Скачать

Современная модель эволюции Вселенной

История окружающего нас мира, история Вселенной - это вопрос, который волновал человечество, начиная с самых ранних ступе­ней познания. Мифы и религиозные учения предполагают свои “космологические систе­мы”, свои теории эволюции Вселенной.

Эволюция Вселенной, начиная с Большого взрыва, рассматривается как совместное развитие микро- и мак­роявлений, включающее процессы дифференциации и усложне­ния в микро - и макроветвях эволюции.

Наша Вселенная участвует в закономерном эволюционном процессе.

Но было бы ошибкой процесс эволюции Вселенной, равно, как и всякой другой материальной системы, отождествлять лишь с одной прогрессивной ветвью развития. Развитие всегда состоит из двух ветвей или этапов - прогрессивного и регрессивного, которые объединяются одной общей характеристикой: не­обратимостью происходящих в них изменений.

Состояние вещества и ход физических про­цессов, сами понятия о времени и пространст­ве в “ранний” период эволюции Вселенной, когда плотность была грандиозна, еще недо­статочно ясны и, вероятно, существенно отли­чаются от понятий физики сегодняшнего дня.

Но качественные изменения во Вселенной происходили не только в далеком прошлом. Имеются теоретические предположения, что при определенных условиях эволюция звезд приводит к образованию так называемых “чер­ных дыр”. Поле тяжести у поверхности этих дыр так велико, что силы гравитации “сковы­вают” в этой части пространства все виды лу­чистой энергии, в том числе и свет. Поэтому эти массивные звезды становятся невидимы­ми, если только на них не падает вещество извне. Выяснение того, как при этом все же обнаружить “черные дыры”, является одной из интереснейших задач современной астро­физики.

Вселенная – это материальный мир, рассматриваемый со стороны его астрономических аспектов. Существуют разные модели Вселенной: “Вселенная Эйнштейна”, “Вселенная Фридмана”, “Вселенная Леметра”, “Вселен­ная Наана”, “Вселенная Зельманова”, соответствующие разным представлениям о ней как в целом.

Современная картина эволюционирующей Вселенной – не только расширяющейся, но и буквально “взрывающейся”, - пожалуй, так же мало похожа на картину статичной Вселенной, которую рисовала астрономия начала XX в., как современные представления о взаимопревращаемости атомов и элементарных частиц на неделимые атомы классической физики.

Научная постановка вопроса об истории Вселенной-одно из важнейших завоеваний современной науки. Астрономия использует наблюдения с помощью телескопов, исследует спектры далеких небесных тел, изучает ра­диоволны, приходящие из самых отдаленных областей. Выводы из этих наблюдений дела­ются с учетом законов природы, изученных в земных лабораториях. Мы используем данные о спектрах атомов, о законах излучения и распространения радиоволн. Мы применяем к Вселенной и к огромным скоплениям звезд теорию всемирного тяготения, проверенную в земных условиях и в Солнечной системе, в частности по движению созданных человеком космических аппаратов.

Большим достижением нашего века явля­ется установление факта эволюции, изменяе­мой Вселенной. Звезды расходуют свой запас горючего - водорода. Горение здесь заключа­ется в превращении водорода в гелий путем ядерных реакций. Удаляются друг от друга огромные скопления звезд. Частью такого скопления является и наша Галактика с ее 100 тыс. млн. звезд. Нужно только пом­нить, что ни сама Земля, ни Солнечная си­стема, ни Галактика не расширяются.

Новое, открытое в 1965 г. излучение объ­ясняется тем, что много миллиардов лет на­зад вся Вселенная была совершенно не похо­жа на современную. Все пространство было заполнено тем, что физики называют плаз­мой,- горячим газом, состоящим из электро­нов, ядер водорода и гелия и излучением. Частицы из­лучения при этом даже преобладали. Все­ленная расширялась, и в ходе этого расшире­ния происходило постепенное изменение, ос­тывание плазмы. Радиоволны, наблюдаемые в настоящее время, - это потомки горячего излучения в прошлом. Такой вывод подтверж­дается и спектром радиоволн - теория по­зволяет правильно предсказывать потоки волн в разных диапазонах.

