Бегство от удивлений. книга для юных любителей физики с философским складом ума - Анфилов Г.Б.
Скачать (прямая ссылка):
Если же средняя плотность материи меньше, чем 2 • IO"29 грамма на кубический сантиметр, выходит на сцену открытая модель. Кривизна длиннейших четырехмерных геодезических отрицательна (как кратчайших трехмерных на седле или граммофонном раструбе). И — либо сжатие, либо расширение.
Что же по этому поводу говорят астрономы?
Сегодня никто не рискует назвать достоверную цифру средней плотности вещества. Выходит близко к пограничной величине, но больше или меньше ее — неизвестно. Еще не так давно многие склонялись все же к бесконечной модели. Плотности как будто чуть-чуть не хватало, чтобы замкнуть ее. Но в последние годы физики пришли к мнению, что заметная доля мировой материи существует, быть может, в форме, недоступной пока телескопам и потому выпадающей из поля зрения астрономов. Эту долю составляют неуловимые, невиди-. мые и неощутимые частицы под названием нейтрино. Они испускаются звездами вместе со светом, пронизывают все и вся, мчат сквозь планеты, сквозь любые толщи вещества, почти не взаимодействуя с ним, и несут довольно значительную энергию, следовательно — и массу.
Как много их? Достаточно ли, чтобы замкнуть, ограничить Вселенную?
Неизвестно.
Совсем недавно отыскалась в мире еще одна невидимая материальная субстанция — фотоны низких энергий (кванты сантиметровых радиоволн). Их тоже много, и они всюду. Но и этот «фотонный фон» (или «реликтовый свет» —причина этого названия будет объяснена позже) еще не «взвешен» по-настоящему.
Таким образом, остановить выбор на закрытой или
274 открытой модели пока нельзя. Не хватает данных. Космологи надеются, что их удастся раздобыть с развитием внеземнбй астрономии —при наблюдении Вселенной прямо из космоса, без помех земной атмосферы.
Все же вероятность замкнутости с открытием нейтрино и «фотонного фона» стала больше.
Уходящие гапаитини
Ну, а расширяется мир или сжимается?
Здесь ответ однозначен. Расширяется. Основание — знаменитое «красное смещение» линий спектра далеких галактик. Именно это открытие, которого, к сожалению, не доедался Фридман (оно было сделано через четыре года после его смерти американским астрономом Хэб-блом), подняло исследование советского ученого от уровня более или менее вероятной гипотезы на почетный пьедестал достоверной космологической теории.
Хэббл установил знаменательный факт: спектральные линии света далеких галактик сдвинуты к красному концу спектра, и смещение тем значительнее, чем дальше галактика от нас. Тут-то и отыскалось прямое доказательство разбегания галактик, что легче всего было объяснить расширением самого мира, моллюска отсчета. Причем тем более быстрого расширения, чем оно дальше от наблюдателя, точно в соответствии с теоретическим предвидением Фридмана.
Ведь от удаляющегося источника к неподвижному наблюдателю световые волны приходят как бы растянутыми, их колебания — замедленными (вспомните опыт Паунда и Ребки). Уменьшается частота — значит, меняется цвет излучения, линии спектра сдвигаются к низкочастотному — красному — его краю. Словно поезда с фонариками на хвостовых вагонах, уходят от нас звездные города, влекомые расширяющимся миром. И сигнализируют об этом красным смещением своих спектральных линий. Темп расширения установлен. Галактики, находящиеся от нас за три миллиона световых лет, убегают, по современным данным, со скоростью 75 километров в секунду, вдвое более далекие — вдвое быстрее и т. д.
С этой точки зрения накодит, наконец, естественное
275 и очень простое объяснение ночная тьма. Из парадокса она превращается в закономерную необходимость, присущую даже бесконечному миру с бесконечным числом галактик, расположенных как угодно. Лишь бы было расширение. Потому что от далеких галактик, несущихся прочь от наблюдателя с колоссальными скоростями, вместо света должны приходить невидимые излучения малой частоты — инфракрасные лучи, радиоволны, то есть темнота. Может быть, «Чуть тепленькая» темнота и еле слышный «контрабасовый» радиошум. От самых же далеких — бесконечно длинные волны, бесконечно медленные колебания и, значит, полное отсутствие энергии — холодная тьма, мертвая тишина.
Таков в общих чертах современный взгляд науки на современное состояние Вселенной. Интересен также взгляд в прошлое мироздания.
Сколько лет Мегамиру?
«Вопреки обычному мнению, предсказывать в науке будущее несравненно легче, чем восстанавливать историю»,— сказал однажды профессор Я. А. Смородинский, ободрив тем самым историков вообще, и историков природы в частности.
Но труднее — значит, любопытнее. Вероятно, поэтому о прошлом Вселенной высказано несколько оригинальных гипотез. Эта ветвь научного значения — самая, пожалуй, дерзкая, самая близкая к философии, самая антимистическая. Сейчас вы с ней немножко познакомитесь.
Многие ученые твердо убеждены в том, что если ныне Метагалактика расширяется, то когда-то она была еще не расширившейся — катастрофически сжатой, с качественно иным состоянием пространства — времени и материи. Как давно это было, судить можно. По современному темпу разбегания галактик, расстояниям до них, при внесении кое-каких поправок и допущений возраст наблюдаемого нами состояния Вселенной оценивается примерно в 10—15 миллиардов лет.
