Назад К предыдущей части


Демин В.

ЧАСТЬ 2. АРХИТЕКТУРА МИРОЗДАНИЯ


Если ты любишь смотреть на звездное небо,
Если оно привлекает тебя своей гармони
И поражает своей необъятностью -
Значит, у тебя в груди бьется живое сердце,
Значит оно сможет отзвучать на сокровенные, слова о жизни
Космоса.
"Космические легенды Востока"

 

ГАЛАКТИКИ - ОСТРОВА В БЕСКОНЕЧНОСТИ

В прошлом астрономам мало было известно о галактиках - гигантских звездных структурах, разбросанных по всем бесконечным далям Вселенной. Далекие туманные объекты привлекли повышенное внимание лишь после изобретения телескопа. Постепенно было открыто около 100 таких объектов, и уже в ХVIII веке был составлен первый каталог туманностей. За восемь лет до штурма Бастилии и начала Великой французской революции член Парижской академии Шарль Мессье (1730-1817) опубликовал список из 103 галактических туманностей, которые отныне получили порядковый номер рядом с первой буквой фамилии французского астронома. Среди них, конечно же, были и одни из самых прекрасных созданий природы, космических "чудес света" - спиральные галактики, олицетворением которых может служить туманность в созвездии Андромеды (М31 - по каталогу Ш. Мессье), видимая, кстати, при благоприятных условиях наблюдения невооруженным глазом - в форме небольшого размытого светящегося пятнышка. Другие (неспиральные) галактики, видимые без зрительных приборов, но только в Южном полушарии, - Большое и Малое Магеллановы облака, - были открыты во время кругосветного плавания сподвижников великого португальского мореплавателя и названы в его честь. Впоследствии оказалось, что это ближайшие к нам "звездные континенты".

Спиральная форма далеко не обязательная и тем более не доминирующая во Вселенной. Достаточно распространены, к примеру, эллиптические галактики. Чрезвычайный исследовательский интерес представляют те из галактик, которые связаны между собой перемычками ("мостами"). Существуют и небольшие - карликовые галактики (одна такая была открыта совсем недавно британскими астрономами в качестве крохотного спутника Млечного Пути). Чтобы достичь самых близких галактик, свету требуются сотни лет. Самые дальние из открытых на сегодня удалены от Земли на миллиарды световых лет.

До 20-х годов нынешнего века не было доподлинно известно, чем же на самом деле являются галактики. Бытовало мнение, что это космическое газообразное вещество, из которого формируются звезды и планеты. Мало у кого вызывало сомнение, что таинственные туманности составляют структуру однородного звездного мира. Хотя еще шведский натурфилософ и теософ-мистик Эммануил Сведенборг (1688-1772) высказывал проницательную догадку, что хорошо всем известный Млечный Путь, быть может, является гигантской "звездной сферой", одной из бесчисленных и необъятных множеств подобных сфер. В конце ХVIII века Вильям Гершель, наблюдавший туманности с помощью своего гигантского телескопа, сумел различить в них отдельные звезды. Время от времени высказывались соображения о туманностях как об объектах, находящихся за пределами гигантской звездной структуры, куда входит наше Солнце. Но к единому мнению ученые-астрономы не пришли. Не хватало достоверных фактов.

Главным виновником очередной революции в астрономии стал выдающийся американский ученый-космист Эдвин Хаббл. Америке невероятно повезло, причем вдвойне. Во-первых, в начале 1920-х годов в Маунт-Вилсонсовской обсерватории (Калифорния) вступил в строй крупнейший для того времени телескоп с диаметром зеркала 2,5 м. Он позволял делать высокоразрешающие снимки далеких объектов. Во-вторых, с этим телескопом стал работать не кто-то иной, а именно Хаббл. По полученным фотографиям он быстро установил, что все размытые пятнышки многочисленных туманностей в действительности - гигантские космические системы, состоящие из миллиардов звезд. Хаббл же предложил и первую классификацию галактик, выполненную в удобной графической форме - в виде "камертона" (рис. 56).

В ручке "камертона" находятся эллиптические галактики различных форм - от шара до линзы. По развилке располагаются спиральные галактики - по мере изменения их "орнамента". Спиральные рукава - результат вихреобразного вращения гигантских звездных систем. Но закономерности их образования те же, что и в обычной гидродинамике. Точно так же образуются, к примеру, циклоны в атмосфере Земли и похоже они выглядят на фотографиях, сделанных со спутников из Космоса. Вихревая концепция Мироздания давно и плодотворно используется в космогонии и восходит к классическим работам Кеплера и Декарта. Впоследствии вихревую модель успешно применили Кант и Лаплас при разработке чрезвычайно популярной в свое время небулярной теории происхождения Солнечной системы. Установлено, что основную массу во Вселенной составляют спиралевидные галактики: их около 75%, эллиптических - 20%, а имеющих неправильную форму - 5 %.

Самих же галактических систем в безднах Космоса просто не счесть: чем дальше вглубь - тем все больше новых и новых галактик. Расположены они на значительном отдалении от нашей собственной Галактики - системы Млечного Пути. И главное - являются основными структурными элементами самой Вселенной. Раздвинув границы наблюдаемой Вселенной до 500 миллионов световых лет, Хаббл насчитал в этом участке бесконечного Космоса до 100 миллионов галактик. В настоящее время счет галактик ведется на миллиарды. Число звезд в самых больших из них оценивается до 1012 -10 13 (для сравнения: количество звезд в нашей собственной Галактике - 1011). Подсчет звезд и галактик в настоящее время производится автоматически с помощью специального оборудования. Ученые обнаружили в мире галактик даже такие процессы, которые наталкивают на аналогии с миром живых явлений. Так, американский астроном Джон Гриббин привел в 1977 году фотографию, напоминающую процесс родов у животных и человека: из материнской галактики как бы извергаются галактики-эмбрионы. У других галактик, по-видимому, есть щель, сопряженная с расположенными поблизости галактиками и вращающимися вокруг "матки"*.

Хабблу принадлежит и названный его именем закон установления зависимости расстояния галактик от красного смещения в их спектрах. Впоследствии на данном основании было сделано предположение о разбегании галактик. Парадоксальность ситуации заключается в том, что сам Хаббл долгое время отрицал сам факт расширения Вселенной и отстаивал ее устойчивую модель. В главном своем труде "Мир туманностей" он писал: "Тщательное исследование возможных источников ошибок показывает, что наблюдения, по-видимому, согласуются с представлениями о нескоростной природе красных смещений <...> В теории до сих пор продолжается релятивистское расширение Вселенной, хотя наблюдения и не позволяют установить характер расширения <...> Исследование будет продолжено. Пока не исчерпаны возможности эмпирического подхода, не следует погружаться в призрачный мир умозрительных построений"**.

Хотя в представлении современного читателя Хаббл считается чуть ли не отцом концепции "Большого взрыва", сам он до конца дней своих относился подчеркнуто осторожно (и даже настороженно) к подобной "славе", предпочитая использовать по отношению к новомодной теории сослагательное наклонение, оговорки и вводные предложения и постоянно высказываясь в том смысле, что не за горами, дескать, более надежное и непарадоксальное представление о начальных и ранних этапах происхождения Вселенной. Вот что, к примеру, говорил он на лекции, прочитанной на собрании английского королевского астрономического общества за четыре месяца до смерти:

Я намерен рассмотреть закон красного смещения,- связь между расстояниями туманностей и смещениями линий в их спектрах. Это одна из двух обнаруженных характеристик той части Вселенной, которая может быть изучена и, вероятно, способна дать представление о состоянии Вселенной как целого. По этой причине важно, что закон, определяющий эмпирическую связь между данными наблюдений, был установлен вплоть до пределов, достижимых самыми крупными телескопами. Тогда с ростом точности перечень возможных интерпретаций, допускаемых неуверенностью наблюдения, может быть соответственно сокращен. Итак, когда будет достигнута окончательная формулировка [закона], свободная от систематических ошибок и с достаточно малыми случайными погрешностями, число конкурирующих интерпретаций будет сведено к минимуму.

Эдвин Хаббл. Закон красного смещения.

 

Красное смещение - обычное физическое явление (рис. 57), но объясняется оно вовсе не "разбеганием" источников электромагнитного излучения, а тормозящим действием сил тяготения, приводящим к уменьшению скорости света. В спектре Солнца также наблюдается красное смещение, но из этого, разумеется, не вытекает, что Солнце "убегает" от Земли. Существуют и иные объяснения факта красного смещения: 1) "старение" света, то есть потеря фотоном части своей энергии при движении в пространстве (А.А. Белопольский - Россия); 2) аннигиляция (исчезновение) вещества (Х. Альвен - Швеция); 3) зависимость массы элементарных частиц и излучения от времени (Ф. Хойл - Англия; Дж. Нарликар - Индия) и т.д. Как тут не вспомнить старый афоризм Паскаля: "Нет несчастия хуже того, когда человек начинает бояться истины, чтобы она не обличила его".

Хотя нас окружает бессчетное число галактик, человека, конечно же, в первую очередь интересует и всегда будет интересовать его собственный дом - Галактика Млечного Пути (рис. 58). Он постоянно напоминал о себе, всегда был перед глазами - во всякие эпохи и в любых концах земли. И во все времена люди задавались вопросом: что же за расчудесное явление раскинулось у них перед глазами. В одном из астрономических трактатов Аристотеля Млечному Пути посвящена отдельная глава. Великий Стагирит приводит различные мнения относительно его происхождения, высказанные различными мыслителями - от Пифагора до современных ему ученых. Но формулирует и собственную точку зрения, исходя из науки того времени. При этом выдвигается верная в общем-то догадка, что Млечный Путь является своего рода "хвостом", наподобие кометного, но созданным не одним небесным телом, а множеством звезд.

Мы же поведем рассуждение, повторив наши исходные положения. Как уже было сказано, внешний [слой] так называемого воздуха имеет свойства огня, так что, когда движение [неба] разрежает воздух, выделяется такой состав, каким и являются, по нашему учению, кометы. Нам следует представлять себе возникновение [Млечного Пути] подобным возникновению [комет], когда такое выделение образовалось не само по себе, но под действием какой-нибудь неподвижной или блуждающей звезды. Эти [светила] кажутся тогда кометами, потому что при перемещении им сопутствует такое же образование, что и Солнцу, из-за которого, как мы утверждаем, благодаря отражению и появляется гало (когда у воздуха оказывается необходимый [для этого] состав). Следует признать, что происходящее с одной из звезд происходит и со всем небом, и со всем верхним обращением, ибо вполне разумно [предположить], что если движение одной звезды, то тем более движение всех [звезд] производит такое действие и воспламеняет [воздух], разрежая его из-за величины круга [вращения], прежде всего там, где звезды особенно часты, особенно многочисленны и велики. В круге Зодиака такой состав разрушается ходом Солнца и блуждающих звезд, именно поэтому большинство комет образуется вне тропиков. Кроме того, у Солнца и Луны хвосты, [как у комет], не образуются, ибо рассеивание [происходит] слишком быстро, чтобы такой состав успел образоваться. Между тем круг, в котором является наблюдателю Млечный Путь, - самый большой круг и расположен он так, что далеко выходит за тропики. Добавим к этому, что эта область заполнена самыми большими и яркими звездами, а кроме того, так называемыми рассеянными звездами (они видны совершенно ясно).

Аристотель. Метеорологика

 

Лишь в середине нынешнего века стало ясно, что Млечный Путь - гигантский рукав скрученной в спираль огромной звездной системы, одной из множества давно известных спиральных галактик. Диаметр Млечного Пути - 100 000 световых лет. Количество составляющих его звезд превышает 100 миллиардов (точная цифра пока не установлена). Спиралью Млечный Путь - так же, как и любая другая галактика данного типа, - предстает, естественно, только будучи повернутым к наблюдателю своим "лицом". С ребра спиральная галактика выглядит наподобие линзы - выпукло-шарообразная центральная часть и дископодобный обод (рис. 59).

Однако наша Галактика не ограничивается одними лишь звездами, образующими ее диск. Несколько процентов от общей галактической массы составляют межзвездный газ и галактическая пыль. На некотором отдалении от галактического диска разбросано множество звездных шаровых скоплений - своего рода спутников Галактики. Каждое такое скопление содержит до миллиона звезд. Наконец, сравнительно недавно выяснилось, что Галактика имеет еще и протяженную корону, которая простирается на расстояние, в несколько десятков раз превышающее диаметр диска. (Схематически это изображено на рис. 60.)

Диск Галактики вращается в виде целостности - наподобие тарелки. Угловая скорость вращения вокруг центра отдельных звезд разная. Вращение Галактики было открыто в 1925 году нидерландским астрономом Яном Хендриком Оортом (1900-1992). Он же определил и положение ее центра, находящегося в направлении созвездия Стрельца. Расстояние до него составляет приблизительно 30 000 световых лет. Изучая относительное движение звезд, Оорт установил также, что Солнце движется и вокруг центра Галактики по орбите, близкой к круговой, со скоростью 220 км/сек (современные измерения доводят эту величину до 250 км/сек). Полный оборот вокруг центра совершается примерно за 2,2.108 лет.

Подсчитано, что для создания притяжения, которое заставило бы Солнце двигаться по орбите на указанном расстоянии и с указанной скоростью, центр Галактики должен иметь массу, в 90 000 000 000 раз превосходящую массу Солнца. Если принять, что в центре Галактики сосредоточено 90% ее массы, то общая масса Галактики должна быть в 100 000 000 000 раз больше массы Солнца. Отсюда делается вывод, что именно такое количество звезд (то есть единица с 11 нулями) составляет нашу Галактику (хотя некоторые ученые называют более высокую цифру). Установлена и скорость вращения некоторых других галактик; она колеблется от 100 до 300 км/сек.

Так как мы находимся внутри собственного дома - Галактики, - нам не дано воочию увидеть ни великолепия спиральных рукавов, ни ядра, в центре которого находится таинственный источник колоссальной энергии (подсчитано, что его мощность равна 100 миллионов Солнц, хотя размеры не столь велики - примерно в пределах орбиты Юпитера). Ученые верно подметили, что наша Галактика (как, впрочем, и другие) чрезвычайно напоминает живой организм. Она обладает своего рода обменом веществ - своего рода "космическим метаболизмом". Различные объекты Галактики и составные элементы ее иерархии находятся в состоянии непрерывного взаимодействия*.

А что же творится вокруг нашего галактического острова? Что находится в далях бесконечности, там, куда едва достают самые мощные радиотелескопы? Еще совсем недавно ученые полагали, что галактики образуют во Вселенной достаточно однородную массу, равномерно и монотонно распределяясь в необозримом космическом пространстве. Все оказалось не так! Обнаружилось, что на самом деле галактики сбиты в комки, а между ними - зияющие пустоты. Причем комья эти образованы не отдельными галактиками, а их скоплениями, известными астрономам и раньше. По существу, вся Вселенная состоит из подобных сверхскоплений. Обычные скопления образуют сверхскопления, подобно бусинкам на нитке. Так была открыта крупномасштабная структура Вселенной - одно из значительных достижений теоретической космологии, наблюдательной астрономии и практической астрофизики в конце ХХ века**.

_______________
* См.: Мухин Л.М. Мир астрономии: Рассказы о Вселенной, звездах и галактиках. М., 1987. С. 108.
** См.: Пиблс Ф.Дж.Э. Структура Вселенной в больших масштабах. М., 1983; Бернс Дж. О. Гигантские структуры Вселенной // В мире науки. 1986. No 9.

 

Самые большие из обнаруженных на сегодня сверхскоплений напоминают длинные волокна или же сферические оболочки, состоящие из сотен и даже тысяч галактик. Самое большое из обнаруженных скоплений имеет протяженность более 1 миллиарда световых лет. Такое вытянутое галактическое волокно было открыто в области созвездий Персей и Пегас. Начинаясь вблизи Персея, оно, плавно изгибаясь, уходит в южном направлении. Здесь можно насчитать 16 структурных элементов, состоящих из галактических "кучек". Между ними равномерные зазоры длиной по 160 миллионов световых лет. Космические пустоты столь же протяженны. Так, измеренные расстояния между волокнами достигают 300 миллионов световых лет. Все это позволило космологам сравнивать структуру Вселенной с гигантской губкой или ноздрястой головкой сыра.

Интенсивное изучение галактик, в том числе и с помощью радиотелескопов, открытие фонового излучения, новых, совершенно необычных космических объектов типа квазаров привело к возникновению новых загадок и к созданию множества космологических моделей строения и происхождения Вселенной. Как же современные ученые представляют себе происхождение и эволюцию различных космических структур? Автор данной книги исходит из традиционно-классической предпосылки правильного понимания данной проблемы, подтвержденного авторитетом мирового космистского мировоззрения. Суть такого подхода в следующем. Вселенная существует вечно, пребывая, однако, в непрерывном движении, развитии, возникновении и исчезновении ее многоразличных и неисчерпаемых форм, их постоянной трансформации и взаимопереходах друг в друга. Конкретные космические объекты (конечные - в отличие от бесконечно-целостной Вселенной) постоянно эволюционируют: они рождаются, живут и умирают, но на их месте незамедлительно появляются новые. Все в мире устроено так, что если, к примеру, конкретные отдельно взятые звезды, планеты, галактики гибнут, то звезда, планета, галактика как явление природы не исчезают, и их общее невообразимо большое количество во Вселенной сохраняется.

 

Все космогонические старые и новые естественно-научные теории (а точнее - гипотезы) - сколь бы сложны или вычурны они ни были - крутятся вокруг двух простых слов "холодно" и "горячо". Первые утверждают, что исходный материал, из которого образовались небесные тела, был сначала холодным, а затем постепенно (или, напротив, мгновенно) разогревался. Вторые доказывают обратное: исходный материал изначально был горячим (и даже - сверхгорячим), а остывание началось после образования космических протообъектов. В первом случае мы имеем дело с так называемыми "холодными моделями", во втором - с "горячими". Но, как уже говорилось: моделей много - мир один.

Весомый вклад в разработку космогонических идей внес известный советский астроном В.А. Амбарцумян (1908-1996). Его взгляды и подходы разделяют ученые разных стран. Особенно конструктивными и плодотворными астрономические и космологические наработки Амбарцумяна оказались в области галактической и внегалактической астрономии. По мнению ученого, эволюция любой галактики в очень большой степени зависит от активности и деятельности ее ядра. Эта точка зрения не считается общепринятой. Наличие ядра - распространенное свойство галактик (хотя есть галактики и без ядер). Ядра есть и в нашей Галактике, и в галактике Андромеды, и во многих других. Что они собой представляют? Ядро галактики Андромеды, например, - небольшая звездная система, диаметром около 10 световых лет. Это небольшая величина, если учитывать, что диаметры самих галактик измеряются иногда несколькими десятками тысяч световых лет. Ядра галактик - очень плотные образования, там множество звезд, и есть предположение, что ядра состоят только из звезд. Но еще в 40-х годах нашего столетия было открыто, что некоторые ядра, видимо, находятся в каком-то странном, возбужденном состоянии, там происходит движение газов со скоростью около 1 000 километров в секунду. Массы этих газов огромны, они измеряются тысячами солнечных масс, а иногда и сотнями тысяч. Каков же источник газов? Изучение радиогалактик позволило предположить, что в каждом ядре есть какое-то тело, обладающее незвездными свойствами, которое выбрасывает из себя огромные массы газов. Наконец, существуют компактные галактики. Это, по сути дела, одно ядро, и ничего больше.

Галактики, вероятно, начинают свое существование как образования неопределенной формы - типа Магеллановых облаков. Под влиянием активности их ядер они постепенно принимают спиральную структуру. Выбрасывающиеся из ядра массы располагаются вблизи ядра вдоль магнитных силовых линий, которые затем из-за вращения галактики закручиваются и образуют спиральные ветви. Эти ветви должны беспрерывно возобновляться путем выбросов вещества из ядра, так как из-за утечки вещества вдоль магнитных силовых линий ветви могут исчезнуть через относительно короткое время в несколько сотен миллионов лет. Каким образом пополняется масса ядер, мы пока еще не знаем. Астрономы считают, что в течение существования нашей собственной Галактики (системы Млечного Пути) из ее ядра было выброшено около 10% ее общей массы, что составляет массу 20 миллионов Солнц. Такое большое уплотнение вещества в сравнительно небольшом объеме, которое имеется в ядре нашей Галактики, нигде больше не наблюдается.

В. А. Амбарцумян высказал мнение, что само ядро состоит из так называемого гиперонного газа с фантастической плотностью, а именно 1015 г/см3: один кубический сантиметр этого газа должен весить 100 000 000 тонн. На поверхности этого гиперонного ядра происходит превращение гиперонов в нейтроны, которые затем распадаются на протоны и электроны. Это приводит к наблюдаемому образованию межзвездного водорода в ядрах галактики. В своем дальнейшем развитии галактика продолжает сжиматься и принимает форму плоского диска, который сохраняет свою спиральную структуру. Плотность галактики повышается, и число образующихся в ней звезд увеличивается. В течение нескольких десятков миллиардов лет активность ядер в конце концов истощается, спиральная структура исчезает и галактика становится эллиптической, без признаков внутренней структуры и без сверхплотного ядра. В эллиптической галактике звезды образуются в ограниченном числе. Английские астрономы оценили возраст некоторых бесструктурных и спиралеобразных галактик по содержанию в них массы и по их яркости: одной из самых молодых галактик является Малое Магелланово облако, которое образовалось около 5 миллиардов лет тому назад, галактика М31 в созвездии Андромеды имеет возраст 35 миллиардов лет, а галактика М101 в созвездии Большой Медведицы даже 140 миллиардов лет. Наша Галактика, по мнению большинства ученых, относится к сравнительно молодым галактикам.

 

В ПУЧИНАХ "БОЛЬШОГО ВЗРЫВА"

Особого внимания и осмысления требует наиболее распространенная в настоящее время модель "горячей" Вселенной, сопряженная с концепцией "Большого взрыва" (рис. 61, 62). Не надо думать, что представление о расширяющейся Вселенной - открытие ХХ века. Мысли о расширяющемся Космосе высказывались еще в Ригведе и в орфико-пифагорейских космологических учениях. В конце концов электромагнитные волны, включая свет, от любого ненаправленного и несфокусированного источника не могут быть ничем иным, кроме как расширяющейся сферой электромагнитного фронта. Космологи-релятивисты просто абсолютизировали взрывной характер данного вполне естественного процесса. К тому же релятивистские космологические модели получены исключительно умозрительным путем и усилием мысли же произвольно перенесены затем на весь Космос.

Согласно концепции "Большого взрыва", Вселенная возникла из одной точки, радиусом равной нулю, но с плотностью равной бесконечности* (рис. 63, 64). Что это за точка, именуемая сингулярностью, каким образом из ничего появляется вся неисчерпаемая Вселенная и что находится за пределами сингулярности - об этом сторонники и пропагандисты данной гипотезы умалчивают. "Большой взрыв" произошел 10-20 миллиардов лет назад (точный возраст зависит от величины постоянной Хаббла, вводимой в соответствующую формулу). Эта величина, в свою очередь, может иметь различные значения в зависимости от методов, применяемых для измерения расстояния от Земли до галактик.

В целом же трезвый подход к квазикосмистским умозрениям типа "Большого взрыва" хорошо выразил известный шведский физик и астрофизик, лауреат Нобелевской премии Х. Альвен. Отнеся данную гипотезу к разряду математических мифов и отмечая возрастание фанатичной веры в него, он пишет: "...Эта космологическая теория представляет собой верх абсурда - она утверждает, что вся Вселенная возникла в некий определенный момент подобно взорвавшейся атомной бомбе, имеющей размеры (более или менее) с булавочную головку. Похоже на то, что в теперешней интеллектуальной атмосфере огромным преимуществом космологии "Большого взрыва" служит то, что она является оскорблением здравого смысла: credo, quia absurdum ("верую, ибо это абсурдно")! Когда ученые сражаются против астрологических бессмыслиц вне стен "храмов науки", неплохо было бы припомнить, что в самих этих стенах подчас культивируется еще худшая бессмыслица"**.

В рамках теории "Большого взрыва" отрицается вечность и бесконечность Вселенной, так как Вселенная имела начало во времени и по прошествии даже максимального срока в 20 миллиардов лет успела расшириться (раздуться) на ограниченное расстояние. Что находится за пределами радиуса расширяющейся Вселенной - тоже запретная тема для обсуждения. Обычно отделываются ничего не объясняющими утверждениями, смысл которых примерно следующий: Вселенная такова, потому что это вытекает из математических формул. В частности, сингулярность получается путем чисто математических преобразований и затем проецируется на космическую реальность. Вообще объектом релятивистской космологии являются предельно абстрактные модели, опирающиеся на сложнейший математический аппарат. При этом сначала решаются уравнения или доказывается теорема, а затем уже решается вопрос о том, каким образом следует скорректировать прежнее, не менее абстрактное математическое описание Космоса или, быть может, заменить старую космологическую модель на новую.

С полной очевидностью он обнаруживается и в истории с космологической сингулярностью. Впервые релятивистская идея расширяющейся Вселенной была сформулирована и математически обоснована российским ученым А.А. Фридманом в двадцатые годы. Его ученик Дж. Гамов рассчитал в конце сороковых годов модель горячей взрывающейся Вселенной, положив начало концепции "Большого взрыва". Но широкое распространение и внедрение эта теория получила лишь с середины 1960-х годов.

Вот как излагает историю вопроса С. Хокинг - один из наиболее авторитетных современных ученых, внесший большой личный вклад в развитие и распространение релятивистской космологии (ныне Хокинг руководит той самой кафедрой в Кембриджском университете, которую когда-то возглавлял Ньютон, - свидетельство наивысшего признания в научном мире). Отправной точкой размышлений Хокинга послужила теория другого английского математика и физика - Р. Пенроуза. Обосновывая начало Вселенной во времени и исходя из поведения световых конусов в общей теории относительности, Пенроуз математически показал, что когда звезда сжимается под действием собственных сил гравитации, она ограничивается областью, поверхность которой в конце концов сжимается до нуля. А раз поверхность этой области сжимется до нуля - следовательно, то же самое должно происходить и с ее объемом. Все вещество звезды будет сжато в нулевом объеме, так что ее плотность и кривизна пространства-времени станут бесконечными. В данной ситуации и возникает сингулярность, выведенная исключительно математическим путем в рамках теперь уже классической теоремы Пенроуза*.

В 1965 году Хокинг познакомился с теорией Пенроуза и решил распространить ее на всю Вселенную, изменив при этом направление времени на обратное так, чтобы сжатие перешло в расширение. Другими словами, в математических уравнениях был заменен знак, что позволило ввести новую модель Большого Космоса, совмещенного с "Большим взрывом", точкой отсчета которого стала сингулярность. Спустя пять лет Хокинг опубликовал на эту тему работу уже совместно с Пенроузом**. Вот, собственно, и вся подоплека господствующей в настоящее время модели Вселенной, которая в дальнейшем уточнялась в деталях, но не в принципе.

______________
* См.: Пенроуз Р. Гравитационный коллапс и пространственно-временные сингулярности // Альберт Эйнштейн и теория гравитации. М., 1979. С. 390-395.
** См.: Хокинг С. От Большого взрыва до черных дыр: Краткая история времени. М., 1990. С. 45-50.

 

Показательно, что теория целиком и полностью родилась "на кончике пера" и соткана из тончайшей математической паутины. Ее возможное соответствие космической реальности целиком и полностью зиждется на энтузиазме и активности авторов, поддерживающих друг друга и поддерживаемых не менее дружно всеми возможными информационными средствами. В действительности ничего, кроме искусной комбинации математических отношений, существующих в двух вариантах - либо в голове теоретика, либо в письменном или напечатанном виде, авторы "взрывотворящих" космологических гипотез предложить не могут.

Тем не менее разработка концепции "Большого взрыва" происходила в ускоренном режиме. Не связанные какими бы то ни было ограничениями, теоретики дали полную волю своему воображению. особенно их привлекали краевые значения: что было в самом начале и что ждет их детище в самом конце. Проблема "начала" породила необозримый поток публикаций, включая быстро завоевавшие популярность монографии, такие, к примеру, как переведенная на многие языки книга американского физика, лауреата Нобелевской премии Стивена Вайнберга "Первые три минуты: Современный взгляд на происхождение Вселенной". Здесь, так сказать, посекундно расписано, как вела себя материя, возникшая из ничего, в первые три минуты своего существования.

Но посекундного расписания оказалось мало. Стали разрабатывать модели (повторим, - сугубо абстрактно-математические), позволяющие представить, что было (точнее - "было бы, если бы было") со Вселенной в первые десятые и даже сотые доли секунды. Особую известность получила так называемая "инфляционная модель" Вселенной, разработанная российским космологом А.Д. Линде. Ее популярность и быстрое признание были обусловлены тем, что с помощью новых математических допущений удалось преодолеть возникшие противоречия между двумя теоретическими "китами" - космологией и физической теорией элементарных частиц.

Специалисты по теории элементарных частиц давно обращали внимание на неясные моменты космологии и задавали вопросы, которые казались почти метафизическими. Что было до начала расширения Вселенной? Почему Вселенная однородна и изотропна? Почему разные ее части, далеко удаленные друг от друга, так похожи, хотя формировались независимо? Поначалу казалось, что ответы на эти вопросы выходят за рамки целей и возможностей науки. Именно поэтому такой большой интерес вызвала предложенная Линде теория инфляционной, раздувающейся, Вселенной, в которой удалось ответить на большую часть приведенных вопросов. Общая черта различных вариантов инфляционной теории - существование стадии очень быстрого (экспоненциального) расширения Вселенной в вакуумоподобном состоянии с огромной плотностью энергии. Эта стадия и называется стадией инфляции. После нее вакуумоподобное состояние распадается, образующиеся при этом частицы взаимодействуют друг с другом, устанавливается термодинамическое равновесие, и лишь вслед за этим Вселенная начинает эволюционировать согласно стандартной модели "горячей Вселенной". В типичных моделях инфляции стадия раздувания продолжается всего 10-35 с, но за это время раздувающиеся области Вселенной успевают увеличить свой размер в 10000000000 Є 1010 раз*.

