Слышали ли вы о теории относительности Эйнштейна? Впрочем, такой вопрос сегодня может показаться нетактичным: кто же в наши дни не интересуется теорией относительности, без которой невозможны изумительные достижения современной физики? Сегодня эта теория уже не есть достояние нескольких избранных умов, она вошла в школьные учебники и стала основой многих инженерных проектов.

И все-таки до сих пор созываются высокие ученые собрания, чтобы довыяснить какие-то ее положения, додумать особенно сложные ее эффекты. Вы не встретите буквально двух профессоров, которые, заговорив о теории относительности, не разошлись бы во мнениях, не заспорили друг с другом. Нет аспиранта-физика, который не хотел бы темой своей диссертации выбрать какие-то положения теории относительности.

И все-таки она не всесильна. И возможности этой великолепной теории ограничены. С большой очевидностью это доказали сверхзвезды. В декабре 1963 года в Америке, в Далласе, собрались четыреста ученых, чтобы обсудить чрезвычайное открытие: на огромных расстояниях от Земли астрономы обнаружили странные, необычные звезды. Они светились так ярко, будто это не отдельные звезды, а целые галактики. Но страшная удаленность с трудом позволила увидеть их даже в самые большие телескопы. Конечно, на таких расстояниях огромная система звезд, составляющих галактику, вполне может выглядеть, как одна звезда. Но это сияние периодически меняло свой блеск через определенный, причем весьма короткий, промежуток времени. Примерно через год свет ее становился то ярче, то слабее. Но не могут же одновременно, в такт, мерцать биллионы звезд, все «звездное население» галактики! Это было загадкой.

Так что же это за объекты? Что таит в себе ослепительный свет и щедрое радиоизлучение, исходящее от удивительных звезд?

Это явление так озадачило ученых, что в отчете далласской конференции появились слова о том, что присутствующие на конференции являются свидетелями рождения новой астрофизики.

Конечно, это - преувеличение взволнованных астрономов. Астрофизика - уже довольно высокое здание, и сверхзвезды (как назвали ученые эти любопытные космические объекты) в лучшем случае одна из его башен. Но башен, несомненно, таинственных. И не один ученый взирает на нее с недоумением, как поглядывает турист на знаменитую наклонную башню в итальянском городе Пизе, гадая о секрете этого уникума, удивляясь, как ухитряется башня сохранять равновесие. Но любопытному туристу эту загадку объяснит гид, а гида, знакомого со сверхзвездами, пока не существует. Как ни подступаются ученые к непонятным объектам с привычными мерками, как ни пытаются объяснить их поведение известными нормами поведения космических тел, - попытки их безуспешны.

Вот отчет об объединенной сессии двух отделений Академии наук СССР, посвященной современным проблемам астрофизики, отчет, составленный по беглым заметкам автора.

Совещаются ученые с мировыми именами: академики В. А. Амбарцумян и Я. Б. Зельдович, член-корреспондент АН СССР В. Л. Гинзбург, профессора И. С. Шкловский, А. И. Лебединский, С. Б. Пикельнер и другие.

Первым выступает Амбарцумян. Подступая к важной проблеме, ученые обычно начинают издалека. Виктор Амазаспович подробно рассказывает о развитии внегалактической астрономии после 20-х годов, когда выяснилось, что далекие космические объекты являются галактиками, подобными нашей. В довоенном периоде он отмечает два крупных события: открытие различных типов галактик (круглых, эллиптических и т. д.) и обнаружение красного смещения (разбегания галактик). Открытие сверхновых звезд, радиогалактик - важное событие послевоенных лет. И вот, подступает Амбарцумян к главному, сенсация 1963 года. Открыт целый ряд комплектных радиогалактик (название сверхзвезды он считает неудачным). Да, говорит он, они похожи на звезды. Но размеры их близки к размерам ядер обычных галактик. А светимость, если придерживаться принятой классификации, сродни светимости самых компактных галактик, таких, в которых свет ядра составляет больше чем половину света всей галактики в целом.

Возникает целый ряд теоретических проблем. И целый ряд догадок, гипотез, теорий. Мнение Амбарцумяна: сверхзвезды - это не звезды. Это результат взрыва какого-то неизвестного нам тела, существовавшего прежде в ядре галактики.