С охлаждением связано и выделение от­дельных небесных тел. Всем известно, что при охлаждении теплого воздуха возникает туман: водяные пары, содержавшиеся в воз­духе, превращаются в капельки воды. Нечто похожее происходит при охлаждении и с плазмой: электроны и ядра объединяются в атомы, атомы объединяются в облака газа, далее эти облака распадаются на отдельные звезды. Часть вещества и сейчас остается в форме газа.

Подробное теоретическое исследование про­цесса образования Галактик и звезд является одной из центральных задач астрофизики.

Познание Вселенной человеком

Первоначально небеса изображались весьма похожими на земной мир.

Повседневные наблюдения говорили также, что земля неподвижна и, кроме земного мира, не может быть ничего сущего.

Изо дня в день, из года в год человек убеждался на опыте, что Солнце, Луна, планеты и звезды движутся по небу, восходят на востоке и заходят на западе.

Историки древнего мира говорят, что уровень, достигнутый древней астрономией, был очень высок. Это верно. Но нельзя забывать, что астрономия была в ту пору чисто описательной наукой, бессильной что-либо противопоставить религиозным пред­ставлениям об устройстве мира. От нее была совершенно скрыта действительная при­рода изучаемых ею явлений.

Поэтому размышления древних о природе небес строились главным образом на домыслах, обрастали фантастическими, часто религиозными образами.

Древнегреческий математик Пифагор (VI в. до н. э.), много путешествовавший, первым высказал мысль о шарообразности Земли. Философ Аристотель (IV в. до н. э.) доказывал, что Земля - шар, ибо в южных странах на небе появляются новые соз­вездия, невидимые в северных, а чем дальше мы двигаемся к северу, тем все больше появляется на небосводе незаходящих звезд.

Постепенно идея о том, что Земля - шар, висящий в пространстве и ни на что не опирающийся, все шире распространялась среди античных мыслителей.

Так шаг за шагом двигались люди к разгадке тайны мироздания. Однако на этом пути у них были два серьезных препятствия. Во-первых, люди не имели необ­ходимых для наблюдения небесных тел приборов. Во-вторых, успехи античной науки были на много столетий приостановлены утверждением христианства.

Еще в древнегреческой философии возникло течение, резко противопоставляв­шее небесное и земное. В то время как великий материалист древности Демокрит (V - IV в. до н. э.) развенчивал веру в богов и отрицал божественность небесных светил, Платон (V - IV в. до н. э.) философ-идеалист, говорил, что астрономия изучает на небе идеальный мир, соответствующий достоинствам обитающих там бо­гов. Все небесное, по учению Платона, вечно и неизменно. Это представление поддерживал и ученик Платона Аристотель. Он счи­тал, что земной мир состоит из четырех элементов - огня, воздуха, воды и земли.

Представления Платона и Аристотеля оказали сильное влияние на картину мира, созданную греческим астрономом Птолемеем во II веке до нашей эры. Птолемей пытался объяснить видимые движения по небосводу планет Солнечной системы -Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна. Птолемей же считал, что Земля находится в центре мира и не может двигаться. Поэ­тому он придумал сложную схему, согласно которой Солнце оказывается на третьем месте от Земли, а все планеты движутся не только вокруг Земли, но еще и по допол­нительным орбитам, объясняющим видимые пути планет на земном небе.

Система Птолемея легла в основу христианской космологии. По учению христианской церкви, человек - царь природы. Ради него созданы Земля и Солнце, небеса и преисподняя.

Так выглядели небеса на протяжении многих лет господства христианской веры.

Рассмотренные этапы человеческих представлений о Земле и Вселенной являлись, таким образом, смесью наблюдений и домыслов. Небесный мир строился поэтому или по прямой аналогии с земным или в прямом противопоставлении ему.

Но наука не может опираться только на здравый смысл, ограничивающийся рам­ками каждодневной обыденности. Она утверждает, что мир бесконечен в своих мас­штабах и свойствах и то, что оказывается, бесспорно правильным в окружающем человека земном мире, неприменимо в мире мельчайших частиц материи - молекул и атомов или в мире бесконечно больших космических тел - звезд и галактик. На­блюдение и опыт, научные эксперименты, в конечном счете общественная и произ­водственная практика - вот единственно верные средства отличить истину от за­блуждения, говорят ученые. Только эти средства могут подтвердить или опроверг­нуть смелые предположения человеческого разума.

