Мир астрономии. Рассказы о Вселенной, звездах и галактиках - Мухин Лев Михайлович - Страница 15

Часы показывают 10¹⁸ лет. Далее на авансцену опять выступают законы микромира. Мы помним, что теории Великого объединения предсказывают нестабильность протона, его распад. Правда, возможное время этого распада очень велико: все протоны во Вселенной должны исчезнуть через 10³⁰–10³² лет.

Если протон действительно нестабилен, то вещество звезд, не проглоченных сверхмассивными черными дырами в центрах галактик, будет слегка подогреваться при протонных распадах. Самые массивные мертвые звезды будут иметь температуру примерно 100 K, а менее массивные — всего около 3 K.

Итак, через 10³¹–10³² лет во Вселенной не останется протонов. Если на время забыть о существовании черных дыр, то вся Вселенная будет заполнена электрон-позитронным газом, нейтрино и фотонами. Их концентрация будет убывать по мере расширения Вселенной. Никаких особенных изменений не будет происходить еще примерно 10¹⁰⁰ лет.

Заключительный, финальный аккорд в жизни нашего мира связан с квантовым испарением черных дыр. Более подробно мы будем об этом говорить позже, а сейчас напомним читателю, что в 1974 году появилась историческая работа С. Хокинга, в которой было показано, что гравитационная могила, черная дыра не вечна, она очень медленно «испаряется», теряя свою массу в виде квантов света. Но это будет происходить, когда космические часы покажут 10¹⁰⁰ лет. Столь огромный срок трудно себе представить.

Неопределенность наших сегодняшних знаний о значении средней плотности не позволяет сделать точный выбор между двумя вариантами будущей судьбы нашего мира. Остается открытым и вопрос о том, что будет после возможного коллапса Вселенной, произойдут ли повторные Большие Взрывы с последующими повторными Большими Коллапсами?

На этом мы прервем краткое описание космологических проблем, связанных с происхождением и эволюцией нашего мира.

Мы говорили здесь об огромных масштабах расстояний в нашей Вселенной, о смерти звезд, о галактиках, упоминали о черных дырах. Но не было сказано ни слова о том, как люди научились исследовать объекты, находящиеся от Земли на расстояниях многих тысяч световых лет, какими средствами человечество в течение своей истории получало и накапливало сведения об этих объектах. Ведь только гигантский труд многих тысяч астрономов-наблюдателей позволяет, с одной стороны, понять свойства «внеземного» мира, а с другой — использовать данные наблюдательной астрономии для создания непротиворечивой космологической системы мира. И наконец, зачастую именно с помощью этих наблюдений утверждается или отрицается истинность сложнейших теоретических построений.

Астрономы наблюдают

Ян Гевелий (1611–1687) — польский астроном, механик, оптик, художник — и его жена Эльжбета — первая женщина-астроном нового времени — наблюдают звездное небо.

Астрономия древности

Таинственное звездное небо издавна привлекает внимание людей. Нам кажется, что все небесные тела расположены как бы на поверхности огромной сферы, в центре которой находится Земля, и в какой бы точке земной поверхности мы ни оказались, все они расположены одинаково далеко от нас. Если мы внимательно будем смотреть на небо в течение нескольких ночей, то заметим, что в расположении звезд наблюдается определенный порядок и закономерность и этот порядок сохраняется в течение всего времени наших наблюдений.

Наверное, через какое-то время нам захотелось бы отождествить определенные группы звезд на небе с очертаниями знакомых фигур — треугольники, квадраты, буквы. Наши предки давным-давно проделали эту операцию, объединив группы наиболее ярких звезд в созвездия.

Некоторым созвездиям давали названия предметов, которые напоминали человеку очертания фигур, образованных яркими точками на небе (Северная Корона, Треугольник, Стрела, Весы и т. д.).

Значительное число созвездий было названо именами сказочных героев греческих легенд. Например, название шести близких друг другу созвездий — Цефей, Кассиопея, Андромеда, Персей, Пегас, Кит — иллюстрируют известную легенду о Персее и Андромеде. Другие созвездия получили названия животных — Большая Медведица, Лев, Дракон, Малый Пес, Заяц и т. д.

Название по крайней мере одного созвездия связано с исторической реальностью. Жена египетского царя Птолемея III славилась своими удивительно красивыми волосами. Во время военного похода своего мужа в Сирию она была очень обеспокоена и поклялась, что, если Птолемей III вернется живым и невредимым, срежет волосы и поместит их в храме. После удачного окончания похода царица сдержала клятву, но… вызвала тем самым гнев мужа: короткая стрижка царицы с точки зрения моды была несколько преждевременна.

К счастью, ей на помощь пришел придворный астроном Конон Самосский. Он сказал царю, что волосы Вероники уже на небе, чтобы каждый человек мог созерцать их красоту. Царь потребовал доказательств, и находчивый астроном указал ему на группу слабых звезд, которая действительно несколько напоминала волосы. Царь успокоился, а в небе с тех пор рядом с созвездием Гончих Псов появилось созвездие Волосы Вероники.

Сегодня ночное небо разделено на 88 отдельных созвездий.

Созвездия Персея. Возничего. Рыси. Фрагмент «Звездного атласа» Яна Гевелия.

Не только созвездия, но и отдельные звезды (как правило, наиболее яркие) имеют свои названия: Сириус, Вега, Бетельгейзе и др.

Многие тысячелетия истории человечества тесно связаны с наблюдениями небесных светил. Астрономию можно смело считать самой древней наукой, которая возникла отнюдь не на основе абстрактного стремления к познанию. Такие чисто астрономические процессы, как смена дня и ночи, смена времен года, определяли распорядок жизни первобытных племен на самых ранних стадиях развития человечества как вида. Наверное, можно считать, что потребность ориентироваться во времени и пространстве возникла в самые отдаленные эпохи, одновременно с развитием охоты, рыболовства, смены территорий кочевыми племенами.

В дальнейшем без астрономических данных невозможно было бы развитие сельского хозяйства и мореплавания. Итак, движущей причиной астрономических наблюдений были материальные потребности общества. Подтверждением этой мысли является хорошо известный факт независимого возникновения древней астрономии в разных частях света и в разных странах. Здесь и астрономия в Вавилоне, Китае, астрономия древних майя и многих других народов.

Конечно, все это было лишь на самых ранних стадиях развития человечества. Кто скажет сегодня, что исследование красных смещений у квазаров необходимо для путешествия из Европы в Америку или для запуска спутника? Но в древние времена астрономия самым прямым образом влияла на жизнь общества. В частности, необходимость измерять промежутки времени привела к тому, что тщательным образом стал измеряться так называемый синодический период в 29,5 дня, через который повторяются фазы Луны. Луна стала элементом культа у многих древних народов, ей приносились жертвы, первое ее появление и особенно полнолуние отмечалось специальными церемониями. Лунный период стал таким образом самой древней календарной единицей.

Вообще нужно сказать, что развитие человеческой культуры и весь путь нашей цивилизации оказался бы совершенно иным, если бы земная атмосфера была непрозрачной и люди были бы лишены возможности видеть звездное небо. Но человечеству дано счастье общения со звездами, и это общение не только вдохновляло поэтов и философов, но и определило весь путь развития современной науки.