Виктор Комаров - Занимательная астрофизика

В современной физике есть одно понятие, которое играет чрезвычайно важную роль в понимании окружающего нас мира. Это понятие энтропии. Дело в том, что в ходе различных природных процессов все виды энергии постепенно переходят в тепловую, а она рассеивается и теряет способность производить какую-либо работу — обесценивается. Рассеяние энергии ведет к затуханию физических процессов. Степень этого рассеяния и измеряется величиной энтропии. Во всех природных процессах энтропия накапливается, и ее значение является как бы мерой рассеяния энергии, ее омертвлениям.

В определенном смысле накоплению энтропии противостоит разумная деятельность человека, в ходе которой он создает маловероятные состояния, которые не могли бы сами собой появиться в результате течения природных процессов. Образно можно сказать, что вся практическая деятельность людей — это постоянная борьба с энтропией. И в этой борьбе чрезвычайно важную роль играет информация.

Чем более глубокой и разносторонней информацией; располагает человек, тем более сложные практические задачи может он решить. А значит, одной из важнейших проблем, стоящих перед человеком, является всемерное расширение той области природных явлений, откуда черпается информация об окружающем мире. И это одна из тех причин, которые обусловили необходимость дальнейшего развития астрофизических исследований.

Об астрономии написано немало. Однако лицо этой науки, особенно в последние годы, стремительно меняется. Классическая астрономия с ее определением положений и изучением движений небесных светил в значительной мере уступила место астрофизике. В свою очередь, буквально на наших глазах, значительные изменения претерпела и астрофизика. Если еще сравнительно недавно ее главной задачей было изучение физических характеристик космических объектов, определяющих их современное состояние, то сейчас на первый план выдвинулось исследование их истории, их предшествующих состояний, закономерностей их возникновения и развития. Астрофизика превратилась в эволюционную науку.

В какой-то мере необходимость подобного подхода явилась результатом осознания того фундаментального факта, что мы живем в изменяющейся Вселенной, прошлое которой отличается от ее современного состояния, а современное — от будущего. Знание эволюционных законов позволит человеку прогнозировать будущие состояния космических объектов и заранее выявлять возможные изменения космической среды, затрагивающие область непосредственного обитания земной цивилизации. А масштабы этой области по мере освоения космоса, судя по всему, будут расти.

Есть и еще одно обстоятельство, которое выдвигает астрофизику на самые передовые позиции. Когда люди осваивали земную среду своего обитания, свою собственную планету, то при этом огромную роль сыграл комплекс географических и геофизических наук.

С выходом человека в космос, с осознанием того, что средой нашего обитания по сути дела является вся наша Вселенная, необходима наука, которая исследовала бы состояние космической среды, те физические процессы, которые в ней протекают, те изменения, которые в ней происходят. Такой наукой и является астрофизика.

Таким образом, астрофизика не только способна питать новыми идеями, почерпнутыми в лаборатории Вселенной, физику и смежные с ней науки — в перспективе она должна стать теорией той среды, в которой со временем будет развертываться непосредственная практическая деятельность человечества.

Именно этими обстоятельствами и был обусловлен прогноз академика Арцимовича, который отвел астрофизике ведущее место в естествознании обозримого будущего.

Все это, вместе взятое, привлекает сегодня к науке о Вселенной особое внимание не только специалистов, но и самых широких кругов людей.

Возможно, вам приходилось обращать внимание на одно любопытное обстоятельство. Когда в научных или серьезных научно-популярных изданиях появляются сообщения об открытии нового космического объекта или явления, они обычно излагаются в предположительной форме: «можно думать», «вероятно», «есть основания предполагать» и т. п. В чем дело? Не слишком ли ученые осторожны, не занимаются ли они своего рода перестраховкой?

Такова уж специфика работы исследователей Вселенной! Им нередко приходится сталкиваться с неопределенностями. Эти неопределенности возникают потому, что причины тех или иных наблюдаемых космических явлений могут быть в принципе истолкованы по-разному.

Конечно, с подобными ситуациями сталкиваются и физики, и химики, и биологи. Но астрономам проверить, какое объяснение ближе к истине, значительно сложнее. Это связано прежде всего с тем, что объекты, интересующие исследователей Вселенной, расположены на огромных удалениях от Земли.

Лишь в последние годы, благодаря применению космических аппаратов, появилась возможность доставлять измерительную аппаратуру непосредственно на поверхность Луны и ближайших планет Солнечной системы. Все же остальные космические объекты приходится изучать на расстоянии. Астрономия — наука дистанционная. Основным ее методом является исследование различных излучений, приходящих на Землю из космических глубин…

По вечерам многие занимают место у экранов телевизоров. Телевизионный приемник дает возможность увидеть события, происходящие в разных уголках планеты. Вас часто отделяют от передающих станций сотни и тысячи километров. Но ваши телевизионные приемники связаны с этими станциями невидимыми электромагнитными волнами. В специально преобразованном, как говорят физики, закодированном виде, они несут с собой «видеосигналы» и звуковое сопровождение: голос диктора, музыку, пение.

Электромагнитные волны могут быть носителями различной информации: телеграфных сигналов азбуки Морзе, звуков человеческой речи, музыки, изображений, команд управления на расстоянии приборами и механизмами или сообщений о показаниях измерительной аппаратуры, как это, например, имеет место при передаче научных сведений с искусственных спутников Земли и автоматических межпланетных станций.

Вложить информацию в электромагнитное излучение может не только человек — это делает и сама природа. Космические тела являются источниками всевозможных электромагнитных волн. Свойства этих волн тесно связаны с источниками излучения, с их природой и физическим состоянием, с протекающими на них процессами.

Но для того, чтобы воспользоваться этой богатейшей информацией, необходимо, во-первых, уловить и зарегистрировать интересующее нас космическое излучение, а во-вторых, разгадать тот код, с помощью которого природа зашифровала свои тайны…