Система Птолемея была поставлена под сомнение польским математиком и аст­рономом Николаем Коперником (1473-1543). Выдающийся мыслитель, Николай Коперник в течение более чем 30 лет разра­батывал идею гелиоцентрической картины мира (от греческого “гелиос” - солнце), в соответствии с которой Земля оказывается рядовой планетой, в числе прочих об­ращающейся вокруг центрального светила - Солнца. Коперник решительно отбросил былые предрассудки о том, что Земля является центром мира и центром тяжести, вокруг которого якобы должны двигаться все небесные тела.

Коперник доказывал, что не Вселенная движется вокруг неподвижной Земли, а, наоборот, Земля перемещается в космическом пространст­ве.

Но идеи Коперника были поначалу только гипотезой, не доказанной фактами. Ведь в XVI веке астрономия не обладала приборами, способными помочь человеку постичь природу небесных тел. Все известные тогда астрономические инструменты имели значение для наблюдательной астрономии, помогали изучать видимые движе­ния и положение звезд и планет на небосклоне. Эти наблюдения, в конце концов, тоже сыграли свою роль в создании подлинной картины мира, но они не могли рассказать людям об устройстве, размерах небесных тел и масштабах Вселенной.

Гипотеза Коперника противоречила христианскому учению о месте человека в мире. Она подрывала ту древнюю картину Вселенной, которая была закреплена в “священном писании” (Библии).

Прежде всего, оказалось, что небеса состоят из таких же материальных объектов, как и Земля: на Луне обнаружились горы, “моря” и долины; на Солнце - пятна; Млечный Путь распался на бесчис­ленное множество отдельных звезд и т. д.

Оказалось также, что неверна и теория о тяготении всех небесных тел к центру мира - Земле. Уже при первых наблюдениях Галилей (1564-1642) обнаружил, что вокруг плане­ты Юпитер движутся четыре спутника и что, следовательно, во Вселенной помимо Земли могут быть другие центры притяжения.

Наблюдения Венеры обнаружили, что она проходит, подобно Луне, смену види­мых фаз, приобретая вид то узкого серпика, то полного диска. Это было прямым доказательством ее обращения вокруг Солнца.

Так за несколько месяцев рухнула под ударами новых фактов вся средневеко­вая картина мира. Недаром Галилея, совершившего этот научный подвиг современ­ники прозвали Колумбом Вселенной.

Вплоть до начала нынешнего столетия в науке гос­подствовала возникшая в Новое время ньютоновско-картезианская парадигма - система мышления, основанная на идеях И. Ньютона и Р. Декарта.

Учения Декарта и Ньютона отбросили один очень важный момент - фигуру Бога. Рационально-меха­нистический образ мира, сформировавшийся в трудах по­следователей, демонстрирует нам мир как единый и единст­венный: мир твердой материи, подчиненный жестким зако­нам. Сам по себе он лишен духа, свободы, благодати, он безмолвен и слеп. Понятая действитель­ность - гигантские космические просторы, в которых дви­жутся по четким траекториям массы материи - не несет в себе никакой необходимости появления человека и созна­ния. Человек в этом мире - ошибка, описка, курьезный слу­чай.Он - побочный продукт звездной эволю­ции. Лишенная Бога и сознания Вселенная, не живет, а су­ществует без смысла и цели, более того, всякий смысл для нее - ненужная роскошь, разрушающаяся под влиянием закона энтропии.

Механистическая Вселенная Ньютона состоит из атомов - маленьких неделимых частиц, обладающих постоян­ной формой и массой и связанных таинственным законом тяготения. Она организована в трехмерное пространство классической эвклидовой геометрии. Это пространство аб­солютно, постоянно и всегда находится в покое. Оно пред­ставляет собой большое вместилище тел, само по себе ни­сколько от них не завися, и лишь предоставляя им возмож­ность перемещения под воздействием силы притяжения. Точно так же время являет собой чистую длительность, оно абсолютно, автономно и независимо от материального мира. Однородным и неизменным потоком течет оно из прошлого через настоящее в будущее. В целом Вселенная предстает как огромный, полностью детерминированный часовой меха­низм, в котором действует непрерывная цепь взаимосвязан­ных причин и следствий. Если бы можно было получить точную информацию о каждом звене этой цепи, то стало бы вполне возможным совершенно точно реконструировать лю­бую ситуацию прошлого и предсказывать события будущего без всяких погрешностей.