Амбарцумян считает, что все свойства и все особенности галактик определяются ходом процессов, протекающих в их ядрах. До сих пор нам были известны несколько типов галактик, о которых было сказано выше. Теперь открыт новый тип. Он характеризуется необычайно мощным взрывом в области ядра галактики. Пока неизвестно, возникают ли такие взрывы в какой-то момент эволюции определенного типа галактик или это редчайшие исключения из общих закономерностей.

Надо больше наблюдать, говорит он, строить мощные оптические и радиотелескопы, выводить их за пределы земной атмосферы. Может быть. только тогда нам удастся уточнить наши теории или заменить их новыми.

Вторым выступает Зельдович. Он напоминает о замечательном явлении гравитационного коллапса-заключительной стадии эволюции звезд, если масса их превышает более чем в 1,5 раза массу Солнца. Это - удивительное состояние уже погасшей звезды. Под действием сил тяготения вещество этих звезд сжимается до чрезвычайной плотности, а радиус звезды становится очень малым. Поле тяготения на поверхности коллапсирующей звезды в какой-то момент становится столь большим, что никакая частица, ни даже кванты света не способны преодолеть этого поля и покинуть звезду. Звезда «исчезает». Она, конечно, не перестает существовать, в ней продолжают бушевать сложные процессы, но никакие сигналы не могут вырваться из непреодолимой гравитационной ловушки. Все это не выдумка фантаста, а следствие точных расчетов на основе теории относительности.

Зельдович говорит, что сверхзвезда как раз и может быть звездой чрезвычайно большой массы в процессе гравитационного коллапса. Но тогда спрашивается: откуда столь ослепительная яркость, если звезда «исчезла»? Все дело в процессах вокруг этой коллапсирующей звезды. Внутренние части ее уже могут скрыться в гравитационной ловушке, а вне ее огромные массы, например, часть атмосферы, устремляясь со скоростями, близкими к скорости света, к границам гравитационной ловушки, должны выделять огромные количества энергии. Это и свет и другие виды излучения.

Этого вполне достаточно для объяснения всех загадок сверхзвезд. Однако строгая теория грандиозного явления еще не создана.

А затем Шкловский покрывает доску кружевом формул и демонстрирует оценки массы, энергии и других характеристик сверхзвезд. Он добавляет, что источники мощного излучения, названные сверхзвездами, могут не быть ни звездами, ни галактиками. Это могут быть очень сконцентрированные сгустки межгалактического вещества.

В заключение он говорит, что все сделанные им оценки и высказывания не могут считаться достоверными, так как они основаны на совершенно недостаточных наблюдательных данных. Основная задача ближайших лет - получение более полных и точных физических характеристик сверхзвезд.

Маститых ученых сменяют два совсем молодых кандидата физико-математических наук: Н. С. Кардашев, ученик Шкловского, и И. Д. Новиков, сотрудник Зельдовича.

Кардашева занимает вопрос о том, какой процесс в сверхзвездах может породить энергию, большую той, что выделяется в термоядерных реакциях. И он пробует исходить из гипотезы Гинзбурга, что «виновником» мощного излучения звезды может быть ее магнитное поле, которое при ее вращении нарастает и усиливается. Когда Кардашев провел расчет, оказалось, что его результаты хорошо сочетаются с той силой излучения звезды, которое наблюдается в действительности. Это говорит в пользу гипотезы, но все явление до конца не объясняет.

Сильное впечатление на присутствующих произвело выступление Новикова. Он начал с того, что напомнил, как 10 миллиардов лет назад первородное вещество, находящееся в состоянии огромной плотности, начало расширяться. Это вещество всей метагалактики, которую мы видим. Представим себе, говорит он, что не все вещество начало расширяться одновременно. Отдельные сгустки, будущие ядра галактик, могли задержаться в своем развитии. Это допустимо, не правда ли? И вот задержавшееся вещество, тоже начавшее через некоторое время расширяться, вступает во взаимодействие с окружающей средой, и возникают бурные процессы, которые мы теперь и наблюдаем. Если расширению предшествовал период сжатия, то и в этом случае все можно объяснить. В сжимающемся мире одна часть вещества сжалась быстрее, чем другая, и это вполне могло привести к наблюдаемым нами очагам мощного излучения. Эта гипотеза полностью находится в рамках теории относительности, подчеркивает Новиков. Разрыв во времени между наблюдением и свершением тоже объясним. Можно выбрать такую систему отсчета времени, в которой эти два разновременных события являются одновременными.

• Страницы:
• 1
• 2
• следующая

Представьтесь или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.