Лев Мухин - Мир астрономии

Затем наступает очередь выгорания других элементов, более тяжелых, чем водород, и в конце концов звезда умирает, перестает светить. Заметим, что у звезд разной массы этот процесс происходит по-разному, но, не вдаваясь сейчас в подробности, еще раз подчеркнем, что через 10 14лет на небе погаснут звезды.

Параллельно с этими грустными событиями звезды будут терять планеты из-за возмущений орбит при сближении с другими звездами. Это процесс довольно редкий, но, поскольку мы оперируем сейчас огромными промежутками времени, его нужно учитывать.

Мне, правда, не совсем понятно, почему процесс потери планет выделяется некоторыми астрофизиками в отдельную стадию. Во-первых, не все звезды имеют планеты. Во-вторых, масса планет в тысячи, а то и в миллионы раз меньше массы звезды. В-третьих, если звезда гаснет, то не все ли равно обитателям планет, где они находятся: рядом с мертвой звездой или в каком-либо другом месте космоса. Короче говоря, я не вижу смысла выделения потери планет звездами в отдельный этап, но, следуя традиции, замечу, что это займет промежуток времени примерно в 10 17лет.

Следующий этап в жизни Вселенной действительно грандиозен, и здесь снова центральную роль играет большая шкала времен, на которой уже необходимо учитывать тесные сближения звезд. При таких сближениях одна звезда может передать свою кинетическую энергию другой. В результате такого «обмена» возможен вылет одного из партнеров за пределы Галактики, в то время как другая звезда, потеряв часть своей энергии, приблизится к центру Галактики. Если каждую звезду уподобить молекуле газа, то процесс вылета аналогичен испарению, в связи с чем этот этап в жизни Вселенной был назван испарением галактик.

После «испарения» приблизительно 90 процентов массы Галактики гравитационное поле начнет «подгребать» к центру мертвые звезды и вещество с малой кинетической энергией. Дело кончится тем, что в результате может образоваться сверхмассивная черная дыра в центре Галактики. Этот период можно назвать периодом уборки Вселенной — все «лишнее» уходит в черные дыры.

Часы показывают 10 18лет. Далее на авансцену опять выступают законы микромира. Мы помним, что теории Великого объединения предсказывают нестабильность протона, его распад. Правда, возможное время этого распада очень велико: все протоны во Вселенной должны исчезнуть через 10 30–10 32лет.

Если протон действительно нестабилен, то вещество звезд, не проглоченных сверхмассивными черными дырами в центрах галактик, будет слегка подогреваться при протонных распадах. Самые массивные мертвые звезды будут иметь температуру примерно 100 K, а менее массивные — всего около 3 K.

Итак, через 10 31–10 32лет во Вселенной не останется протонов. Если на время забыть о существовании черных дыр, то вся Вселенная будет заполнена электрон-позитронным газом, нейтрино и фотонами. Их концентрация будет убывать по мере расширения Вселенной. Никаких особенных изменений не будет происходить еще примерно 10 100лет.

Заключительный, финальный аккорд в жизни нашего мира связан с квантовым испарением черных дыр. Более подробно мы будем об этом говорить позже, а сейчас напомним читателю, что в 1974 году появилась историческая работа С. Хокинга, в которой было показано, что гравитационная могила, черная дыра не вечна, она очень медленно «испаряется», теряя свою массу в виде квантов света. Но это будет происходить, когда космические часы покажут 10 100лет. Столь огромный срок трудно себе представить.

Неопределенность наших сегодняшних знаний о значении средней плотности не позволяет сделать точный выбор между двумя вариантами будущей судьбы нашего мира. Остается открытым и вопрос о том, что будет после возможного коллапса Вселенной, произойдут ли повторные Большие Взрывы с последующими повторными Большими Коллапсами?

На этом мы прервем краткое описание космологических проблем, связанных с происхождением и эволюцией нашего мира.

Мы говорили здесь об огромных масштабах расстояний в нашей Вселенной, о смерти звезд, о галактиках, упоминали о черных дырах. Но не было сказано ни слова о том, как люди научились исследовать объекты, находящиеся от Земли на расстояниях многих тысяч световых лет, какими средствами человечество в течение своей истории получало и накапливало сведения об этих объектах. Ведь только гигантский труд многих тысяч астрономов-наблюдателей позволяет, с одной стороны, понять свойства «внеземного» мира, а с другой — использовать данные наблюдательной астрономии для создания непротиворечивой космологической системы мира. И наконец, зачастую именно с помощью этих наблюдений утверждается или отрицается истинность сложнейших теоретических построений.

Ян Гевелий (1611–1687) — польский астроном, механик, оптик, художник — и его жена Эльжбета — первая женщина-астроном нового времени — наблюдают звездное небо.

Таинственное звездное небо издавна привлекает внимание людей. Нам кажется, что все небесные тела расположены как бы на поверхности огромной сферы, в центре которой находится Земля, и в какой бы точке земной поверхности мы ни оказались, все они расположены одинаково далеко от нас. Если мы внимательно будем смотреть на небо в течение нескольких ночей, то заметим, что в расположении звезд наблюдается определенный порядок и закономерность и этот порядок сохраняется в течение всего времени наших наблюдений.

Наверное, через какое-то время нам захотелось бы отождествить определенные группы звезд на небе с очертаниями знакомых фигур — треугольники, квадраты, буквы. Наши предки давным-давно проделали эту операцию, объединив группы наиболее ярких звезд в созвездия.

Некоторым созвездиям давали названия предметов, которые напоминали человеку очертания фигур, образованных яркими точками на небе (Северная Корона, Треугольник, Стрела, Весы и т. д.).

Значительное число созвездий было названо именами сказочных героев греческих легенд. Например, название шести близких друг другу созвездий — Цефей, Кассиопея, Андромеда, Персей, Пегас, Кит — иллюстрируют известную легенду о Персее и Андромеде. Другие созвездия получили названия животных — Большая Медведица, Лев, Дракон, Малый Пес, Заяц и т. д.

Название по крайней мере одного созвездия связано с исторической реальностью. Жена египетского царя Птолемея III славилась своими удивительно красивыми волосами. Во время военного похода своего мужа в Сирию она была очень обеспокоена и поклялась, что, если Птолемей III вернется живым и невредимым, срежет волосы и поместит их в храме. После удачного окончания похода царица сдержала клятву, но… вызвала тем самым гнев мужа: короткая стрижка царицы с точки зрения моды была несколько преждевременна.