Вселенная, представленная виде комплекса механиче­ских систем, развивается без участия какого бы то ни было сознания и разума. Вся ее история, начиная от “большого взрыва’’ до сегодняшнего дня - результат слепого и стихий­ного движения материальных масс. Жизнь зарождается в первозданном океане случайно,как результат беспорядочных химических реакций, и пойди процесс чуть по-другому, со­знание никогда не проявилось бы в бытие. С физикалистской точки зрения появление жизни и сознания - не только загад­ка, но и явление достаточно странное, абсурдное, так как оно противоречит второму началу термодинамики, утверждающе­му, что всякая сложная система неуклонно стремится стать простой, но не наоборот.

Полагая человека случайностью, механистическая наука не интересуется его судьбой, его целями и ценностями, ко­торые выглядят смешными нелепостями, мгновенной вспышкой сознания в грандиозной машине бессмысленной Вселенной. Субъективное перемалывается жерновами объективного. Мир выглядит как нечеловекоразмерный, бесстрастно уничтожающий все человеческое, да и просто не замечающий его.

В начале XX в. был сделан целый ряд открытий, в корне изменивших видение мира современным естествознанием. Теория относительности А. Эйнштейна, опыты Резерфорда с альфа-частицами, работы Нильса Бора, исследования в химии, биологии, психологии и других науках показали. что мир гораздо разнообразнее, сложнее, чем это представ­лялось механистической науке, и что сознание человека из­начально включено в само наше восприятие действительно­сти.

Согласно теории относительности пространство не трехмерно, а время не линейно. И то, и другое не являются отдельными самостоятельными сущностями. Они тесно пе­реплетены и образуют пространственно-временной контину­ум. Поток времени не является равномерным и однород­ным, он зависит от позиции наблюдателя и его скорости от­носительно наблюдаемого события. Кроме того, в общей теории относительности речь идет о том, что пространство и время находятся в тесной связи с массой тел: возле гигант­ских космических тел пространство способно искривляться, а время - замедляться.

Нобелевский лауреат Илья Пригожин положил начало новому принципу ос­мысления действительности. В свете этого принципа, признающего за Вселенной первич­ную динамическую неопределенность, оказалось возмож­ным выработать новое понимание эволюции. Второй закон термодинамики не всесилен, ибо все существующие системы имеют прирожденную способность мутировать в направле­нии большей сложности. Одна и та же энергия, одни и те же принципы обеспечивают эволюцию на всех уровнях: от физико-химических процессов до человеческого сознания и социокультурной информации. Вселенная оказывается еди­ной во всех своих пластах, живой, развивающейся, восхо­дящей на новые ступени бытия.

На базе подходов, отбросивших старые представления, возникают радикалистские взгляды. Вселенная - это бесконечная сеть взаимо­связанных событий. Они как зеркала, отражающиеся друг в друге, как живой клубок, где одно непрерывно перетекает в другое. Все теории естествознания - лишь создания чело­веческого разума, только версии бытия.

Современные естествоиспытатели все более обращаются к опыту индуизма, буддизма, даосизма, к оккультным учениям, усматривающим в основе мироздания творческое сознание. Человек, таким образом, перестает быть обмолвкой природы, а становится законным проявлением внутренних потенций действительности. Одна из его главных задач - познание соб­ственного места в бытии и понимание того, что вся Вселенная пронизана токами разума, наполнена смыслом.

Как раскрывают тайны Вселенной

Научное исследование природы человеком никак не могло ограничиться простым созерцанием окружающего мира и отвлеченными логическими рассуждениями о его возможном устройстве. Чтобы открыть закономерности тех или иных явлений, изучить строение природных объектов, людям необходимы были, прежде всего, наблюдения и опыты.