Вдохновленный "инфляционным подходом", Стивен Хокинг решил довести ультрарелятивистскую модель "Большого взрыва" до логического конца и ответить на весьма щекотливый вопрос: что же станет со Вселенной, когда она завершит эволюцию, предписанную математическими уравнениями. Ответ обескураживает своей бесхитростной простотой: она опять превратится в сингулярность, то есть в точку с нулевым радиусом. Хокинг даже припугивает: "Сингулярности не будет лишь в том случае, если представлять себе развитие Вселенной в мнимом времени"**. Вот так: либо соглашайся с сингулярностью, либо будешь жить в мнимом времени! Ужасная просто перспектива! Хорошо еще, что она существует только в разыгравшемся теоретическом воображении, а мнимое время - такая же математическая абстракция, как и сингулярность.

Итак, модель "Большого взрыва" - всего лишь одна из возможных воображаемых конструкций, плод игры теоретической мысли. Воистину прав был Максимилиан Волошин, который, точно предвидя грядущий теоретический "беспредел", писал:

 

Мы, возводя соборы космогоний,
Не внешний в них отображаем мир,
А только грани нашего незнанья...

________________
* См.: Выступление А.Д. Линде на Международной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения А.А. Фридмана в обзоре: Горячие точки космологии // Природа. 1989. No 7.
** Хокинг С. От Большого взрыва до черных дыр: Краткая история времени. М., 1990. С. 121.

 

Не менее показательно и другое. Гипотетические расчеты релятивистов относительно вероятного возраста расширяющейся или раздувающейся модели Вселенной постоянно вступают в противоречия и оказываются несовместимыми с расчетами, полученными другими методами и в других отраслях знания. В частности, это касается химического возраста звезд и геологического возраста Земли, если наложить имеющиеся и научно обоснованные данные на релятивистскую шкалу времени. И расчетный возраст Земли, превышающий по современным геофизическим данным 10 миллиардов лет, и измерения изотропного возраста метеоритов не вписываются в релятивистские временные параметры Вселенной, предусматривающие ее начало в результате Большого взрыва, а по существу опровергают их. Так, возраст горных пород, полученных в Кольской сверхглубокой скважине, оценивается в 13 миллиардов лет. Или другой факт. Еще в 1980-е годы был открыт квазар, свет от которого по расчетам астрономов идет до земного наблюдателя более 60 миллиардов лет*. Значит, столько же существует и сам квазар, который никак не вписывается в прокрустово ложе гипотезы "Большого взрыва". Значит, не менее указанного срока существует и данный участок Вселенной. И сама Вселенная!

Сам же Хокинг, когда он попытался внести коррективы в первоначальные представления о сингулярности, не встретил никакой поддержки в кругу единомышленников: джин, как говорится, был выпущен из бутылки. Это наглядно демонстрирует простой факт: с одной стороны, самые строгие математические выводы в любое время можно менять на диаметрально противоположные (как это и было проделано Хокингом: в теореме Пенроуза направление времени было изменено на обратное, а в дальнейшем было введено понятие мнимого времени); с другой стороны, ученый мир волен принимать или не принимать даже самые безукоризненные математические выкладки. (Вот оно лишнее подтверждение применительно к современной ситуации внауке известного тезиса Н.Ф. Федорова о "небратском" отношении между учеными, для преодоления которого необходимо овладение принципами "космической этики".)

Подобная "методология", естественно, чревата полным беспределом. Так, попытка описать пространство вокруг вращающейся "черной дыры" с помощью эллипсоидальной системы координат (так называемое решение Керра, допускающее бесконечно большое число вселенных прошлого и будущего) - расчеты проделаны все тем же Пенроузом и оформлены им в виде наглядных диаграмм - и экстраполяция полученных выводов на окружающий мир приводит к следующей картине Вселенной. "Представим себе, например, космонавта, вылетевшего с Земли и нырнувшего в вращающуюся или заряженную черную дыру. Немного пространствовав там, он обнаружит Вселенную, являющуюся его же собственной, только на 10 минут более ранней во времени. Войдя в эту более раннюю Вселенную, он обнаружит, что все обстоит так, как было за несколько минут до его отправления. Он может даже встретить самого себя, полностью готового к посадке в космический корабль. Встретив самого себя, он может рассказать себе же, как он славно попутешествовал. Затем, вдвоем с самим собой, он может... снова повторить тот же полет!"*.

Попытки критически осмыслить подобные допущения или выдвинуть контраргументы наталкиваются нередко на далеко не научное противодействие. Об этом говорят многие западные авторы. Американский астроном Дж. Бербидж попытался проанализировать причины странной популярности гипотезы "Большого взрыва", в основе которой лежат непроверенные предположения. Прежде всего ошеломил темп ее распространения: на Западе конференции, посвященные данной космологической модели, проводятся в среднем раз в месяц. В учебниках релятивистская модель излагается как доказанная раз и навсегда и единственно возможная. Опубликовать в научном издании альтернативную статью практически невозможно из-за наличия жесточайшей цензуры. Сторонником альтернативных подходов чрезвычайно трудно получить финансовую поддержку (в то время как для релятивистов она идет широким потоком) и даже время для наблюдений на телескопе. Так, известному астроному Х. Арпу было отказано в наблюдениях крупнейшими американскими обсерваториями, поскольку целью его исследований были поиски фактов против релятивистской космологической модели. А ведь Х. Арпу принадлежит заслуга в открытии двойных галактик, связанных друг с другом туманными струями. При этом красное смещение у двух взаимосвязанных объектов оказалось совершенно различным, что, естественно, не вписывалось ни в гипотезу "Большого взрыва", ни даже в истолкование факта красного смещения*.

Свободное оперирование теоретическими конструкциями, без их сопряжения с научной (а в данном случае - космистской) методологией приводит к отрыву от материальной действительности результатов математических операций и как следствие - к самым парадоксальным и невероятным выводам. Подтверждением тому может служить гипотеза "фридмонов" М.А. Маркова. Согласно этой гипотезе, "Вселенная в целом может оказаться микроскопической частицей. Микроскопическая частица может содержать в себе целую Вселенную"**. Подобные микроскопические объекты, "внутри" которых могут находиться звездные системы, галактики, цивилизации, получили название "фридмонов" (в честь А.А.Фридмана). Выдвигаемые положения наглядно иллюстрируются с помощью знаменитого "демона Максвелла" - гипотетического существа, способного оказаться в любой невероятной ситуации и описать ее. Вот что увидел бы такой "демон" при полете через Вселенную, представляющую собой "фридмон". Двигаясь от центра нашей Вселенной, "максвелловский демон", пройдя ультрамакроскопические расстояния между галактиками, в конце концов оказался бы в некоторой области, где наш мир с помощью микроскопической горловиной сферы связан с другим, "внешним" по отношению к нашему, пространством. Но если бы любознательный "демон" протиснулся сквозь горловину за пределы "фридмона" и взглянул со стороны на нашу Вселенную, то с удивлением обнаружил бы, что извне она представляется микроскопическим объектом.

Вывод о макро-микроскопической Вселенной базируется на строгом и оригинальном математическом расчете. Но значит ли это, что предлагаемое решение и является абсолютной "формулой мира", раскрывающей самые что ни на есть фундаментальные закономерности движущейся материи? Ничуть. Упомянутая формула является одной из бесчисленного множества возможных и столь же равноправных моделей и формул, каждая из которых будет описывать вполне определенную (новую в каждом отдельном случае) совокупность объективных природных отношений.

В модели "фридмона" учитывается соотношение полузамкнутой неевклидовой сферы с различными величинами ее радиуса, а также с гравитационной и световой константами, полными электрическим зарядом системы и массой вещества, содержащегося в границах описываемой Вселенной. При определенных значениях заданных величин, и в частности - радиуса сферы, ее поверхность может увеличиваться от нуля до некоторого максимума, а затем уменьшаться, стягиваясь в одну точку. Неудивительно, что получаются именно такие результаты. Отношения математических величин нередко обращаются в нуль. Точно так же отношение двух бесконечно больших (в математическом смысле) Евклидовых сфер может реализоваться в одной бесконечно малой (опять-таки в математическом смысле) точке: например, при соприкосновении таких сфер. Налицо объективное отношение, при котором бесконечно большое переходит в бесконечно малое (или наоборот) и онтологию которого легко можно понять, используя философские космистские принципы. Такую геометрическую модель можно наполнить и определенным физическим содержанием. Но даст ли это право обращать ее в узду для бесконечной Вселенной? Нет, потому что в конкретные отношения, с какой бы степенью полноты они ни были бы познаны, нельзя втиснуть неисчерпаемые материальные отношения. Нет, потому что бесконечная и вечно движущаяся Вселенная не сводится к одним лишь отношениям. Вместе с тем понимание сути отношений, присущих им объективных закономерностей, включая и закономерности их отображения в научных понятиях и теориях, помогают составить правильное представление о материальной действительности и на этой основе построить единую научную картину мира.

В 60-е годы нынешнего столетия было обнаружено микроволновое фоновое излучение, равномерно заполняющее все космическое пространство. Оно представляет собой радиоволны миллиметрового диапазона, распространяющиеся по всем направлениям. Таинственное явление было открыто американскими радиоастрономами Арно Пензиасом и Робертом Вильсоном, за что оба были удостоены Нобелевской премии. "Фотонный газ" равномерно заполняет всю Вселенную. Его температура близка к абсолютному нулю - около 3К. Зато энергия, сосредоточенная в нем, - превышает световую энергию всех звезд и галактик, вместе взятых, за все время их существования.

Новооткрытое явление немедленно было истолковано как температурно-ослабленное излучение, образовавшееся вместе со всей Вселенной в результате Большого взрыва 10-20 миллиардов лет тому назад. За истекшее время эти, по-другому называемые еще "реликтовыми", фотоны якобы успели остыть до температуры около трех градусов по шкале Кельвина. "Нормальными" и "ослабленными" световыми квантами наполнено все космическое пространство: на каждый протон приходится несколько десятков миллионов фотонов. Так что же представляет собой это загадочное "реликтовое" излучение? И можно ли говорить о "реликтовых" фотонах? Представляется, что особого внимания на сей счет заслуживает мнение известного специалиста в области космической проблематики профессора Василия Петровича Селезнева, действительного члена Академии космонавтики им. К.Э. Циолковского, руководителя секции общей физики Московского общества испытателей природы.

Существование фонового излучения, равномерно заполняющего все космическое пространство, - считает академик, - является экспериментально установленным фактом. Объяснить физическую природу такого излучения оказалось весьма трудно. Интуиция некоторых исследователей не без основания направила на поиски причин в малоизученную область знания - космологию, связанную с происхождением всей нашей Вселенной. Однако в этом поиске почему-то возобладал односторонний подход: во внимание берется только одна предполагаемая причина возникновения "реликтового" излучения (так называемый "Большой взрыв") и не рассматриваются другие альтернативные решения. Вполне естественно, сам по себе "Большой взрыв", воспроизводящий якобы механизм зарождения Вселенной из точки нулевого объема (то есть из "ничего"), не выдерживает никакой критики. Поэтому его нельзя считать действительной причиной фонового излучения. Более обоснованно зарождение и распространение фонового излучения можно объяснить, рассматривая модель вращающейся Вселенной.

Накопленный человечеством научный и практический опыт в области земной и небесной механики показывает, что движения планет относительно Солнца, самого Солнца относительно Галактики, а также множества звездных систем и галактик относительно друг друга осуществляются под действием двух видов сил - сил гравитационного притяжения тел (сил всемирного тяготения) и сил инерции масс этих тел. Если бы силы инерции отсутствовали, то все небесные тела под действием всемирного тяготения слились бы в единое "тело". Однако, как известно из повседневного опыта, Луна не падает на Землю, Земля не падает на Солнце и т. д., а все они движутся относительно друг друга по различным орбитам, сохраняя в любой момент времени условие динамического равновесия сил гравитационного притяжения и сил инерции. Этот всеобщий для всей Вселенной закон механики приводит к тому, что галактики вращаются не только вокруг своих центров масс, но и относительно друг друга, а следовательно, вращается и вся Метагалактика. Подобное вращение звездного неба с угловой скоростью порядка 10-5 угловой секунды в год наблюдается экспериментально. Где бы ни находился наблюдатель в пределах Метагалактики, он мог бы обнаружить такое вращение звездного неба экспериментальным путем. Таким образом, и земной житель тоже является участником вращения Метагалактики. Что же он увидит, рассматривая излучение далеких звезд и галактик?

Представим пространство за пределами Метагалактики, содержащее огромное множество звезд и галактик, связанных между собой силами всемирного тяготения. Это пространство вращается как единое целое, наподобие огромного дискообразного тела, благодаря чему силы всемирного тяготения уравновешиваются силами инерции небесных тел (центробежные силы), не давая возможности этим телам слиться в одно общее тело. В какой-то произвольной части этого пространства находится наблюдатель (точка А), а на расстоянии R от него - небесное тело В, излучающее во все стороны потоки света (рис. 65).

Вследствие вращения Метагалактики с угловой скоростью w линия АВ также вращается с той же угловой скоростью. Окружная скорость V точки В относительно точки А будет равна V=wR, а направление вектора будет перпендикулярно линии АВ. Если небесное тело излучает свет во все стороны со скоростью света С, то в направлении наблюдателя скорость потока фотонов должна складываться. Следовательно, скорость светового потока С1 будет меньше скорости излучения С, что вызовет доплеровский эффект, сопровождаемый красным смещением в спектре света, воспринимаемого наблюдателем. В рассматриваемом примере расстояние АВ не меняется, а причиной наблюдаемого красного смещения выступает вращение Метагалактики. Чем больше R, тем значительнее возрастает поперечная составляющая скорости V (при постоянной величине угловой скорости w).

Можно представить себе и предельное значение R, при котором скорость V будет достигать величины скорости света С. В этом случае С1=0, и свет, излучаемый небесным телом, не будет достигать наблюдателя. По существу, из этого условия может быть найдена граница видимой части Метагалактики, далее которой наблюдатель не сможет увидеть небесные тела, поскольку свет от них не доходит до него. Учитывая значение w=10-4 угловой секунды в год и V=С, получим предельное расстояние R=Rпред до границ видимой части Метагалактики порядка 1,8Ч1028 см (около 19 миллиардов световых лет). В данной связи разрешается и так называемый фотометрический парадокс, согласно которому ночное небо в случае бесконечного числа звезд должно выглядеть как раскаленное Солнце. В действительности согласно рассмотренной модели в пределах видимой части Метагалактики наблюдается ограниченное число звезд и галактик, вследствие чего ночное небо слабо освещено.

В рассмотренной модели вращающейся Вселенной существуют периферийные области, близкие к границам видимой части Метагалактики, в которых свет от небесных тел доходит до наблюдателя с весьма малой скоростью. Характеристики подобных световых потоков, идущих со всех сторон от периферийных областей Метагалактики, полностью соответствуют "реликтовым" излучениям, обнаруженным в космическом пространстве. Таким образом, для выяснения природы излучения достаточно рассмотреть особенности распространения света в Метагалактике, основываясь на известных законах небесной механики*.

_______________
* См.: Демин В.Н., Селезнев В.П. Мироздание постигая: Несколько диалогов между философом и естествоиспытателем о современной научной картине мира. М., 1989. С. 241-244.

Профессор Селезнев, несомненно, прав. Остается сделать общий вывод. При решении актуальных проблем современной науки только целостное философско-космистское осмысление обеспечивает глубоко интегрированное проникновение в саму сущность объективных закономерностей, выражающихся в первую очередь в неразрывном единстве макро- и микрокосмических аспектов природной и социальной действительности. В общем и целом это совпадает с основными направлениями развития современного естествознания, связанными с естественно-математическим обоснованием таких концептуальных феноменов, как единая теория поля, "великое объединение" фундаментальных взаимодействий, различные модели физического вакуума и др. При этом философские принципы космизма вооружают исследователей апробированной методологией, помогающей в определении правильности выбора теоретических приоритетов.

 

ВПЕРЕД - К АБСУРДУ!

"Большого взрыва" современным теоретикам показалось мало, чтобы окончательно запутать картину Вселенной. Именно так! Раньше наука стремилась к простоте понимания мира. Теперь же ее идеал - запутанный клубок проблем, порождающих другие проблемы. Так, в качестве развития экзотических релятивистских моделей стали предлагаться не менее экстравагантные их продолжения и следствия. Одним из них явилась теория так называемых космических струн. Послушаем одного из ее разработчиков и пропагандистов.

Вселенная довольно неоднородна: звезды собраны в галактики, а галактики в свою очередь образуют скопления. С течением времени Вселенная становится все более клочковатой по мере того, как гравитационная сила скоплений галактик притягивает галактики из соседних областей. В современных теориях образования галактик предполагается, что в прошлом Вселенная была гораздо более однородной, чем сейчас, и что все галактики и скопления галактик выросли из небольших флуктуаций, существовавших на фоне почти однородного распределения вещества. Следствия из этих теорий изучались очень подробно, но среди множества вопросов выделяется один фундаментальный: что это за флуктуации и откуда они появились?

Обратимся к космическим струнам - экзотическим невидимым образованиям, порожденным теориями элементарных частиц. Струны - это нити, оставшиеся от вещества только что родившейся Вселенной. Они невероятно плотные и подвижные: перемешаются со скоростью света и искривляют пространство вокруг себя. Появившиеся в первую секунду от начала расширения Вселенной, струны образуют запутанные клубки, при бесконечном растяжении которых возникают петли. Эти петли энергично колеблются и в процессе колебаний постепенно рассеивают свою энергию.

Никто не может с уверенностью сказать, что струны есть, но если они существуют, то это, как полагают многие физики, могло бы объяснить клочковатость распределения вещества во Вселенной. Очень массивные петли могли бы создавать гравитационное притяжение достаточно сильное, чтобы зарождались галактики и скопления галактик. Однако такие петли долго не существуют, так что, если даже когда-то во Вселенной их было много, к настоящему времени большинство из них исчезло.

Менее массивные струны могли бы существовать и до сих пор, но пока они не обнаружены. И все же, приложив достаточно усилий и использовав самую чувствительную аппаратуру, астрономы могли бы опровергнуть или подтвердить гипотезу о существовании космических струн в течение нескольких лет. Поиск космических струн связан с большими ожиданиями, поскольку их обнаружение откроет путь к основам строения вещества и тайне рождения Вселенной. Чтобы разобраться в этом, необходимо рассмотреть само понятие струн как в физике элементарных частиц, так и в космологии.

Поскольку Вселенная, согласно релятивистской теории струн, родилась из нулевой точки не менее 15 миллиардов лет назад в результате Большого взрыва, постольку она продолжает расширяться и в настоящее время: далекие галактики движутся от Земли с очень большими скоростями. Привлекая данные астрономических наблюдений и законы физики элементарных частиц, ученые могут восстановить историю Вселенной в прошлом вплоть до момента, когда возраст Вселенной составлял долю секунды от начала Большого взрыва. Тогда не существовало галактик, звезд и даже атомов. Вселенная представляла собой просто гигантский плотный горячий шар из таких частиц, как электроны и фотоны.

Природа частиц и их взаимодействие определяются вакуумом. Для физиков вакуум - это состояние с минимальной энергией, достигаемое при отсутствии каких-либо частиц. Связь между элементарными частицами и вакуумом подобна связи между звуковыми волнами и веществом, в котором эти волны распространяются: типы волн и скорость их распространения различны в разных средах. Поскольку характеристики вакуума не всегда были неизменными, свойства и взаимодействия элементарных частиц также менялись.

Вначале вакуум обладал неимоверно большой энергией и характеризовался высокой степенью симметрии. Другими словами, не существовало различия между силами взаимодействия элементарных частиц. Электромагнитные, слабые и сильные ядерные силы проявлялись всего лишь как части единого взаимодействия. В настоящее время энергия вакуума равна нулю и фундаментальные силы различаются по величине и типу, так что очень мало осталось от их первоначального единства. Каким же образом была нарушена исходная симметрия?

По мере того как Вселенная расширялась и охлаждалась после Большого взрыва, вакуум проходил через быструю последовательность изменений, называемых фазовыми переходами. Наиболее известны фазовые переходы, которые происходят в воде при ее охлаждении, когда она переходит из пара в жидкость и, наконец, в лед. Фазовые переходы можно описывать также в терминах нарушения симметрии: они часто переводят симметричные состояния в несимметричные. Например, кристалл - менее симметричное состояние по сравнению с жидкостью, поскольку жидкость "выглядит одинаковой" во всех направлениях, тогда как в кристаллической решетке различные направления не эквивалентны.

Никто не знает точно, сколько фазовых переходов произошло в "молодом" вакууме. Однако все они должны были протекать в течение первой секунды от начала расширения Вселенной. Так же, как и фазовые переходы в обычных средах, космологические фазовые переходы приводят к образованию дефектов. Внутри дефектов симметрия не нарушена, и ранний, более молодой вакуум остался в них как в ловушках. Различные теории элементарных частиц предполагают разные виды дефектов. Согласно некоторым теориям, дефекты должны существовать в виде поверхностей, в других - предсказываются линии или точки. Эти типы дефектов называют соответственно стенками доменов, струнами и монополями.

Таким образом, космические струны являются всего лишь одним из трех возможных типов "разрывов" в свойствах вакуума. Почему же в теории образования галактик выделяются именно они? Как это ни странно, но одна из причин заключается в том, что струны не так ярко себя проявляют, как другие типы дефектов. В соответствии с эйнштейновским соотношением между массой и энергией высокоэнергетический вакуум должен обладать огромной массой. Поэтому дефекты могут оказывать чрезвычайно сильное влияние на эволюцию Вселенной. В настоящее время одна-единственная стенка домена, простирающаяся в современной Вселенной, может иметь гораздо большую массу, чем все вещество во Вселенной вместе взятое, и привести к большему окучиванию галактик, чем это есть на самом деле. Хотя одиночный монополь может "ускользнуть" от регистрации, теории предсказывают существование монополей в огромном количестве. Если бы они существовали, то Вселенная буквально "кишела" бы ими, и не заметить их было невозможно. Тем не менее ни стенки доменов, ни монополи не обнаружены.

Космические струны также никто не видел, но физики и не считают, что их можно непосредственно наблюдать. Первая работа, посвященная космическим струнам, была написана в середине 1970-х годов английским космологом Т. Кибблом. Он исследовал, как струны могли бы образоваться в ранней Вселенной, и в работе 1976 года обсуждал некоторые вопросы их эволюции. В России данную проблему активно разрабатывал Я.Б. Зельдович. Он считал, что с помощью струн можно было бы объяснить клочковатость распределения вещества во Вселенной. Физические свойства струн оказались очень привлекательными и уникальными. Теория космических струн быстро стала как бы центром притяжения для физиков, подобно тому как сами струны якобы являются центром притяжения для звезд и галактик. На читателей обрушилась целая лавина работ по космическим струнам, хотя до сих пор не найдено прямое эмпирическое доказательство их существования. Но даже при отсутствии эмпирических данных физики смогли воссоздать более чем странные контуры свойств космических струн. Некоторые их свойства зависят от конкретной теории элементарных частиц, предсказывающей эти свойства, тогда как другие особенности являются общими для всех теорий.

Космические струны представляют собой тонкие трубки из симметричного высокоэнергетического вакуума. У них нет концов, они либо образуют замкнутые кольца, либо простираются до бесконечности. С точки зрения физики сущность струн определяется энергией вакуума, который в них заключен. Струны с наиболее симметричным вакуумом, в котором все виды взаимодействий - сильное, слабое и электромагнитное - объединены в одно, наиболее тонкие и массивные. Это - самые интересные объекты для космологии, поскольку именно они могли бы приводить к образованию галактик. Толщина этих струн равна примерно 10-30 см. Они поразительно массивны: один сантиметр такой струны должен весить 1016 тонн. Натяжение в струнах под стать их массе. Это натяжение заставляет замкнутые петли из струн энергично осциллировать со скоростью, близкой к скорости света. Например, кольцо длиной в световой год совершит одно колебание за время, чуть большее года. (Мера длины один световой год - это расстояние, которое проходит свет за один год)*.

Итак, еще одна экстравагантная гипотеза. Но сколь бы ни выглядела правдоподобной и привлекательной изложенная выше в общих чертах ультрасовременная концепция космических струн, следует относиться к ней трезво, отдавая полный отчет, что перед нами всего лишь очередное (старое, как мир!) овеществление математических отношений (то есть систематизированных в виде формул абстрактных понятий), наподобие уже рассмотренной выше субстанциализированной кривизны.

 

КАК РОЖДАЮТСЯ, ЖИВУТ И УМИРАЮТ ЗВЕЗДЫ

Если вдруг задаться вопросом: какие небесные объекты более всего подходят на роль символа Вселенной, то, скорее всего, первыми на ум придут звезды. Именно их, по словам Эсхила, "владык лучистых неба", не сговариваясь, наверняка назовут многие люди - во все века, во всех народах. Крупнейшему древнеримскому мыслителю-стоику и драматургу Сенеке принадлежит не менее удачный образ. Он высказался так: если бы на Земле имелось только одно-единственное место, откуда бы наблюдались звезды, то туда непрерывным потоком отовсюду стекались бы люди.

Согласно естественно-научным представлениям, звезды - основной строительный материал Мироздания. Давно просчитано, что почти 97-98% всего вещества Вселенной сосредоточено в звездах. Таким образом, они - главные хранители физической массы. Остальное вещество приходится на межзвездную газо-пылевую среду, которая, как долгое время полагали, является либо продуктом, порожденным звездами, либо материей, из которой образовались небесные тела. Осталось только выяснить, как все это увязано с "Великой пустотой" - физическим вакуумом.

В начале книги уже приводились слова Канта, назвавшего звездное небо над нами одним из двух величайших чудес света (второе - моральный закон внутри нас).

Полночных солнц к себе нас манят светы...
В колодцах труб пытливый тонет взгляд.
Алмазный бег вселенные стремят:
Системы звезд, туманности, планеты,
От Альфы Пса до Веги и от Бэты
Медведицы до трепетных Плеяд -
Они простор небесный бороздят,
Творят во тьме свершенья и обеты.
О, пыль миров! О, рой священных пчел!
Я исследил, измерил, взвесил, счел,
Дал имена, составил карты, сметы...
Но ужас звезд от знанья не потух.
Мы помним все: наш древний, темный дух,
Ах, не крещен в глубоких водах Леты!
Максимилиан Волошин

Сколько ни существует человек, в какие бы эпохи он ни вглядывался в звездное небо - оно (по законам психологического восприятия, что ли?) всегда воспринимается сначала - как единый звездный ковер, а лишь потом - на нем начинают различаться отдельные узоры-созвездия и их составные элементы - светила. Хотя блуждание некоторых из них по ночному небосклону было подмечено очень и очень давно, - правильное объяснение отличия звезд от планет появилось лишь на достаточно высокой стадии развития науки. Согласно научному пониманию, звезды светят собственным светом, планеты - отраженным. К правильному ответу еще в древности привели регулярные наблюдения Луны и размышления о природе солнечных и лунных затмений. Тогда же была высказана верная догадка, что Солнце - одна из бессчетного множества звезд, и их природа примерно одинакова. Позднее эту мысль в афористически четкой форме выразил Джордано Бруно: Солнце - звезда, а все звезды - солнца.

Верхом трудности и неразрешимости всегда почему-то считался вопрос: "Сколько звезд на небе?". В действительности вопрос - не ахти какой сложный, и астрономы давным-давно установили, что невооруженным глазом на всех концах земли можно увидеть (конечно, при благоприятных атмосферных условиях) не более шести тысяч звезд. Это - совокупно. А одноразово, находясь в каком-то одном месте, - всего лишь половину (звезды южного полушария, как известно, не видны в северном и наоборот). Картина невыразимо меняется - стоит только заглянуть в телескоп. Перед изумленным взором действительно распахивается космическая бездна в необъятности своих звездных миров.

Ближайшая к Земле и всей Солнечной системе звезда - Проксима Центавра - знаменита не только своей близостью, но и слабостью светимости, которая в 11,6 тысячи раз (!) слабее Солнца. Чтобы достичь ее, свету требуется 4,27 года. Вообще расстояния между звездами несравнимы с их собственными размерами. В окрестности Солнца среднее расстояние между ними около 10 световых лет, или 3 парсека. Именно поэтому вероятность столкновения между звездами достаточно мала.

Есть в других звездных мирах и планетные системы, наподобие нашей. Скорее всего, наличие планет - естественная космическая закономерность. Но как это доказать? В телескоп иносолнечные планеты на таком огромном расстоянии не разглядеть. Некоторую надежду подавали незначительные отклонения движения некоторых звезд от расчетных траекторий: считалось, что это происходит под влиянием невидимых с Земли планет. И лишь совсем недавно, в 1995 -1996 годах, с помощью точнейших измерений, основанных на доплеровском эффекте, были выявлены 7 планет, обращающихся окрест ряда ближних звезд солнечного типа. Предположительно они похожи на сестер Земли по семье Солнца. Но есть и отличия. Некоторые по расчетной массе превосходят наш Юпитер, другие вращаются вокруг своей звезды по орбитам, меньшим, чем у нашего Меркурия.

Доказательством открытия иносолнечных планет служат следующие доводы и факты. Массивная невидимая планета и ее звезда образуют своего рода космическую гантелью, вращающуюся вокруг общего центра масс. В результате звезда, от которой улавливаются световые сигналы, то удаляется, то приближается по отношению к земному наблюдателю и его приборам. В соответствии с эффектом Доплера спектр излучения звезды попеременно сдвигается по частоте то в сторону коротких, то в сторону длинных волн. По зафиксированным изменениям в спектрах излучения и удалось сделать вывод о наличии массивных планетарных тел в окрестности наблюдаемых звезд, а также рассчитать их возможную массу и орбиты.

