Но наука идет широкими шагами, появляются новые методы исследования, все более остроумные и мощные, и не исключено, что в ближайшие десятилетия астрономам снова придется перебирать списки греческих и римских богов, чтобы выбрать подходящие имена для новых членов Солнечной системы.

Еще до открытия Урана астрономам пришлось включить в состав Солнечной системы новые небесные тела – кометы. Сколько комет в солнечной системе? Люди этого не знают и никогда не узнают, потому что каждый год из глубин небесного пространства к нам приходят все новые и новые кометы. Появившись в окрестностях Солнца, выпустив длинный хвост из газов, они остаются доступны наблюдениям в продолжение нескольких лет, месяцев, а потом уходят в глубь Космоса, чтобы вернуться через десятки, сотни, а может быть и тысячи лет.

Кеплер вряд ли ошибался, когда утверждал, что комет на небе столько же, сколько рыб в океане.

Кометам дают названия. Обычно их называют именем того астронома, который первым обнаружил данную комету.

Наш родной дом – Земля. Солнечную систему можно назвать нашим родным городом. По видимому, таких солнечных городов во Вселенной великое множество, ведь каждая звезда может иметь свои планеты, кометы…

В нашем солнечном городе есть громадные здания – Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун… Есть дома средней величины вроде нашей Земли, Венеры, Марса… И есть совсем маленькие домики, планетки, о существовании которых люди узнали не очень давно.

Первая малая планета была открыта в первый день XIX века, 1 января 1801 года. Открыл ее итальянский астроном Пиацци и назвал Церера, по имени римской богини плодородия. Ее диаметр 800 километров.

В течении немногих последующих лет были открыты еще три малые планеты – Паллады, Юнона и Веста. Все они меньше Цереры и расположены в той же области неба, что и Церера. Это заставило астрономов предположить, что когда-то там была большая планета, которая вследствие какой-то катастрофы разбилась, образовав более мелкие планеты.

Но если это так, то в той области пространства, между Марсом и Юпитером, должны оказаться еще и другие, менее крупные небесные тела. И они действительно были обнаружены и получили название астероидов.

До настоящего времени найдено более 40000 астероидов, и каждый год наблюдатели открывают новые. Ученые считают, что астероидов, доступных и недоступных телескопу, многие десятки тысяч.

Предполагаемую планеты, которая взорвалась, образовав массу астероидов, астрономы назвали Фаэтоном в память мифического безумца, когда-то чуть не погубившего Землю.

Самые маленькие астероиды имеют диаметры всего в десятки метров, а может быть, и в метры – это просто камни, несущиеся в пространстве.

В 1845 году астрономы ждали очередного появления кометы Биэлы, но вместо одной кометы они с удивлением обнаружил две. Комета Биэлы распалась на две части, и каждая из них имела свою орбиту. Потом комета совсем исчезла.

Комета Биэлы (и это судьба каждой кометы!) превратилась в так называемый “метеорный рой”, или “метеоритный поток”.

Метеоры – это большие и маленькие камни и даже пылинки, которые попадают в нашу атмосферу из мирового пространства. От трения они вспыхивают и сгорают, а нам кажется, что упала звезда.

Если небесные камни вспыхивают и сгорают, не успев долететь до Земли, их называют метеоритами, а если метеор успевает упасть, его называют метеоритом.

Метеориты – громадная ценность для науки. Иногда они достигают очень больших размеров.

Утром 30 июня 1908 года  тысяче километров к северу от Иркутска в тунгусскую тайгу упал колоссальный метеорит. Свет при его падении был так ярок, что на несколько секунд даже затмил солнечный свет.

При падении получился взрыв чудовищной силы: земля затряслась так, что отголоски дошли до Центральной Европы. Взрывная волна дважды облетела земной шар.

Огромные деревья силой взрыва были повалены, словно травинки, на пространстве в несколько тысяч квадратных километров. Все они лежали вершинами от центра взрыва, то есть от места, куда упал метеорит.

Интересно, что ночи после падения Тунгусского метеорита не всей Земле были необычайно светлые, как будто светящееся облако окутало весь земной шар.

Царское правительство не позаботилось об исследовании упавшего метеорита. И только в советское время Академия наук СССР снарядила в тайгу три экспедиции. Возглавлял их известный исследователь Л.А.Кулик. Он нашел на месте падения большие ямы, затянутые жидкой грязью. Остатки упавшего метеорита этой экспедиции найти не удалось.

