Антон Первушин - Космос. Прошлое, настоящее, будущее

Может быть, на этом стоит пока остановиться. Потому что нам бы сейчас, как говорится, со своей Вселенной разобраться. Дело в том, что она в конце ХХ века преподнесла астрономии большой сюрприз.

Тем, кто интересуется историей физики, известно, что в начале ХХ века некоторым великим физикам показалось, будто бы их титанический труд завершен, ибо все главное в этой науке уже открыто и исследовано. Правда, на горизонте оставалась пара странных «облачков», но мало кто предполагал, что они вскоре «обернутся» теорией относительности и квантовой механикой… Неужели что-то подобное ожидает астрономию?

Вполне вероятно, потому что наша Вселенная, наблюдаемая с помощью всей мощи современных астрономических инструментов и вроде бы уже довольно основательно изученная, может оказаться лишь вершиной вселенского айсберга. А где же его остальная часть? Как могло возникнуть столь дерзкое предположение о существовании еще чего-то громадного, материального и совершенно доселе неизвестного?

Вновь обратимся к истории астрономии. Одной из ее триумфальных страниц было открытие Нептуна «на кончике пера». Гравитационное воздействие какой-то массы на движение Урана натолкнуло ученых на мысль о существовании неизвестной еще планеты, позволило талантливым математикам определить ее местоположение в Солнечной системе, а потом точно указать астрономам, где ее искать на небесной сфере. И в дальнейшем гравитация оказывала астрономам подобные услуги: помогала открывать разные «диковинные» объекты – белых карликов, черные дыры. Так вот и теперь исследование движения звезд в галактиках и галактик в их скоплениях привело ученых к выводу о существовании таинственного невидимого («темного») вещества (а может быть, вообще какой-то неведомой нам формы материи), и запасы этого «вещества» должны быть колоссальными.

По наиболее смелым оценкам, все то, что мы наблюдаем и учитываем во Вселенной (звезды, газово-пылевые комплексы, галактики и т. д.), составляет лишь 5 процентов от массы, которая «должна была бы быть» по расчетам, основанным на законах гравитации. Эти 5 процентов включают весь известный нам мегамир от пылинок и распространенных в космосе атомов водорода до сверхскоплений галактик. Некоторые астрофизики относят сюда даже всепроникающие нейтрино, считая, что, несмотря на их небольшую массу покоя, нейтрино своим бессчетным количеством вносят определенный вклад все в те же 5 процентов.

Но, может быть, «невидимое вещество» (или по крайней мере часть его, неравномерно распределенная в пространстве) – это масса потухших звезд или галактик либо таких невидимых космических объектов, как черные дыры? В какой-то мере подобное допущение не лишено смысла, хотя недостающие 95 процентов (или, по другим оценкам, 60–70 процентов) восполнить не удастся. Астрофизики и космологи вынуждены перебирать различные другие, в основном гипотетические возможности. Наиболее фундаментальные идеи сводятся к тому, что значительная часть «скрытой массы» – это «темное вещество», состоящее из неизвестных нам элементарных частиц.

Дальнейшие исследования в области физики покажут, какие элементарные частицы, кроме тех, которые состоят из кварков (барионы, мезоны и др.) или являются бесструктурными (например мюоны), могут существовать в природе. Разгадать эту загадку будет, вероятно, легче, если объединить силы физиков, астрономов, астрофизиков, космологов. Немалые надежды возлагаются на данные, которые могут быть получены уже в ближайшие годы в случае успешных запусков специализированных космических аппаратов.

В заключение вернемся к вопросу, сформулированному в начале. Думается, что после всего сказанного вряд ли на него можно уверенно дать положительный ответ… Древнейшая из самых древних наук – астрономия – только начинается.

На первом конгрессе Международного астрономического союза (МАС) – это было в 1922 году – астрономы «навели порядок» на небе. Весь небосвод Северного и Южного полушарий Земли был разделен на 88 участков (созвездий) с точно указанными границами. С тех пор повсюду в мире в любом учебнике по астрономии или справочнике сообщается, что число созвездий на земном небе – 88. В астрономических энциклопедиях и календарях приводится полный список созвездий, где указаны русское и латинское название созвездия (латинские названия созвездий сейчас общеприняты в астрономической литературе) и его символическое обозначение (с ними любители астрономии постоянно встречаются при чтении книг и статей, при работе со звездными картами, атласами и компьютерными программами). Указаны также площадь, занимаемая каждым созвездием на небе (в квадратных градусах), и число звезд (ярче 6-й звездной величины, то есть видимых невооруженным глазом при отличном зрении и отличных условиях наблюдения).

Древние римляне знали лишь 48 созвездий – столько, сколько их описал в 150 году великий древнегреческий астроном Клавдий Птолемей. Названия созвездий, переведя их на латинский язык, римляне тоже позаимствовали у греков, но и греки, в свою очередь, получили большинство названий созвездий в наследство от еще более древних цивилизаций (от египтян, финикийцев, китайцев, жителей Ассиро-Вавилонии…). При этом, если предположить, что созвездия пришли к грекам, например, из Вавилона, то и это еще нельзя считать отправной точкой, потому что и вавилонская традиция выделения созвездий и их наименований – не самая древняя. По мнению историков науки, первыми здесь, скорее всего, были шумеры или аккады, а быть может, «доисторические» жители Месопотамии, у которых еще не было письменности. А она, вероятно, появилась (в Шумере) в середине третьего тысячелетия до нашей эры.

Астрономия – древнейшая из наук. Время ее зарождения теряется во мгле давно минувших тысячелетий. И, вероятно, невозможно определить то время, когда у людей появилась необходимость мысленно выделять из кажущегося звездного хаоса те или иные звездные фигуры-созвездия, которые потом еще очень долго ошибочно воспринимались даже не просто как группа близких друг к другу звезд, но и как нечто единое.

Наверняка к числу древнейших относятся самые заметные созвездия, например Большая Медведица. Но вот что непонятно: почему в нынешнем «звездном ковше» наши далекие предки (жившие в самых разных краях Земли) почти все находили сходство с таким культовым животным, как медведь? Ученые пытаются объяснить это, исходя из чисто астрономических фактов. Известно, что «неподвижных звезд» не существует. Мы не замечаем их перемещений из-за колоссальных расстояний, на которых находятся от нас звезды. Однако астрономы умеют определять «собственные движения звезд» (их перемещение на небесной сфере), умеют фиксировать движение по лучу зрения (удаление или приближение). Оказывается, десятки километров в секунду. По прошествии большого времени конфигурация звезд, видимая с Земли, может очень заметно изменяться.