Физика времени

Чернин Артур Давидович

Конечно, разные звезды отличаются друг от друга (это и учтено в современных расчетах расстояния до Сириуса). Поэтому определение расстояний до небесных тел и сейчас часто остается еще очень трудной, а иногда и неразрешимой задачей для астрономов, хотя со времен Гюйгенса придумано для этого немало новых способов.

Замечательная идея Бруно и основанный на ней расчет Гюйгенса стали новым шагом в изучении Вселенной. Благодаря этому границы наших знаний о мире, о его масштабах сильно раздвинулись, они распространились за пределы Солнечной системы и достигли звезд.

Картина мира

С XVII века важнейшей целью астрономии

стало изучение Млечного Пути — гигантского скопления звезд, протянувшегося через все небо. Астрономы стремились узнать, каково полное число звезд Млечного Пути, определить его действительную форму и границы, найти размеры. Лишь к XIX веку удалось понять, что все эти звезды составляют единую звездную систему, заключающую в себе все видимые глазом звезды на небе и еще великое множество других звезд. На равных правах со всеми звездами входит в эту систему и наше Солнце, а с ним Земля и планеты. Они располагаются далеко не в центре системы, а на ее окраине.

Потребовались еще многие десятилетия тщательных наблюдений и глубоких раздумий, прежде чем перед астрономами раскрылось во всей полноте строение Галактики. Так стали называть звездную систему, которую мы видим — изнутри ее — как полосу Млечного Пути. Слово галактика образовано из греческого галактос, что значит млечный.

Оказалось, что Галактика имеет довольно правильное строение и форму, несмотря на видимую беспорядочность, с которой, как кажется, рассеяны звезды Млечного Пути.

Галактика складывается из диска, гало и короны — трех ее составных частей. Как видно из нашего схематического рисунка, диск похож на две сложенные краями тарелки. Он образован звездами, которые внутри этого объема движутся по(почти) круговым орбитам вокруг центра Галактики.

Диаметр диска составляет приблизительно сто тысяч световых лет. Это означает, что свету потребуется сто тысяч лет, чтобы пересечь диск из конца в конец по диаметру. Число звезд в диске — приблизительно сто миллиардов.

В гало содержится сравнимое с этим число звезд (слово гало по-гречески значит круглый). Они заполняют слегка сплюснутый сферический объем. Звезды гало движутся не по круговым, а по сильно вытянутым орбитам. Плоскости этих орбит проходят через центр Галактики; по разным направлениям они распределены более или менее равномерно.

Диск и окружающие его гало погружены вместе в корону Галактики. Радиусы диска и гало близки друг другу, тогда как радиус короны в 5, а может быть, и в 10 раз больше этих радиусов.

О диске и гало астрономы знают уже больше полувека. А корона была открыта совсем недавно, в последнее десятилетие. Она обнаруживает себя только создаваемым ею тяготением. Дело в том, что корона невидима — из нее не исходит никакого света. Изучать невидимую корону, очевидно, нелегко.

Из-за

этого не слишком точна пока оценка ее размера и массы. Но главная загадка короны в другом — мы не знаем, из чего она состоит. Мы не знаем, содержатся ли в ней звезды, пусть даже и какие-то необычные, совсем не излучающие света. Сейчас многие предполагают, что ее масса складывается, может быть, вовсе не из звезд, а из мельчайших элементарных частиц — нейтрино *).

_{*) Об открытии и исследовании короны Галактики можно прочитать в книге: Чернин А. Д. Звезды и физика. — М.: Наука, 1984.— Вып. 38. — (Б-чка «Квант»).}

В начале нашего века, когда границы разведанной Вселенной раздвинулись настолько, что включили в себя Галактику, многие, если не все, думали, что эта огромная звездная система и есть вся Вселенная в целом. Но в 20-е годы были построены первые крупные телескопы, и перед астрономами открылись новые неожиданные горизонты. Оказалось, что за пределами Галактики мир не кончается. Наша Галактика — лишь один «звездный островок» из несметного их множества. Миллиарды звездных систем, галактик, похожих на нашу Галактику и отличающихся от нее, рассеяны тут и там по просторам Вселенной.

Фотографии галактик, сделанные с помощью самых больших телескопов, часто удивляют нас красотой и разнообразием своих форм. Правильностью округлых форм отличаются эллиптические галактики. Замечательны спиральные галактики — настоящие вихри звездных облаков. А иные звездные системы не обнаруживают никакого правильного строения: неправильные галактики клочковаты и бесформенны.

Эти три типа галактик — спиральные, эллиптические и неправильные — получившие названия по своему виду на фотографиях, открыты американским астрономом Э. Хабблом в 20—30-е годы нашего века.

Если бы мы могли увидеть нашу Галактику издалека, то она предстала бы перед нами совсем не такой, как на схематическом рисунке, по которому, мы знакомились с ее строением. Мы не увидели бы ни диска, ни гало, ни, конечно, короны, которая и вообще невидима. С больших расстояний виднелись бы лишь самые яркие звезды Галактики. А все они, как выяс-

нилось, собраны в широкие полосы, которые яркими дугами выходят из центральной области Галактики. Ярчайшие звезды Галактики образуют ее спиральный узор. Только этот узор и был бы различим издалека. Наша Галактика на снимке, сделанном астрономом из какой-нибудь далекой галактики, выглядела бы очень похожей на Туманность Андромеды, какой мы видим ее с Земли.

Исследования последних лет показали, что крупные спиральные галактики, к их числу принадлежит и наша Галактика, а также и крупные эллиптические галактики (в которых звезд может быть еще в десятки раз больше, чем в Галактике) обладают, как и Галактика, протяженными и массивными невидимыми коронами. И это очень важно: если основная доля массы галактик приходится на короны, то, значит, и вообще чуть ли не вся масса во Вселенной, или во всяком случае подавляющая ее часть — это загадочная, невидимая, но тяготеющая «скрытая» масса.