Ежегодно Земля сталкивается с несколькими миллиардами метеоритов. Из них всего несколько тысяч долетает до земной поверхности в виде метеоритов. А в руки астрономов попадает ежегодно 5-10. В музеях всего мира хранится около тысячи двухсот метеоритов.

Возможность взять в руки кусок “небесного тела” необычайно заманчива для исследователя, но найти упавший метеорит очень трудно. При его падении создается обманчивое впечатление, что он упал где-то в соседнем лесу, у ближайшей деревни… А на самом деле он упал за многие километры от места, где стоял наблюдатель. Метеориты чаще падаю в пустынях, в тайге, большая их часть тонет в морях и океанах. Вот почему каждый найденный людьми метеорит – драгоценность для науки: он ценнее, чем кусок золота того же веса.

Исследование вещества, из которого состоят метеориты, чрезвычайно важно для науки. Ведь метеорит – кусок вещества, прилетевшего к нам из глубин Солнечной системы, а быть может, даже от какой-нибудь отдаленнейшей звезды!

“Небесное вещество” начали исследовать меньше двухсот лет назад. В метеоритах чаще всего находят такие широко распространенные на Земле вещества, как железо, никель, кислород, сера. Но были обнаружены и неизвестные у нас минералы. Очевидно, метеориты – носители этих минералов – образовались в условиях, отличных от земных.

Бывают метеориты, состоящие почти из чистого железа. Историки даже думают, что первые железные орудия на Земле были выкованы древними людьми из метеоритного железа, и лишь позднее люди научились выплавлять железо из руд.

Исследования метеоритов показали, что в них все те же элементы, из которых состоит Земля, и Солнце, и отдаленные звезды.

Вещество Вселенной едино!

Как бы ни удивительны были процессы в прошлом Вселенной, будущее представляется еще более интересным. Будущее мира несомненно важно еще и потому, что отдаленное будущее человечества, будущее разума зависит от будущего природы. Анализ будущего Вселенной принципиально отличается от изучения прошлого. Прошлое уже было, оно оставило свои следы, и, изучая эти следы, мы проверяем правильность наших знаний о нем. Будущее только будет. Его изучение всегда является экстраполяцией. Прямая проверка здесь невозможна. Если в будущем возникнут такие условия, при которых смогут проявиться еще неизвестные нам законы, тогда научные предсказания, возможно, окажутся неточными, а для отдаленного будущего и просто неверными. Тем не менее фундамент современных физических и астрофизических знаний настолько прочен, что позволяет с достаточной уверенностью рассматривать отдаленное будущее Вселенной. В последнее время появляется все больше серьезных работ, посвященных этой проблеме (правда, таких работ гораздо меньше, чем работ, посвященных прошлому). Выводы этих работ настолько важны, что несмотря на сделанные оговорки, они заслуживают самого серьезного внимания.

Возникает вопрос: неограниченно ли будет продолжаться расширение Вселенной. Ответ на него в принципе прост: если плотность материи во Вселенной достаточно велика, то тяготение этой материи остановит расширение и сменит его сжатием. Если плотность мала – тяготение недостаточно, чтобы остановить расширение. Астрофизические наблюдения показывают, что средняя плотность видимой материи во Вселенной примерно в 30 раз меньше критического значения, отделяющего один случай от другого (это критическое значение плотности около 10-129 г/см3). Но, возможно, во Вселенной есть трудно обнаружимые виды материи, “скрытая масса”. Тогда плотность может оказаться выше критической.

Предположим сначала первый вариант – Вселенная неограниченно расширяется. Какие же процессы произойдут в неограниченно расширяющейся вселенной? Как они связаны с прошлым и настоящим?

“Эволюцию мира можно сравнить со зрелищем фейерверка, который мы застали в момент, когда он уже кончается: несколько красных угольков, пепел, дым. Стоя на остывшем пепле, мы видим медленно угасающие солнца и попытаемся воскресить исчезнувшее великолепие начала миров”. Это слова принадлежат одному из создателей современной космологии бельгийскому астроному Ж.Леметру. Да, мы знаем, что звезды в будущем погаснут. Запасы ядерного горючего – источника энергии любой звезды, ограничены. Солнце закончит свою активную эволюцию через несколько миллиардов лет и превратится в белый карлик размером с Землю, который будет постепенно остывать. Звезды массивнее Солнца живут еще меньше. В зависимости от их массы они в конце концов превращаются либо в нейтронные звезды с поперечником всего в десятки километров, либо в черные дыры. Наконец, возможен катастрофический взрыв в конце жизни звезды. Это так называемая вспышка сверхновой звезды. Звезды менее массивные, чем Солнце, живут дольше, но и они рано или поздно превращаются в остывшие карлики. В наше время происходят процессы возникновения звезд из межзвездной среды. Но этот процесс также ограничен во времени. В будущем все запасы ядерной энергии материи, из которых могут образоваться звезды, будут исчерпаны. Новые звезды не будут рождаться, а старые превратятся в холодные тела или черные дыры. Эта эпоха наступит не скоро, но все же этап эволюции Вселенной, когда горят звезды, и поэтому сам этап можно назвать звездным ( “звездный час Вселенной” ), закончится через 1014 лет.

