Александр Гурштейн - Извечные тайны неба

В начале XX в. на Гарвардской обсерватории в США принялись за изучение цефеид в галактике, известной под названием Малого Магелланова Облака. Магеллановы Облака – Большое и Малое – не видны с территории СССР. Они расположены в южной части неба и выглядят как отдельные кусочки Млечного Пути. На самом деле это сравнительно небольшие и удаленные системы звезд, которые находятся за пределами нашей Галактики. Но Магеллановы Облака связаны с Галактикой: они являются как бы сопровождающими ее спутниками.

Казалось бы, изучение цефеид в Магеллановом Облаке не предвещало удивительных открытий. И задача-то была простая. Требовалось уточнить периоды изменения блеска цефеид. Для каждой цефеиды этот период строго постоянен, а от звезды к звезде меняется: период изменения блеска может составлять от нескольких дней до сотен дней и больше.

Но вдруг внимание астрономов привлекло странное обстоятельство. Чем длиннее оказывался период изменения блеска цефеиды, тем ярче была сама звезда. О чем это говорит?

Малое Магелланово Облако находится настолько далеко от нас, что все его звезды можно считать практически одинаково удаленными. Представьте себе лыжника, спешащего вечером по заснеженной долине. Вот он выскакивает на перевал и видит где-то далеко-далеко впереди огни поселка. Строго говоря, каждый дом поселка, каждый из огоньков находится от лыжника на разных расстояниях. Но расстояния между домами настолько малы по сравнению с общим расстоянием до поселка, что человек вправе считать их одинаково удаленными. А тогда можно сделать вывод: чем ярче светит огонек, тем более яркой лампочкой пользуется хозяин дома.

Если бы лыжник стоял уже на улице поселка, то такого вывода сделать было бы нельзя. Тогда главную роль играло бы расстояние: чем ближе дом, тем ярче свет. Но пока лыжник смотрит на поселок издалека, со стороны, наблюдаемая им яркость огоньков соответствует силе источников света.

Это рассуждение справедливо и по отношению к цефеидам в удаленной звездной системе. Стало быть, заключили астрономы, чем больше светимость пульсирующей звезды, тем длиннее период изменения ее блеска. То же подтвердили наблюдения и над другими скоплениями. Так была обнаружена зависимость между периодом «моргания» цефеид и их светимостью.

Зная это правило, можно отыскивать расстояние до самых далеких объектов, например других галактик, в которых есть цефеиды. Измерив период изменения блеска цефеиды и сравнив его примерно с таким же периодом другой цефеиды, расстояние до которой известно, определяют расстояния до галактики.

Для того чтобы пользоваться описанным методом, понадобились цефеиды с известными расстояниями, возникшая ситуация напоминает школьную арифметическую задачу. Гражданин А старше гражданина Б на два года, гражданин Б старше гражданина В на пять лет и т. д. До тех пор, пока мы не узнаем возраста хотя бы одного из них, мы не сможем узнать возраста остальных. И даже не будем знать, молодые они или старые.

Точно то же и для цефеид. Если мы по периоду найдем, как эта звезда светит на самом деле, то, сравнивая с тем, как она видна на небе, и помня, что ослабление блеска происходит из-за ее удаленности, мы сумеем вычислить расстояние до нее. Но чтобы находить многие расстояния, нужно сперва знать их хотя бы для нескольких цефеид. А еще лучше, поскольку всякие измерения связаны с неминуемыми случайными погрешностями, знать расстояния до многих цефеид. Тогда последующие определения расстояний станут более точными.

Астрономы сумели преодолеть эту трудность, отыскав достаточно много цефеид, расстояния до которых определялись независимыми методами. И теперь цефеиды служат для определения самых, больших расстояний во Вселенной. Их образно окрестили: цефеиды – маяки Вселенной. И действительно – путеводные маяки. Они все время «мигают» нам, и по их «миганию» мы узнаем межзвездные расстояния.

Астрономам в наши дни известны и другие методы оценок расстояний до звезд и других галактик. Большие работы по уточнению шкалы межзвездных расстояний издавна проводятся в Москве, в обсерватории Московского государственного университета, полное название которой – Государственный астрономический институт имени П. К. Штернберга (ГАИШ).

Но это происходило уже в XX веке.

По календарю XX век начался в полночь с 31 декабря 1900 г. на 1 января 1901 г. Если же обратиться к истории, рубежом, определившим лицо нового века, стал 1917 г. – дата Великой Октябрьской социалистической революции в России.

К XX в. в жизни человечества скопились вопиющие противоречия: между роскошью обладателей капиталов и обездоленными наемными рабочими, между владельцами обширных поместий и неимущими батраками, между богатством метрополий и нищетой колониальных окраин, между экономическими интересами разных группировок промышленно развитых стран. И XX веку предстояло стать веком грозных социальных потрясений.

1917 год действительно служит важнейшей вехой человеческой истории. Близится к концу мировая война. Народы истекших кровью Европы и Азии понимают, что военная бойня не может служить средством решения межгосударственных конфликтов. Некоторым народам удается сбросить ярмо дискредитировавших себя монархий. Торжествует идея международной солидарности трудящихся, получает распространение мысль о необходимости широкого международного сотрудничества. На месте изжившей себя Российской империи – молодое государство рабочих и крестьян с новым общественным строем, с первых же дней провозгласившее принцип мирного сосуществования всех стран и народов. В 1919 г. возникает Лига Наций – организация, не оправдавшая надежд, которые на нее возлагали, но, вместе с тем, первая международная организация, призванная по ее уставу содействовать сотрудничеству между государствами, гарантировать всеобщий мир и безопасность.

Идеи плодотворного международного сотрудничества вдохновляют ученых. Земля и небо едины для всех жителей планеты. Геологи, геофизики, геохимики должны исследовать глобальные особенности строения планеты Земля без оглядки на национальные границы. Да разве имеют значение национальные границы перед лицом Вселенной? Астрономы должны получать возможность вести наблюдения из тех районов Земли, где условия для решения поставленной задачи наиболее подходящие: с экватора, из южного полушария, из зон полных солнечных затмений. Наука интернациональна, – в XX веке это обстоятельство находит надлежащее организационное воплощение. В 1919 г. возникают сразу четыре международных научных союза, и в числе первых – Международный астрономический союз (MAC).