Между прочим, это только сегодня для жизни считаются пригодными одни лишь планеты. Сравнительно недавно ее возможность допускалась и на звездах. Вильям Гершель, чей авторитет остается непререкаемым и по сей день, не исключал наличия жизни даже на Солнце. Он считал, что в солнечных глубинах температура значительно ниже, чем на поверхности, и там вполне возможна жизнь даже в разумных формах. Более того, долгое-долгое время сохранялась вера в одушевленность самих звезд, идущая от древней натурфилософии и эзотерики. В русской поэзии олицетворение звезд и светил сохранялось на протяжении всей ее истории. Образ лермонтовской одушевленнной Вселенной, где "звезда с звездою говорит", красной нитью прошел через творчество крупнейших поэтов. У Афанасия Фета с поэтом ведут разговор сами звезды. Они говорят: "Вечность - мы, ты - миг".

Нам нет числа. Напрасно мыслью жадной
Ты думы вечной догоняешь тень;
Мы здесь горим, чтоб в сумрак непроглядный
К тебе просился беззакатный день.
Вот почему, когда дышать так трудно,
Тебе отрадно так поднять чело
С лица земли, где все темно и скудно,
К нам, в нашу глубь, где пышно и светло.

Федор Тютчев, напротив, считая человека потомком "ночной и неразгаданной бездны", сам стремится стать звездой, раствориться в звездном мире:

Душа хотела б стать звездой,
Но не тогда, как с неба полуночи
Сии светила, как живые очи,
Глядят на сонный мир земной, -
Но днем, когда, сокрытые как дымом
Палящих солнечных лучей,
Они, как божества, горят светлей
В эфире чистом и незримом.

Владимир Маяковский, как все хорошо помнят, зазывал на чай само Солнце и имел с ним продолжительную беседу.

Современный взгляд на Вселенную и весь окружающий мир - во многом рецидив старого механистического мировоззрения. Согласно ему, элементы первичны по отношению к образуемой ими структуре. В этом смысле и звезды во всем их многообразии считаются исходным строительным материалом, "кирпичиками", из которых построены галактики. Формально так оно и есть. Другого вроде бы в принципе быть не может. Однако, с точки зрения законов целостности, составные элементы ничто без самой этой целостности. Потому-то и звезды неизбежно обусловлены галактической целостностью. Они - как клетки в живом организме: одни нарождаются, другие отмирают. Сам же организм при этом живет своей особой жизнью.

Подобное представление совсем не по душе сторонникам концепции Большого взрыва. Они всячески стараются уложить Вселенную в прокрустово ложе своей умозрительной модели. Включая звезды: они, дескать, родились на определенном этапе расширения (вздутия) Вселенной, должны просуществовать некоторый отрезок времени, строго заданный математическими формулами, после чего погибнуть. Впрочем, большинство астрономов не отрицает, что звезды образовались одновременно с галактиками путем сжатия и сгущения первичного протогалактического вещества. Весь вопрос (и несогласие) в том, в какие сроки укладывается данный процесс, является ли он непрерывным, цикличным и бесконечным? Между тем, пока ученые спорят, звезды продолжают рождаться, развиваться и умирать.

Еще в прошлом веке астрономами была разработана удобная классификация звезд по их спектрам. В качестве критерия были избраны температурные характеристики. Так, голубые звезды имеют температуру 20 000 - 30 0000, белые - 10 0000, желтые - 5 000 - 8 0000, красные и малиновые - 2 000 - 40000. Размеры звезд также сильно разнятся. К примеру, сверхгигантская звезда S Золотой Рыбы по размерам диаметра в 1300 раз превосходит Солнце. Напротив, величина некоторых белых карликов приближается к размеру Земли и других планет земного типа. Вследствие этого в центральных частях белых карликов плотность вещества доходит до чудовищных величин - до 1 000 тонн на кубический сантиметр и более. При такой плотности атомы вещества лишаются электронов и само вещество начинает подчиняться совершенно непривычным законам. В различных типах звезд по-разному протекают и энергетические процессы (рис. 66).

Два знаменитых физика прошлого века - лорд Кельвин (1824-1907) и Германн Гельмгольц (1821-1894) - предположили, что первичным источником звездной энергии служит гравитация. Эта гипотеза так и называется гипотезой сжатия, поскольку в ней утверждается, что энергия излучения порождается непрерывным сжатием звезды под действием ее собственной гравитации. Для наглядности рассмотрим два состояния Солнца (рис. 67) на различных стадиях его образования как обычной звезды. Стадия 1 представляет собой ранний этап в истории Солнца. На 1-й стадии Солнце было гораздо больше, чем на 2-й, то есть в его нынешнем виде. Если Солнце образовалось в результате конденсации облака межзвездного газа, то 1-я стадия - это состояние, при котором составные части будущего Солнца были значительно удалены друг от друга. От 1-й стадии ко 2-й Солнце сжимается под действием собственной силы гравитации. Другими словами, сила гравитации производит работу по приведению Солнца в современное состояние из исходного разреженного.

По известному нам закону превращения работы в энергию эта работа сил гравитации должна перейти в кинетическую энергию. Однако на Солнце нет крупномасштабных движений. Куда же девалась кинетическая энергия? Если как следует разобраться в этом вопросе, то мы поймем, что кинетическая энергия не исчезла! Солнце находится в газообразном состоянии, а частицы газа движутся, но не упорядоченно, а хаотично. Атомы и молекулы перемещаются во всевозможных направлениях с различными скоростями. Хотя эти движения в среднем компенсируют друг друга и не приводят к появлению упорядоченного крупномасштабного движения, газ все же обладает внутренней кинетической энергией. Эта энергия увеличивается (частицы газа движутся все быстрее) при медленном сжатии Солнца.

В чем же проявляется эта кинетическая энергия, если она не приводит к заметным крупномасштабным движениям? О наличии кинетической энергии свидетельствует давление газа. С ростом кинетической энергии растет и давление газа. Даже на поверхности Земли, снимая показания барометра, мы говорим о давлении воздуха. Если барометр показывает 750 мм, то это означает, что атмосферное давление достаточно для того, чтобы поддерживать вертикальный столбик ртути высотой 750 мм. Когда мы поднимаемся на самолете, атмосферное давление за бортом падает. На высоте 3000 м оно уже так мало, что самолет приходится герметизировать. Изменение давления газа сопровождается соответствующим изменением температуры. В сжимающемся газовом облаке, которое постепенно превратилось в Солнце, с увеличением давления росла и температура. А при высокой температуре газ излучает.

Таким образом, гипотеза Кельвина-Гельмгольца предполагает такую последовательность превращений энергии:

Гравитационная энергия ъ Кинетическая энергия ъ Энергия излучения

Солнце светит благодаря силе гравитации. Рассмотрим теперь величину W. Это - энергия, израсходованная Солнцем за время сжатия от стадии I к стадии II. Какова продолжительность сжатия? Чтобы вычислить этот промежуток времени, нужно знать скорость, с которой Солнце расходовало энергию за счет излучения. По количеству излучения, падающего на Землю, астрономы рассчитали, что темп расхода энергии примерно 1,2.1041 эрг/год. Если по сравнению с прошлым этот темп существенно не изменился, то благодаря гравитационной энергии Солнце светит уже около 30 миллионов лет.

По человеческим меркам, 30 миллионов лет - срок огромный, поэтому на первый взгляд гипотеза Кельвина-Гельмгольца удовлетворительно объясняет, почему светит Солнце. Однако, когда геологи оценили возраст Земли, который оказался значительно больше, возникли сомнения в ее правильности. По принятым оценкам, возраст Земли составляет почти 4,5 миллиарда лет, а некоторые геофизики доводят эту цифру до 10 миллиардов лет. Если верны современные представления о происхождении Солнечной системы, то Солнце и Земля образовались примерно одновременно. Если же Солнце гораздо старше 30 миллионов лет, то для объяснения его энергетических запасов нужно искать какой-то другой источник помимо гравитации.

Тайна источника солнечной энергии оставалась неразгаданной до 30-х годов нашего столетия. К этому времени астрономы стали лучше представлять себе внутреннее строение Солнца и других звезд. Английскому астроному Артуру Эддингтону (1882-1944) удалось выразить эти представления в виде четырех уравнений внутреннего строения звезд. В них содержится следующая информация.

Первое уравнение называется уравнением гидростатического равновесия (рис. 68). Оно описывает, каким образом Солнце (или звезда) удерживается в равновесии под действием противоположно направленных сил гравитации и сил внутреннего давления. Внутреннее давление в звезде частично обусловлено горячим газом в ее недрах, а частично - излучением. Сила гравитации стремится сжать Солнце, а силы внутреннего давления - расширить его. Второе уравнение описывает соотношение между массой Солнца и его плотностью. Третье уравнение, которое называется уравнением состояния, связывает давление с температурой и плотностью. Из этих уравнений получается модель, в которой Солнце представляет собой газовый шар с высокой температурой в центре, постепенно понижающейся к поверхности. Четвертое уравнение описывает, как излучение горячих внутренних областей, просачиваясь наружу, постепенно поглощается. Вследствие этого поглощения излучение, генерированное в центре Солнца, достигает поверхности не со скоростью света, а в триллионы раз медленнее.

С помощью этих уравнений Эддингтону удалось показать, что реалистичная модель Солнца обладает поверхностной температурой около 55000С (ранее такая оценка получилась у астрономов из анализа излучения Солнца) и температурой в центре более 10 миллионов градусов Цельсия. В то время информация о таинственном источнике энергии Солнца отсутствовала. И тут Эддингтон высказал пророческое предположение. Он заявил, что температура в центре Солнца настолько высока, что может высвобождаться ядерная энергия, достаточная, чтобы обеспечить свечение Солнца.

Физики-атомщики с этим не соглашались. Им казалось, что температура в недрах звезд недостаточна, чтобы вызвать высвобождение ядерной энергии. На подобные возражения Эддингтон язвительно отвечал: "Не будем спорить с тем, кто считает, что звезды недостаточно горячи для этого процесса: пусть пойдет и поищет себе местечко погорячее". В аду не сыщешь фурии, которая могла бы сравниться с разгневанным физиком-теоретиком! В 1920-х годах ядерная физика была еще молода, и ни у Эддингтона, ни у его противников не хватало убедительных аргументов для продолжения спора. В конце концов оказалось, что Эддингтон прав - температуры в центральных областях звезд и в самом деле достаточно высоки для поддержания ядерных реакций синтеза легких атомов.

Располагая современными знаниями об атомном ядре, можно понять, почему вначале возникли разногласия и как потом удалось от них избавиться. На рисунке 69-а показаны четыре отдельных ядра атома водорода, представляющих собой не что иное, как положительно заряженные элементарные частицы, называемые протонами. На рисунке 69-б изображено ядро атома гелия (Не). Оно состоит из двух протонов и двух нейтронов. Нейтроны - это незаряженные, или нейтральные, частицы. В термоядерной реакции четыре протона соединяются и образуют ядро атома гелия: 4Н ъ Не + 2е+ + 2n + Энергия.

Из такой символической записи реакции следует, что ее продуктами являются ядро гелия, два позитрона (е+), два нейтрино (n) и энергия. Позитроны, античастицы электронов, имеют ту же массу, что и электроны, но положительный заряд. Если потребовать, чтобы в термоядерной реакции полный электрический заряд оставался неизменным, то две единицы положительного заряда, не вошедшие в ядро атома гелия, должны перейти к каким-то другим продуктам реакции. Такая роль отводится позитронам. Выделение энергии в описанной реакции синтеза происходит по следующей причине. Общая масса четырех участвующих в реакции ядер водорода несколько превышает суммарную массу продуктов реакции (ядра гелия и других четырех легких частиц). Но согласно специальной теории относительности Эйнштейна, при любом природном процессе потеря в массе должна компенсироваться соответствующим выигрышем в энергии. Эта энергия и потерянная масса связаны знаменитой формулой Эйнштейна: Е = Мс2.

В реакции синтеза ядер гелия теряемая масса эквивалентна энергии 26,72 МэВ. Другими словами, часть массы, переходящая в энергию, составляет 0,7% массы всего водорода, превращающегося в гелий. Это и есть тот резервуар, из которого люди собираются черпать энергию, если им удастся построить термоядерный реактор.

Реакция в таком реакторе несколько отличается от синтеза в недрах Солнца. В термоядерном реакторе на Земле исходным топливом служит тяжелый водород - дейтерий. Его ядро состоит из нейтрона и протона. Для получения ядра атома гелия и лучистой энергии нужно соединить два таких ядра. Физики-атомщики 1920-х годов возражали против гипотезы Эддингтона потому, что соединить четыре ядра водорода очень трудно. Поскольку протоны положительно заряжены, они отталкивают друг друга в соответствии с законом электростатики, который гласит, что одинаковые заряды отталкиваются. Как же соединить эти одинаковые заряды? В 1920-х годах эта проблема казалась неразрешимой, но в следующем десятилетии с открытием сильного ядерного взаимодействия трудности удалось преодолеть. В ядре гелия на рисунке 78-б имеются два протона. Но как они удерживаются вместе, если одинаковые заряды отталкиваются?

Ответ заключается в том, что внутри ядра действует какая-то сила, гораздо более мощная, чем сила электростатического отталкивания; она-то и связывает вместе четыре частицы (два нейтрона и два протона). Это сильное ядерное взаимодействие распространяется как на нейтроны, так и на протоны, но заметно лишь на очень малом расстоянии. Если протоны сталкиваются с достаточно большими скоростями, они могут сблизиться настолько, что сильное ядерное взаимодействие будет возможно. В газе из водорода с высокой температурой ядра движутся с большими случайными скоростями и, несмотря на электростатическое отталкивание, иногда подлетают друг к другу так близко, что сильное ядерное взаимодействие соединяет их. Температуры в центрах звезд, составляющие от 10 миллионов до 40 миллионов градусов Цельсия, достаточно высоки, чтобы ядра достигли скоростей, при которых возможно их слияние, как и утверждал Эддингтон.

В основе современной теории внутреннего строения звезд лежат четыре уравнения Эддингтона плюс еще одно уравнение, которое описывает скорость выделения энергии в термоядерных реакциях в центральных областях звезды. В 1938 году Ганс Бете решил пятое уравнение и построил полную модель звезды.

Трудно переоценить решающую роль гравитации в этих уравнениях. Чтобы уравновесить гравитационное притяжение и предотвратить катастрофический гравитационный коллапс Солнца, необходимы колоссальные силы давления. Эти силы давления обусловлены высокими температурами и плотностями. Сжимающееся облако межзвездного газа становится звездой в тот момент, когда температура в его центре достигает значения, достаточного для начала ядерных реакций. При попытках достичь высоких температур, подходящих для начала ядерных реакций в земном реакторе, гравитация никак не используется. В недрах Солнца она сдерживает газ, в котором происходит бурное выделение ядерной энергии. На Земле для удержания горячего газа приходится искать другие средства, например магнитное поле. Эти опыты еще далеки от успешного завершения.

Чтобы больше узнать о влиянии гравитации на звезды, проведем мысленный эксперимент. Предположим, мы связали горячую звезду с холодным проводником тепла. Мы знаем, что тепло переходит от горячего тела к холодному, поэтому и в нашем мысленном эксперименте поток тепла потечет от горячей звезды к холодной. Тем не менее нас ждет сюрприз! В обычных условиях, если тепло переходит от горячего тела к холодному, температура горячего тела понижается, а холодного растет. По мере утечки тепла из горячей звезды ее внутреннее давление будет падать и равновесие нарушится, так что звезда сожмется под действием сил гравитации. А при сжатии звезды газ разогревается и температура повышается! Что происходит с другой, холодной звездой? Она получает тепло, давление в ней растет, и ее равновесие также нарушается. Звезда расширяется, так как силы внутреннего давления преобладают над силами гравитации. Но с расширением звезды газ охлаждается, поэтому холодная звезда становится еще холоднее!

Как ни странно такое поведение, нечто подобное действительно происходит в ходе звездной эволюции. Мы уже видели, что в центральном ядре звезды, подобной Солнцу, температура достаточно высока для поддержания реакции синтеза гелия из водорода. Что произойдет, когда водород в ядре иссякнет? Из-за дефицита топлива термоядерный реактор на время "выключится". Это приведет к снижению выработки тепла и к падению давления в ядре, поэтому ядро сжимается и разогревается. Когда его температура повысится примерно до 100 миллионов градусов Цельсия, реактор снова оживет. Однако теперь топливом будет служить уже не водород, а гелий. При такой температуре три ядра гелия могут слиться и образовать ядро углерода. Тем временем для сохранения общего равновесия внешняя оболочка звезды расширится и звезда станет гигантом. Расширение оболочки ведет к охлаждению, так что поверхностная температура звезды упадет. Если температура на поверхности Солнца около 55000С, то поверхностная температура звезды-гиганта может понижаться до 35000С. Поэтому наше Солнце имеет желтоватый цвет, а цвет звезд-гигантов приближается к красному.

В ходе звездной эволюции процессы сжатия и расширения чередуются вновь и вновь. Пока есть топливо, звезда его сжигает. Когда его запасы иссякают, ядро сжимается и разогревается до тех пор, пока не достигнет температуры, достаточной для начала термоядерной реакции с новым топливом. В этой последовательности появляются ядра все более тяжелых элементов:

Гелий ъ Углерод ъ Кислород ъ Неон ъ Кремний ъ Железо

На каждом этапе для сохранения равновесия внешняя оболочка звезды расширяется все сильнее. Звезда-гигант становится все больше. Однако ядерная физика учит, что процесс синтеза не может продолжаться без конца, а прекращается на ядрах группы железа. Дальнейшее присоединение частиц к ядру железа уже не может привести к выделению энергии. К этому моменту температура ядра достигает около 10 млрд. градусов Цельсия, и звезда оказывается в катастрофическом положении. Гравитации, которая до сих пор регулировала равновесие горячей звезды, это уже не под силу. В звезде развиваются неустойчивости, вследствие которых внешняя оболочка может быть сброшена. Эта катастрофа наблюдается как вспышка сверхновой звезды.

Продуктами такого взрыва являются атомные ядра (синтезированные в звезде), электроны, нейтрино и излучения. Ядра атомов образуют потоки космических лучей, которые распространяются в нашей Галактике на огромные расстояния. Для нас, жителей Земли, было бы настоящей катастрофой, если бы взрыв сверхновой произошел на расстоянии, скажем, 100 световых лет. Порожденные этим взрывом космические лучи высоких энергий натворили бы страшных бед в земной атмосфере. Они могли бы, например, разрушить весь защитный слой озона и тем самым открыть все живое на Земле ультрафиолетовому излучению Солнца. К счастью, взрыв сверхновой - довольно редкое явление. Частота таких взрывов по всей Галактике - примерно одно событие в 100-300 лет. Поэтому вероятность взрыва сверхновой в наших окрестностях не дальше 100 световых лет в течение тысячи лет равна всего лишь одной миллионной.

При всей разрушительности взрыва сверхновой имеются данные, что это событие может в свою очередь стимулировать образование звезды из близлежащего газового облака. Химический состав Солнечной системы свидетельствует о том, что своим рождением она могла быть обязана взрыву сверхновой. Сталкиваясь с облаком межзвездного газа, ударные волны от таких взрывов могут способствовать началу сжатия. Не исключено, что Солнце и планеты сконденсировались из сжимающегося газового облака. Таким образом, звездные катастрофы могут играть и созидательную, а не только разрушительную роль*.

Установлено (как уже было сказано), что все звезды живут своей долгой и своеобразной жизнью. По крайней мере каждая из них когда-то родилась и когда-то умрет. В.А. Амбарцумян сформулировал дилемму, возникшую в современной звездной космогонии: что считать первичным при образовании светил - рассеянное ли (диффузное) вещество или какие-то плотные (сверхплотные образования). Хотя нет никаких прямых доказательств возникновения звезд из диффузного вещества (так же, как и прямо противоречащих этому факту), то обычно ссылаются на косвенные аргументы. В пользу образования звезд из межзвездного диффузного вещества говорят следующие доводы. В нашей Галактике мы не наблюдаем непосредственно никаких других, сколько-нибудь значительных по массе объектов, кроме звезд и диффузной материи. А так как формирование звезд продолжается - и это общепризнанный факт, - то они могли возникнуть только из диффузного вещества.

Для обоснования противоположной гипотезы необходимо предположить, что существуют какие-нибудь неизвестные нам плотные "протозвезды". Если сравнить распределение звезд и диффузного вещества, то легко можно убедиться, что молодые звезды расположены главным образом в непосредственной близости от плоскости Галактики. То же самое характерно для диффузноговещества. Более того, в тех областях пространства, где расположены группы молодых, недавно возникших звезд, то есть в звездных ассоциациях, мы часто наблюдаем диффузные газовые туманности, которые следует тогда рассматривать как материал для продолжения процесса звездообразования или как остатки этого процесса.

Поскольку Галактика состоит из спиральных ветвей, вдоль которых и располагаются молодые звезды и звездные ассоциации, постольку гораздо легче предположить, что форма ветвей отражает распределение газа, из которого звезды возникли. Наблюдаемые газовые облака, по-видимому, располагаются вдоль тех же спиральных ветвей. Наконец, только диффузное тело большого первоначального объема может иметь большой момент вращения, каким обладают, например, широкие звездные пары, то есть те, составные части которых расположены далеко друг от друга. Вот вкратце аргументы В.А. Амбарцумяна в пользу гипотезы о возникновении звезд из диффузного вещества.

Сторонники противоположной точки зрения утверждают, что диффузное вещество и звезды возникают совместно из каких-то массивных образований неизвестного нам типа. Этим можно объяснить, что молодые звезды и диффузное вещество встречаются в Галактике большей частью совместно. Весьма часто мы непосредственно наблюдаем в Галактике явления расширения и рассеяния диффузного вещества. При этом иногда это диффузное вещество на наших глазах выбрасывается из звезд. Так, во время вспышек новых и сверхновых звезд выброшенное из звезды вещество образует туманности, которые расширяются и затем рассеиваются.

Однако нигде и никогда мы не наблюдали не только сгущения диффузной материи в звезды, но и вообще какого бы то ни было сжатия разреженных газовых масс. Мы знаем, что некоторые газовые туманности расширяются. Примером может служить туманность Розетка в созвездии Единорога. В центральной части этой расширяющейся туманности находится разреженная область, где, однако, наблюдается группа молодых звезд. Естественно допустить, что в результате взрыва какого-то плотного массивного тела образовалась эта группа молодых звезд и одновременно были выброшены большие газовые массы, которые продолжают до сих пор расширяться. В центральной части туманности Ориона находится кратная звездная система, называемая Трапецией. Звезды этой группы удаляются друг от друга со столь значительными скоростями, что должны выйти из-под влияния взаимного притяжения. Если в обычном газе скорости внутреннего движения настолько уменьшилось, что он под воздействием собственных сил тяготения собрался в эти звезды, то непонятно, как у возникших звезд могли появиться столь большие скорости. Однако взрывом массивного плотного тела можно объяснить и образование расширяющейся Трапеции, и возникновение окружающей ее туманности. Если прибавить к этому то, что нам известно о расширяющихся оболочках вокруг отдельных звезд и групп молодых гигантов, то получается картина, диаметрально противоположная той, которую рисуют сторонники гипотезы конденсации. Наконец, остается неясным, как сгущающаяся в звезду газовая масса освобождается от имеющегося у нее обычно избыточного момента вращения. Конечно, представители обеих точек зрения пытаются найти обходные пути для решения встречающихся затруднений. Однако самое важное при этом, на наш взгляд, использование системного подхода к исследованию проблемы, учет закономерностей не только звездообразования, но также и тех известных процессов, которые происходят в галактиках и, самое главное, на вакуумном уровне. Ибо вакуум с его открытыми и еще не открытыми свойствами, во-первых, заполняет большую часть межзвездного и межгалактического пространства, а, во-вторых, лежит в основе всех астрофизических процессов (и не только их одних), по поводу которых, собственно, и ведутся дискуссии.

Одно время предполагалось, что все известные типы звезд - от голубого гиганта до белого карлика - это различные стадии общей для всех звездной эволюции. Сегодня думают по-другому. Считается, что звезды-гиганты завершают свой жизненный цикл мощным взрывом. Напротив, небольшие звезды, вроде нашего Солнца, после того, как спустя примерно 10 миллиардов лет выгорает все содержавшееся в них ядерное топливо, сжимаются и превращаются в белые карлики. Те также постепенно угасают и становятся абсолютно безжизненными телами. Сказанное выше - всего лишь некоторые из обсуждаемых в настоящий момент гипотез. Пройдет немного времени - и ситуация может радикально измениться.

Собственно, альтернативный подход сформулирован давно - еще в середине нынешнего века. "Крамольная" точка зрения принадлежит выдающемуся отечественному космисту Н.А. Козыреву. Он считал, что объяснить энергетические процессы, происходящие внутри звезд и обусловливающие их эволюцию, на основе термоядерных реакций, конечно, возможно. Но это - всего лишь дань времени. Так было всегда. Господствующая научная парадигма накладывала отпечаток на картину мира и становилась "палочкой-выручалочкой" для истолкования любых малоизученных явлений. Во времена господства механистического мировоззрения небесные и космогонические явления интерпретировались в духе классической физики, сдобренной термодинамикой. Затем старые и казавшиеся незыблемыми взгляды потеснил электродинамический подход. Затем - квантово-механический и релятивистский. В настоящее время ускоренно набирает силу (фактически - уже набрал!) информационно-голографический. В итоге, с учетом колоссальных достижений и практических результатов в области ядерной физики, восторжествовало мнение, что свечение звезд да и само их существование обусловлено термоядерными реакциями.

Выглядит подобное объяснение правдоподобно и даже привлекательно, однако оставляет многие традиционные вопросы без ответа. Козырев скрупулезно перечисляет их: 1) фазовое состояние звездного вещества (газ Больцмана и Ферми); 2) характер переноса энергии - лучеиспусканием или конвекцией; 3) роль лучевого давления внутри звезд; 4) значение коэффициента поглощения; 5) химический состав звезд, "то есть среднее значение молекулярного веса газов внутри звезд"; 6) механизм выделения звездной энергии*. В анализе перечисленных проблем пулковский астроном шел не от умозрений и не от моды, а от фактов. Главный среди них: температура в звездах ниже, чем это необходимо для термоядерных реакций. Их светимость зависит только от массы и радиуса.

Наконец, самый непостижимый с точки зрения здравого смысла вывод: в звездах вообще нет никакого собственного источника энергии. Звезда излучает так, - пояснял Козырев, - как будто она, остывая, никак не может остыть. Потеря энергии должна неизбежно приводить к необратимым результатам в строении звезды: она должна сжиматься. Но этого не происходит! В недрах звезд происходят не термоядерные, а неведомые пока процессы, которые компенсируют все потери энергии. По-видимому, считал ученый, мы имеем дело с механизмом выделения энергии совершенно особого рода, "неизвестного земной лаборатории". Вселенная - своего рода "вечный двигатель". Механизм свечения Солнца такой же, как и у любой другой звезды подобного типа: по собственным расчетам русского космиста, температура внутри нашего светила слишком мала, чтобы оно могло быть термоядерным реактором. Хотя такая точка зрения на сегодня считается общепризнанной. Крамольные тезисы следует толковать с точки зрения общего понимания Козыревым фундаментальных закономерностей целостной Вселенной. Таковыми он считал законы времени, о чем подробно говорилось в первой части настоящей книги.

Доподлинно же известно немногое. Например, совершенно точно установлено: звезды с наибольшей яркостью имеют самую короткую продолжительность жизни. Установлена так- же зависимость сгорания звезд от их массы. Казалось бы, чем больше вещества, тем больше запасов топлива и тем дольше оно должно гореть. Оказалось, все наоборот: массивные звезды сгорают гораздо быстрее, время их жизни, скорее всего, несколько десятков миллионов лет. Это обусловлено закономерностями ядерных реакций, происходящих в недрах звезд. Так, если звезда в 10 раз массивнее Солнца, то она расходует свои запасы ядерного топлива в 1000 (!) раз быстрее, чем Солнце. Такая звезда, хоть и обладает первоначальным запасом протонов, десятикратно превышающим солнечный, будет жить в 100 раз меньше Солнца (в общем случае говорят: продолжительность жизни звезд обратно пропорциональна квадрату их масс). Затем происходит мощнейший космический взрыв, который гасит звезду подобно тому, как сильное дуновение гасит пламя свечи.

Здесь мы вновь вернулись к традиционному для конца ХХ века представлению о термоядерных источниках энергии звезд. Хотя в прошлом, до открытия ядерной энергии, астрономы и космологи, как мы помним, считали, что к мощнейшему разогреву звезды приводит гравитационное сжатие ее вещества. Известный американский ученый Г. Рессел сформулировал пять условий, которым должны удовлетворять источники энергии звезд. Во-первых, они должны действовать при очень высоких давлениях и температурах, существующих именно в недрах звезд. Во-вторых, выделение звездной энергии не должно ускоряться, иначе это приведет к быстрым взрывам и на ночном небе вместо неподвижных светил наблюдалась бы огненная вакханалия. В-третьих, звездная энергия должна за счет чего-то компенсироваться. В-четвертых, как бы не подпитывалась энергия звезды, она в течение весьма продолжительного времени обязана иссякнуть, а звезда превратиться в белого карлика. В-пятых, сами белые карлики, которых во Вселенной более чем достаточно, должны обладать собственным запасом энергии, дабы обеспечить длительность своего существования.

Основная информация, которую мы получаем от звезд, переносится на Землю в виде света. Дальше к делу подключаются приборы и аналитическое мышление. Так, чтобы определить температуру на поверхности звезды, с помощью спектрографа устанавливают ее спектр, то есть частоты и длины волн. По частоте определяется энергия звездных фотонов и делается вывод о температуре на поверхности самой звезды. Разные спектры - разные звезды. Но все они входят в те или иные спектральные классы. Еще один важнейший параметр, который можно установить по излучаемому свету, - видимый блеск звезды. В зависимости от него строится шкала звездных величин, где самым ярким звездам присвоена первая звездная величина, а самым слабым из видимых невооруженным глазом - шестая. Другими словами, чем слабее звезда, тем больше ее звездная величина.

Звездная величина ничего не говорит нам о расстоянии до светила. Когда такое расстояние установлено, возникает необходимость ввести понятие светимости, которая имеет в виду блеск звезд каким бы он виделся, если бы все звезды находились на равном расстоянии от наблюдателя. Светимость - типичное отвлеченное (абстрактное) научное понятие, но без него трудно составить правильное представление о мире звезд. Разброс в светимостях звезд, находящихся на разном расстоянии от Земли, оказался огромным. Так, наше Солнце находится где-то посередине общей шкалы светимостей. При этом светимость некоторых гигантов превышает солнечную в 100 000 раз. И во столько же светимость слабейших белых карликов ниже солнечной.

