Ирина Радунская - Безумные идеи

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

Это явление так озадачило ученых, что в отчете далласской конференции есть слова о том, что присутствующие 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 веками поглядывает турист на знаменитую наклонную башню в итальянском городе Пизе, гадая о секрете этого уникума, удивляясь, как ухитряется башня сохранять равновесие. Но любопытному туристу это сразу 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 о сессии Академии наук СССР, посвященной проблеме сверхзвезд, проходившей в Москве 13 и 14 мая 1964 года, составленный по беглым заметкам автора.

Совещаются ученые с мировыми именами: академики В.А. Амбарцумян, Я.Б. Зельдович, член-корреспондент Академии наук СССР (ныне – академик) 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. В.А. Амбарцумян 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 – крупное событие послевоенных лет. И вот, подступает Амбарцумян к главному, сенсация 1963 года. Открыт целый ряд компактных радиогалактик (название «сверхзвезды» он считает неудачным). Да, говорит он, они похожи на звезды. Но размеры их близки к размерам галактических ядер. 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, бывшего в ядре галактики еще до взрыва.

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 определенный момент эволюции какого-то 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, которое является заключительной стадией эволюции звезд, масса которых 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. При этом 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». Здесь нет ничего удивительного. Звезда, конечно, не перестает существовать, в ней продолжают бушевать сложные процессы, но никакие сигналы не могут вырваться оттуда, из непреодолимой гравитационной ловушки. Все это не выдумка фантаста, а следствие точных расчетов на основе теории относительности.

Далее Зельдович говорит, что сверхзвезда как раз и может быть звездой чрезвычайно большой массы в процессе гравитационного коллапса. Тогда спрашивается, откуда столь ослепительная ее 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, стягиваясь 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, чем выделяющаяся в термоядерных реакциях. И он пробует исходить из гипотезы Гинзбурга, что виновником мощного излучения звезды могут быть ее магнитные поля, которые при ее вращении нарастают и усиливаются. Когда Кардашев провел расчет, оказалось, что его результаты хорошо сочетаются с той силой излучения звезды, которое наблюдается. 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 начало расширяться первородное вещество, находившееся в состоянии огромной плотности, начало расширяться 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, начавшее через некоторое время тоже расширяться, вступает во взаимодействие с окружающей средой, и возникают бурные процессы, которые мы теперь и наблюдаем. Если до расширения был период сжатия, то и в этом случае все можно объяснить. В сжимающемся мире одна часть вещества сжалась быстрее, чем другая, и это тоже могло привести к наблюдаемым нами теперь 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 могут считаться одновременными.