Обратимся теперь к судьбам звездных систем – галактик. Они состоят из сотен миллиардов звезд. В центрах их, в их ядрах, вероятно, находятся сверхмассивные черные дыры. Каково будущее галактик? Для их эволюции существенны очень редкие сегодня события, когда какая-либо звезда в своем движении в результате гравитационного взаимодействия с другими звездами галактики приобретает большую скорость. Такая звезда покидает галактику. В результате подобных процессов звезды постепенно будут уходить из галактики, в ее центральная часть будет понемногу сжиматься. Массы вблизи центра будут падать в черную дыру. В конце концов на месте бывшей галактики останется одна сверхмассивная черная дыра, поглотившая остатки звезд центральной части галактики, а 90% всех звезд рассеется в пространстве. Этот процесс разрушения галактик закончится примерно через 1019 лет. Разумеется, все звезды к этому времени давно погаснут.

Что будет дальше?

В будущем все протоны и нейтроны распадутся. Такой процесс предсказывается современными теориями строения материи. Время этого распада t больше или равно 1032 лет. Конечными продуктами распада протонов являются позитроны, фотоны, нейтрино, а также электронно-позитронные пары.

Нейтроны, входящие вместе с протонами в состав сложных ядер, также подвержены распаду, подобно протону. Кроме того, если в результате распада протона ядро разрушается, выделяя свободные нейтроны, то эти частицы за 15 минут распадутся, как известно, на протоны, электроны и антинейтрино. Итак, во Вселенной идет очень медленный, но неуклонный процесс распада вещества, и через 1032 лет все оно полностью распадется.

Но еще задолго до этого срока распад вещества будет играть важную роль во Вселенной. Позитроны, возникающие при распаде нуклонов, аннигилируют с электронами вещества, превращаясь в фотоны, которые вместе с фотонами, непосредственно возникающими при распаде нуклонов, нагревают вещество. Только нейтрино антинейтрино свободно покидают звезду и уносят около 30% всей энергии. Процесс распада будет поддерживать температуру умерших звезд и планет на уровне хотя и низком, но все же заметно отличном от абсолютного нуля.

Итак, через 1032 лет все вещество полостью распадется, звезды и планеты превратятся в фотоны и нейтрино.

Несколько иная судьба у рассеянного в пространстве вещества – газа, который останется после разрушения галактик (по массе он может составить около 1% всего вещества). Вещество газа тоже, разумеется, распадется через t лет. Однако в этом случае позитроны, возникающие при распаде, уже не будут аннигилировать с электронами, так как из-за крайней разреженности вещества вероятность столкновения позитрона и электрона очень мала. В результате образуется очень разреженная электронно-позитронная плазма.

Через t лет, в нашей Вселенной останутся еще черные дыры, возникшие из массивных звезд, и сверхмассивные черные дыры, образовавшиеся в центрах галактик.

Что же будет происходить во Вселенной после распада вещества? В ту далекую эпоху во Вселенной будут присутствовать фотоны, нейтрино, электрон-позитронная плазма и черные дыры. Основная часть массы будет сосредоточена в фотонах и нейтрино.

С расширением Вселенной картина изменится. При расширении плотность массы излучения (фотонов и нейтрино, которые мы считаем лишенными массы покоя) падает пропорционально четвертой степени расстояния между частицами, а средняя плотность материи в виде электронно-позитронной плазмы и черных дыр – пропорционально кубу расстояния, т.е. медленнее, чем излучения. По этому через 1033 лет плотность материи уже будет определяться, главным образом, массой, заключенной в черных дырах, где ее гораздо больше, чем в электрон-позитронной плазме.

