyvayut, chto plotnost' nemnog
o men'she kriticheskoi, hotya i ochen' bliz
ka k nei (odnako, s
ushestvovanie bol'shogo kolichestva "t
emnoi meterii" mozhet izmenit' situaciyu
), poetomu posmotrim, chto budet proishodit', esli v techenii
po-krainei mere ochen' bol'shogo promezhutka vremeni rasshirenie n
e smenitsya szhatiem. Zvezdy ne vechny. Oni rozhdayutsya i umirayut. Rozhdayutsya oni iz
mezhzvezdnogo gaza (podobno rozhdeniyu Afrodity iz peny morsk
oi). Umiraya, zvezdy mogut vybrasyvat' chast' veshestva, vozvra
shaya ego t.o. v mezhzvezdnyi gaz. A iz dru
goi chasti veshestva zvezdy obrazuetsya kompaktnyi ob'ekt: belyi karlik, neitronnaya zv
ezda ili chernaya dyra (v zavisimo
sti ot pervonachal'noi massy zvezdy). V konce koncov gaz is
cherpaetsya i ostanutsya lish' eti kompaktnye ob'ekty, planety i malomassiv
nye zvezdy, kotorye evolyucioniruyut kraine medlenno. Chernye dyry tozhe smertny: ang
liiskie uchenye
Penrouz i Houking otkryli vozmozhnost' "ispareniya" chernyh dyr. V
ee okrestnosti obrazuyutsya kvanty izlucheniya, a ene
rgiya na ih obrazovanie cherp
aetsya iz massy chernoi dyry, kotoraya t.o. umen'sha
etsya. Process "ispareniya" vnachale idet medlenno,
a zatem po mere umen'sheniya massy chernoi dyry vse bystree i
bystree. Poslednie kvanty izluchayutsya v moshnoi vspyshke. Itak, che
rez nekotoroe vremya vse chernye dyry "isparyatsya".
Massa "obychnogo" veshestva v osnovnom zakl
yuchena v protonah. V svete sovremennyh fizicheskih teorii proton yavlyaetsya nestabil'noi chasticei, no s och
en' bol'shim periodom poluraspad
a, kotoryi prevyshaet 1033let (vpervye ideyu o raspade protona vydvinul <
a href="http:///">A.D.Saharo
v). Cherez takoi ogromnyi promezhutok vremeni polovina pr
otonov vo Vselennoi raspadutsya i process raspada budet
prodolzhat'sya i dalee. V ramkah rassmotrennoi nami kartiny
u Vselennoi imeyutsya nezavidnye perspektivy. Cherez 10100
let Vselennaya budet sostoyat' iz smesi elektoronov i pozitronov. Oznachaet
li eto, chto vsya Vselennaya obrechena na beskonechnoe proz
... vo t'me vremen? Ili v kakoi-to ee chasti povtoritsya voznik
novenie mnogoobraziya slozhnyh struktur i zhizni?
Sergei Popov Dmitrii Bizyaev (GAISh MGU) zdravs
tvuyte.Esli kto to chitaet moyu zapis.Ya hcochu soobshit ,ch
to u menya est novoe obyasnenie vsemirnomu prityajeniyu.Pov
erte, eto otkritie.Ya uvidel to chto Nyuton ne mog uvidet.V pro
chem, i vsyo chelovechestvo do segodneshnego dnya.Poverte eto izmenet vse
nashi pomimaniya o mirozdanie.S pomoshchu togo chto ya uvid
el mojno ponyat vse neponyatnie yavleniye vo vselennoy.Ya ochen hcote
l bi svyazatsa s kem ne bud iz astrofizikov. Ark
adi Vasoyan mail.arkadiv@012.net.il |