В зависимости от своей светимости и поверхностных температур все звезды были распределены на одной из самых удобных астрономических диаграмм, названной по фамилиям открывших ее (независимо друг от друга) ученых диаграммой Герцшпрунга-Рессела (рис. 70). На приведенной ниже таблице хорошо видно: у большинства звезд поверхностные температуры и абсолютные звездные величины таковы, что эти звезды (включая Солнце) кучно располагаются по диагонали диаграммы. Эта насыщенная часть "картинки" именуется в астрономии главной последовательностью. Для входящих в нее звезд характерна четкая связь между поверхностными температурами и светимостями: чем выше поверхностная температура звезды, тем больше ее абсолютная звездная величина, или светимость. Звезды главной последовательности (а их большинство во Вселенной) на протяжении почти всей своей эволюции активно выделяют энергию, не меняя при этом существенно свои размеры.

Но есть в звездном мире объекты, которые не вписываются в традиционные каталоги. К ним, в частности, относятся так называемые сверхновые звезды, или просто - Сверхновые. Природа их стала проясняться не так давно. Но астрономы сталкиваются с этими необычными небесными явлениями вот уже почти тысячелетие. Первыми были китайцы и японцы. Они первыми зафиксировали на небе в 1054 году необычно крупную и доселе неизвестную звезду, превосходившую яркостью Венеру и видимую даже днем. Одна из вспышек сверхновых звезд была зарегистрирована китайскими хронистами свыше 900 лет назад; 23 дня сияла на небе красно-белая звезда, немеркнущая даже при солнечном свете. Так продолжалось 23 дня, после чего яркость стала постепенно уменьшаться. Через полтора года небесная гостья вообще исчезла с небосклона, что немало озадачило ученых.

Уже в наши дни было определено, что "звезда-гостья" взорвалась в созвездии Тельца, и информация об этом событии достигла Земли спустя шесть тысяч лет (столько потребовалось свету, чтобы достичь окрестностей Солнечной системы). На месте, где сияло необычное светило, сейчас находится Крабовидная туманность - все, что осталось от взорвавшейся звезды. Если бы она находилась ближе к нам, то по ночам 1054 года можно было бы вполне читать книги: светимость Сверхновой (а это была именно она!) равнялась примерно 500 миллионам солнц.

Сверхновые - не частые гостьи на земном небосклоне. Европейцам они стали известны со времени феноменального открытия Тихо Браге в 1572 году. А спустя чуть больше четверти века - в 1604 году - такое же открытие сделал Кеплер. Затем наступила пауза продолжительностью в три века. Теперь Сверхновые открываются регулярно - от 20 до 30 ежегодно. Но все они располагаются в других галактиках. Каждая такая вспышка превосходит сияние миллиардов звезд, составляющих Галактику. Подсчитано, что в любой из галактик одна Сверхновая рождается раз в 100-300 лет. Естественно, что колоссальный космический взрыв приводит к гибели самой звезды и катастрофическим последствиям в ее ближайших окрестностях. Однако сам факт космического взрыва, скорее всего, является закономерным, а не случайным в рамках сохранения и перераспределения энергетического баланса галактик. Как именно это происходит (и тем более - почему), можно только догадываться...

Появление и внедрение новых методов исследования, создание мощных радиотелескопов раздвинули горизонты звездного мира, обогатили науку новыми, доселе неведомыми объектами - такими, например, как пульсары или квазары. Название последних происходит от английского quasar, сокращенно от quasistellar radiosource - "квазизвездный источник радиоизлучения". Они были впервые открыты в 1960 году и являются самыми мощными источниками излучения во Вселенной. Мощность их излучения (светимости), включая радио, инфракрасный, оптический, ультрафиолетовый и рентгеновский диапазоны (а в отдельных случаях и g-диапазон), достигает 1046-1047 эрг/сек. В настоящее время открыты уже многие тысячи квазаров. И все они отстоят от нашей Галактики на миллиарды световых лет. Природа их во многом неясна, а те объяснения, которые даются в рамках концепции "Большого взрыва", выглядят более чем неубедительными. По мнению известного английского космолога Фреда Хойла, квазары - осколки, появившиеся в результате галактического взрыва и разлетающиеся с колоссальной скоростью.

Необходимо также отдавать себе отчет и в том, что все известное о квазарах на сегодня может подвергнуться серьезной корректировке в будущем. Один из главных исследователей сверхдальних космических объектов Патрик Озмер предупреждает: "Следует помнить, что, как бы правдоподобно ни выглядели наши современные представления о квазарах, остается некоторая вероятность того, что они совершенно неверны в важных деталях. Некоторые астрономы выражают сомнение, что квазары действительно так далеки, как указывают их красные смещения. Другие ставят под вопрос реальность высокой пространственной плотности квазаров при больших красных смещениях и предполагают, что квазары в действительности ярче и что их интенсивность усиливается в результате прохождения излучения вблизи галактик, лежащих на луче зрения и действующих как гравитационные линзы. В науке редко бывает (если бывает вообще), чтобы большой объем собранных данных был сразу же объяснен теоретически. Вероятно, также дело обстоит и с квазарами"*.

ЗВЕЗДНЫЕ ПИСЬМЕНА

Вселенная продиктовала, а человек выявил в беспорядочной россыпи звезд неповторимые узоры созвездий. И приписал им историю Богов, героев и легендарных персонажей. У каждого народа были на сей счет свои истории. Но до нынешних времен дожили в основном мифологизированные рассказы древних греков и римлян. Причем не следует думать, что у тех была создана какая-то канонизированная история. Нередко существовали различные версии происхождения одних и тех же созвездий (а точнее - их наименований). Чтобы убедиться в этом, достаточно открыть любой античный трактат по астрономии (а таких, по счастью, сохранилось несколько). Вот типичное рассуждение по поводу происхождения созвездия Водолея:

 

ВОДОЛЕЙ. Многие говорят, что это - Ганимед. Рассказывают, что Юпитер похитил его у родителей, пленившись его замечательной красотой, и сделал виночерпием Богов. Он представляется взору так, словно выливает воду из урны. Гегесианакт же говорит, что это - Девкалион, ведь именно в его царствование с небес низверглось столько воды, что, говорят, сделался потоп. По мнению же Эвбула, это - Кекроп; он упоминает о древности его рода и указывает на то, что до того, как люди получили в дар вино, при жертвоприношениях Богам употреблялась вода и что Кекроп царствовал до открытия вина.

Гигин. Астрономия

_______________
* Озмер П.С. Квазары - зонды удаленных областей и ранних стадий нашей Вселенной // В мире науки. 1983. No 1. С. 15.

 

Как видим, особой ясности относительно происхождения Водолея у античных авторов не было. Однако в последующие века предпочтение отдали легенде о Ганимеде, похищенном Зевсом (Юпитером), обратившимся в орла. Мифологическая история звездного неба оказалась вообще весьма удобной для астрономов (равно как и для астрологов). На протяжении всей истории науки и по сей день она мирно и бесконфликтно уживалась с церковными догматами, опытными наблюдениями и математическими расчетами. Благодаря такому научно-мифологическому симбиозу, знание легенд Древней Эллады и Рима поддерживалось и сохранялось со всеми подробностями в различных слоях общества даже в самые неблагоприятные для науки времена. По астрономическим текстам, которые античные авторы облекали к тому же еще и в поэтическую форму, можно было запоминать во всех деталях и многообразии имен "преданья старины глубокой":

А от обоих хвостов [созвездия Рыб] начинаются словно бы цепи,
Тянутся с разных сторон и в одной сочетаются точке.
Цепи скрепляются здесь большой и прекрасной звездою,
В силу того получившей прозвание "Узел небесный".
Левое пусть для тебя плечо Андромеды приметой
Северной Рыбы, вблизи от нее расположенной, будет.
А оконечности стоп на супруга ее указуют:
Ведь не случайно они над плечами Персея несутся.
Он обращенье влачит на северном круге, где равных
Нет созвездий ему. Десница его протянулась
К тещину трону; в пылу погони он шаг исполинский,
Пылью блестящей покрыт, стремит по родителю Зевсу.
С левым бедром по соседству персеевым, все совокупно,
Мчатся Плеяды. Для всех небольшого пространства довольно,
И для прямых наблюдений они недостаточно ярки.
Семь раздельных путей им людская молва приписала,
Но человеческий глаз только шесть различает на небе.
Пусть не бывало еще на памяти смертного рода,
Чтобы безвестно звезда хоть единожды с Зевса исчезла,
Все-таки наперекор семерых называет преданье.
Их имена: Келено, Алкиона, Меропа, Электра,
Также Стеропа, Тайгета и с ними владычица Майя.
Тускл их свет, одинаково слаб, но волею Зевса
Славно явление их на заре и в вечернюю пору:
По мановенью его возвещают Плеяды начало
Лета, ненастной зимы, и пахоты верные сроки.
Арат. Явления

Конечно, для современного русскоязычного читателя особый интерес представляют созвездия, знакомые ему по северному небу. Среди них наиболее известны Большая и Малая Медведицы (Большой и Малый Ковши). История их наиболее разработана и в античной мифологии. Тот же Гигин, суммируя данные многих предшественников, рассказывает.

 

БОЛЬШАЯ МЕДВЕДИЦА. Согласно Гесиоду, это - Каллисто, дочь Ликаона, который царствовал в Аркадии. Влекомая страстью к охоте, она последовала за Дианой (Артемидой), которая ее весьма возлюбила за сходство характеров. Спустя время Каллисто соблазнил Юпитер, и та не осмелилась рассказать Диане о случившемся. Но она не могла долго скрывать свое положение, так как выросший живот уже тяготил ее, и, когда она незадолго до родов освежалась в реке, Диана увидела, что она не сохранила девственность. Богиня наложила на нее, соответственно тяжести преступления, нелегкое наказание. Лишив ее девичьей внешности, она превратила ее в медведицу (по-гречески медведица зовется агсtos). Будучи в этом обличье, Каллисто родила Аркада.

По свидетельству же комического поэта Амфия, Юпитер принял облик Дианы и сопровождал деву словно для того, чтобы прислуживать ей на охоте, и как только спутники выпустили их из виду, он сошелся с нею против ее воли. Когда Диана спросила ее, почему у нее вырос столь большой живот, Каллисто ответила, что произошло это по ее, Дианы, вине. За такой ответ Диана наградила ее вышеупомянутой наружностью. Когда она блуждала по лесу в зверином обличье, ее поймали некие этолийцы, привели в Аркадию и подарили вместе с сыном Ликаону. Говорят, что она, не зная тамошних обычаев, бросилась в святилище Юпитера Ликейского. Ее сын сразу же последовал за нею, и, когда погнавшиеся за ними аркадцы попытались их убить, Юпитер, помня о содеянном, вознес Каллисто на небо и поместил среди созвездий, назвав ее Медведицей.

От греческого слова arkos = arktos - "медведь" и связанных с ним созвездий Большой и Малой Медведиц образовано и современное географическое понятие Арктика, прижившееся во многих языках. (Кстати, Рене Генон предлагал в качестве одного из возможных самоназваний северной Гипербореи - Медвежья земля.) Между прочим, астрономы рассчитали, что 100 000 лет назад расположение звезд в созвездии Большой Медведицы было иное: своим очертанием оно напоминало не "ковш", а именно медведя, причем - медведя белого, арктического, вытянувшего морду к медвежонку*. В имени сына Зевса и нимфы Каллисто Аркад (Аркас) тоже просматривается архаичная корневая основа ark со смыслом "медведь" и "север". По некоторым эллинским версиям, Зевс (Юпитер) отправил на небо не только мать, но и сына: первая стала Большой, а второй - Малой Медведицами (по другой легенде, Аркад стал Арктуром - самой яркой звездой Северного полушария).

Некоторые античные авторы также говорят, что, когда Юпитер сошелся с Каллисто против ее желания, разгневанная Юнона превратила ее в медведицу. Она встретилась во время охоты Диане и была ею убита, а затем, будучи узнана, помещена среди небесных светил. Другие же рассказывают так: когда Юпитер преследовал в лесу Каллисто, Юнона, догадавшись о том, что произошло, попыталась застать его на месте преступления. Юпитер же, чтобы легче скрыть свою вину, превратил Каллисто в медведицу и покинул ее, и Юнона обнаружила в том месте вместо девы медведицу. Она указала на нее Диане, которая в то время охотилась, и та ее убила. Чтобы не было сомнений в том, что он печалится о содеянном, Юпитер поместил на небосводе изображение медведицы, образовав звездами ее фигуру. Это созвездие, по общему мнению древних, не заходит. В качестве объяснения же утверждают, что Тефия, супруга Океана, не принимает его, когда прочие светила достигают заката, потому что Тефия была кормилицей Юноны, на ложе которой Каллисто была любовницей.

МАЛАЯ МЕДВЕДИЦА. Античные комментаторы (наряду с версией о звездном вознесении Аркада) считали, что это - Киносура, одна из кормилиц Юпитера, идийская нимфа. Она была среди куретов, которые прислуживали Юпитеру. В качестве награды она была помещена среди созвездий и названа Медведицей, которой уже древние римляне дали имя Septentrionts [Семь волов]. Отсюда произошло латинское слово septentrio, означающее и "север", и "северный ветер", и "Северный полюс". Большая же Медведица, по мнению многих, имеет сходство с возом, поэтому греки и назвали ее Наmаxа. Основанием этого предания было следующее: первые наблюдатели неба, установившие число звезд в каждом созвездии, назвали ее не Медведицей, но Возом, потому что из семи звезд две, казавшиеся одинаковыми и наиболее близко расположенными, принимались за быков, оставшиеся же пять представляли изображение воза. Поэтому ближайшее к нему созвездие они постановили назвать Волопасом. Арат же [известный античный автор, которому принадлежит уже цитированная во все времена книга по астрономии, именуемая "Явления"] говорит, что они названы Волопасом и Возом, потому, что медведица, словно воз, вращается вокруг полюса, именуемого северным, и поэтому говорят, что Волопас погоняет ее. Очевидно, что в этом он весьма заблуждается. Впоследствии, как сообщает Парме-ниск, некие астрономы установили, что семь звезд входят в группу из двадцати пяти, следовательно, изображение медведицы образуют не семь звезд. Поэтому и тот, кто следовал за Возом и ранее именовался Волопасом, был назван Арктофилаком [стражем Медведиц], а она во времена Гомера получила имя Медведицы. Ведь он говорит о "семи волах", что это созвездие называется и тем, и другим именем, и Медведицей, и Возом*.

В приводимых античными авторами преданиях о происхождении созвездий содержатся еще более древние сведения, восходящие к первобытной эпохе, когда господствовало тотемное мышление, а известные в более поздние времена народы вычленялись из некогда единой этнолингвистической и культурной общности. Отсюда звериные и птичьи тотемные имена, присвоенные некоторым созвездиям и, в частности, обеим Медведицам.

Появление в последующие эпохи новых имен (в дополнение прежним), намекающих на небесную колесницу (телегу), свидетельствует о миграционных процессах расселявшихся по всей земле племен и народов. Не случайно поэтому служившим главными небесными ориентирами звездам присваивались имена, связанные с движением или животными, так или иначе помогающими передвижению. К этому смысловому гнезду относятся и русский Воз, и древнеримские Семь Волов, и казахский Конь на приколе, и т.п.

В античных мифах предпринята одна из попыток осмыслить давно и хорошо известные сведения о созвездиях, изображения которых встречаются уже в рисунках древнекаменного века и последующих эпох (в том числе найденных на территории современной России) (рис. 72)**.

Таким образом, с какой стороны ни глянь, звезды (даже их имена!) по-прежнему неиссякаемый источник тайн. И расстаются с ними естественные маяки Вселенной более чем неохотно. Тем не менее ничто не мешает нам попробовать хотя бы частично решить некоторые из загадок звездного мира. Одна из них - "дьявольские звезды".

__________________
* См.: Гигин. Астрономия. СПб., 1997. С. 32-36.
> ** См., напр.: Святский Д.О. Очерки истории астрономии в Древней Руси // Историко-астрономические исследования. Вып. 8. М., 1962. С. 26-27.

 

"ДЬЯВОЛЫ" НА НЕБЕ

"Дьявольские" звезды обнаружили на небе давно, еще в Средние века. Первой оказалась b Персея. Когда арабские астрономы осознали, что звезда медленно ослабевает в блеске, а затем разгорается вновь (как бы мигая), - они воскликнули: "Алголь!" - в переводе "Дьявол!". С тех пор странная звезда именуется во всех каталогах Алголь, а звезды подобного типа окрестили "дьявольскими". Пронеся свою тайну через столетия, они так и остались объектом споров и загадок. Первая попытка разгадать тайну мигающих звезд была сделана в 1783 году. Любитель астрономии Джон Гудрайк предположил, что Алголь имеет спутник, который, вращаясь по своей орбите, периодически затмевает ее. Отсюда и переменный блеск, мигание звезды (рис. 73). Эта догадка пережила столетие. В 1889 году на основе спектрального анализа решили, что мигающие звезды - двойные звезды. Но из-за близкого расположения друг к другу и большой удаленности от Земли они видны в телескоп как светящиеся точки.

Автору доводилось всесторонне обсуждать данную тему с уже известным читателю специалистом в области космических проблем профессором В.П. Селезневым. Ниже воспроизведены некоторые фрагменты из нашей дискуссии.

Автор. Насколько справедливы упомянутые объяснения наблюдаемых световых эффектов мигающих звезд?

Профессор. Это объяснение остается чуть ли не единственным и в настоящее время. Правда, за последнее время попытались решить эту загадку иначе: полагают, что звезда мигает якобы оттого, что периодически взрывается. Читателю предлагается вообразить такую картину: атомная или водородная бомба взрывается и после этого, через несколько минут или часов она (включая и световое излучение) вновь собирает рассеянное вещество, восстанавливает конструкцию и систему управления и опять взрывается, повторяя этот процесс регулярно и без потери энергии и материи. По-видимому, такое объяснение процесса мигания звезд абсолютно невероятно. Правда, и гипотеза Гудрайка предполагает условие, само по себе тоже маловероятное. В самом деле, почему плоскость орбиты мигающей звезды должна постоянно совпадать с плоскостью, через которую проходит луч зрения земного наблюдателя? (Ведь только при этом допущении могут происходить периодические затмения.) Вообще на сегодня известно 60 тысяч визуально-двойных звезд. Но из них лишь 10 тысяч измерялись более или менее регулярно. У более чем полутысячи обнаружена кривизна пути, достаточная для того, чтобы определить форму относительно орбиты*. Если верить упомянутой гипотезе, то орбиты всех этих звезд занимают такое исключительное положение! В то же время за всю историю астрономии не было замечено ни одного случая, когда хотя бы в одной из нескольких тысяч обычных двойных звезд произошло затмение, как это бывает у мигающих звезд. Современная астрономия пока не в силах ответить на эти вопросы. И, как ни странно, помеха здесь - существующий взгляд на природу света, который теория относительности наделила особым свойством, не подчиняющимся якобы классическому закону сложения скоростей.

Автор. Еще одна неувязка, характерная для современных научных взглядов. Число двойных звезд, каждая из которых - пара, вращающаяся вокруг общего центра масс, во Вселенной огромно. Но не менее велико и их разнообразие. Например, период обращения звезд, которые видны в телескоп как две светящиеся точки, находится в пределах от одного года до нескольких тысяч лет, период мигающих звезд имеет время от нескольких часов или суток до нескольких лет. Характерно, что теория относительности делает попытку объяснить первый вид звезд, но бессильна перед вторым их видом. Но ведь была еще гипотеза швейцарского физика-теоретика Вальтера Ритца (1878-1909), которая неплохо объясняла многие световые явления.

Профессор. Гипотезе Ритца не повезло: от нее отказались, воспользовавшись нечеткими представлениями о различиях в свойствах упомянутых выше двух видов двойных звезд. По гипотезе Ритца, две звезды, вращаясь относительно друг друга, излучают потоки света с разными скоростями. Все зависит от мгновенного положения звезды на орбите. Максимальной скорость фотонов будет в том случае, когда звезда движется в сторону наблюдателя, находящегося на Земле (скорость света складывается со скоростью орбитального движения звезды), и минимальная, когда звезда движется от наблюдателя. Разница в этих скоростях должна привести к очень интересному явлению. На некотором расстоянии фотоны, летящие от одной звезды с большей скоростью, обгонят фотоны, излученные другой звездой на период раньше, но летящие с меньшей скоростью. Создаются условия, когда наблюдатель будет видеть двойные звезды одновременно в разных местах. То есть рядом с основным изображением пары звезд появится другое - "привидения". Причем "звездные привидения" будут исчезать и появляться вновь в соответствии с периодом вращения звезд относительно друг друга.

Автор. Что же показали астрономические наблюдения? Обнаружены ли такие "привидения"?

Профессор. Противники гипотезы Ритца привели данные о наблюдении двойных звезд (видимых раздельно и с большим периодом орбитального движения), у которых таких явлений, как "привидения", не наблюдается. Отсюда и был сделан вывод, что гипотеза Ритца не верна, а гипотеза о постоянстве скорости света в относительном движении - якобы справедлива.

Автор. Но ведь есть вторая группа двойных звезд с короткими периодами обращения, которые мигают. Учтен ли данный факт при решении столь важного вопроса?

Профессор. Конечно, нет! Дело в том, что двойные звезды с длительным периодом обращения и не должны были создавать "привидения" в пределах не только нашей Галактики, но и на расстояниях до многих миллионов световых лет от Земли, что и подтверждают астрономические наблюдения. А двойные звезды с короткими периодами обращения, которые мигают в звездном небе, как раз и создают эти "привидения". Но анализ этих "привидений" и увязка их с баллистической теорией распространения света не были сделаны.

Автор. Похоже, в столь принципиальном споре между сторонниками двух гипотез одна из сторон использовала не совсем корректные доказательства своей правоты. Но как же в таком случае использовать накопленные знания в области астрономии и экспериментальные данные наземных опытов со светом, чтобы объективно разобраться в этом непростом вопросе?

Профессор. Современных научных фактов вполне достаточно, чтобы подойти к решению данной проблемы весьма убедительно и в наглядной форме. Однако логические доказательства, приводимые ниже, требуют философского обобщения и соответствующих принципиальных оценок.

Автор. Двойные звезды оказались тем камнем преткновения, о который якобы разбились все корпускулярные теории света (Ньютон, Ритц), предполагавшие изменение скорости света в относительном движении тел. Исследователи (Ритц, Де Ситтер, Эйнштейн и др.), анализируя характер прохождения света от двойных звезд, с учетом переменной скорости света, обнаружили, по их мнению, несоответствие расчетных траекторий с кеплеровскими. Несмотря на многие загадочные явления, наблюдаемые у двойных звезд (периодическое изменение яркости, температуры и т. п.), эти исследователи не заметили связи загадочных явлений с вышеназванными особенностями прохождения света. Не здесь ли кроется разгадка?

Профессор. Двойные звезды обращаются около их общего центра масс под действием взаимного тяготения. Периоды обращения двойных звезд, различимых в телескопы как две светящиеся звезды, составляют тысячи лет. Самый короткий из них около года. Имеются двойные звезды, расположенные так близко друг от друга, что при наблюдении в телескопы они сливаются в одну светящуюся точку. Периоды таких спектрально-двойных звезд более короткие - от 2 часов до 15 лет. Скорости движения двойных звезд по их орбитам достигают десятков км/сек. Рассмотрим прохождение света от двойных звезд, движущихся по круговой орбите (рис. 74-а) вокруг центра. Расстояние от центра орбиты до наблюдателя равно L. Полагаем, что радиус орбиты намного меньше этого расстояния, благодаря чему лучи света можно принять параллельными (все эти допущения ни в коей мере не снижают общности задачи, но упрощают ее решение). Плоскость орбиты совпадает с лучом зрения.

Составляющие скорости света от звезд S1 и S2 в сторону приемника 1 соответственно C1 и С2 определяются суммой скоростей света относительно излучателей и составляющими скоростей движения звезд по орбитам. Зная расстояния звезд S1 и S2 относительно приемника и скорости распространения света C1 и C2, можно определить время прихода лучей t1 и t2. Наблюдатель, находящийся на расстоянии L от пары звезд, будет видеть движение звезд не по круговой орбите, а по орбите эллиптической формы. На рис. 74-б показана эволюция видимой формы орбиты по мере удаления наблюдателя на расстояния L1, L2, ... Ln от звезд. Видимые орбиты постепенно вытягиваются, а эксцентриситет их увеличивается. Если принять за единицу времени период обращения Т звезд по орбите и изобразить формы наблюдаемых орбит через единичные интервалы времени, то смещение к 11 относительно 1 будет равно VT, точек 21 относительно 2 - равно 2 VT, а точек n1 относительно n - nVT. Из рисунка видно, что при удалении более некоторого критического расстояния Lкр. орбиты начинают накладываться друг на друга (заштрихованные области на рисунке). Это означает, что наблюдатель будет видеть двойные звезды одновременно в различных местах, причем "звездные привидения" будут появляться и исчезать в согласии с их периодическим движением.

Автор. Возможно ли такое удивительное явление в природе? Ведь, по мнению Эйнштейна и его последователей, никаких следов таких явлений не было обнаружено, что дало им основание исключить из рассмотрения альтернативные объяснения загадочного феномена.

Профессор. Однако именно в этом и состоит их ошибка. В звездном мире имеются многочисленные примеры двойных звезд, у которых наблюдаются как раз такие удивительные физические явления. Особенно это относится к двойным закритическим звездам, расстояние которых до наблюдателя превосходит критические (LКР.), и видимые орбиты накладываются друг на друга (если расстояние менее LКР., ТО Такие звезды называются докритическими. Период закритических спектрально-двойных звезд невелик - от 2 часов до 15 лет, а вследствие большого расстояния до Земли они сливаются в одну светящуюся точку, которая периодически меняет свой блеск и спектральный состав. В качестве примера таких "дьявольских" звезд уместно привести и уже упомянутый Алголь - звезду b Персея с периодом 68 часов 49 минут (из них 59 часов блеск звезды сохраняется на одном уровне, затем он в течение 5 часов уменьшается на 2/3), и звезду b Лиры, которая периодически изменяет свой блеск от 3,4 до 4,4 звездной величины за период около 13 суток.

Автор. Существует еще один удивительный тип переменных звезд. Это - цефеиды, или пульсирующие звезды-гиганты.

Профессор. На таких звездах бывают неоднородные по яркости, температуре и химическому составу участки поверхности, напоминающие пятна на Солнце. При вращении такой звезды движение участков поверхности будет происходить по различным орбитам, причем половину периода они будут находиться на невидимой стороне. Поскольку период обращения цефеид невелик (от 1,5 часа до 45 суток), а периферическая скорость значительная (до 100 км/сек), то создаются благоприятные условия для возникновения явлений, аналогичных двойным закритическим звездам с учетом обязательных затмений.

Суммирование световых потоков от неоднородных участков, происходящее за счет перекрытия кажущихся орбит, значительно усиливает эффект пульсации блеска и температуры звезды. Если звезда прецессирует, то интенсивность пульсаций блеска и температуры может происходить с некоторым изменением периодичности. Одновременно может изменяться и спектр звезды. Примером подобных звездных объектов могут как раз и служить физически переменные звезды.

Автор. Можно ли обнаружить с помощью телескопа или каких-либо приборов искажения орбит звезд, возникающие вследствие переменной скорости света?

Профессор. Так как расстояния до далеких звезд определяются со значительными ошибками (до 20% от расстояния), а искажение орбиты происходит только в направлении луча зрения, то заметить искажение весьма сложно. Зато при наблюдении планет Солнечной системы искажения орбит становятся заметными. Более того, неучет таких искажений может привести к серьезным негативным последствиям. Так, ошибки, допущенные при радиолокационном измерении расстояний до Луны, Венеры, Марса, привели к неудачным запускам космических автоматических аппаратов, в разное время направляемых к этим планетам.

Автор. Думается, читателям небезынтересно более подробно познакомиться с этими поучительными фактами.

Профессор. Напомню, что измерение расстояния и скорости относительного движения между Землей и Венерой осуществлялось путем посылки мощных радиолокационных сигналов в сторону Венеры наземными станциями, при этом определялось время прихода на Землю отраженных сигналов от венерианской поверхности. Учитывая характер орбитального движения этих планет, локацию начинали в период, когда расстояние до Венеры достигало около r1=80 млн. км (положение планет 1-1 на рис. 75), затем оно сокращалось до r2=40 млн. км (положение 2-2 противостояния планет) и потом опять увеличивалось до r3. Длительность всего процесса измерений достигала трех месяцев.

На первом участке движения от 1-1 до 2-2 Земля и Венера сближаются, а на втором участке, от 2-2 до 3-3, удаляются друг от друга. Следовательно, результирующая скорость С1 прохождения радиосигналов от Земли до Венеры и обратно на первом участке больше, чем С, а на втором - меньше, и это должно отразиться на продолжительности интервала времени от момента посылки сигналов до их приема. Поскольку эти особенности распространения радиосигналов не учитывались и скорость их распространения принималась постоянной и равной скорости света, расчетные данные не совпали с фактическими: на первом участке расчетные расстояния ri* оказались короче (ri*<ri, i=1; 2; 3), а на втором участке длиннее ri* >ri..

Чтобы подогнать расчетно-экспериментальные данные к истинным, исследователи приняли "оригинальное" решение - условно переместить Венеру вперед по орбите примерно на 700 км (положения Венеры 11, 21, 31 на рисунке). Только в этом случае оказалось возможным "свести концы с концами" и якобы подтвердить справедливость специальной теории относительности. Однако если отбросить какие-либо подгонки и учесть действительные скорости распространения радиосигналов между планетами, то проведенный эксперимент является убедительным подтверждением справедливости классического закона сложения скоростей для световых излучений и радиоизлучений. Нельзя пренебрегать законами распространения сигналов в относительном движении, поскольку это может оказаться особенно опасным, например, при навигации в условиях космического полета.

