Колин Стюарт - Вселенная на ладони [litres]

В 1908 году американский астроном Генриетта Суон Ливитт опубликовала одну из важнейших работ в истории астрономии. Статья была озаглавлена «1777 переменных звезд в Магеллановых Облаках».

В центре внимания статьи были цефеиды, или переменные звезды. Эти звезды расширяются и сжимаются, из-за чего их яркость регулярно меняется. Они также предоставляют нам бесценный способ измерения расстояний в космическом пространстве, будучи частью астрономических инструментов, известных как стандартная свеча. Для определения расстояния до ближайших звезд астрономы используют метод параллакса. Так или иначе, наступает момент, когда звезды оказываются на таком большом расстоянии от нас, что метод параллакса больше не работает. И тогда приходит очередь стандартной свечи.

Представим себе, что мы смотрим на светящуюся лампу сквозь окно в расположенном далеко здании. Чем на большее расстояние вы удаляетесь, тем тусклее будет казаться лампа, потому что по мере увеличения расстояния свет становится слабее. Если вы знаете действительную яркость лампы (скажем 40 или 60 ватт), вы сможете вычислить, насколько она потускнела и, отсюда, на каком расстоянии от здания вы находитесь.

Мы можем проделать в точности то же самое в космосе, конечно, с учетом того, что звезды не явятся к нам с их реальной светимостью, аккуратно прописанной у них на боку. Вот почему работа Генриетты Суон Левитт по цефеидам была поистине бесценной. Она показала, что для изменения светимости цефеидам с большей светимостью требуется больше времени. Таким образом, надо лишь найти цефеиды, подождать и посмотреть, сколько времени им требуется для того, чтобы изменить свою светимость, и вы сможете вычислить их истинную светимость. Точно так же, как и в случае с лампой, после этого можно просто вычислить, на каком расстоянии находится звезда.

Как мы увидим дальше, именно в начале XX века был сделан огромный шаг вперед в нашем понимании Вселенной и ее происхождения. Но трудно представить, как все эти достижения могли бы стать возможными без Генриетты Суон Ливитт и ее точного метода определения расстояний, учитывая ситуации, когда метод параллакса просто не работает.

Зрелище ночного неба – истинное наслаждение для наших глаз. Метеоры, кометы, планеты, звезды, шаровидные скопления, туманности, двойные звезды – у неба есть что нам предложить. Но какие самые дальние объекты мы можем увидеть без помощи телескопов и биноклей? Ответ – ближайшие к нам галактики.

В созвездии Андромеды находится неясно очерченное пятно света, едва видимое невооруженным глазом и укромно разместившееся среди других звезд. Такое впечатление, что оно появилось из-за того, что кто-то, лизнув свой большой палец, дотянулся до небес и поставил кляксу в кромешной тьме. Это и есть галактика Андромеда – ближайшая к нашему Млечному Пути большая галактика. Она состоит из триллиона звезд, но при этом выглядит так, будто это всего лишь пролетающее мимо небольшое облачко. Происходит это из-за невероятно огромного расстояния, разделяющего нас, – в среднем 2,5 миллиона световых лет. Даже с учетом того, что свет перемещается со скоростью 300 тысяч километров в секунду, ему требуется 2,5 миллиона лет, чтобы пройти весь путь от Андромеды до нас. Неудивительно, что мы едва ли можем ее видеть.

Когда мы смотрим в направлении Андромеды, мы видим свет, которому 2,5 миллиона лет. Современных людей даже еще не было на этой планете, когда свет, поступающий к нам сегодня, зародился и отправился в путь. Напротив, наши обезьяноподобные предки, занимавшие промежуточное положение между приматами и современным человеком, известные как австралопитеки, только еще начали на заре каменного века выделывать камни, превращая их в первые примитивные орудия труда.

Всё, что разные формы внеземной жизни, существующие на Андромеде, будь у них телескопы достаточно мощные, чтобы пристально всматриваться в Землю из такой дали, могли бы увидеть на Земле, – это австралопитеки.

Они не знали бы, что их потомки соорудили плавающие суда из мертвых деревьев для того, чтобы бороздить воды океана. Или что их потомки сами завоевали весь новый океан – на этот раз черный, а не синий, – отправив в небо гигантские суда, сделанные из металла.

Вам придется часто слышать, как Андромеду называют самым далеким объектом, который можно увидеть без помощи бинокля и телескопа. В большинстве случаев это действительно так. Однако те, у кого идеальное зрение, должны также суметь разглядеть галактику M33 в Треугольнике из очень темного места. Являясь третьей по величине галактикой в Местной группе, она находится на расстоянии 3 миллионов световых лет от нас. Создается впечатление, что Треугольник находится в состоянии разрыва, вызванного силами гравитации Андромеды, а поток водорода между ними простирается на невероятные 782 тысяч световых лет.

Андромеда и Млечный Путь находятся в движении. Разрыв между галактиками сокращается со скоростью 100 километров в секунду, и ход событий убыстряется. Примерно через 4 миллиарда лет два звездных гиганта, по всей вероятности, столкнутся друг с другом.

Все это может звучать катастрофически, но спиральные галактики не являются целостными объектами, поэтому такое столкновение не будет похоже на лобовое столкновение. Вместо этого диски галактик будут пронизывать друг друга, а действие гравитации приведет к тому, что широкие нити звезд и пыли будут выдергиваться и выбрасываться наружу в открытое космическое пространство. В конце концов они сольются в одну супергалактику, которую астрономы назвали Млекомеда. Новая галактика будет вращаться под влиянием Треугольника, которого Андромеда притянет к себе в процессе своего приближения.

Компьютерные модели этого события предполагают, что шанс того, что Солнце в процессе слияния будет выброшено в межгалактическое пространство, где оно будет, подобно сироте, пребывать в полном одиночестве, составляет 12 %. Однако из этого не следует, что живым существам на Земле пора беспокоиться, – к тому времени Солнце уже сожжет нашу планету, превратив ее в безжизненную преисподнюю. Утешением может служить то, что по мере приближения Андромеда будет превращаться во все более эффектное зрелище. Она уже выглядит в шесть раз шире, чем полная луна.

Слияние галактик – довольно обычное явление во Вселенной, и они хорошо изучены астрономами. Одним из самых известных примеров является галактика Антенны в созвездии Ворона. Название галактики связано с потоками газа, выделяющимися наружу из центральных областей, – они напоминают антенны насекомых. Две галактики столкнулись всего немногим более миллиарда лет назад, вызвав слияние облаков газа и пыли и запустив интенсивный период формирования звезд.