Первый, начальный этап любого исследования - наблюдение, второй, наиболее действенный способ - эксперимент.

Неудивительно поэтому, что познание человеком окружающего мира началось с изучения тех объектов и явлений, которые он мог непосредственно наблюдать, осязать, с которыми он сталкивался в своей повседневной жизни, в производствен­ной практике.

Что же касается внутренней сущности явлений, глубоких закономерностей, лежащих в их основе, то люди задумывались об этом еще в глубокой древности, но в те времена они могли высказывать на этот счет в большинстве случаев лишь чисто умозрительные догадки. И лишь на определенном этапе своего развития наука получила возможность изучать не только то, что лежит на поверхности, но и то, что скрыто от непосредственного наблюдения.

Важнейшим поворотным этапом в развитии науки, с которого, по существу, началось научное исследование природы, явилось, как уже было сказано, учение поль­ского астронома Николая Коперника.

Заслуга Коперника состояла не только в том, что он создал гелиоцентрическое учение о строении мира, но и в том, что вместо принципа “Мир таков, каким мы его наблюдаем” он утвердил в естествознании иное положение: “Мир не таков, каким он нам кажется”. И задача естествознания в том и состоит, чтобы вскрывать эту внутреннюю природу явлений.

Когда наука проникла в мир атома, в мир микропроцессов, она столкнулась с целым рядом “странных”, “диковинных” явлений, но так и должно быть.

И нет ничего поразительного в том, что поиск этих закономерностей идет не толь­ко в земных физических лабораториях, но и в лаборатории космоса. Ведь, в конечном счете, любой космический объект, какими бы гигантскими масштабами он ни обладал, состоит из элементарных частиц. Поэтому физика и астрономия тесно связаны между собой. Но если в физике основным средством познания является эксперимент, то астрономия - наблюдательная наука, что неизбежно затрудняет изучение космиче­ских процессов и объектов.

Все сведения о космических объектах приносят на Землю различные излучения -электромагнитные волны и потоки корпускул - частиц вещества. Свойства таких излучений зависят от характера физических процессов, которые их породили. Иссле­дуя эти свойства, астроном может многое узнать о природе явлений, которые проис­ходят в глубинах Вселенной.

Первым вестником далеких миров был световой луч. Да и по сей день наиболь­шее количество сведений о космических процессах приносит свет. Поэтому основа основ астрономии, ее неизменный фундамент - изучение космических световых лучей...

Космос, галактики, звезды

В ясную погоду можно насчитать на небосводе до трех тысяч звезд. Но это лишь очень небольшая часть тех звезд и других космических объектов, которые существуют в нашей области мира...

В безлунные ночи хорошо виден Млечный Путь, протянувшийся от одной сторо­ны горизонта до другой. Он кажется скоплением светящихся туманных масс. Но сто­ит направить на Млечный Путь телескоп, и мы сразу обнаружим, что он состоит из множества звезд. Эта звездная система, к которой принадлежит и наше Солнце, по­лучила название Галактики

Изучать нашу Галактику необычайно сложно. Это одна из труднейших задач науки. Ведь мы находимся внутри этой Галактики и не можем ни вылететь за ее пределы, ни побывать в различных ее точках. Тем не менее, наука преодолевает эти трудности.

И сегодня мы уже достаточно уверенно можем говорить о том, как же выглядит наш звездный остров. В центре его находится ядро, окруженное множеством звезд. От него отходит несколько могучих спиральных ветвей...

Наша Галактика столь ве­лика, что ее размеры нелегко себе представить: от одного ее края до другого свето­вой луч путешествует около 100 тысяч земных лет.

Большая часть звезд нашей Галактики сосредоточена в гигантском “диске” толщиной около 1500 световых лет. На расстоянии около 30 тысяч световых лет от центра Галактики расположено наше Солнце.

Основное “население” Галактики - звезды. Мир этих небесных тел необыкновен­но разнообразен. И хотя все звезды - раскаленные шары, подобные Солнцу, их физи­ческие характеристики различаются весьма существенно. Есть, например, звезды гиганты и сверхгиганты. По своей величине они значительно превосходят Солнце.