Автор. У нас радиолокационные измерения расстояний до Венеры проводились в 1962-1975 годах. Нет ли других данных, свидетельствующих о трудностях, к которым приводят релятивистские расчеты, и ошибках навигации в современной космонавтике?

Прфессор. События, связанные с полетами космических летательных аппаратов "Фобос-I" и "Фобос-II" к Марсу, и их загадочное исчезновение, навигационные просчеты при запусках других летательных аппаратов имеют прямое отношение к проблеме распространения электромагнитных сигналов. Наиболее показательны в данном плане неудачи с "Фобосами". Напомню, что эти аппараты, оснащенные новейшей исследовательской и навигационной аппаратурой, после длительного полета достигли окрестностей Марса. Предполагалось, что "Фобос-I" будет проводить изучение поверхности планеты Марс, а "Фобос-II" осуществит посадку на спутник Марса Фобос. Связь с "Фобосом-I" прекратилась внезапно, в это время второй аппарат, "Фобос-II", продолжал процесс сближения с марсианским спутником. Однако, несмотря на принятые меры предосторожности в процессе дальнего наведения аппарата по радиосигналам с Земли, и "Фобос-II" также прекратил взаимодействие с наземными станциями. В итоге космическая эпопея завершилась безрезультатно. Конечно, у подобной неудачи может быть много случайных причин. Однако есть одна возможная причина, носящая не случайный, а систематический характер. Если навигацию осуществлять, опираясь на постулат постоянства скорости света (радиосигналов), то в этом случае неизбежны роковые ошибки наведения, которые могут служить причиной провала всей операции.

Автор. Можно ли оценить масштабы подобных ошибок?

Профессор. К сожалению, в печати не приводятся сведения о навигационной космической обстановке и методике проведения локационных измерений. Поэтому оценку подобной ситуации можно дать, исходя из общих положений небесной механики. Как известно, "Фобосы" успешно преодолели весь путь от Земли до Марса. Радиолокационный сигнал, который посылался с наземной радиостанции на летательный аппарат, принимался его бортовой станцией, а затем переизлучался и возвращался обратно на Землю, преодолевая расстояние туда и обратно за время более 10 минут. Навигация осложняется тем, что планеты - Земля и Марс - движутся по своим орбитам с разными скоростями (Земля - со скоростью 29,76 км/сек, а Марс - 24,11 км/сек), а естественный марсианский спутник Фобос летает вокруг Красной планеты со скоростью около 3 км/сек и периодом обращения 7,68 часа. Интересно отметить, что Фобос вращается вокруг Марса в 3,2 раза быстрее, чем Марс вращается вокруг своей оси, - это единственный случай в Солнечной системе.

Если при навигационных расчетах скорость света (радиосигналов) принималась постоянной в относительном движении небесных тел, то погрешности локационных измерений достигают следующих величии. Вследствие неучета скорости Марса относительно Земли, равной 5,65 км/сек, и длительности прохождения прямого и обратного радиосигналов около 10 минут погрешность в определении расстояния до Марса может достигать до 1000-2500 км. Такая ошибка в определении расстояния от поверхности Марса до летательного аппарата "Фобос-I" уже могла служить причиной его гибели. Для навигации же "Фобоса-II" особую коварность представляет орбитальная скорость спутника Марса - Фобоса. В течение половины периода обращения, когда спутник не закрыт от наблюдателя Марсом, он совершает движение навстречу Земле, а затем удаляется со скоростью 3 км/сек. Вследствие этого ошибка радиолокации со стороны Земли может периодически меняться в пределах Ђ 1500 км в течение 3,84 часа (половина периода обращения). Если "Фобос-II" вышел на ту же орбиту, что и спутник Фобос, и летел на некотором постоянном расстоянии от него, то наземные радиолокационные станции фиксировали расстояние между ними со знакопеременной ошибкой в течение каждого полупериода вращения (3,84 часа). Так, например, если расстояние между аппаратом и спутником составляло четверть длины орбиты, то ошибка в измерении этого расстояния была не менее Ђ 1500 км. Поскольку дальность действия автономной системы наведения "Фобоса-II" может быть меньше указанной ошибки измерения, то вероятность столкновения и гибели аппарата становится существенной. Избежать всех этих ошибок можно при условии проведения навигационных измерений на основе классического сложения скоростей распространения радиосигналов в относительном движении небесных тел.

Автор. Из этого примера видно, как дорого платит человечество за ошибочные гипотезы, если оно слепо принимает их на веру. Уточнение особенностей распространения света при относительном движении тел, по-видимому, позволяет выяснить и весьма интересный вопрос: почему скорость света, идущего от звезд, больше, чем скорость света земных источников излучения почти на 3000 км/сек?

Профессор. Да, основание для этого вполне достаточное. Звезды как источники светового излучения отличаются тем, что их раскаленная поверхность представляет собой бурно кипящую, фонтанирующую среду. Каждая раскаленная частица этой сферы, излучающая свет, совершает беспорядочные движения с огромными скоростями. Вследствие этого потоки света, идущие от звезды в окружающее пространство, приобретают скорость, которая складывается от скорости излучения частицей (300000 км/сек) и скорости ее теплового движения относительно поверхности звезды. Именно эта добавочная скорость звездных источников излучения (в среднем около 3000 км/сек) и не регистрируется наблюдателями, расположенными на Земле.

Автор. Ну вот, кажется, мы вплотную подошли к анализу всего комплекса загадок Солнечной системы и ее освоения...

 

СОЛНЦЕ И ЕГО СЕМЬЯ

Звездную систему, с которой навсегда связана космическая судьба человечества, уместно сравнить с гигантской цирковой ареной, где по замкнутым круговым (точнее, эллиптическим) орбитам бегают 5 маленьких собачек, 2 верблюда и 2 слона (рис. 76). Конечно, здесь много и всякой другой космической мелочи: спутники планет (рис. 77.), астероиды, кометы, метеоры, искусственные летательные аппараты, - но в данный момент этой малозначительной мелюзгой можно пренебречь. Хотя, по подсчетам астрономов, только астероидов в окрестностях солнечной системы не менее четверти миллиарда.

Начнем с крупной "дичи". 5 собачек - это планеты, как принято говорить, земного типа (их размеры приближаются к земным): сама Земля, Марс, Венера, Меркурий, Плутон. 2 верблюда - холодные Уран и Нептун. 2 слона - газообразные гиганты Юпитер и Сатурн (рис. 78). На первый взгляд представляется чистой случайностью, что ближайшая к Солнцу планета названа именно Меркурием (а не в честь какого-то другого Божества), вторая - по имени Богини любви. И так далее. Но это только на первый взгляд. Все имеет свое объяснение. У каждой из видимых невооруженным глазом планет с самого начала был подмечен свой "характер". Под него, как станет понятным ниже, и подбиралось название.

Как уже говорилось, что наша Галактика имеет размеры диаметра около 100 000 световых лет. Так вот, Солнечная система расположена на расстоянии 27 000 световых лет от центра Галактики и на расстоянии 46 световых лет к северу от плоскости ее симметрии (так называемой галактической плоскости). Галактика вращается, и вместе с ней со скоростью 220 км/сек вращается Солнечная система со всеми большими и малыми планетами. Полный оборот и возвращение в условно исходную точку происходит за 2,2Ч108 лет. Этот промежуток времени именуется космическим годом.

Пять ярких планет на ночном небосклоне известны человеку давным-давно. Существовал даже культ поклонения планетам (а заодно и другим священным звездам), известный под названием сабеизма. Термин этот, как и сама религия, мало что говорит современному человеку. В действительности существовало древнее Сабейское царство, населенное племенами сабеев, говоривших на сабейском языке. Располагалось оно во времена позднеегипетской, древнегреческой и древнеримской истории на юге Аравийского полуострова. Это та самая "Счастливая Аравия" античных авторов, о богатстве и чудесах которой в старину слагались легенды. В современном Йемене от тех времен сохранилось множество развалин домусульманских храмов - сабеистских святилищ, воздвигнутых в честь звездных и планетных Божеств. Сабеизм достаточно хорошо известен через библейских халдеев - чародеев и звездопоклонников. Однако "халдеи" - несколько размытое этническое и лингвистическое понятие. Считается, что народ под таким названием, говоривший на одном из семитских языков, переселился, по одной из версий, именно из Аравии в Месопотамию (Двуречие) в начале 1-го тысячелетия до н.э., смешавшись здесь с коренными семитскими племенами. Но главное - халдеи принесли в Вавилонию свою "звездную культуру": астрономические навыки, книги, каталоги, результаты многовековых наблюдений за небесными объектами (кстати, по халдейским исчислениям, человеческая история начинается примерно за 400 тысяч лет до новой эры; с этой цифрой соглашался и Ломоносов). Во всяком случае, нет сомнения в том, что своими достижениями астрономия Вавилона - одна из самых развитых астрономий Древнего Мира - во многом обязана халдеям, а через них и сабеям-звездопоклонникам.

Обнаружить и зафиксировать перемещение планет среди других относительно неподвижных светил сравнительно нетрудно. Поэтому в лексиконе разных народов им нашлось подходящее и одинаковое по смыслу наименование - "блуждающие звезды". Уже в древности наблюдатели пришли к выводу, что "блуждающие звезды" находятся к Земле ближе, чем неблуждающие. На эту мысль навели затмения - заслонение Луной Солнца, звезд и планет. На этом основании древние звездочеты в разных странах и независимо друг от друга объявили Луну самым близким к нам небесным телом. Оригинальным способом определялось и расстояние до планет - по скорости их перемещения по небосклону. Сатурн возвращался в исходную точку отсчета среди звезд каждые 29,5 лет, Юпитер - через 12 лет, Марс - через 2 года, Венера - через 225 дней, Меркурий - через 88 дней, а Луна - через 28 дней. Было разгадано, что этот порядок соответствует последовательности расстояния планет до Земли. Другими словами, Сатурн с самого начала считался самой отдаленной из всех видимых невооруженным глазом планет, а Луна - самым близким. Кроме того, планеты подразделялись на верхние и нижние - в соответствии с различием в их движении. Меркурий и Венера как бы сопровождают Солнце, находясь в его близи и никогда не удаляясь, соответственно, больше чем на 29о и 47о. Они получили название нижних (точнее - внутренних) планет. Напротив, верхние (точнее - внешние) планеты - Марс, Юпитер, Сатурн - более свободно располагаются возле Солнца и менее привязаны к нему в своем движении.

Далеко не сразу люди осознали , что облик "звезды" обманчив. На самом деле планеты - массивные шары, состоящие из горных пород, металлов и газов, и светят они отраженным солнечным, а не собственным светом. С каждым веком все более совершенными становились наблюдения с помощью телескопов и других хитроумных приборов, вроде спектрографа. Они позволили непрерывно увеличивать общий массив научных данных о строении и природе больших и малых спутников Солнца.

Во все века сохранялся стойкий интерес к вопросу: откуда что взялось? как и когда появились во Вселенной Солнце и его семья? в какой последовательности? и сколько еще тысячелетий будут они являть себя миру на земном небосклоне? По существу, лишь чуть больше три столетия ответы на поставленные вопросы стали даваться, исходя из опытного естествознания и скрупулезных математических расчетов. И с самого начала в центре внимания ученых и читающей публики оказались космогонические гипотезы о происхождении Солнечной системы. Для того, чтобы такие гипотезы не противоречили научным данным, они должны объяснять следующее:

1) почему орбиты всех планет лежат практически в плоскости солнечного экватора,

2) почему планеты движутся вокруг Солнца по орбитам, близким к круговым,

3) почему направление обращения вокруг Солнца одинаково для всех планет и совпадает с направлением вращения Солнца и собственным вращением планет вокруг осей,

4) почему 98% массы Солнечной системы приходится на Солнце и лишь 2% на планеты, тогда как планеты обладают 98% момента количества движения всей Солнечной системы,

5) почему планеты делятся на две группы, резко различающиеся между собой средней плотностью?

И все же гипотез, удовлетворяющих вышеперечисленным требованиям, оказалось слишком много. Среди них есть вихревые, объясняющие происхождение планет и других космических объектов на основе теории вихреобразных движений, якобы доминирующих в Космосе. В пользу таких концепций, восходящих еще к знаменитому французскому мыслителю Рене Декарту (1596-1650), говорят сегодня и спиральные галактики, и торсионные (скрученные) поля, и другие спиралевидные феномены. Поэтому "вихревые подходы" не утратили своего значения и в наши дни.

Начиная с ХVIII века достаточное распространение получили катастрофические гипотезы происхождения небесных тел. Так, знаменитый в прошлом французский естествоиспытатель Жорж Бюффон (1707-1788) считал, что Земля и планеты образовались в результате столкновения Солнца с кометой. Катастрофические гипотезы, хотя и не имеют всеобщей поддержки, продолжали обосновываться в ХХ веке. К наиболее известным их авторам относятся Дж. Джинс и И. Великовский.

Самыми популярными, однако же, оказались эволюционные гипотезы (рис. 79). Исторически первой в их далеко не ограниченном ряду оказалась гипотеза крупнейшего немецкого философа И. Канта. Он предполагал, что первоначально мировое пространство было заполнено холодным рассеянным веществом в виде пылевого облака. Постепенно, под воздействием сил тяготения пылинки стали слипаться и образовывать плотные сгустки, которые после длительного периода разогревания превратились в знакомые небесные тела.

Спустя четыре десятилетия П.С. Лаплас (1749-1827) предложил еще одну небулярную гипотезу по, так сказать, диаметрально противоположной схеме. Согласно Лапласу, Солнце первоначально представляло собой огромную медленно вращающуюся раскаленную туманность. Силы тяготения заставляли увеличивать скорость этой колоссальной огненной массы, которая от этого постепенно сплющивалась. Далее вокруг протосолнца образовалось гигантское огненное кольцо; в процессе охлаждения оно распалось на отдельные сгустки. Из них в конечном итоге образовались все планеты и их спутники. Хотя после обнародования классических космогонических гипотез Канта и Лапласа на протяжении более чем двух веков было предложено еще несколько десятков возможных объяснений, все же именно две первые доминировали в науке до последнего времени и даже, несмотря на свою альтернативность, фигурировали как нечто единое целое, именуясь небулярной гипотезой Канта-Лапласа.

Относительно неизбежного вопроса: откуда же в Космосе взялось первичное вещество - строительный материал для планет и Солнца - возможны различные ответы:

1) планеты образуются из того же газо-пылевого облака, что и Солнце (Кант); 2) это облако было захвачено Солнцем при его обращении вокруг центра Галактики (О. Ю. Шмидт); и 3) оно отделилось от Солнца в процессе его эволюции (Лаплас, Джинс и др.).

Многим отечественным ученым сегодня наиболее вероятным представляется первый вариант. Большую роль в его разработке сыграли труды О. Ю. Шмидта, который был крупным математиком и дал математическое обоснование целому ряду вопросов (например, распределение планет по расстояниям от Солнца, направление осевого вращения планет и др.). Работы О. Ю. Шмидта успешно продолжены его учениками и последователями.

Как же представляется общая схема развития нашей планетной системы, исходя из предположения, что планеты и Солнце образовались из газо-пылевого облака? Предполагается, что около пяти миллиардов лет назад в таком облаке, пронизанном магнитными силовыми линиями, образовалось сгущение - протосолнце, которое медленно сжималось. Другая часть облака с массой примерно в десять раз меньшей медленно вращалась вокруг него. В результате столкновений атомов, молекул и частиц пыли туманность постепенно сплющивалась и разогревалась. Так вокруг протосолнца образовался протяженный диск, пронизанный магнитными силовыми линиями. В значительной его части происходило интенсивное конвективно-турбулентное перемешивание вещества. Это благоприятствовало быстрому перераспределению энергии, освобождающейся при гравитационном сжатии облака. В результате этого газо-пылевой диск существенно охлаждался.

Под действием светового давления легкие химические элементы водород и гелий "выметались" из близких окрестностей Солнца. И, наоборот, попадая на пылинки, световые лучи тормозили их движение вокруг Солнца. При этом пылевые частицы теряли свой орбитальный момент количества движения и приближались к Солнцу. Такой механизм торможения срабатывает даже в случае, если размеры частицы достигают нескольких метров. В конечном итоге это и привело к существенному различию в химическом составе планет, их разделению на две группы.

После достижения "критической" плотности пылевой диск распался на отдельные сгущения. Далее в результате взаимных столкновений происходило слипание отдельных пылинок и образование твердых тел, для которых американский геолог Т. Чемберлин еще в 1901 году ввел название "планетезимали". По оценкам В.С. Сафронова, превращение системы сгущений пыли в рой твердых тел продолжалось всего 10 000 лет на расстоянии Земли от Солнца и около 1 000 000 лет на расстоянии Юпитера. При этом масса планетезималей в области планет земной группы была значительно меньше, чем в области планет-гигантов.

Все это время протосолнце проявляло очень высокую активность. При мощных вспышках оно выбрасывало потоки заряженных частиц; двигаясь вдоль магнитных силовых линий, они переносили момент количества движения от Солнца к протопланетному облаку. Кроме того, благодаря столкновениям высокоэнергичных легких частиц (протонов и нейтронов) с веществом протопланетного облака, происходили определенные ядерные реакции. Именно таким путем и образовался большой избыток легких химических элементов - лития, бериллия и бора, которых в земной коре и метеоритах значительно больше, чем в атмосфере Солнца. В результате взаимных столкновений планетезималий происходил рост одних и дробление других. Со временем орбиты крупнейших из них приближались к круговым, а сами они превращались в зародыши планет, объединяя все окружающее вещество. Расчеты показывают, что рост Земли до современных размеров продолжался всего 100 миллионов лет.

Выпадание отдельных сгущений на Землю и ее сжатие привели к постепенному разогреву ее недр. На момент сформирования Земли температура в ее центре не превышала 8000К, на поверхности 3000К, а на глубине 300-500 км - около 15000К. Со временем все большую роль здесь играли процессы радиоактивного распада, при которых выделялось значительное количество энергии. В результате этого отдельные области земных недр разогрелись до температуры плавления. Наступила продолжительная фаза гравитационной дифференциации вещества: тяжелые химические элементы и соединения опускались вниз, легкие - поднимались вверх. Этот начальный этап формирования земной коры продолжался около 1 миллиарда лет.

На ранней стадии своего развития протоземля была окружена облаком небольших спутников, радиусы которых достигали 100 км. Со временем из них на расстоянии около 10 земных радиусов (60 000 км) сформировалась Луна. Одновременно началось ее медленное удаление от Земли, которое продолжается и теперь. Оно сопровождается уменьшением скорости вращения Земли вокруг своей оси. Безусловно, современная планетная космогония встречается еще со многими трудностями. Приведенная здесь схема развития Земли (аналогично формировались и другие планеты) - лишь одна из возможных гипотез, детально разъясняющих, как именно планеты и Солнце образовались из одного газопылевого облака и что сами планеты сформировались из роя холодных и твердых тел*.

Существенно отличается от описанной выше "холодной" модели образования Солнечной системы - концепция известного шведского астрофизика, лауреата Нобелевской премии Ханнеса Альвена**. Он строит свою гипотезу, опираясь на теорию космической плазмы. Кроме того, Альвен считает, что невозможно понять механизм образования планет без одновременного уяснения процесса образования их спутников. Исходя из данного принципа, он приходит к выводу, что история эволюции Солнечной системы может быть описана с помощью введения пяти стадий развития, частично перекрывающихся во времени.

___________________
* См.: Климишин И.А. Астрономия наших дней. М., 1976. С. 450-453.
** См.: Альвен Х. Космическая плазма. М., 1983.

 

Следующий шаг, который делает в анализе Альвен, - попытка определить, какие именно процессы активно протекали на различных стадиях эволюции, или по крайней мере привести примеры процессов, заслуживающих более пристального изучения. В данной области науки, как, впрочем, и в других областях, очень трудно полностью обойтись без спекулятивных догадок, но, высказывая эти догадки, необходимо всегда сохранять тесный контакт с физической реальностью. Иначе старый миф попросту заменится на новый.

Прежде всего важно осознать, что в момент образования Солнечной системы условия в нашей части космического пространства во многих отношениях отличались от сегодняшних, но при этом были справедливы те же самые общие законы физики. Твердые тела, включая мелкие частицы и пылинки, двигались тогда по кеплеровским орбитам, подобным теперешним. В космическом же пространстве находилась плазма, параметры которой наверняка отличались от современных, но это отличие вовсе не было таким уж кардинальным.

В согласии с изложенными выше принципами Альвен предпринимает попытку реконструировать позднейшую стадию эволюции планет и спутников. Он считает: есть достаточно веские причины полагать, что в течение последних 4 миллиардов лет ни химический состав, ни элементы орбит планет и спутников существенно не изменились. На поверхности Земли и некоторых других небесных тел происходила медленная геологическая эволюция, а что касается элементов их орбит, то главные их параметры испытывали так называемые "вековые изменения", представляющие собой периодические вариации в довольно узких пределах значений. Здесь имеются два исключения: приливные эффекты изменили орбиты Луны и Тритона - спутника планеты Нептун. Почти во всех других отношениях Солнечная система 4 миллиарда лет назад выглядела абсолютно так же, как и сегодня.

Датирование с помощью радиоактивных изотопов показало, что этому долгому и устойчивому периоду предшествовал другой (продлившийся, по всей вероятности, несколько десятков или сотню миллионов лет), во время которого сформировалась Солнечная система. Вещество, из которого сейчас состоят планеты и спутники, собралось воедино из некоторого раннего зародышевого или "планетезимального" состояния, когда оно было рассеяно в виде большого числа малых частиц. Последние двигались вокруг Солнца по кеплеровским орбитам, но при этом сталкивались друг с другом, и в результате в процессе аккреции возникли теперешние небесные тела. Кратеры, которые мы наблюдаем на поверхности Луны и других тел, представляют наглядные свидетельства "ливня" планетезималей, под воздействием которого эти тела выросли до своих современных размеров.

И действительно, сравнивая различные фотографии Луны, Меркурия, Марса и Фобоса, спутников планет-гигантов, полученные во время космических полетов, мы обнаруживаем, что кратерная структура их поверхностей настолько одинакова, что можно заключить следующее: все эти твердые тела развивались сходным образом и в некоторых отношениях соответствуют различным стадиям одного и того же процесса эволюции. Этот факт делает возможной реконструкцию истории Земли. По Альвену, Земля должна была пройти через стадию чрезвычайно небольшого тела, по размерам подобного, к примеру, Фобосу - самому малому из известных к настоящему времени небесных тел. На поверхности Фобоса имеется ряд кратеров, образовавшихся в результате падения планетезималей. Когда Фобос достиг своего теперешнего размера, все планетезимали в окружающем его космическом пространстве оказались исчерпанными. Для Земли же, однако, это состояние было лишь промежуточным этапом: дождь планетезималей продолжался, и Земля росла все больше и больше. Когда мы смотрим на Луну, то видим перед собой как бы "моментальный снимок Земли" в том возрасте, когда она нарастила за счет аккреции только 1% своей теперешней массы. Меркурий и Марс соответствуют более поздним этапам "детства" Земли, когда масса ее составляла 4%, и, затем, 10% современного значения. Из этих "фотографий" можно заключить, что ранняя история Земли была довольно монотонной - это непрерывный дождь планетезималей. Следующий вывод: когда планетное тело достигает размеров Марса, оно начинает удерживать - или наращивать путем аккреции - некоторую атмосферу; кратеры на его поверхности постепенно выветриваются и изменяются под воздействием других геологических явлений. Эти процессы становятся все более отчетливо выраженными по мере роста тела, и когда оно достигает размеров Земли или Венеры, геологическая эволюция к тому времени стирает с его поверхности все свидетельства аккреции планетезималей.

Картина планетезимального состояния, полученная Альвеном, коренным образом отличается от лапласовского. Планетезимали фактически движутся по сильно эксцентричным и наклонным орбитам, а вовсе не по круговым орбитам лапласовского диска, по поводу которого некоторые космологи утверждают даже, что он есть не что иное, как чрезвычайно тонкий слой частиц, подобный кольцам Сатурна. Эти различия существенны для понимания процесса аккреции планет и их спутников, но они не менее существенны для следующего шага назад во времени - для реконструкции процесса аккреции планетезималей из частиц, сформировавшихся в плазме или захваченных ею.

Одна из центральных проблем во всех попытках реконструировать происхождение планетезимального состояния состоит в ответе на вопрос: каким образом частицы попали на орбиту? Этот процесс должен быть связан с переносом углового момента от вращающегося центрального тела - Солнца или планеты - к окружающим его планетезималям. На основе научно достоверных аргументов, заимствованных из различных областей знания, Альвен доказывает, что в современных условиях существует плазменный механизм, реализующий перенос углового момента от центрального тела к окружающей его плазме. В свободно вращающейся плазме устанавливается равновесие между основными действующими на нее силами, т. е. между гравитацией, центробежной силой и электромагнитными силами. Они уравновешивают друг друга таким образом, что в плазме силе тяготения совместно противостоят центробежная сила и магнитогидродинамические силы.

Что будет происходить в такой свободно вращающейся плазме с частицами, появляющимися в результате конденсации или захвата? Оказывается, когда эти частицы достаточно велики, чтобы двигаться независимо от магнитного поля, они будут образовывать тела, обращающиеся по кеплеровским эллиптическим орбитам с эксцентриситетом е = 1/3. Если в одной и той же области пространства возникнет целый ряд таких тел, то они будут взаимодействовать друг с другом посредством, к примеру, соударений. Окончательный итог этого процесса состоит в следующем: сконденсированные тела будут двигаться по круговым орбитам, причем их расстояние до центрального тела будет составлять 2/3 расстояния, на котором сконденсировалась свободно вращающаяся плазма.

В итоге Альвен формулирует важные законы перехода от состояния свободно вращающейся плазмы в состояние кеплеровского движения:

К сожалению, в концепции Альвена (как, впрочем, и в любых других космогонических гипотезах) невозможно проверить полученные результаты с помощью наблюдательных данных, относящихся к современной эпохе, поскольку при теперешних условиях в Солнечной системе вряд ли можно ожидать наличия подобной конденсации.

Российский геолог академик Н.А. Шило внес важное уточнение в "горячую" гипотезу происхождения Солнечной системы. Ученый считает, что она образовалась из горячего спиралевидного облака, которое превышало в диаметре современную Солнечную систему и вращалось против часовой стрелки. Оно, в свою очередь, могло возникнуть в рукаве Галактики в условиях сжатия, неустойчивости и развития сильных газовых вихрей. В центре протосолнечного облака - спирали первого порядка - образовалось ядро, которое вобрало в себя основную массу (более 98 %) всего вещества спирали. На ее витках, где скапливалось остальное вещество, возникали местные завихрения - протопланетные спирали второго порядка; их ядра впоследствии преобразовались в планеты. На спиралях второго порядка, в свою очередь, формировались более мелкие вихри, или спирали третьего порядка, со своими ядрами - будущими спутниками планет. В соответствии с направлением вращения всего облака спутники в основном приобрели движение, согласное с вращением планет и Солнца, возникшего из центрального ядра.

Такая модель образования Солнечной системы снимает противоречия в распределении массы и момента количества движения между Солнцем, планетами и их спутниками. Смутившая академика Шмидта разница между ними определилась неодинаковой угловой скоростью вращения ядра спирали первого порядка и ее ветвей, на которых образовались спирали второго и третьего порядков с протопланетными и протоспутниковыми ядрами. Вспомним, что даже и ныне у Солнца, а также, вероятно, и у планет-гигантов угловая скорость внешних газовых слоев больше, чем внутренних. В свете этого находит объяснение и сильный рост удельного вращательного момента по мере удаления планет от Солнца. По-видимому, тут сказалось различие угловых скоростей витков спирали первого порядка, различие масс ядер в спиралях второго и третьего порядков, а также движение сложных вихрей со своими частными моментами количества движения, наконец, различие в запасах тепловой энергии.

Модель Н.А. Шило объясняет и сосредоточение спутников в средней части планетного роя - у Юпитера и Сатурна. Ближе к Солнцу спутники или вообще не возникали (Меркурий, Венера), или их сформировалось мало (Земля, Марс). Центральное ядро отбирало вещество, удаленное от протопланетных ядер спиралей второго порядка, не позволяло возникнуть там спиралям третьего порядка. В некотором же удалении, на витках спирали первого порядка, гравитационное влияние было слабее, поэтому в сгустках протопланетного вещества скапливались достаточно большие массы, развивались сильные вихревые движения - они формировали спирали второго порядка, чьи ядра затем превратились в планеты-гиганты. На витках этих спиралей вихревые движения преобразовывались в спирали третьего порядка, ядра которых стали потом планетными спутниками. На самых удаленных витках спирали первого порядка гравитационное поле центрального ядра было еще больше ослаблено. Здесь, вероятно, и термический режим оказался не столь мощным, что возбуждало менее сложные вихревые движения, и спутников формировалось меньше. Видимо, в зоне образования Плутона скорости были настолько малы, что на самом последнем витке спирали первого порядка происходило рассеивание вещества за пределы солнечной системы.

Гипотеза Н.А. Шило объясняет разброс плотностей и масс планет. Можно допустить, что концентрация протопланетного вещества в ядрах спиралей второго и третьего порядков шла при участии развивавшихся в вихрях центробежных сил. Силы притяжения ядер проявлялись на фоне мощных закручивающих движений. Подобные условия образования планет допускают и начальную дифференциацию протопланетного вещества. Это упрощает понимание механизма формирования внутренних сфер планет и истолкование их химического состава. Вероятно, протопланетное вещество было не холодным, как считал академик Шмидт, а горячим.

Тепловой режим (по крайней мере Земли) до сих пор связывают с распадом радиоактивных элементов. Но они в достаточных количествах есть только в самых кислых породах. А тех недостаточно, чтобы обеспечить наблюдаемые тепломассообменные процессы даже в литосферных слоях Земли. Еще труднее объяснить тепловой режим планет, внутренние сферы которых состоят из водорода или других легких элементов, а тем более спутников. Но если принять во внимание сильные вихревые движения нагретого вещества, энергия которого перешла в планеты или спутники в виде тепла и кинетической энергии движения, то путь для разрешения противоречий открывается.

