Валерий Демин - Тайны Вселенной

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 также 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.