От чёрных облаков к чёрным дырам
Шрифт:
«Да будет тебе известно, что он вернулся всего лишь через год и привёз с собой значительно более ценную информацию, чем все, что тебе удалось собрать». Профессор протянул ему отчёт, составленный соперником.
На этом месте мы прощаемся с обитателями космического корабля и подумаем немного над тем, как справился со своим заданием Пурна.
Ключ к подходу Пурны содержится в его замечании, что задача упрощается благодаря многочисленности человеческой популяции. Вместо того чтобы наблюдать Лишь одно человеческое существо, он исследовал популяции, объединённые в большие группы, вроде городов в разных странах.
Рис. 1. Распределение группы людей по росту и весу (массе)
Например, на рис. 1 показано распределение людей в типичном городе но росту и массе. Заметим, что у точек на этом рисунке имеется тенденция к подъёму от малых значений роста и массы, переходящая затем в ровный участок, на котором изменения в росте не очень велики, но довольно значительны вариации массы. Кроме того, на ровном участке размещается значительно больше точек, чем на растущей части диаграммы. Что же следует из такого распределения?
Напомним, прежде всего, что распределение точек на рис. 1 относится к одному моменту времени: оно даёт характеристики человеческой популяции в момент наблюдения. Тем не менее это распределение даёт ключ к пониманию того, как отдельное человеческое существо меняет свои характеристики со временем. Так, ребёнок в момент рождения соответствует точке А в левой части распределения; где и рост, и масса малые. Когда ребёнок, растёт, эти значения увеличиваются, так что он «поднимается вверх» по распределению, пока не достигнет, полного роста во взрослом состоянии в точке В. После этого его рост уже не будет увеличиваться, а масса может. Поэтому участок ВС содержит основную часть взрослого населения. Тот факт, что на участке ВС больше точек, чем на участке АВ, говорит нам о том, что в среднем человек большую часть своей жизни проводит во взрослом состоянии и меньшую — как растущий ребёнок.
Старение человека можно связать с поседением волос на голове, а также, в большинстве случаев, с толщиной волос. Аналогично возраст может быть скоррелирован со строением кожи, меняющимся от гладкого к морщинистому.
Очевидно, что, собрав такую информацию о человеческой популяции, Пурна сумел значительно больше узнать о Человеке, чем Сунья, тщательно наблюдавший лишь одно человеческое существо. Метод, использованный Пурной, имеет и то преимущество, что он занял значительно меньше времени.
Эта книга не о людях, а о звёздах.
Приведённый пример показывает, какой подход, мы, земные наблюдатели, должны использовать, чтобы установить, как меняются звёзды, на протяжении своей жизни. К счастью, как
Ясно, что альтернативный метод, применённый Суньей, нам не годится. Например, Солнце — ближайшая к нам звезда, и, следуя методу Суньи, мы должны были бы следить за эволюцией Солнца на протяжении всей жизни этого светила. Однако никаких ощутимых изменений в Солнце за время типичной человеческой жизни не происходит; на самом деле, Солнце не претерпело никаких изменений за всю известную историю человеческой цивилизации Действительно, как мы узнаем позднее, характерный интервал времени для изменений в звезде, подобной Солнцу, составляет несколько сотен миллионов лет!
Возвращаюсь поэтому к методу, использованному Пурной, мы должны прежде всего установить, каковы те физические характеристики звёзд, которые можно наблюдать с Земли и изменения которых связаны с возрастом звёзды. В последующих главах мы обсудим эти характеристики.
Вооружённые такой информацией, мы сможем проследить примечательную историю жизни звезды, которая начинается внутри чёрного межзвёздного облака и может закончиться превращением звезды в чёрную дыру.
Глава 2
СВЕТ - КЛАДЕЗЬ ИНФОРМАЦИИ
Мимолётный взгляд на небо в ясную ночь может привести к неправильному впечатлению, что все звёзды одинаковы. Это впечатление исчезает, как только мы посмотрим более внимательно на отдельные звёзды. Мы сразу увидим, что одни звёзды ярче других. Нам, может быть, даже удастся заметить оттенки цвета: преобладающий желтоватый цвет в некоторых случаях имеет красный оттенок, а в других случаях даже голубой. Мы сможем также заметить разницу в размерах.
Профессиональный астроном, конечно, уже не использует свои глаза как единственный источник информации. В 1609 г. Галилео Галилей впервые использовал устройство, помогающее глазу вести астрономические наблюдения; он, таким образом, стал первым астрономом, применившим телескоп (рис. 2). С помощью телескопа Галилею удалось увидеть, например, спутники планеты Юпитер, которые он не смог бы различить невооружённым глазом.
Рис. 2. Телескоп Галилея
Пример Галилея указал путь прогрессу астрономии вплоть до наших дней, и мы будем идти по этому пути и дальше. В основе такого прогресса лежит следующее. Нашим главным источником информации о Вселенной является свет, приходящий из самых дальних её уголков; достигнутый прогресс заключается в том, что мы сумели собрать и интерпретировать эту информацию. Точно так же как Галилей смог открыть новые объекты во Вселенной с помощью своего телескопа, так и астрономы наших дней достигают все большего представления о. небесах, чем их предшественники. В основе этих открытий, в конечном итоге, лежит та информация, которую несёт свет, принимаемый нами «сверху».