Природные спирали - это своего рода застывшие вихревые движения, возбуждаемые неоднородными структурами силовых полей в различных средах, широко распространены. Они наблюдаются в том числе и в Космосе в виде звездных скоплений или туманностей. Они характерны для газовых и жидких сред, которые подчиняются законам Ньютона. Подобные спирали наблюдаются даже в гранитоидных массивах. В общем, вихри и спирали - это форма проявления турбулентных процессов, которые всегда преобладают над другими видами движения. Даже само Солнце находится внутри одного из спиральных витков нашей Галактики. А его активность вызывается турбулентностью, сопровождаемой спиралевидными движениями, они зарождаются с определенной периодичностью в глубинах светила.

Необходимо объяснить также преобразование спирального движения в кольцевое, переход спиралей в кольца. Представляется, что при потере системой некоторого количества энергии подобный процесс совершенно закономерен, ибо ведет кэнергетически выгодным структурам. Это стадия, так сказать, распада спиралей и торможения вихревых движений, наступающая в период энергетического ослабления. Именно это наблюдается в Невадийском массиве гранитоидов, где фиксировано много загадочных колец из темноцветных минералов - более тяжелых компонентов, относящихся к ранней стадии кристаллизации магматического расплава. Присутствие колец не удавалось объяснить до тех пор, пока геологу Н.А. Шило не посчастливилось открыть в том же массиве их предшественницы - спирали.

Спирали - это наиболее распространенная форма эволюционного развития и скопления вещества в макромире, где со всей силой проявляются релятивистские движения, а также в микромире - с иным классом взаимодействий. Развитие по спиральному типу идет и в органическом мире. Пример - гормоны роста человека, пептидные белковые системы и т. п. После полного распада спиралей первого, второго и третьего порядков и образования из их ядер Солнца, планет и их спутников сюда были вовлечены чуждые тела, ставшие спутниками некоторых планет или поглощенные Солнцем. К ним можно отнести как раз те, что обращаются в обратном по сравнению с планетами направлении. 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 естественнонаучных 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!
лати, 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*.

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.

________________________
* См.: Кононович Э.В. Солнце – дневная звезда. М., 1982. С. 51–52.

 

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*. 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).

____________________
* См.: Косыгин Ю.А. Тектоника геосфер // Человек. Земля. Вселенная. М., 1995. С. 38.

 

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"*.

 

ДВЕ СЕСТРЫ И СЕМЬ БРАТЬЕВ

Вместе со спутниками больших и малых планет в Солнечной системе насчитывается 52. Да еще астероиды, точного числа которых никто не знает: параметры орбит установлены – примерно для 3000; соответственно присвоены и постоянные порядковые номера. Но главных планет всего 9. Потому-то и названы они в подзаголовке двумя сестрами и семью братьями. Только у двух из них – Земли и Венеры – женские имена, у остальных – мужские.

 

МЕРКУРИЙ

Самая приближенная к Солнцу планета внешне похожа на Луну: вся ее поверхность испещрена кратерами – следами-оспинами, оставленными от ударов метеоров**. Меркурий полностью оправдывает свое наименование – в честь пронырливого и вездесущего античного Бога – покровителя не одних только путешественников, торговцев, ученых-интеллектуалов, магов и алхимиков, но также воров и мошенников. Нрав у него – выходящий за пределы общепринятых норм небесной механики. Как известно, все планеты вращаются вокруг своей звезды-пастуха по эллиптическим орбитам, расположенным примерно в одной плоскости. И только орбита Меркурия отклоняется от заданных математических канонов. Впоследствии эта загадка стала одним из стимулов разработки общей теории относительности.

Меркурий обращается вокруг Солнца по сильно вытянутой эллиптической орбите, наклоненной к плоскости орбиты Земли (эклиптике) на 7 градусов. Его среднее расстояние от Солнца составляет 58 млн. км, или 0,39 а. е. Орбита Меркурия такова, что его расстояние от Солнца меняется от 0,31 до 0,47 а. е. Среди планет Меркурий рекордсмен-спринтер: он движется по орбите со скоростью, достигающей 54 км/с, что почти вдвое больше скорости Земли. На один оборот вокруг Солнца он затрачивает 88 земных суток.

_____________________
* Чижевский А.Л. Физические факторы исторического процесса. Калуга, 1924. С. 70. (Подчеркнуто мной. – В.Д.)
** См.: фото в кн.: Уипл Ф. Семья Солнца. М., 1984. С. 16, 174–175.

 

Еще совсем недавно (до полета автоматических межпланетных станций) считалось, что вращение Меркурия синхронно с его движением вокруг Солнца, что он всегда обращен к Солнцу одним полушарием, подобно тому как Луна всегда обращена к Земле одной стороной. Действительность оказалась куда интереснее. И как это ни странно, чтобы узнать истину, не понадобилось космических ракет. Более того, космический аппарат был бы мало полезен в этом деле. Решение было получено с помощью сравнительно нового средства исследования планет, которым можно пользоваться, "не выходя из дома". Это – радиолокация планет, которая отпочковалась от военной радиолокации сразу же после Второй мировой войны. Сейчас с ее помощью удается получить результаты, которые трудно не назвать чудом. Хотя непосредственная зоркость радаров намного уступает оптике, изображение больших участков поверхности Венеры, например, впервые было получено именно с помощью радиолокации. А измеренный радиус Меркурия оказался лишь на 5 км меньше действительной величины (2440 км).

При локации Меркурия радиоимпульс сначала отражается небольшим "пятачком" в центральной части планеты и со скоростью света устремляется во все стороны, в том числе и к антенне пославшего его радиолокатора. Возвратившаяся часть импульса так слаба, что необходимо все могущество современной радиотехники, чтобы, как говорят радиоинженеры, "выделить" его. Вслед за первой частью импульса придет вторая, отраженная примыкающим к "пятачку" бесконечно узким кольцом, удовлетворяющим единственному условию: расстояния от любой его точки до антенны радиолокатора равны. А там на очереди третье, четвертое, пятое кольца и так до последнего, ограничивающего диск планеты. (Конечно, в действительности отдельных колец не существует – процесс отражения непрерывен.) Дальняя от нас сторона планеты окажется в радиотени и ничего не отразит.

Таким образом, изучая отраженные с разным запаздыванием импульсы, можно, например, найти, как меняются радиоотражательные свойства планеты по кольцам на данной длине волны. Но главное – впереди. Так как планета вращается, часть импульса, отраженного каждым кольцом, не совсем однородна. Северная и южная полярные области отразят его одинаково, однако частота, на которой будет принят отраженный ими сигнал, не окажется в точности равной частоте посланного импульса. В силу того, что в своем движении вокруг Солнца планеты либо удаляются друг от друга, либо сближаются, возникает эффект Доплера и частота смещается. Намного ли? Для Меркурия наибольшее смещение сигнала радиолокатора, который работает на длине волны 10 см, составит 500 кГц – огромная величина по радиотехническим меркам. Однако этим дело не ограничивается. Меркурий вращается, поэтому западная (левая) его сторона движется навстречу импульсу, вызывая дополнительный положительный доплеровский сдвиг, а восточная (правая) – удаляется и дает отрицательный доплеровский сдвиг (рис. 84). Эти сдвиги (их называют остаточными разностями), конечно, намного меньше основного сдвига, но для Меркурия составляют 32 Гц – вполне измеримую величину.

В 1965 году самый большой радиотелескоп мира, находящийся в Аресибо (Пуэрто-Рико), был использован для локации Меркурия. После анализа остаточных разностей возвратившегося сигнала можно было определить скорость вращения планеты. Однако полученные таким путем данные никак не согласовывались с уже заранее записанным в конце задачи ответом, основанным на оптических наблюдениях. И тогда ученые поступили так же, как поступает школьник, у которого не сходится ответ, – они сказали, что в задачнике ошибка! И были правы.

Прежний ответ был получен из наблюдений трудноразличимых пятен на планете. Астрономы сходились в том, что при сближении с Землей Меркурий всегда повернут к ней одной стороной. И это было верно, но и только! Ведь из этого был сделан вывод о синхронном движении Меркурия. Конечно, можно было допустить, что между противостояниями Меркурий делает целое число оборотов вокруг своей оси, но это представлялось маловероятным. И тем не менее вращение планеты вокруг оси таково, что, проходя перигелий (ближайшую к Солнцу точку орбиты, когда их разделяет только 0,31 а. е.), Меркурий поочередно обращен к Солнцу то одной, то другой стороной. За две трети года он завершает полный оборот вокруг своей оси. Засвидетельствовав, таким образом, свое уважение к владыке – Солнцу, Меркурий к тому моменту, когда он окажется на линии Солнце – Земля, успевает повернуться к последней всегда одной и той же стороной.

Во всем Меркурий поражает своей непохожестью на всех остальных братьев и сестер общей солнечной семьи. Несмотря на близость к центральному светилу, отчего Солнце предстает там как огромный огненный шар, несравнимый с привычной земной картиной, – меркурианские сутки необычайно продолжительные: они равны 176 земным суткам, то есть длятся по земным меркам более полугода. В результате движение Солнца по меркурианскому небу не похоже на привычный нам "механизм" солнечных часов. Благодаря сложению неравномерного движения планеты по вытянутой орбите с медленным вращением, Солнце останавливается в своем видимом движении по небу Меркурия и даже возвращается назад. В некоторых зонах планеты восходы и заходы Солнца наблюдаются дважды за одни сутки, причем и восходы и заходы наблюдаются как на востоке, так и на западе. Все это светопреставление (иначе не скажешь) длится регулярно по две недели "утром" и "вечером", если здесь годятся эти привычные нам понятия. Очень долгие день и ночь, по-видимому, почти не подвержены сезонным изменениям – полярная ось планеты практически перпендикулярна плоскости орбиты. Плоскость экватора наклонена к ней менее чем на 1 градус.

В итоге поверхность, обращенная к Солнцу, раскаляется до температуры плавления олова, свинца и цинка (+ 430 градусов С). Напротив, ночная сторона планеты превращается в это время в естественный суперхолодильник (-173 градусов С). Однако очень высокие температуры только у поверхностного слоя. А он сильно измельчен, имеет поэтому низкую теплопроводность и служит прекрасной теплоизоляцией. Данные радиоастрономии показывают, что уже на глубине нескольких десятков сантиметров температура постоянная, 70–90 градусов С выше нуля. Низкая теплопроводность приводит к тому, что после захода Солнца поверхность Меркурия очень быстро остывает. Уже через 2 часа температура падает до –140 градусов С, а ночью может достичь –180 градусов С.

Измерения температуры вдоль трассы полета космического аппарата позволяют исследовать физические свойства пород, из которых сложена поверхность планеты. Делается это так. Измерения ведутся дистанционно с помощью радиометра, прибора, измеряющего тепловой поток, излучаемый поверхностью. Если днем на фоне нагретого окружающего района будет обнаружен участок более холодный и обладающий такими же отражательными свойствами (что определяется путем фотометрии), то это может означать только, что тепло куда-то уходит. Куда? Если поверхность сухая, как у Меркурия и Луны, то при постоянстве ее излучательных свойств происходит отток тепла в глубину. Про подобный участок говорят, что он обладает повышенной "тепловой инерцией", которая определяется плотностью и коэффициентами теплоемкости и теплопроводности. Например, холодным будет скальный массив, окруженный тем же материалом, но в сильно раздробленном состоянии. Ночью раздробленный материал быстро остынет, излучив свои небольшие запасы тепла, скала же будет ярко светиться в инфракрасных лучах. Их немного, что говорит об однородности поверхности планеты*.

В таких экстремальных условиях трудновато надеяться на существование жизни в каких-либо известных земных формах. Однако высокие температуры мало смущают ученых-оптимистов (их всегда были единицы) и писателей-фантастов, иногда задающих тон развитию науки. Даже в узких рамках традиционной биохимической схемы допускается (пускай – гипотетически!) возможность кремниевой формы жизни, в основе которой – не белок и углерод, а обыкновенный песок – кремний. По несложным расчетам, существам и растениям, устроенным подобным (повторяем – гипотетическим) образом, не страшны высокие температуры и даже более благоприятны, чем низкие. А дальше уже – насколько хватит воображения. Читателю, вероятно, приходилось сталкиваться в научно-фантастических романах с разумными существами – обитателями огненных стихий, плавающими на гранитных плотах по раскаленной магме. Для подобных "гуманоидов" жизнь на раскаленной Солнцем стороне Меркурия – просто рай.

_________________
* См.: Ксаефомалити Л.В. Планеты, открытые заново. М., 1978. С. 8–16.

 

ВЕНЕРА

Венера – одно из самых известных и почитаемых в древности небесных светил. Третий по своей яркости объект на земном небосклоне после Солнца и Луны, она прекрасно заметна – особенно в утренние и вечерние часы. Отсюда общее для многих народов название – Утренняя и/или Вечерняя звезда. В старину они, как правило, считались двумя разными "звездами". Лишь в результате длительных астрономических наблюдений и точных вычислений была установлена их идентичность.

Особо любима всеми была Утренняя звезда – Денница, по космистским представлениям русского народа, который точно так же называл и утреннюю зарю. Это не ошибка, не неточность, не безразличие. Напротив – отголосок архаичных общеарийских и доарийских мифологических воззрений. Древние арии обожествляли Утреннюю зарю (ведийскую Ушас), Деву Зарю – Царь-Девицу более позднего русского фольклора). Считалось, что каждое утро она рождала не только Солнце, но и Утреннюю звезду. Ее название становилось разным у разных народов по мере отпочкования их от единой, некогда этнолингвистической и социокультурной общности. Некоторое мифологическое ядро архаичных представлений при этом обязательно сохранялось, что хорошо видно именно на примере Утренней звезды и ее последующего обожествления.

Между прочим, эти древнейшие взгляды, относящиеся к глубинному общекультурному пласту, просматриваются и в Библии. В Книге Пророка Исаии содержится фрагмент, относящийся к доветхозаветным временам, где Венера названа Денницей (правда, в мужском роде) – сыном Зари, что вполне соответствует доарийскому синтетическому миропониманию: "Как упал ты с неба, Денница, сын зари! разбился о землю, поправший народы. А говорил в сердце своем: "взойду на небо, выше звезд Божьих вознесу престол мой, и сяду на горе в сонме Богов, на краю Севера..." (Ис. 14, 12–13). В приведенном отрывке, смысл которого был не вполне ясен уже самому библейскому пророку, не говоря уже о его слушателях и современных читателях, содержится невнятная ссылка на какие-то древние знания, касающиеся не только Венеры-Денницы, но и космического катаклизма, связанного с падением (или посадкой) огнеобразного объекта с небес на Землю. Здесь же глухое упоминание о Полярной прародине человечества на Крайнем Севере и о Горе Богов – корреляте общемировой Вселенской горы Меру.

Планета Венера не случайно названа в честь Богини любви. Точно так же она именовалась и в других культурах. Тому есть достаточно простое объяснение. Известно, что на рассвете к влюбленным возвращается эротическая страсть и взаимное вожделение. Вполне вероятно, что это действительно имеет космическую обусловленность, связанную, скорее всего, с восходом Солнца и его энергетическим влиянием на мужчину и женщину. Однако в далеком прошлом утреннее пробуждение страсти приписывалось не Солнцу, а Утренней звезде. Потому-то она и стала символом и покровительницей влюбленных у многих древних народов, а не только в Древнем Риме, откуда по имени Богини любви и сексуальных страстей в современную науку перекочевало название второй по счету от центрального светила планеты Солнечной системы.

Не менее (а, может, даже более) колоритной в сравнении с эллинско-римским Божеством любви была аккадская (ассиро-вавилонская) Иштар – Богиня бесконтрольной и необузданной сексуальной страсти (рис. 85). В Месопотамии она так же, как и в Средиземноморье, олицетворяла Утреннюю звезду. Среди многочисленных эпитетов Иштар – Владычица Богов, Царица царей, Дева-Воительница, Яростная львица и др. Культ Иштар (а значит, и Утренней звезды) был грубо эротичным, связанным с разнузданными празднествами, их непременным условием была полная сексуальная раскованность, массовые оргии, храмовая проституция, публичное принесение в жертву девственности и самооскопление.

Образ коварной, похотливой и мстительной Иштар рисует нам одна из величайших книг всех времен и народов – Эпос о Гильгамеше ("О все видавшем"). Здесь Богиня Утренней звезды предстает во все содрогающей красоте Женщины-соблазнительницы, чья "любовь – буре подобна, двери, пропускающей дождь и бурю, дворцу, в котором гибнут герои". Считая, что Гильгамеш принадлежит ей по праву матриархата (здесь несомненны отзвуки эпохи Владычества женщин), как всякий мужчина (даже шире – любое существо мужского рода, ибо она не брезговала и животными), Иштар безапелляционно предлагает свою любовь Герою:

И владычица Иштар на него устремила очи,
Устремила очи на красоту Гильгамеша:
"Ну, Гильгамеш, отныне ты мой любовник!
Твоим вожделеньем я хочу насладиться.
Ты будешь мне мужем, я буду тебе женою...
(Перевод Николая Гумилева)

Но целомудренный герой отказывается от навязываемого счастья, ссылаясь на бесстыдную неразборчивость Богини и тысячи ее жертв – загубленных любовников. Отвергнутая Иштар, как и полагается разъяренной женщине, мстит изощренно: насылает на родной город Гильгамеша – Урук – чудовищного быка, и тот, подобно слону, сотнями давит ни в чем не повинных жителей и умертвляет их своим смертоносным дыханием.

Иштар – во многом собирательный мифологический образ. Она впитала и объединила многие черты других, более ранних – шумерских, угаритских, хурритских и пр. – Богинь, в том числе олицетворявших Утреннюю звезду. У шумерийцев она звалась Инанной и считалась дочерью Бога Луны Нанны и сестрой Бога Солнца Уту. Ей, Богине любви и Утренней звезды, слагались возвышенные гимны:

Госпожа моя смотрит с небес,
Смотрит она на все земли,
Смотрит на народ Шумера,
бесчисленный, словно овцы <...>
Хвалу тебе пою, великая Инанна.
Владычица утра сияет над горизонтом.

Древнесемитское имя Богини плодородия, которая впоследствии превратилась в Иштар, – Астрата. В более поздние времена ее культ проник в Египет, Карфаген и распространился по всему эллинистическому миру. Но для нас, в соответствии с заявленной темой, интерес представляет совсем другое. Во-первых, у Астарты был мужской двойник с однозвучным именем – Астар (рис. 66).

Во-вторых, корневая основа обоих имен – astr – связана с космической семантикой, означает "звезду" и является общей не только для семитских, но и для индоевропейских народов, что свидетельствует и о взаимодействии культур, и об их едином происхождении. Именно на данной лексической основе образовалось греческое слово astron – "звезда" (добавим также astrapi – "молния", "блеск", "сияние"), от которого в конечном счете произошло и современное название науки – астрономия (а также понятие "астрология").

Эллинская астральная мифология также изобилует интересными подробностями об Утренней звезде, многие из которых, несомненно, восходят общеарийским космологическим представлениям. Здесь для нее нередко – особенно в архаичный период греческой истории – использовался вавилонский эквивалент – Звезда Иштар. Судя по всему, общемировая традиция и повлияла на то, что она стала называться Звездой Афродиты (у римлян, соответственно, Венерой). На ранних этапах древнегреческой истории наименование Звезды любви было более прозаичным: Фосфорос – "Светоносная" для Утренней звезды (так ее называл, к примеру, знаменитый философ Демокрит) и Геспер – "Вечерняя" – для ее закатного двойника (как видим, эллины считали эту "блуждающую звезду" двумя разными небесными объектами).

С вечерней ипостасью Венеры-Геспер связан цикл полузабытых–полуутраченных древнегреческих мифов, имеющих явно доолимпийское происхождение. Современный читатель слабо ориентируется в глубинных пластах античного мировоззрения. Однако ему наверняка известен собирательный образ гесперид – четырех нимф (иногда называется число, на одно меньшее) – хранительниц плодов вечной молодости (в русском фольклоре им соответствуют "молодильные яблоки"), живущих на краю света. Географически это выглядело столь далеко и недосягаемо, что требовалось совершить подвиг, равный Богам, чтобы добраться до Страны гесперид и заполучить их волшебные яблоки. Такой подвиг – десятый по счету – удался лишь одному смертному – великому герою Древней Эллады Гераклу. По пути на край Земли он повстречал держателя неба Атланта, который чуть было не обманул доверчивого сына Зевса и не водрузил ему на плечи небесный свод.

Данный сюжет известен русскому читателю чуть ли не со школьной скамьи. Но дело все в том (и внимание на этом обычно не акцентируется), что, согласно Диодору Сицилийскому, титан Атлант как раз и являлся отцом гесперид. Матерью же их была титанида Гесперида, дочь титана Геспера. Геспер – персонифицированный и мифологизированный образ Вечерней звезды - Геспер-Венеры. Подробности данного сюжета были утрачены уже самими эллинами, которых мало интересовала доолимпийская история и мифология. Культ же Геспера восходит ко временам легендарной Атлантиды. Сам титан был родным братом Атланта и совместно с ним управлял великой страной, погрузившейся на дно океана. Но после олимпийского переворота, когда Зевс наказал восставших против него титанов, Гесперу удалось скрыться. Если его брату Атланту суждено было до скончания веков держать на плечах всю тяжесть небес, то Геспер предпочел скрыться в Космосе. Да-да, это не оговорка! Чудом сохранилось свидетельство Гигина – осколок древних преданий (или хроник?): Геспер – один из первых европейских (точнее, атлантийских) астрономов, – наблюдая небо на вершине высокой горы, загадочно исчез, превратившись в Вечернюю звезду. Данное обстоятельство вполне можно интерпретировать в том духе, что Геспер улетел на Венеру или еще дальше в Космос с помощью инопланетян или без оной (о палеоконтактах далее см. специальный раздел).

В римской мифологии Геспер превратился в хорошо всем известного Люцифера:

Ниже Солнца вращается огромная планета, называемая Венерой, которая попеременно перемещается в двух направлениях и которая самими своими названиями соперничает с Солнцем и Луной. Так, когда Венера появляется первой, восходя до рассвета, ее называют Люцифер, словно она – второе Солнце, которое торопит наступление дня. Когда же, напротив, она сверкает после захода Солнца, то именуется Геспер, ведь она словно продлевает день, замещая Луну.<...> Величиною она превосходит все прочие светила, а блеск ее столь ярок, что только ее лучи рассеивают мрак.

Плиний Старший. Естественная история. II,36–37.

В дальнейшем усилиями нескольких поколений толкователей Священного писания Люцифер стал синонимом Сатаны. На самом деле имя Люцифера этимологически связано со светоносным началом (Lucifer – "светоносный", что является калькой греческого Фосфорос) и по истокам своим является одним из латинских названий Утренней звезды – Венеры. (Как видим, Геспер – Вечерняя звезда – в процессе взаимодействия эллинской и римской культур и в результате семантических трансформаций превратился в Люцефера – Утреннюю звезду.) Но почему именно Люциферу так не повезло? Почему именно ему суждено было стать "исчадием ада"? С полной определенностью ответить на поставленный вопрос трудно. Возможно, перед нами результат противоборства различных астральных культов: побежденного – венерианского и победившего – солнечного или лунного. Возможно также, что астральная семантика играла при этом побочную, номинально-символическую роль. Например, спустя два тысячелетия победа над фашизмом во Второй мировой войне символически истолковывалась как торжество пятиконечной звезды над свастикой. При этом первичный астральный смысл данных символов не имел абсолютно никакого значения. Свастика, как известно, – древнейший доарийский символ солнечного и космического круговорота – была беззастенчиво присвоена нацистами и объявлена символом их человеконенавистнической идеологии. После краха третьего рейха свастика оказалась настолько дискредитированной, что до сих пор вызывает искреннее отвращение у большинства непросвещенных обывателей, и от нее шарахаются, как от чумы. Хотя свастика – древнейший смыслонасыщенный символ человечества – встречается, к примеру, у многих народов российского Севера и Кавказа, на архаичных русских вышивках, в буддийской и индуистской символике, в орнаменте народов обеих Америк и Океании, на расписных этрусских и древнегреческих вазах, на предметах, найденных Шлиманом при раскопках Трои, и т.д. и т.п.

Впрочем, известна небезуспешная попытка реабилитации Люцифера. Она принадлежит великому Байрону в одном из величайших его творений – драме-мистерии "Каин". Здесь Светоносный Дух – Люцифер выступает носителем глубочайшего космистского и гуманистического мировоззрения. В монологах Люцифера – проводника мятежного Каина по просторам Вселенной – рисуются грандиозные картины ее безграничности, эволюции, начала и конца:

<...> Но что бы ты подумал,
Когда б узнал, что есть миры громадней,
Чем мир земной, что есть созданья выше,
Чем человек, что их число несметно,
Что все они на смерть обречены,
И все живут, все страждут?

На вопрос Каина: "Так мир не нов?" – Люцифер продолжает развивать свою космическую философию:

<...> Не более, чем жизнь.
А жизнь древней, чем ты, чем я, и даже
Древней того, что выше нас с тобою.
Есть многое, что никогда не будет
Иметь конца...

Во времена Аристотеля планеты уже назывались по Богам: звезды – Зевса (Юпитер), Крона (Сатурн), Ареса (Марс), Афродиты (Венера). Последняя "блуждающая звезда" считалась, по эллинской теогонической традиции, дочерью титана Астрея (в его имени также присутствует "звездный корень" – astr) и титаниды Эос – Утренней зари (их детьми были также Западный, Южный и Северный ветры). Эос - Утренняя заря, в соответствии с архаичными индоевропейскими представлениями о зорях вообще, олицетворяла, помимо всего, бесконтрольное сексуальное влечение, являясь в данном отношении точной функциональной копией любвеобильной Иштар. В позднейшей мифологической интерпретации Эос была наказана Афродитой, которая застала Богиню Утренней зари в объятиях своего мужа Ареса – Бога войны: и без того похотливой титаниде была внушена роковая страсть к смертным юношам; после чего Эос принялась не без азарта соблазнять их всех подряд. (Для полноты картины следует упомянуть еще одно "звездное имя" – титанида Астерия, сестра титаниды Лето – матери Аполлона и Артемиды (следовательно, их тетка): превратившись в "звездный остров", она укрывала младенцев-племянников вместе с матерью от преследования ревнивой Геры.)

Такова легендарная предыстория, связанная с планетой Венерой. Что касается ее научной истории, то на протяжении многих лет Венера считалась главным кандидатом на увеличение числа наделенных жизнью планет Солнечной системы. В пользу такого допущения свидетельствовало достаточно бесспорных фактов: размер, близкий к земному; неудаленность от Солнца – источника живительной энергии – и, главное, наличие атмосферы, открытой еще Ломоносовым. Что из того, что она сплошь закрыта облаками – парниковый эффект может способствовать бурному развитию – если не животных, то уж растений наверняка. Ветры там сильные? (Один из популярных в 1960-х годах научно-фантастических романов и фильм по нему так и назывался – "Планета бурь"). Подумаешь – ветры! Подуют и перестанут!

Ученые, популяризаторы, журналисты, писатели, поэты красочно и с большим воображением описывали идеальные условия для зарождения и расцвета жизни на Венере, вплоть до появления разумных существ:

На далекой звезде Венере
Солнце пламенней и золотистей.
На Венере, ах, на Венере
У деревьев синие листья.
Всюду вольные звонкие воды,
Реки, гейзеры, водопады
Распевают в полдень песнь свободы,
Ночью пламенеют, как лампады.
........................................................
На Венере, ах, на Венере
Нету смерти терпкой и душной.
Если умирают на Венере -
Превращаются в пар воздушный.
И блуждают золотые дымы
В синих-синих вечерних кущах
Иль, как редкостные пилигримы,
Навещают еще живущих.
Николай Гумилев

Венерианская эйфория продолжалась до первых стартов космических ракет с исследовательской аппаратурой. В начале 1960-х годов, пробив непроницаемую пелену венерианских облаков, на поверхность планеты стали опускаться советские космические зонды, начиненные приборами и передающими устройствами. На Землю полетела сенсационная информация. Увы, прозаическая действительность и упрямые факты начисто опровергли самые смелые мечты и радужные надежды. Венера оказалась менее всего приспособленной к жизни в ее земном понимании. Температура на поверхности – около 450 градусов С. (Для наглядности напомним, что температура в духовке газовой плиты не превышает 260 градусов С – иначе там сгорят все пироги.) Это означает, что такие металлы, как свинец, олово и цинк, могут существовать там только в расплавленном состоянии. Атмосфера Венеры состоит не из кислорода и азота, как думали раньше, а из углекислого газа. Кроме того, в ней много паров серной кислоты и других ядовитых веществ. По сравнению с земным давление на поверхности "Планеты любви" достойно Дантова "Ада" – примерно 90 атмосфер. Это соответствует давлению в океане на глубине 900 м, недоступной ныряльщикам даже со специальным снаряжением.

Вращение Венеры чудовищно медленное: одни сутки, то есть полный оборот вокруг собственной оси, равны там восьми земным месяцам. Вращение происходит в направлении, обратном земному. Солнце не пробивается сквозь плотные облака, но если его зафиксировать специальными приборами, то окажется: оно всходит на западе и заходит на востоке. Мало вдохновлял и венерианский ландшафт: на обработанных компьютером фотографиях, полученных после мягкой посадки спускаемых аппаратов, видна лишь безжизненная каменистая почва. Последующие исследования Венеры – и, в частности, компьютерная обработка американскими учеными массива полученных данных – позволили воспроизвести картины венерианского пейзажа со всеми подробностями.

Радиолокационные карты, полученные с помощью автоматической межпланетной станции "Магеллан", заставили ученых поломать голову. Впечатление такое, как будто Венера пережила страшную катастрофу. Случиться такое могло около полумиллиарда лет назад, но поверхность планеты до сих пор хранит следы космической трагедии. Рельеф поверхности Венеры во многих местах напоминает морщины – предположительно остатки застывшей лавы, которая когда-то вырвалась на поверхность от удара колоссального небесного тела. Так во всяком случае считают астрономы из Корнеллского университета. По их мнению, космический удар был столь мощным, что кора планеты оказалась расплавленной. Последствия дают о себе знать и поныне: венерианская поверхность до сих пор как следует не остыла.