Еще большей плотностью обладают так называемые нейтронные звезды. Нейтронная звезда - это громадное атомное ядро. Существование нейтронных звёзд было теоретически предсказано еще в 30-х годах. Однако обнаружить их удалось только в 1967 году по необычному импульс­ному радиоизлучению.

Звезды обладают различными поверхностными температурами - от несколь­ких тысяч до десятков тысяч градусов. Различен и цвет звезд. Срав­нительно “холодные” звезды - с температурой около 3-4 тыс. градусов - красно­ватого цвета. Наше Солнце, поверхность которого “нагрета” до 6 тысяч градусов, обладает желто-зеленым цветом. Самые горячие звезды - с температурой, превосходя­щей 10 - 12 тысяч градусов, - белые и голубоватые.

Температура поверхности Солнца составляет около 6000 C⁰.

Звезды обычно кажутся нам неподвижными. Но это лишь видимость. Так, нам кажется, что Солнце движется по небу относительно неподвижной Земли, а на самом деле наша планета вращается вокруг дневного светила. Нам кажется, что Солнце и Луна имеют примерно одинаковые размеры, а в действительности Солнце во много раз больше естественного спутника Земли, но расположено гораздо дальше Луны...

Движутся и звезды. Но для того чтобы заметить их перемещение, надо сравнивать положение звезд на небе через достаточно длительные промежутки времени, например через десятки лет.

Один из самых грандиозных физических процессов во Вселенной - вспышки так называемых новых и сверхновых звезд. В дей­ствительности звезда существует и до вспышки. Но в какой-то момент под действием бурных физических процессов такая звезда неожиданно увеличивается в объеме, “раздувается”, сбрасывает свою газовую оболочку и в течение нескольких суток выделяет чудовищную энергию, светя, как миллиарды солнц. Затем, исчерпав свои ресурсы, эта звезда постепенно тускнеет, а на месте вспышки остается газовая ту­манность.

Наше Солнце – “одинокая” звезда. Она лишена подобных себе горячих спутни­ков. Но во Вселенной есть двойные, тройные и более сложные звездные системы, члены которых связаны друг с другом силами взаимного притяжения и обращаются вокруг общего центра масс. Некоторые скопления содержат десятки, сотни и тысячи звезд. А число звезд в больших шаровых скоплениях достигает даже сотен тысяч.

Межзвездное пространство тоже не пусто. Оно заполнено газовыми и пылевыми частицами, которые в некоторых местах образуют гигантские облака - туманности, светлые и темные.

Звезды, составляющие Галактику, движутся вокруг ее центра по очень сложным орбитам. С огромной скоростью - около 250 км/сек. несется в ми­ровом пространстве и наше Солнце, увлекая за собой свои планеты. Солнечная систе­ма совершает один полный оборот вокруг галактического центра за 180 млн. лет.

Ближайшие к нашей Галактике звездные системы удалены от нас на расстояние около 150 тыс. световых лет. Они видны на небе Южного полушария как малень­кие туманные пятнышки.

Наша Галактика и другие соседние звезд­ные системы образуют Местную систему галактик. В ее состав входит 16 галактик, а поперечник ее равен 2 млн. световых лет. Исследования показывают, что звездные острова, галактики - типичные объекты Вселенной. Астро­номам теперь известно великое множество галактик во всех участках небесной сферы.

Галактики имеют разнообразную форму и строение. Есть галактики шаровые и эллиптические, галактики в форме диска, спиралевидные, подобно нашей, наконец, галактики неправильной формы. В области, доступной современным средствам астрономических исследований, насчитываются миллиарды галактик. Их совокупность ученые назвали Метагалактикой.

Вселен­ная - это вовсе не простая совокупность небесных тел, в ней постоянно происходят чрезвычайно сложные и многообразные физические процессы.

И именно с этой точки зрения изучение Вселенной представляет наибольший интерес для современного естествознания. Космос - бесконечно разнообразная ла­боратория, где можно изучать такие состояния материи, такие физические условия и процессы, которые недостижимы у нас на Земле.

Стремительный прогресс науки и техники в период научно - технической револю­ции, современниками которой мы являемся, ведет ко все новым и новым открыти­ям, все более глубокому проникновению в самые сокровенные тайны природы, к дальнейшему познанию фундаментальных законов мироздания. И Вселенная в наше время становится все более важным источником уникальной информации о явлениях природы.

