Очарование физики - Глэшоу Ш.Л.
ISBN 5-93972-151-6
Скачать (прямая ссылка):
Галактики — это достаточно большие объекты, протяженность которых обыкновенно равна нескольким десяткам тысяч световых лет. Квазары, которые зачастую гораздо ярче галактик, известны как относительно 85 Добро пожаловать в систему радиовещания Вселенной
маленькие, компактные объекты, поскольку их радиосигналы и оптические сигналы с течением времени совершают очень сильные флуктуации. Значительные изменения могут произойти всего за несколько недель. Поскольку ни один сигнал не может перемещаться быстрее скорости света, наблюдаемая временная шкала изменений яркости квазара говорит нам о том, что его активная область не превышает нескольких световых недель. Действительно, некоторые квазары совершают флуктуации еженощно. Они создают энергию сотен Млечных путей (или триллионов звезд) в области пространства, по протяженности не превышающей нашу Солнечную систему!
Квазары — такие яркие, такие маленькие и такие далекие — одни из самых загадочных творений космоса. Несмотря на то, что предлагалось множество теорий, объясняющих, что же это такое, ни одна из них не была принята всеми. Но поскольку многие чудеса небес удалось объяснить через законы физики, открытые на Земле, ученые уверены, что не далек тот день, когда они узнают тайну квазаров. Нет никакого сомнения в том, что квазары существуют не для того, чтобы озадачить нас, а для того, чтобы что-то нам объяснить.
Согласно космологическому принципу Вселенная, в общем и целом, выглядит одинаково, независимо от того, где находится наблюдатель. Таким образом, при построении карты видимой Вселенной мы можем поместить себя точно в ее середине. Карта, изображенная на рисунке 4 и фактически представляющая разрез трехмерной Вселенной, показана как круг, имеющий конечный радиус. Радиус видимой Вселенной составляет около 20 миллиардов световых лет или 2 х IO28 см. Так произошло потому, что у света, или у радиосигналов, было всего 20 миллиардов световых лет для распространения с момента рождения Вселенной. Размер нашей карты со временем увеличивается: со скоростью одного светового года в год. Чем старше мы становимся, тем дальше мы видим. Эта карта является кругом (поперечным сечением сферы); именно такой ее видит наблюдатель из любой точки Вселенной и в любом состоянии движения. Предпочтительного направления не существует; в целом, Вселенная однородна и изотропна. Хотя разумный наблюдатель с отдаленной планеты увидел бы другое расположение звезд и представил бы другие созвездия, общая картина все равно осталась бы неизменной. Я использовал произвольный масштаб Млечного Пути, так как при соблюдении точных пропорций он имел бы размер микроскопического вируса, а наша Солнечная система внутри него была бы меньше атомного ядра. Вселенная необъятна.
На нашей в высшей степени схематичной карте Вселенная делится на пять концентрических оболочек. В самом центре расположена Солнечная система, включающая семь небесных тел древних, а также до- 86 Добро пожаловать в систему радиовещания Вселенной
Рис. 4. Вселенная в нашем представлении.
полнительные планеты, спутники, астероиды и кометы, которые были открыты с тех пор. Ее радиус равен примерно одной тысячной светового года. Вторая оболочка содержит Млечный Путь, имеющий радиус порядка 40000 световых лет. (Земля, безусловно, находится не в центре Солнечной системы, как и Солнце расположено не в центре Галактики.) Практически каждая звезда, видимая в небе невооруженным глазом, лежит в пределах второй оболочки. Третья оболочка включает галактики и простирается на расстояние до миллиарда световых лет. Be- 87 Добро пожаловать в систему радиовещания Вселенной
роятно, существует много галактик, которые расположены еще дальше, но мы их не видим, даже с помощью своих самых мощных инструментов, из-за огромного расстояния, отделяющего их от нас. Галактик в видимой Вселенной примерно столько же, сколько звезд в Млечном Пути: порядка ста миллиардов. Галактики не рассеяны в космическом пространстве беспорядочным образом. Они образуют группы или скопления, состоящие из множества галактик. Млечный Путь, например, является представителем того, что в данной области известно как «бедное неправильное скопление» и с нежностью называется Местной группой галактик. Ширина этой группы составляет несколько миллионов световых лет, и она включает две достаточно крупные галактики (Млечный Путь и Андромеду), а также около дюжины карликовых галактик. Из богатых звездных скоплений самое близкое к нам, расположенное примерно в 60 миллионах световых лет, — это скопление Девы, содержащее сотни галактик. Но не только галактики образуют скопления, скопления галактик, в свою очередь, образуют суперскопления. Скопление Девы и наша местная группа являются частями местного суперскопления протяженностью в сотни миллионов световых лет. Кроме скоплений и суперскоплений во Вселенной присутствуют огромные пустоты, абсолютные пустыни пространства, в которых нет ни единой галактики на протяжении сотен миллионов световых лет (рисунок 5). Почему галактики распределены таким странным образом, придающим крупномасштабной структуре Вселенной своеобразное волокнистое строение? Этого мы пока не знаем.