И все же хочется верить: Венера – самая близкая и единственная планетная сестра Земли – не окажется космической фурией для астронавтов, которые неизбежно когда-нибудь посетят планету Богини любви, что так заворожительно и таинственно смотрится утром и вечером на земном небосклоне.


МАРС

Невероятное число легенд и фантазий породил ближайший наш собрат по Солнечной системе – планета Марс! Начиная с истории своего наименования. За сходство с цветом крови его нарекли в честь Бога Войны звездой Ареса у эллинов, а затем – по аналогии – звездой Марса – у римлян. Правда, грозный и кровожадный римский Бог первоначально олицетворял жизнеутверждающее весеннее плодородие и лишь впоследствии взял на себя воинские функции. И звался он сначала по-весеннему – Март (точнее – Martis). Отсюда и наименование первого весеннего месяца во многих (в том числе и в русском) языках. Хорошо известно, что надежду на встречу с собратьями по разуму долгое время связывали прежде всего с Марсом. Каналы Марса! Ничего так не будоражило читающую публику после коперниковского переворота, как сенсационное открытие итальянца Джованни Скиапарелли (1835-1910): на поверхности Марса прекрасно просматриваются прямые и пересекающиеся друг с другом "просеки" явно искусственного происхождения. Воображение дополняла смелую гипотезу самыми невероятными подробностями. Но если б только одни каналы! В 1897 году английский астроном Ф. Гальтон наблюдал на поверхности Марса мерцающую точку и тотчас же оповестил весь мир о сигналах, посылаемых марсианами. В 1911 году французские астрономы Ж. и В. Фурнье увидели на Марсе еще более яркую вспышку, но, в отличие от первооткрывателя марсианского маяка, решили, что это извержение вулкана. Ученый мир с ними согласился. И в который раз сел в лужу. Ибо теперь совершенно точно установлено: на Марсе действующих вулканов нет. Были? Да – но несколько миллионов лет тому назад. А как же таинственные "сигналы", которые впоследствии фиксировались еще не раз? Их природа до сих пор остается неразгаданной...

"Красная планета" надолго стала главным полигоном для "прокачивания" различных фантастических и утопических моделей космическо-планетарной эволюции и социального развития. В отличие от однородной венерианской тематики – марсианская изобилует контрастами и диаметрально противоположными гипотезами. Здесь обязательно так: или яблони цветут – или безжизненные пески, убившие все живое. Или лобастые и глазастые гуманоиды с зашкаленным коэффициентом интеллекта – или ужасающие монстры. Или загадочная Аэлита – возлюбленная романтика землянина, прибывшего на Марс, чтобы совершить социалистическую революцию, – либо полчища спрутоподобных убийц, методично наступающих на своих гигантских треногах, чтобы до последнего человека изничтожить население Земли. Или райская жизнь – или каторжная. Или расцвет цивилизации – или ее мучительная деградация. Сколько же было на эту тему научных и околонаучных эссе! Сколько научно-фантастических романов! Сколько лирических стихов!

Загадочно мерцая в окулярах,
Плывет сквозь тьму космических глубин
Оранжевый сосед земного шара,
Фантазий и утопий властелин -
Марс: миллионоверстным расстояньем
Уменьшен, в детский мячик превращен,
Плывет, мерцает гаснущим сияньем
Закатных, нам неведомых времен.
Что кроется в его немых пустынях?
Какая жизнь, чтоб не сгореть дотла,
Каналов сеть – систему странных линий
От полюса к экватору сплела?
Кто дышит атмосферой разреженной,
И, может быть, следит который век
За нашею планетою зеленой,
Где марсиан придумал человек?
Трехногие гиганты страшной сказки,
Железные гробы багровой тьмы...
Уэллс их создал людям для острастки,
Пугая слишком смелые умы <...>
Не угадать и не назначить срока
Но он настанет - этот день и час,
Когда мы встретим тех, кто издалека,
Надежды не теряя, верил в нас.
Александр Коваленков

С начала 1960-х годов наступила эра научно-технического беспилотного освоения Марса. Один за другим к "красной планете" устремились автоматические межпланетные станции, начиненные измерительной и фотографической техникой. Снимки делались как на подлете и с высоты, так и непосредственно на поверхности после посадки модуля-автомата. В результате серии экспериментов не было обнаружено признаков какой-либо жизни вообще, не говоря уже о разумной.

Правда, точку на этом вопросе ставить пока рано. Во-первых, постоянно обнародуются выводы отдельных ученых, которые после обработки очередной серии данных утверждают, что есть основания интерпретировать некоторые факты, как следствие воздействия или деятельности низших организмов (например, бактерий). Во-вторых, совсем не риторическим является вопрос: что следует считать жизнью в космическом смысле данного понятия? Наконец, в-третьих, не стоит забывать об одном поучительном опыте, который произошел на советском космодроме еще при жизни С.П. Королева. Тогда полным ходом шла подготовка к запуску автоматической станции, которая должна была осуществить мягкую посадку на Марсе (позже эту программу законсервировали, а основное внимание было сосредоточено на космических полетах к Венере). Так вот, среди множества приборов, которые предполагалось доставить на Марс, был спектрорефлексометр, специально предназначенный для проверки наличия жизни на планете. Прибор прошел лабораторные испытания и считался готовым к отправке в космический рейс. Однажды С.П.Королев предложил еще раз испытать прибор, причем не в искусственных, а во что ни на есть реальных условиях. Он предложил вынести аппаратуру прямо в байконурскую степь, покрытую буйной травой и там произвести все необходимые манипуляции. Задание было выполнено, программа прокручена от начала до конца. В результате получен вывод: жизни в казахстанской степи (и следовательно, на Земле) нет.

И уж совсем открытым остается вопрос о былой заселенности Марса. Излюбленная тема фантастов – деградация и гибель марсианской цивилизации в далеком или недалеком прошлом – похоже, получила некоторое документальное подтверждение. Речь идет об обошедших весь мир фотоснимках (к сожалению, не слишком четких), которые с достаточной долей вероятности интерпретируются, как следы исчезнувшей марсианской цивилизации. Самой сенсационной стала публикация фотографий сфинксообразных фигур. Размеры одной из них во много превосходят египетского сфинкса, охраняющего Великие пирамиды. Длина от подбородка до макушки – 1,5 км, ширина – 1,3 км, высота 0,5 км. Дальнейшая компьютерная обработка позволила обнаружить в семи километрах от загадочного сфинкса четыре малых и семь больших пирамид (рис. 87). Наиболее высокая из них, расположенная в центре, в 10 раз превосходит пирамиду Хеопса. Некоторые из энтузиастов даже настаивали, что между пирамидами просматриваются дороги и округлая площадь. Был даже объявлен их вероятный возраст – 9 тысяч лет. Факт обнаружения пирамид был подтвержден и в НАСА. Случилось это чуть ли не через два десятилетия после исторического рейса "Викингов". Все фотографии были сделаны еще в 1976 году, когда американские "Викинги" достигли "красной планеты" и передали на Землю необозримый массив информации – около 300 000 телеизображений. Один из "Викингов" транслировал с орбиты, другой – прямо с поверхности (рис.88). Так как финансирование марсианской программы было ограниченным, расшифровка полученных материалов затянулась на долгие годы: спустя 10 лет их было обработано всего лишь 20%. Поэтому-то и "сфинксы" попали в поле зрения ученых далеко не сразу.

Аргументы в пользу существования на Марсе высокоразвитой цивилизации выдвигались и с помощью его спутников – Фобоса и Деймоса, – очень необычных космических образований. Не слишком большие, своей неправильной формой напоминающие картофелины, они очень быстро вращаются вокруг своей планеты по орбитам, ниже ожидаемых. Все это в совокупности дало основание советскому астрофизику И.С. Шкловскому выдвинуть в начале 1960-х годов нетривиальную гипотезу об искусственном происхождении марсианских лун. Направленные для их исследования автоматические межпланетные станции не достигли цели. Связь с ними прервалась (как это неоднократно уже случалось) при самом подлете, что дало повод для фантастических предположений: дескать, марсианские гуманоиды не хотят вступать в контакт с землянами и поэтому уничтожают автоматические станции.

И в самом деле, самая, пожалуй, потрясающая загадка марсианской истории последней четверти нынешнего века связана с историей его собственного освоения человеком. Такое впечатление, что сама "красная планета" всеми силами воспротивилась знакомству двух цивилизаций. Перипетии развернувшихся событий были настолько драматичными и невероятными, что это дало основание одному публицисту назвать Марс мистической планетой.

"Мистичность" нашего соседа по Солнечной квартире обусловлена фатальной чередой невезения при полетах автоматических летательных аппаратов, посланных с Земли на Марс в течение четверти века. Вплоть до последнего грандиозного провала самого впечатляющего по замыслу проекта, разработанного российскими учеными. Космическая станция, начиненная совершеннейшей аппаратурой, включая буровую установку и уникальные приборы для тестирования, погибла из-за неисправности двигателя ракетоносителя, не выйдя даже за пределы Земли. Установка стоимостью в сотни миллионов долларов утонула в южной части Тихого океана. Вместе с ней надолго утонул и престиж российской науки, которая не смогла стать достойной восприемницей традиций великого советского ученого С.П. Королева. Конечно, неудачи случались и раньше. Просто шквал неудач. И у нас, и американцев. С Луной получалось. С Меркурием и Венерой тоже. С Юпитером, Сатурном, их спутниками и другими более отдаленными планетами Солнечной системы – выполнение программ почти на 100%. А вот с Марсом все по-другому. Провал за провалом – вопреки теории вероятностей.

Перелом наступил 4 июля 1997 года. В этот день на поверхность Марса опустился американский автоматический аппарат Mars Pathfinder ("Марсианский следопыт") и вскоре начал передавать сверхчеткие снимки окружающего ландшафта – сначала черно-белые, затем цветные. На фотографиях – до боли знакомый марсианский пейзаж: красноватый песок, красноватое небо да хаотически разбросанные повсюду камни. Следующий этап – выход (точнее – выезд) на поверхность шестиколесного самодвижущегося робота – весом всего лишь 9 кг, снабженного телекамерой и научным оборудованием – рентгеновским спектрометром для определения химических характеристик грунта. Исторический момент встречи механического полпреда Земли с ее "красным собратом" транслировали все телекомпании мира. Любой телезритель, не выходя из дома, на мгновение почувствовал себя марсопроходцем. Все последующие события марсианской одиссеи были также доступны через систему "Интернет" миллионам пользователей...

И вот малышка-марсоход осторожно пробирается по дну марсианского канала, высохшего, как полагают, сотни миллионов лет тому назад. (Называлась цифра до одного миллиарда лет и более. И уж точно было определено, что в далеком прошлом марсианский "канал" достигал в ширину сотен (!) километров и ежесекундно пропускал через себя около миллиона кубометров жидкости, о химическом составе которой приходится только гадать.) Именно сюда на крыльях воображения устремлялось не одно поколение марсианских мечтателей. И вот автоматический посланец с помощью оптических приборов медленно осматривает безжизненную поверхность. Никаких марсиан! Никаких признаков жизни! Никаких намеков на былые деяния разумных существ! Впрочем, не слишком далеко суждено было шестиколесной крохе прокладывать ему марсианскую борозду. В первые двое суток неустанной работы он продвинулся всего лишь на один (!) метр, тщательно исследуя структуру и химический состав близлежащих камней (как и ожидалось, они мало чем отличаются от земных). Да и не слишком долго продержался металлопластиковый марсианский исследователь на ходу в условиях 87-градусного мороза. Но сделал исключительно много. Для будущего!

Итак, планомерное наступление на загадочную планету продолжается. Во-первых, и далее будут запускаться автоматические межпланетные станции с целью не только совершить мягкую посадку на Марсе, но и попытаться доставить обратно на Землю образцы минералов и проб, взятых на поверхности и неглубоко в ее недрах. Во-вторых, определена в принципе и дата полета на Марс космического корабля с людьми на борту (возможно, это будет совместный полет российско-американского экипажа). Ученые называют в качестве наиболее оптимального 2008 год, когда Земля вновь сблизится со своим космическим братом. В американском Космическом центре имени Джонсона планируют, начиная с 2007 года, запустить к Марсу двенадцать экспедиций, рассчитывая уже в 2016 году основать на "красной планете" обитаемую колонию землян. Сначала будет три грузовых пуска. Затем в 2009 году на околомарсианскую орбиту доставят запасной "возвратный" корабль и запасную взлетную ступень для эвакуации астронавтов. В случае успеха всей предварительной подготовки на Марс отправится экипаж из шести человек и останется там больше года – до 20 месяцев. В 2012 году его сменит вторая экспедиция. Так начнется реальное заселение околоземного пространства.

Наибольшие трудности в настоящий момент составляет проблема не доставки астронавтов на "красную планету", а возвращения их домой на Землю. Запасы топлива для обратного рейса придется брать с собой, что чрезвычайно усложняет осуществление самого полета. Ускоренно прорабатываются и альтернативные варианты. В частности, внимание ученых все больше привлекает возможность использовать для обратного рейса "подручные средства". Известно, что атмосфера Марса на 95% состоит из двуокиси углерода. Для того, чтобы с помощью несложной технологии получить из этой "отравы" подходящее горючее, земным космонавтам достаточно доставить с собой только водород (или получить его каким-то другим приемлемым способом). С его помощью можно уже будет произвести из двуокиси углерода достаточное количество жидкого кислорода и метана для обеспечения обратного рейса. Существуют и другие предложения, содержащие обоснование того, как изготавливать топливо "на месте". Но все это пока предварительные расчеты. Скорее всего, за 10 лет, оставшиеся до марсианской одиссеи, жизнь внесет новые коррективы, и проблемы, в наибольшей степени занимающие сегодня тех, кто работает над реализацией марсианских программ, будут благополучно преодолены.

Между тем разрабатываются вполне респектабельные проекты дальнейшего освоения и даже колонизации Марса. В Америке вот уже 15 лет разработкой таких программ занимается "Марс Андеграунд", неформальный клуб ученых и инженеров. Его глава – известный специалист Роберт Зубрин – считает, что Марс может быть заселен в сроки, сопоставимые с британской колонизацией Северной Америки в XVII веке. И как европейские колонисты не везли в Америку бревна, доски и гвозди, так и будущие марсианские первопроходцы вовсе не станут завозить с Земли строительные материалы. Они все должны делать из подручных материалов. Для этого на Марсе имеется масса возможностей. С помощью микроволновых установок "новые марсиане" смогут растопить вечную мерзлоту и добыть воду. Марсианская пыль глиноземного происхождения: из нее получатся отличные кирпичи. Знаменитый красный песок – отличная основа для строительного раствора, а гипс – для штукатурки. Не нужно слишком большого воображения, чтобы представить марсианские города, возведенные трудолюбивыми землянами.

Роберт Зубрин идет еще дальше. По существу, он разработал настоящую "марсианскую философию". В качестве аналогии и даже первоосновы он взял историю открытия и освоения Америки. Ученый-футуролог считает, что Марс будут осваивать такие же целеустремленные люди, которые некогда открыли и колонизировали Новый Свет. Колумб – вот идеальный образец первооткрывателя. Он был одержим Великой Целью и именно поэтому победил. Не было бы такой цели – не было бы никакого открытия. И такая же великая (по значению!) цель стояла практически перед каждым, кто отправлялся за океан в поисках новой счастливой жизни. Соединение всех этих индивидуальных целей в одну общую и привели, по Зубрину, к известному всем результату: возникла процветающая американская цивилизация. Данную схему необходимо реализовать и при освоении Марса.

Будущее марсианской цивилизации решающим образом будет зависеть от прогресса науки и технологии. Движущей силой прогресса человечества в прошлом столетии была американская изобретательность. (На самом деле прогресс мировой цивилизации не в меньшей степени зависел от русской и европейской "изобретательности"). Аналогичным образом "марсианская изобретательность", где более всего будут цениться образование, ум и умение работать за пределами возможного, существенно поможет движению человечества в грядущем веке. Прежде всего прорыв необходим в области производства энергии. На "красной планете" есть один главный источник энергии, о котором нам известно, – дейтерий. Его можно использовать в качестве горючего в почти безотходных термоядерных реакторах деления. На Земле тоже немало дейтерия, но нет необходимости развивать этот метод при наличии других. Марсианским же колонистам без него не обойтись, и, развивая это направление, они окажут неоценимую услугу Земле.

Аналогия между Марсом и Америкой XIX века, по Зубрину, пока еще недооценивается, особенно в плане двигателя технологического прогресса. Западные границы Америки в прошлом веке требовали много людей, постоянно наблюдалась нехватка рабочей силы и приходилось экстренно развивать механизацию труда, повышать образование персонала, доводить до максимума производительность. Теперь этого нет и в помине. Иммигранты давно уже не являются желанными гостями в Америке, а для поглощения энергии населения созданы огромная сфера обслуживания и бюрократическая машина. Большинство людей попросту отстранены от созидательного труда. Двадцать первый век лишь усилит все эти проблемы. А на Марсе в XXI веке ничто не будет цениться так дорого, как рабочая сила. Естественно, там будут лучше платить за труд, чем на Земле. Точно так же, как Америка в XIX веке сменила европейское отношение к человеку, марсианские социальные нормы будут неизбежно воздействовать на земные. Для марсианской цивилизации будут установлены более высокие стандарты и нормы отношений, и со временем они неизбежно будут перенесены и на Землю.

В Америке прошлого века были созданы основы для развития демократии и возникновения самоуправления. Так же, как в прошлом веке американцы показали Европе путь, – продолжает рассуждать Зубрин, – в веке будущем "марсиане" должны спасти нас от засилья олигархий. Есть и еще одна угроза свободному развитию человечества – это распространение разного рода антигуманных идеологий и возникновение политических институтов, на них опирающихся. Один из примеров таких теорий – теория Мальтуса о перенаселенности Земли. Суть ее в том, что земные ресурсы ограничены и надо ограничивать рост населения, чтобы не прийти к катастрофе. Мальтузианство давно уже показало свою полную несостоятельность – все его предсказания оказались неверными. Ведь люди не только потребляют ресурсы, они и создают их при помощи новых прогрессивных технологий. Возрастает не только население Земли, но и уровень его жизни, в полном противоречии с Мальтусом. Однако споры с идеями Мальтуса должны идти на страницах академических журналов. Люди же должны просто видеть перед собой огромные неиспользованные поля и моря ресурсов. Когда все ограничено, люди волей-неволей становятся врагами друг другу. Только в мире неограниченных ресурсов все люди могут стать братьями.

Западные цивилизации родились в момент экспансии, развивались в ней, и для их нормального бытия просто необходима экспансия. Некоторые формы общества могут существовать в замкнутом мире – те, кому не нужны и не важны свободы, творчество, индивидуальность, прогресс и другие виды человеческой деятельности, отличающие нас от животных. Там нет места правам человека, да и просто человеческой жизни как таковой. Не надо забывать, что свободные общества – исключение в истории человечества. Они существовали лишь четыре века, когда "граница" двигалась на запад. Открыл ее Христофор Колумб. Теперь она закрыта, эпоха экспансии закончилась. Если мы не хотим, чтобы о прошедших годах историки будущего вспоминали как о счастливом, но кратком "золотом веке" среди нескончаемой череды человеческих страданий, надо открыть новую границу. Марс зовет. При этом Марс – это всего одна планета. И если его освоение пойдет успешно, он не сможет занимать внимание человечества более трех-четырех веков. Если мы откроем границу на Марсе, человечество получит возможность экспоненциального роста, и освоение Марса станет попросту спасением цивилизации. Космос огромен. Ресурсы его поистине беспредельны. За четыре века наука и технология продвинулись настолько далеко, что достигнутое в двадцатом веке во много раз превосходит самые смелые ожидания века девятнадцатого, и показалось бы просто сном восемнадцатому веку и волшебством – семнадцатому. Попробуйте теперь представить, чего человечество сможет достигнуть в следующие четыре века свободы?

Марс неизбежно приведет к созданию новых, более мощных источников энергии, более быстрых видов транспорта, а после этого человечеству откроются пути к границам Солнечной системы, а потом – к звездам. Главное – не останавливаться. Если прекратить развитие, общество кристаллизуется в статической форме. Это именно то, что с нами сейчас происходит. "Граница" закрыта, налицо первые признаки кристаллизации общества. Прогресс пока лишь замедлился, он не остановился, люди еще верят в него, наши правящие институты пока не вошли с ним в противоречие. Мы пока еще не лишились главного завоевания четырехсотлетнего Возрождения человечества: думать, принимать решения, открывать новые границы. Марс ждет нас, его пионерам понадобятся новые технологии, наука, творчество, свободная мысль свободных людей. Марс ждет нас, но он не будет ждать вечно.

Такова вкратце "марсианская футурология" Роберта Зубрина. В интервью редакции российского журнала "Знание – сила" он уточнил свою позицию.

Почему вы думаете, что будущая Цель человечества находится не на Земле, а за ее пределами?

По двум причинам. Прежде всего, чтобы стимулировать развитие технологий и социальных институтов. Цель должна быть за пределами современных способов и методов существования. Наша планета слишком обжита, чтобы бросить человечеству достойный вызов. И второе. Чтобы дать новой цивилизации необходимую для развития свободу. Цель должна дистанцироваться от существующих правящих институтов и норм, избавиться от их опеки и влияния. Огрубляя, можно сказать так: при современных средствах транспорта и связи в любом месте Земли вы чувствуете, как полицейский дышит вам в ухо.

Почему вы думаете, что именно США должны стать пионерами освоения Марса? Различные страны, Россия, к примеру, имеют богатые традиции освоения "белых пятен" Земли.

У американцев есть большие традиции в достижении Целей. Причем не только как освоения новых территорий, но и как "лабораторий", где вырабатывались новые формы цивилизации. Мы должны продолжить эти традиции, если хотим остаться Американцами. Все жители Земли должны присоединиться к нам, если они хотят стать родителями новой и динамичной ветви земной цивилизации. Лишь те, кто отважится на это, будут создавать будущее.

Не кажется ли вам, что поставленные цели человечеству будет нелегко достичь? Истинные Цели обычно возникают в процессе движения, а не в результате научных изысканий.

Истинная цель путешествия на Марс – открыть новую планету для человечества. Конечно, научные исследования ценны и интересны и стимулируют современные исследования Марса. Но так же как цель Колумба (найти новые источники благовоний для Испании) бледнеет по сравнению с тем, чего он достиг (открыл Новый Свет для европейских переселенцев), можно ожидать, что научная "выгода" от освоения Марса будет абсолютно несущественна по сравнению с главным результатом – превращением человечества в космическую цивилизацию.

Не слишком ли велика цена, которую человечество заплатит за отказ от тихой и сытой жизни?

Цивилизации, которые отказываются от Цели и остаются "дома", останавливаются в своем развитии и гибнут. Китайские императоры династии Мин ставили перед собой задачу глобального исследования Земли в начале пятнадцатого века, посылая экспедиции даже на Мадагаскар. Но императорские евнухи убедили своего господина, что информация из новых земель может лишь дестабилизировать положение внутри самого Китая, и экспедиции прекратились. Флот был сожжен, и вместо открытия Европы китайскими мореплавателями в начале пятнадцатого века европейцы открыли Китай веком позже. Вот цена за отказ от Цели. За отвагу и смелость всегда приходится расплачиваться и человеку, и всей цивилизации, но плата за трусость оказывается гораздо большей*.


ЮПИТЕР

Царь планет (иногда его даже называют несостоявшейся звездой) Юпитер недаром назван в честь верховного Божества античного пантеона. Красавец звездно-планетного мира, одним видом своим вызывающий восхищение и трепет, он был главной божественной звездой в Древнем Вавилоне и сопредельных странах, олицетворяя владыку месопотамских Богов – Мардука. "Утром, когда звезды северной части неба исчезают, великий Юпитер [звезда Мардука] неподвижно стоит в середине неба и еще слабо виден", – прочитали ученые на одной из глиняных табличек. Под именем звезды Мардука он был известен также в Древней Элладе. Впоследствии эллины сохранили за ним царское имя – звезда Зевса, его переняли и римляне. Между прочим, у персов Юпитер также считался царской звездой, но только уже под именем верховного зороастрийского Божества – Ахуры-Мазды.

Когда на Юпитер впервые направили трубу телескопа, то царственный багрово-пятнистый лик планеты, невольно приводящий к почтению, сразу же открылся во всей красе. И еще одна особенность "владыки планет" – его приплюснутость на полюсах, отчего диск при наблюдении представляется сдавленным. Как впоследствии подсчитали дотошные астрономы, полярный диаметр планеты на 7% меньше экваториального. Причина такого необычного в планетном мире явления – быстрое вращение Юпитера вокруг своей оси: один оборот гиганта длится всего 10 земных часов. Причем продолжительность суток увеличивается по мере продвижения от экватора к полюсам, что может быть обусловлено только тем, что гигант Солнечной системы – не твердая, а жидкая планета. Жидкость эта – газы, сжиженные под воздействием умопомрачительного холода.

Фотографические снимки, сделанные с близкого расстояния автоматическими межпланетными станциями, лишний раз подтвердили грандиозность и неповторимость красоты природы. Размеры Юпитера только усиливают впечатление наблюдателя: его масса в 300 раз превышает земную, а объем – даже в 1000 раз. Масса Юпитера ко всему прочему превышает суммарную массу всех остальных планет Солнечной системы. Считается, что в центре жидкой планеты-гиганта все же находится небольшое твердое ядро. Мощная, густая, как сметана, и ядовитая атмосфера вздымается над планетой на тысячи километров, пребывая в непрестанном движении, вихрях и водоворотах. В эпицентре этого космического урагана медленно перемещается таинственное Большое красное пятно – визитная карточка планеты, – своими размерами превосходящее нашу Землю.

О его происхождении долгое время шли горячие споры. Сначала полагали, что Пятно – результат мощнейшей вулканической деятельности на планете, а специфический оттенок вызван докрасна раскаленной лавой. Затем бросились в другую крайность и стали утверждать, что Пятно – чудовищный низкотемпературный айсберг, образованный замерзшим гелием, который плавает в атмосфере Юпитера, как земные ледяные горы в Тихом или Атлантическом океане. Следующая гипотеза – гидродинамическая: Красное пятно вихревого происхождения и образовано гигантской стоячей волной над какой-нибудь впадиной или возвышенностью. Наконец возобладала, если так можно выразиться, метеорологическая гипотеза: Красное пятно – это колоссальных масштабов, силы и энергии ураган-циклон, постоянно свирепствующий на планете. Правда, если сравнивать с земными тайфунами, они должны постепенно менять, а по прошествии определенного срока и вовсе терять свою силу и энергию. Чего не скажешь о юпитерианском Пятне: хотя оно и меняет свою яркость, но все же остается относительно стабильным движущимся феноменом.

Информация о "красном пятне" Юпитера, полученная в 1996 году с борта американской автоматической межпланетной станции "Галилео", внесла существенные поправки в бытовавшие до того в ученой среде умозрительные представления. В области "красного пятна" с поперечником, превосходящим диаметр Земли, обнаружили на высоте 50 км над обычными облаками еще и грозовые тучи протяженностью до 100 км. Физические и метеорологические параметры обнаруженных туч практически полностью совпадают с аналогичными характеристиками земных тайфунов, с той разницей, что на Юпитере они несутся с бешеной скоростью – около 300 км/час.

Все это никогда не мешало рассуждениям на тему возможных форм жизни на Юпитере. Данный вопрос дискутировался постоянно, азартно и не без уморительных нонсенсов, связанных с именами великих ученых. Когда Галилей открыл первые четыре спутника Юпитера (в настоящее время их известно четырнадцать), другой крупнейший строитель науки Нового времени – Гюйгенс, автор волновой теории света – немедленно задал вопрос: а что из этого следует (Гюйгенсу, кстати, принадлежит честь открытия и Красного пятна на Юпитере). Далее следовал классический образчик умозрительного рассуждения, опирающегося исключительно на игру воображения. Спутники Юпитера – это его луны. Луна – спутник Земли – первопричина океанических приливов и отливов. Четыре луны Юпитера (если бы Гюйгенс только знал, что их 14!) вызывают вчетверо более сильные приливы и отливы. Следовательно, на юпитерианских океанах – ох, как не спокойно! Матросы там не сидят без дела. Они в постоянной борьбе со стихией. Ветры на Юпитере, должно быть, тоже вчетверо крепче земных. Они вчетверо сильней и вчетверо быстрей треплют паруса и рвут веревки на юпитерианских кораблях. Проблема с пенькой на Юпитере вчетверо актуальней, чем на Земле. Вот таким способом доказывалось существование жизни на Юпитере в ХVII веке. Вопреки всем канонам Аристотелевой логики, но, согласитесь, есть в этом нечто захватывающее и романтичное!

В наше время возможность жизни на Юпитере не отрицается полностью. Безусловно, там могут существовать лишь совершенно иные в сравнении с земными формы жизни и, скорее всего, простейшие. Впрочем, изобретательность природы не знает границ. Человеческому воображению (безразлично, научному или поэтическому) все равно за ней не угнаться. В настоящее время в большей степени допускается вероятность наличия каких-то жизненных форм на спутниках Юпитера. Так, совсем недавно, весной 1997 года, были получены высококачественные снимки одной из 14 юпитерианских лун – Европы. Американский космический аппарат "Галилео" пролетел на расстоянии всего лишь каких-то 692 км от ее поверхности и передал на Землю сенсационную информацию: Европа закована в мощный ледяной панцирь, пробитый ровными линиями горных хребтов. Лед – значит, вода. Вода – значит, жизнь. Или по крайней мере значительная доля вероятности таковой. Даже под километровой коркой льда вода может сохраняться в жидком состоянии, наподобие как подо льдами Северного полюса Земли (с поправкой на толщину). Правда, на Европе не дать воде промерзнуть до основания помогает собственное раскаленное ядро юпитерианского спутника (на Земле же, помимо собственных геотермальных процессов, существенную роль играет энергия, поступающая от Солнца).