Но и черные дыры не вечны! В поле тяготения вблизи черной дыры происходит рождение частиц. Около черных дыр с массой порядка звездной и больше рождаются, главным образом, кванты излучения. Такой процесс ведет к уменьшению массы черной дыры, постепенно переходящей в излучение – в фотоны, нейтрино и гравитоны. Черные дыры “испаряются”. Этот процесс чрезвычайно медленный. Черная дыра с массой в 10 масс Солнца “испарится” за 1069 лет, а сверхмассивнее Солнца (такие черные дыры есть, по-видимому, в центрах больших галактик), испарится за 1096 лет. Все они превратятся в излучение (т.е. в частицы без массы покоя). Излучение снова станет доминирующем по массе во Вселенной. Однако вследствие расширения Вселенной плотность излучения падает быстрее, чем плотность электрон-позитронной плазмы, и через 10100 лет эта плазма станет доминирующей. Итак, через 10100 лет во Вселенной не останется практически ничего, кроме электрон-позитронной плазмы ничтожной плотности.

На первый взгляд, картина эволюции Вселенной в отдаленном будущем выглядит весьма пессимистически. Это картина постепенного распада, деградации, рассеяния, в известном смысле напоминающая картину тепловой смерти.

Да будет так,

Ведь есть всему начало,

и есть конец логической игры…

И слово, что исток обозначало,

над бездною когда-то прозвучало,

из мрака вызвав звездные миры.

Когда же обесценится творенье,

и разум тот пресытится игрой –

то распадутся призрачные звенья,

исчезнет Время, кончится Движенье…

И будет Свет

над вечной пустотой.

М. Катыс

Когда нашей Вселенной будет 10100 лет, в мире останутся практически только электроны и позитроны с устрашающе ничтожной плотностью, рассеянные в пространстве. Одна частица будет приходится на объем, равный 10185 объемам всей видимой сегодня Вселенной (!) Означает ли это, что в будущем замрут все процессы, не будет происходить активных движений физических форм материи, невозможно будет существование каких-либо систем, а тем более, разума в какой бы то ни было форме? Нет, такой вывод не верен!

Конечно, с нашей сегодняшней точки зрения все процессы в будущем будут чрезвычайно замедленны. Но это с нашей точки зрения! Ведь, и пространственные масштабы тогда будут несравненно грандиознее современных. В самом начале расширения нашей Вселенной, когда температуры были, например, 1027К и происходили процессы рождения вещества, текли бурные реакции, продолжительность которых исчислялась 10-34 с, а масштабы 10-24 см. С точки зрения тех процессов, сегодняшние события нашей Вселенной, в том числе и наша жизнь, это нечто невероятно протяженное в пространстве и очень медленное. Вселенная не считается с нашими вкусам. В будущем жизнь нашей Вселенной будет продолжаться, хотя и в весьма своеобразных формах.

Во всей Вселенной в целом жизнь нашего типа, вероятно всегда будет существовать, так как всегда будут области нашего типа с плотностью 10-29 г/cм3. Один из основных выводов теории самовосстанавливающейся Вселенной, это то, что всегда будут существовать экспоненциально большие области Вселенной, способные поддерживать существование жизни нашего типа.

Однако мы пока рассмотрели только вариант вечно расширяющейся Вселенной.

Возможно, плотность вещества во Вселенной все же больше критического значения. Тогда в будущем расширение нашей Вселенной сменится сжатием. Такая сжимающаяся Вселенная снова станет горячей и придет в конце концов к сингулярному состоянию материи. Если это и случится, то очень нескоро, не раньше десятков миллиардов лет.

Сегодня мы начинаем с уверенностью разбираться в самых загадочных процессах природы. Пока человек лишь начал выходить за пределы своей колыбели – планеты Земля. Мы не можем пока влиять на движение миров. Но я принадлежу к тем крайним оптимистам, которые верят, что добываемые знания о Вселенной превратят человечество в богов, смело поворачивающих штурвал эволюции нашей Вселенной.

“Да, мечта, которую смутно лелеет человеческое научное исследование, -это, в сущности, суметь овладеть ледащей за пределами всех атомных и молекулярных свойств основной энергии, по отношению к которой все другие силы являются лишь побочными, и, объединив всех вместе, взять в свои руки штурвал мира, отыскать саму пружину эволюции… В перспективах ноогенеза время и пространство действительно очеловечиваются или, скорее, сверхочеловечиваются” (П. Тейяр де Шарден, 1938-1940).

Список использованной литературы.

1.     Волков А.М. В поисках правды. - М.: 1980.

2.     Левитан Е.П. Эволюционирующая Вселенная. - М.: 1993.

3.     Новиков И.Д. Как взорвалась Вселенная.- М.: 1988.

4.     Хокинг С. От большого взрыва до черных дыр. - М.: 1990.

5.     Шкловский И.С. Вселенная, жизнь, разум. - М.: 1980.

Страницы: 1, 2, 3, 4