Мир звезд и галактик

Вечером, когда заходит Солнце, в небе появляются звезды. Выглядят они точками, даже при наблюдении в самые крупные телескопы. Дело в том, что звезды очень далеки от нас. Самая близкая, Проксима Центавра, расположена на расстоянии четырех с третью световых лет от Земли. Другие находятся еще дальше.

Звезды - это бесчисленные солнца, огромные раскаленные плазменные шары. Их мир богат и разнообразен. Существуют звезды маленькие и большие, горячие и холодные, яркие и тусклые, чрезвычайно разреженные и необыкновенно плотные. Есть звезды, очень медленно изменяющиеся с течением времени, и звезды, на которых протекают бурные физические процессы.

Звезды группируются в гигантские звездные системы - галактики. В одну из таких систем входит и наше Солнце, а вместе с ним до двухсот миллиардов других звезд. Наша Галактика - колоссальный звездный остров поперечником около ста тысяч световых лет.

Подавляющее большинство звезд Галактики сконцентрировано в плоских спиральных подсистемах, образующих центральный диск нашего звездного острова. На ночном небе эту концентрацию звезд мы наблюдаем в виде светящейся полосы Млечного Пути.

Звезды - мир прошлого

Наша Галактика далеко не единственный звездный остров во Вселенной. За ее пределами расположено множество других галактик. В числе ближайших - Большое и Малое Магеллановы облака. Это спутники нашей Галактики. Вместе с ней они обращаются вокруг общего центра масс. К числу близких галактик относится туманность Андромеды - галактика в созвездии Андромеды. Это гигантская спиральная галактика, похожая на нашу. Она находится на расстоянии двух миллионов световых лет от нас. Следовательно, галактику в Андромеде мы наблюдаем такой, какой она была два миллиона лет тому назад, то есть с опозданием на два миллиона лет.

Таким образом, занятия астрономией предоставляют ученому счастливую возможность, которой нет в других областях научного исследования: непосредственно наблюдать прошлое, давным-давно минувшие этапы жизни Вселенной.

Удивительная эта возможность связана с конечной скоростью распространения электромагнитных излучений, несущих информацию о космических объектах, в том числе и световых лучей. Если бы свет распространялся мгновенно, мы видели бы все объекты Вселенной такими, какие они есть в момент наблюдения. В действительности же картина наблюдаемой Вселенной получается иной: чем дальше находится от нас тот или иной космический объект - тем в более отдаленном прошлом мы его видим. Самая близкая к нам звезда Проксима Центавра предстает перед нами такой, какой она была четыре с третью года тому назад. Полярная звезда - такой, какой она была шестьсот лет назад. Галактику в созвездии Андромеды мы наблюдаем, как уже было сказано выше, с опозданием на два миллиона лет, а радиогалактику в созвездии Лебедя - одну из самых мощных космических радиостанций - с опозданием на семьсот миллионов лет. Существуют космические объекты и еще более далекие. С помощью современных средств астрономических исследований мы охватываем наблюдениями область пространства радиусом около 12 млрд. световых лет, следовательно, заглядываем на 12 млрд. лет в прошлое.

В этой области расположены миллиарды галактик. Их совокупность получила название Метагалактики. Метагалактика - это наблюдаемая или, как ее иногда называют, астрономическая Вселенная, та часть мира, которая выделена современными средствами научного исследования.

Теория возникновения вселенной

Еще в начале текущего столетия Вселенная представлялась астрономам почти неизменной, стационарной. Считалось, что в своих основных чертах она всегда была примерно такой же, как в современную нам эпоху. Однако уже в двадцатые годы выяснилось, что все галактики разлетаются друг от друга, с течением времени расстояние между двумя любыми галактиками возрастает.

То есть наша Вселенная меняется. Сегодня она не похожа на ту, какая существовала в отдаленном прошлом, а спустя достаточно длительное время будет отличаться от сегодняшней.

Ученые пришли к выводу, что около 15-18 миллиардов лет назад не существовало ни звезд, ни галактик, ни планет, ни туманностей, а была только чудовищно плотная горячая плазма. Затем эта плазма стала расширяться. Началось образование таких химических элементов, как водород и гелий. Затем в расширяющемся веществе стали возникать неоднородности, сгущения, из которых в дальнейшем сформировался весь тот разнообразнейший мир космических объектов, которые составляют «население» современной Вселенной.

Изменяется не только Вселенная, изменения, и притом довольно существенные, испытывают также многие космические объекты. За последние годы во Вселенной был открыт целый ряд объектов, где протекают весьма бурные, иногда взрывные явления, физические процессы, сопровождающиеся выделением колоссальных количеств энергии. Такие объекты получили название нестационарных. К их числу относятся, например, ядра некоторых галактик - образования пока еще невыясненной физической природы, расположенные в центральных частях многих звездных систем.

Необычайную активность проявляют и так называемые квазары, открытые в 1963 году. Они расположены главным образом на очень больших расстояниях от нашей Галактики, вблизи границ наблюдаемой области Вселенной. Квазары - компактные образования, их поперечники не превосходят нескольких световых недель или месяцев. Так что в сравнении с огромными звездными островами - галактиками - квазары выглядят маленькими пылинками. Но эти «пылинки» излучают в сотни раз больше энергии, чем самые гигантские галактики. Физическая природа этой энергии до сих пор еще полностью не раскрыта.

В начале века основной задачей астрофизических исследований считалось выяснение физических свойств небесных тел, характеризующих их современное состояние.

Теперь же, когда обнаружена изменчивость, не стационарность и самой Вселенной и многих ее объектов, изменилась и главная цель астрофизики. Она стала эволюционной наукой. Задача современных астрофизических исследований состоит прежде всего в том, чтобы изучить предысторию космических объектов, закономерности их возникновения и развития. Знание этого необходимо для прогнозирования тех изменений, которые должны произойти в состоянии этих объектов в будущем.