Лунное семейство царя планет – Юпитера – столь же уникально, как и сам "хозяин". Здесь – целый космический зоопарк "невиданных зверей"; среди них два самых больших спутника в Солнечной системе – Ганимед и Каллисто. Поверхность первого покрыта частыми "морщинами" горных хребтов и кратерами. Недавно здесь были обнаружены русла естественных каналов. В сочетании с мощными пластами льда, которым покрыта поверхность Ганимеда, они наводят на смелые предположения. Еще более поразительную картину дает Каллисто – спутник сплошь покрыт "оспинами" больших и малых кратеров – следами мощнейших метеоритных атак. Последний, 14-й спутник Юпитера, был открыт совсем недавно, в 1979 году, во время транспланетного полета американского автоматического космического корабля "Вояджер-1". А спустя три года на ХVIII Генеральной ассамблее Международного астрономического союза этому небесному телу было присвоено название Адрастеи (в честь эллинской Богини судьбы и возмездия – коррелята Дике и Немесиды).

 

САТУРН И ОСТАЛЬНЫЕ ПЛАНЕТЫ

В середине ХVIII века на планету Сатурн из системы звезды Сириуса прибыл инопланетянин со странным именем Микромегас. Больше всего космического пришельца поразил рост сатурнийцев, которые показались ему совсем крошечными – ростом всего лишь около 2 км. Сам Микромегас был в 12 раз выше – в вышину 24 тысячи шагов, то есть около 24 км. Так начинается одна из знаменитых "философских повестей" Вольтера. Сам "фернейский мудрец", как его прозвали современники, в духе Века Просвещения свято верил в населенность (быть может, даже перенаселенность) бесконечного Космоса. И уж, конечно, рост жителей Сатурна прикинул верно: на такой большой планете население должно быть рослым.

Планета Сатурн известна испокон веков. Видимая невооруженным глазом, она по-разному называлась у разных народов. Эллины прозвали ее в честь верховного Божества доолимпийского пантеона Крона. При нем, главном из титанов, на Земле царил "золотой век". Но Зевс вместе с Олимпийцами сверг собственного отца. Разрушил строй мира справедливости и благоденствия, установил порядок "войны всех против всех". Народ же продолжал чтить Крона. В Древнем Риме он именовался Сатурном. В его честь в самом центре Вечного города был воздвигнут один из главных и наиболее почитаемых храмов, где хранилась государственная казна.

Когда Галилей впервые направил телескоп в сторону Сатурна, он был несказанно поражен: на месте самой дальней из известных в то время планет он увидел не одну, а целых три. Загадка была раскрыта спустя почти полвека Гюйгенсом, который наблюдал "звезду Крона" в более мощный телескоп. Оказалось: то, что Галилей принял за три "куска" планеты, на самом деле является невиданным доселе гигантским кольцом, расположенным под небольшим углом к плоскости орбиты. Его наклон по отношению к земному наблюдателю медленно меняется. Иногда Сатурн становится похожим на силуэт человеческой головы с надетой шляпой, но иногда кольца (вскоре обнаружили, что их три) исчезают вовсе из-за разности времени обращения планет вокруг Солнца и изменения наклона оси вращения (рис. 89).

Кольца Сатурна долгое время считались чем-то экзотическим, из ряда вон выходящим, пока американские автоматические зонды не освоили дальние заповедные уголки Солнечной системы. Фотографии, переданные на Землю, показали: кольца, правда, не столь роскошные, как у Сатурна, есть еще у трех планет. Сначала они были открыты у Урана, затем (очень узкое и пылеобразное) – у Юпитера и, наконец, – у Нептуна. Зато кольца самого Сатурна при исследовании их с помощью автоматических аппаратов тоже преподнесли немало новых сюрпризов. Оказалось, что их не три, как считалось первоначально (затем их количество увеличили до шести-семи), а значительно больше. На фотоснимках, полученных в начале 1980-х годов с помощью американских космических аппаратов "Вояджер-1" и "Вояджер-2", все кольца планеты распадаются на сотни концентрических окружностей (по разным подсчетам их от 500 до 1000). И каждое состоит из бессчетного множества мелких частиц – либо кусочков льда, либо обледенелых камешков (ученые пока не пришли к единому мнению).

Ребра колец Сатурна – величиной с 6-8-этажный дом (сквозь них проходит солнечный свет). Зато ширина достигает 400 000 км. Наиболее вероятное объяснение происхождения колец – разрушенный спутник, который слишком близко приблизился к поверхности планеты. Считается, что подобное может произойти и с нашей Луной, если она по какой-то причине чересчур приблизится к поверхности Земли: тогда в Солнечной системе появится еще одна планета с кольцами. Фотографии, сделанные на сравнительно небольшом расстоянии, принесли еще немало сенсаций. Например, на кольцах Сатурна были обнаружены "спицы", непонятные образования, которые, подобно спицам велосипедного колеса, пересекают кольца на расстояния до нескольких тысяч километров. На кольцах были зафиксированы не поддающиеся пока объяснению с позиций небесной механики переплетения отдельных структурных "нитей", вздутия на них и другие феномены.

Сатурн – чемпион и по другим показателям. На нем дуют самые сильные ветры – сильнее, чем на Юпитере: до 1800 км/час, что раз в 20 превышает силу самого свирепого тайфуна на Земле. О постоянной активизации атмосферы Сатурна свидетельствует огромное белое пятно, которое регулярно, с периодичностью примерно в 30 земных лет появляется перед глазами наблюдателей. Перемещаясь с колоссальной скоростью, пятно растет, вытягивается, его размеры во время последней активизации в 1990 году достигли четверти видимой стороны планеты.

На Сатурне не случайно есть где разгуляться ветрам: он почти целиком состоит из газов – смеси метана, водорода и гелия. Кусочек "землицы" с Сатурна, если бы таковой удалось заполучить и доставить на Землю, плавал бы в ведре с водой, как щепка. В густой и неприветливой атмосфере кольценосной планеты носятся аммиачные облака. Так что вольтеровскому Микромегасу пришлось бы здесь туговат. Земной обыватель тоже почувствовал себя здесь более чем неуютно. Но это ведь с земной точки зрения. Не будем мерить Вселенную субъективными мерками!

Сатурн установил рекорд еще в одной области – по количеству спутников. Первоначально их насчитывалось 10. Но в начале 1980-х годов космические аппараты "Вояджер-1" и "Вояджер-2" сфотографировали 4 новых спутника, невидимые с Земли. А в октябре 1995 года с помощью выведенного на орбиту Космического телескопа "Хаббл" были открыты еще 4. Итого – 18, на 4 больше, чем у Юпитера. Конечно, каждый спутник, как и любая планета, по своему уникален. Однако внимание исследователей в наибольшей степени привлекает сатурнианский Титан – самая большая из лун Солнечной системы. Размерами он превосходит Меркурий. Кроме того, на Титане обнаружена разряженная атмосфера и ледяной панцирь. Относительно льда высказывают предположение, что это – замерзший метан. Некоторые, однако, не исключают наличия воды. В таком случае поверхность Титана – нечто похожее на земную Арктику или Антарктику.

Три находящиеся за Сатурном планеты – Уран, Нептун и Плутон – столь далеки, что о них вспоминают в последнюю очередь. Неизбежное следствие удаленности – скудость фактических данных. Еще Вильям Гершель, открывший Уран в 1781 году, обратил внимание на голубоватый оттенок планеты. Спустя чуть более двухсот лет космический зонд "Вояджер-2" передал на Землю снимки ослепительно голубого небесного тела, чуть подернутого вытянутыми нитями перистых облаков и обрамленного тонким кольцом. Происхождение голубизны секретом не явилось. Это – ядовитый газ метан, из которого почти полностью состоит Уран, так же как, впрочем, и его ближайший сосед Нептун. А вот уникальная особенность, отличающая Уран от всех прочих планет Солнечной системы, однозначного объяснения не имеет. Речь идет о наклоне оси вращения Урана: он фактически лежит на боку, северный полюс находится даже чуть ниже плоскости орбиты. Причина такого космического нокаута – скорее всего, столкновение с другой планетой еще на первых этапах эволюции миров. В результате Уран и опрокинулся на бок.

Самая дальняя из планет Солнечной системы – Плутон, открытый только в 1930 году, – вполне оправдывает присвоенное ему имя античного Бога – владыки подземного царства. На Плутоне темно, как в глубокой шахте. Зимняя температура – -2300. Только звезды освещают безжизненную, обледенелую поверхность. И Солнце здесь выглядит, как далекая яркая звезда. Все же с помощью космического телескопа "Хаббл" удалось получить достаточно четкие фотографии планеты с ледяными шапками замерзшего метана (?) на полюсах и изморозью, которая создается планетарной атмосферой, в состав которой, помимо метана, входит еще и азот. Более того, у Плутона обнаружился спутник – ему тотчас же подыскали мрачноватое имя Харон (так звался зловещий старец, который перевозил через подземную реку Стикс души умерших в Аид – царство смерти). Существует несколько версий происхождения Плутона. Первая: он появился не вместе с большинством планет Солнечной системы, был захвачен ее притяжением значительно позже. Вторая – диаметрально противоположная: Плутон образовался вместе со всеми планетами и даже гораздо ближе к центру Солнца, а потом был выброшен на периферию. Третья: Плутон – близкий родственник некоторых наиболее плотных спутников Юпитера и Сатурна. Четвертая: он даже не планета в собственном смысле данного слова, а просто большой астероид.

Но и на этом Солнечная система не кончается. За орбитой Плутона был обнаружен так называемый пояс Койпера, состоящий из астероидальных тел поперечником до 200 км. За ним находится гигантское сферическое образование, поименованное Облаком Оорта. Здесь, по мнению ученых, сосредоточены миллиарды мелких тел, состоящих из камня и льда. Время от времени некоторые из них притягиваются Солнцем и превращаются в хорошо всем известные кометы.

 

ЛУНА

Луне – нашему единственному естественному спутнику – само небо велело стать Богиней. И она ею стала: практически у всех древних народов Земли. Луна – это Богиня (конечно, с разными именами). В античном мире ее звали Селеной. Ей воздвигали статуи, ей строили храмы, ей пели гимны:

Услышь мой зов, Владычица Богиня,
Идущая в серебряных лучах,
В уборе из рогов быка могучих,
В великом круге, с свитою из Звезд,
Свет Ночи темной засветив над Миром;
Ты, с женской красотой, с мужскою властью,
С природою двойной и переменной,
То полная как круг, то вся в ущербе,
Мать месяцев, твой путь горит плодами <...>
Царица Звезд, всемудрая Диана,
В красивом многозвездном одеяньи,
В покрове пышном нежная Богиня,
Зажги светильник лунный для меня,
И озари – тебе и тайне – верных.
Орфический гимн к Луне-Селене.v (Перевод Константина Бальмонта)

В одних странах Луна была Божеством мужского рода, в других – женского, а в некоторых – двуполым. Шумер и Египет, Ассирия и Вавилон, Персия и государство хеттов, Индия и Китай, страны и народы всех континентов видели в Луне небесное Божество, определяющее людские судьбы. Во многих случаях Луна считалась самым главным и наипервейшим светилом. "...Солнце из созвездий второе после Луны", – отмечал Плутарх*. Особенно это характерно для старовавилонской и нововавилонской религии, мифологии, астрономии и астрологии. Разумеется, халдейские звездочеты не отрицали значения Солнца во Вселенной. Однако в магических обрядах, заклинаниях и колдовстве предпочтение отдавалось Луне. К тому же и вавилонский календарь строился на лунной основе. Отсюда Луна объективно и неизбежно приобретала исключительно важную роль в повседневной практической жизни.

Эллинская Богиня Луны Селена – сестра Солнца-Гелиоса – такая же любвеобильная, как и самая младшая в этом космическом семействе – Утренняя Заря – Эос. О ее любовных похождениях сохранилось всего два предания. В первом Селена – жертва: ее обманывает и силой соблазняет похотливый Бог Пан, сокрыв свое уродство под белоснежным руном. Напротив, во втором Селена – страстная любовница вечно молодого красавца Эндимиона, с которым тайно встречалась по ночам в пещере и от которого родила 50 (!) дочерей (Павсаний. V 1, 2).

Но больше всего эллинов (как, впрочем, и все другие народы в прошлом и настоящем) занимали колдовские чары Луны. Она воистину является главной покровительницей всех ведьм, ведунов, колдунов и кудесников. С Луной связано множество магических обрядов, поверий, запретов (в новолунье запрещалось, примеру, сеять хлеб, колоть скотину). На Руси Луна и ее фазовая ипостась Месяц считались заступниками от зла и болезней. С этой целью носились амулеты-лунницы (рис. 90). Месяцу кланялись, к нему обращались с просьбами и заклинаниями, по нему гадали. Считалось, что молодой Месяц (молодик) приносит счастье. Свидетельство тому – слова архаичного заговора, записанного на Смоленщине: "Месяц, Месяц молодой! Табе рог золотой, табе на увеличение, а мне на доброе здоровье!". Верной приметой считалось также: покажи незаметно Месяцу денежку – прибудет тебе богатство. Даже невесты на Руси поминали Месяца:

Пропустите меня девицу к Океану-городу,
К Океану-городу за леса дремучие,
За леса дремучие, да к Акаю-месяцу,
Ко Акаю-месяцу, да к орлу под крылышко...

С колдовскими чарами Месяца связаны и другие поверья. Считалось, например, что от двурогого светила зависит: поднимется или нет опара для блинов. Потому-то суеверные хозяйки, оборотясь лицом к Месяцу, произносили слова древнего заклинания: "Месяц ты, Месяц, золотые твои рожки! Выглянь в оконце, подуй на опару!".

Выдающийся отечественный популяризатор астрономической науки и исследователь народного космизма Д.О. Святский (1879 - 1940) высказал предположение, что во времена язычества на Руси Месяц отождествлялся со "скотьим Богом" – Велесом. Это вытекает из некоторых фольклорных текстов, в частности, из хорошо и поныне известной загадки: "Поле не меряно, овцы не считаны, пастух рогат". Рогатый пастух – вполне соответствует, по Святскому, Богу коровьих и овечьих стад – Велесу.

Много было всяких домыслов, много ошибочных мнений за тысячи лет наблюдений за Луной и осмысления увиденного. Но вот на Серебряную планету ступила нога первого человека. Им стал Нейл Армстронг – командир американского космического корабля "Аполлон-11". Свидетельство землянина-первопроходца – документ такой же степени важности в истории развития цивилизаций, каким в свое время были отчеты Христофора Колумба об открытии Америки.

День прилунения длился очень долго, и все это время у нас не было ни минуты покоя... На участке спуска от 30 тысяч футов до 5 тысяч мы были целиком поглощены ЭВМ и проверкой приборов и потому не могли уделить должного внимания ориентировке "по местности". И лишь когда мы спустились ниже 3 тысяч футов, нам впервые удалось посмотреть наружу. Горизонт на Луне очень близкий, поэтому с такой высоты многого не увидишь. Единственным ориентиром, который мы заметили, был большой и весьма внушительный кратер, известный под названием Западный, хотя, признаться, мы его в тот момент не узнали. Вначале мы думали прилуниться неподалеку от этого кратера. Именно туда и вела нас автоматика. Однако на высоте тысячи футов нам стало ясно, что "Орел" хочет сесть на самом неподходящем участке. Из левого иллюминатора мне отлично были видны и сам кратер, и усыпанная валунами площадка, причем некоторые из них были не меньше автомобиля "фольксваген"... Было бы интересно сесть среди валунов. Я убежден, что часть вулканических выбросов такого большого кратера является лунной коренной породой, а поэтому представляет особый интерес для ученых. Соблазн был велик, но здравый смысл все же взял верх. Мы понеслись над самыми валунами, выбирая место для посадки немного западнее. Нам попалось несколько как будто подходящих площадок, но я пока не принимал решения... Та, на которую пал наш выбор, была размером с большой садовый участок. С одной стороны ее окаймляли приличных размеров кратеры, а с другой – местность, усеянная мелкими камнями. Как бы то ни было, она пришлась нам по душе. Здесь я и посадил "Орла". В последние секунды спуска наш двигатель поднял значительное количество лунной пыли, которая с очень большой скоростью разлеталась радиально, почти параллельно поверхности Луны. На Земле пыль обычно висит в воздухе и оседает очень медленно. Поскольку на Луне нет атмосферы, лунная пыль летит по плоской и низкой траектории, оставляя позади себя чистое пространство. Облако, которое мы взметнули, приближаясь к поверхности, к моменту прилунения еще не осело и быстро удалялось от нас. Оно казалось полупрозрачным – я различал сквозь него камни и кратеры, – но само его движение отвлекало. Впечатление было такое, будто приземляешься сквозь быстро несущийся туман...

Выключив ракетный двигатель, мы проверили аппаратуру и прильнули к иллюминатору. Пыль, поднятая двигателем, сразу осела – видимость стала хорошей. Мы прилунились на отлогой равнине, изъеденной кратерами. Самый большой из них имел диаметр 15 метров, самый маленький – только 2 сантиметра. Горизонт неровный. Склоны больших кратеров создавали впечатление, что вдали множество пологих холмов. Грунт (в пределах видимости, то есть в радиусе двух метров от нас) представлялся песчаным с обломками пород. Угловатой или слегка сглаженной формы обломки сверху прикрыты песком. Лунная поверхность в момент прилунения была ярко освещена. Казалось, что это не лунный грунт, а песчаная поверхность пустыни в знойный день. Но если взглянуть еще и на черное небо, то можно вообразить, что находишься на усыпанной песком спортивной площадке ночью под ослепительными лучами прожекторов. Ни звезд, ни планет, за исключением Земли, не было видно.

Солнце во время нашего пребывания на Луне поднималось над горизонтом от 10,5 до 22 градусов, а во время пребывания лунной кабины "Аполлона-12" – от 5,2 до 21,1 градуса. Все наблюдения за освещением и светом были ограничены этими условиями. В среднем уровень освещения оказался очень высоким (как в безоблачный день на Земле). Тени были густыми, но не черными. Солнечный свет отражался от склонов лунных кратеров, и видимость становилась хорошей. Своеобразные фотометрические свойства Луны известны давно. Существовало опасение, что в определенный момент наши глаза, ослепленные Солнцем, ничего не смогут увидеть, поэтому траектория снижения лунной кабины была рассчитана так, чтобы в точке прилунения солнечные лучи не мешали космонавтам. Цвет едва заметен или не обнаруживается вообще. При незначительной высоте Солнца над горизонтом, как, например, во время посадки "Аполлона-12", практически различать цвета невозможно. Когда Солнце поднимается над горизонтом до 10 градусов, начинают появляться коричневые и бурые оттенки. В общем, исследованный нами район по освещенности может сравниться с пустыней, а его цвет напоминает цвет сухого цемента или песчаного пляжа. При выходе из кабины мы неожиданно обнаружили, что обломки пород и частицы лунного грунта имеют темно-серый или угольно-серый цвет.

На фотографиях посадочные площадки "Аполлона-11" и "12" выглядели ровными. Однако фотографическая камера сглаживает мелкие неровности рельефа. <...> Край Западного кратера, находящегося приблизительно в 400 метрах к востоку от нас, не был виден, хотя его вал, как мы предполагали во время снижения лунной кабины, достигал высоты 25 метров. Сейчас можно утверждать, что у всех четырех космонавтов во время пребывания на Луне наблюдалась тенденция занижать расстояние. Мы полагаем, что наши первичные оценки расстояний также занижены.

Во время полета "Аполлона-11" Земля находилась приблизительно в 30 градусах от зенита. Она казалась выпуклой и очень яркой. Преобладали два цвета: синий – океанов и белый – облаков. Однако легко можно было различить и серо-коричневый цвет континентов. Угловой диаметр Земли при наблюдении с Луны в четыре раза больше, чем у Луны, наблюдаемой с Земли. Хотя Земля и казалась маленькой, все же это было весьма красочное зрелище.

У космонавта, облаченного в скафандр и снабженного ранцем, центр тяжести перемещается вверх и несколько назад. Чтобы не потерять равновесия, он наклоняется вперед. На поворотах его движения несколько замедлены. Это объясняется небольшим сцеплением подошв обуви с лунным грунтом. Однако привычной скорости поворота можно легко добиться. Переход из состояния покоя в состояние движения тоже заметно медленнее, чем на Земле. Чтобы двигаться быстрее, нужно сделать три или четыре шага с небольшим ускорением или сильно наклониться вперед и энергично оттолкнуться, набрав нужную скорость с первого шага. Оба эти способа удовлетворительны, но обычно использовался первый из них.

Были испробованы три способа движения вперед: хождение, подскоки при ходьбе и бег вприпрыжку. Хождение использовалось для обычных операций около лунной кабины и для переноски грузов. Скорость хождения не превышала полуметра в секунду. При больших скоростях космонавт, делая шаг, как бы взлетал вверх. При беге вприпрыжку он обеими ногами одновременно отталкивался от поверхности. Последний способ оказался наиболее эффективным при передвижении на большие расстояния, так как достигалась скорость 1–1,5 метра в секунду, а на отдельных участках до 2,0 метра в секунду. Много времени уходило на то, чтобы выбрать наилучший путь на неравной поверхности. Скачки похожи на бег вприпрыжку, но при скачках на Луне в отличие от бега ноги двигаются довольно медленно. Создается ощущение медленного бега. Бег, каким его знаем на Земле, на Луне воспроизвести невозможно.

Остановиться во время ходьбы сразу нельзя, можно только после одного или двух шагов, а во время скачков – после трех или четырех скачков. Шаги в сторону затруднены ограниченной подвижностью скафандра. В общем, движение по лунной поверхности требует больше расчета и внимания, чем передвижение по Земле. Конечно, в условиях лунного притяжения хочется прыгать вверх. Свободные прыжки с сохранением контроля за движением возможны до одного метра. Прыжки на большую высоту часто заканчивались падением. Наибольшая высота прыжка составляла два метра, то есть до третьей ступени лестницы лунной кабины. В этом случае космонавту удалось сохранить равновесие только потому, что он сумел схватиться за лестницу руками.

Падения не имели неприятных последствий. Обычно при нарушении равновесия падение можно предотвратить простым поворотом и шагом в ту сторону, куда падаешь. Если упадешь лицом вниз, можно легко подняться без посторонней помощи. При падении на спину нужно приложить больше усилий, чтобы подняться самостоятельно. Конечно, с помощью другого космонавта встать на ноги проще всего. Во время двух лунных экспедиций мы старались как можно меньше касаться скафандром поверхности Луны, чтобы не повредить его обломками пород.

Скорость передвижения и стабильное положение в известной степени зависят от самой природы лунной поверхности. Хотя грунт и кажется мягким, след углублялся обычно менее чем на 1 сантиметр. Частицы грунта малы и легко прилипали к скафандру и обуви. Следы были намного глубже (5 сантиметров) на валу и в донной части кратера, диаметр которого составлял 5 метров. Обычно наш путь между двумя точками был извилистым, так как мы старались избежать неровностей.

Физическая работа, которая выполнялась на поверхности Луны, заключалась в выгрузке и погрузке оборудования, переноске и установке оборудования для экспериментов, сборе образцов пород и бурении скважин для отбора проб грунта. <...> В лунную кабину мы доставляли оборудование, используя тягу. Этот процесс на Луне значительно отличается от того, что мы привыкли делать в земных условиях. На Луне следует прилагать сравнительно небольшие усилия, хотя большой наклон тела может вызывать частые падения. <...>

Интересные особенности выявились при сборе совком образцов лунного грунта. Сила трения, удерживающая образец в совке, пропорциональна весу образца на Луне, который, естественно, был весьма мал. Поэтому образец соскальзывал при самых небольших ускорениях. Открытым совком следует действовать гораздо медленнее и осторожнее, чем на Земле, если хочешь донести содержимое совка до контейнера. Хотя мы познакомились с этой особенностью в процессе подготовки к полету, я потерял довольно много материала во время сбора образцов. Эффективность работы на поверхности Луны значительно снижается тем, что в скафандре трудно нагибаться, так как невозможно согнуть скафандр в торсе или шее. При попытке нагнуться создается впечатление, будто спина и шея находятся в гипсовом корсете. Чтобы поднять какой-нибудь предмет, нужно потратить много труда и времени. Модификация скафандра может облегчить эти трудности, но, очевидно, в течение ближайших лет нельзя будет устранить эти недостатки. <...>

Продолжительность лунных прогулок экспедиции была продолжена до четырех часов. Две экспедиции на космических кораблях "Аполлон-11" и "Аполлон-12" позволили накопить некоторые сведения о поведении человека на Луне. Созданное защитное оснащение помогло космонавтам жить и работать в условиях враждебного вакуума и аномальных температур. Лунное притяжение оказалось весьма благоприятным для работы космонавтов. Мы не обнаружили ни физических, ни психологических затруднений, которые помешали бы планировать дальнейшие исследовательские работы на поверхности Луны. Совершенствование скафандров повысит эффективность деятельности на Луне и поможет провести более сложные и тонкие эксперименты. На ближайшее десятилетие можно планировать значительно более широкую программу исследований, которые намного увеличат наши знания и понимание природы естественного спутника Земли.

И во времена торжества Птолемеевой системы мира, и после ее крушения люди одинаково верили: на Луне есть живые существа. Конечно, природа их представлялась по-разному. Церковники, например, уверяли, что Луна пригодна лишь для дьявольского отродья. Историки науки справедливо отмечали, что члены инквизиционного суда, отправившие на костер Джордано Бруно за проповедование теории множественности населенных миров, сами нисколько не сомневались: по крайней мере одна планета – Луна – обитаема. Уверенность ученых и обывателей подкреплялись постоянными свидетельствами астрономов о наблюдаемых на Луне загадочных огнях и красных пятнах. Начало таким сообщениям положил Вильям Гершель – один из самых авторитетных астрономов ХVIII века. С тех пор таинственные огни и свечение наблюдались неоднократно. И их до сих пор не удалось идентифицировать. Наиболее приемлемое объяснение – вулканическая деятельность. По поводу лунных жителей – селенитов – строились самые невероятные гипотезы. Тут воистину было где разыграться воображению писателей и художников (рис. 91).

В обитаемости Луны был уверен и Циолковский:

В самом деле, есть ли на Луне обитатели? Каковы они? Похожи ли на нас? До сих пор мы их не встречали <...> Особенно интересна та неведомая половина, черные небеса которой по ночам вечно покрыты массой звезд, большей частью мелких, телескопических, так как нежное сияние их не разрушается многократными преломлениями атмосферы и не заглушается грубым светом огромного месяца. Нет ли там углубления, в котором могут скопиться газы, жидкости и лунное население...

К.Э. Циолковский. На Луне

Человек уже неоднократно побывал на Луне и пока не обнаружил там никакой жизни. (Представим себе на минуту отчет экспедиции инопланетян о жизни на Земле, которая на несколько часов приземлялась где-нибудь в пустыне Сахара.) Тем не менее вопрос о заселенности Луны – если не в настоящем, то в прошлом – не перестает интересовать людей. Интерес к нему, вне всякого сомнения, усиливается и подогревается сообщениями российских и американских исследователей об обнаружении льда на дне одного из лунных кратеров. Публикуются и другие материалы на данную тему. Сошлемся на заметку Альберта Валентинова – научного обозревателя "Российской газеты" – в ее номере от 16 мая 1997 года. В ней рассказывается о секретных фотографиях лунной поверхности, хранящихся за семью печатями в сейфах Пентагона, но ставшими достоянием научной общественности. На публикуемых фотографиях видны (не больше – не меньше!) разрушенные города в районе кратера Укерта (сам снимок сделан со спутника в 1967 году). На одной фотографии хорошо различается гигантская насыпь высотой в три километра, похожая на стену городского укрепления с башнями. На другой фотографии - еще более громадный (и явно не искусственного происхождения) холм, состоящий уже из нескольких башен.

Лунные пейзажи описывали так часто и подробно, что современный читатель имеет о них не меньшее представление, чем о земных ландшафтах. Опубликовано множество фотоснимков, сделанных непосредственно на поверхности Луны или вблизи ее. Фотоизображения мало чем отличаются от описаний, сделанных классиками науки:

На лунных пейзажах не существует воздушной перспективы. Самые отдаленные предметы видны там так же ясно, как и наиболее близкие, и можно даже сказать, что там существует одна только плоскость. Как мы можем видеть одну только сторону Луны, так и нас могут видеть лишь с одной стороны этого шара. Обитатели обращенного к нам лунного полушария любуются на своем небе блестящим светилом, диаметр которого в четыре раза больше поперечника Луны, как она видима с нашего шара, а площадь в четырнадцать раз больше лунной. Это светило и есть Земля, которая изображает "луну для Луны". Она парит почти неподвижно в небе. Обитатели центра обращенного к нам полушария видят ее постоянно в своем зените; но высота уменьшается по мере удаления от центральной точки к краям этого полушария, откуда наш мир кажется громадным диском, лежащим на горах. По ту сторону этого полушария нас уже не видно...

Камиль Фламмарион. Популярная астрономия

ХХI век наверняка откроет эру практического освоения и заселения Луны. Но сколько бы времени ни прошло – пока существует Луна, люди будут с восторгом любоваться естественным спутником Земли, обращаясь к нему мысленно или во всеуслышанье так же, как обращались к Селене во времена Гомера:

О длиннокрылой, прекрасной Луне расскажите мне, Музы,
Сладкоречивые, в пенье искусные дочери Зевса!
Неборожденное льется сиянье на темную землю
От головы ее вечной, и все красотою великой
Блещет в сиянии том. Озаряется воздух бессветный
Светом венца золотого, и небо светлеет, едва лишь
Из глубины Океана, омывши прекрасную кожу,
Тело облекши блестящей одеждою, издали видной,
И лучезарных запрягши коней – крепкошеих, гривастых, –
По небу быстро погонит вперед их Селена-Богиня
Вечером в день полнолунья. Великий свой круг совершая,
Ярче всего в это время она, увеличившись, блещет
В небе высоком, служа указаньем и знаменьем людям.
Гомеров гимн.ХХХIII. К Селене



Назад Продолжение
Design by Heathen
© 2000 HW