Галактики разбегаются от нас во всех направлениях и, чем дальше находится та или иная галактика, тем с большей скоростью она движется. Происходит общее расширениеМетагалактики, которое совершается таким образом, что скорость взаимного удаления двух звездных систем тем выше, чем больше расстояние между ними.

Картину взаимного разбегания галактик можно мысленно повернуть вспять, и тогда мы придем к выводу, что в отдаленном прошлом, около 15-20 миллиардов лет назад, материя находилась в ином состоянии, нежели в нашу эпоху. Тогда не было еще ни звезд, ни планет, ни туманностей, ни галактик. Вся материя была сосредоточе­на в очень плотном компактном сгустке горячей плазмы - смеси элементарных частиц вещества и излучения. Затем произошел взрыв этого сгустка и началось его расширение, в процессе которого образовались сначала атомы, а затем звезды, галак­тики и все другие космические объекты.

Так возникла теория расширяющейся Вселенной - одна из наиболее впечатляю­щих научных теорий XX столетия. Представления о неизменной, стационарной Все­ленной уступили место новым представлениям о Вселенной, меняющейся с течением времени. Это был новый, чрезвычайно важный шаг в познании свойств окружающего нас мира. Дальнейшие исследования показали, что различные нестационарные явле­ния вообще играют важную роль в современной Вселенной.

Теория предсказывала, что, когда в процессе расширения температура среды упадет до нескольких тысяч градусов, она станет прозрачной для электромагнитных волн. Тогда электромагнитное излучение как бы “оторвется” от вещества и посте­пенно заполнит все пространство Вселенной. И действительно, в середине 60-х годов реликтовое излучение удалось зарегистрировать.

Исследование его физических свойств показало, что первоначальное вещество действительно обладало чрезвычайно высокой температурой. Тем самым было полу­чено наблюдательное подтверждение справедливости теории горячей расширяющей­ся Вселенной. Существование реликтового излучения - очень важное, решающее подтверждение того фундаментального факта, что мы, в самом деле, живем в расширяющейся Метагалактике.

Следовательно, Вселенная не всегда была такой, как в современную эпоху. Она изменяется с течением времени; ее прошлое не тождественно настоящему, а настоя­щее - будущему. Таким образом, когда-то нашей Вселенной вообще не существова­ло, хотя и тогда была материя, из которой она впоследствии образовалась. Материаль­ный мир вечен, а Вселенная - его часть, выделенная человеком. В процессе своей по­знавательной и практической деятельности человек выделяет, вычленяет из беско­нечно разнообразного материального мира определенные объекты, явления, связи, взаимодействия. Это как бы конечный “срез” бесконечно разнообразного мира - наша Вселенная, или, как ее иногда называют Вселенная естествоиспытателя.

Если в первой половине XX столетия астрофизики интересовались главным об­разом изучением тех свойств космических объектов, которые характеризуют их современное состояние, то в последние десятилетия астрофизика превратилась в эво­люционную науку, в центре внимания которой находятся закономерности происхож­дения и развития космических объектов.

Если мы будем знать закономерности эволюционных процессов, то сможем прогнозировать развитие космических явлений и будущие состояния космических объектов, исходя из их современных состояний. А это задача, имеющая не только чисто теоретическое, но и огромное практическое значение: ведь в физическом отноше­нии мы сами являемся частью Вселенной и наше существование тесно связано с “космической обстановкой”.

В современ­ной астрофизике существуют две основные концепции по возникновению и развитию космических объектов. Одна из них, наиболее распространенная, - ее часто называют “классической” - исходит из того, что космические объекты образуются в результате сгущения конденсации рассеянного диффузного вещества - газа и пыли. Согласно другой концепции, разви­ваемой известным советским ученым академиком В. А. Амбарцумяном, космичес­кие объекты возникают в результате распада на части, фрагментации плотных или сверхплотных “прототел”, сгустков “дозвездного” вещества. Какая из этих гипотез более справедлива - покажут будущие исследования.

В 1963 году на очень больших расстояниях от нашей Галактики, на границах наблюдаемой Все­ленной, были обнаружены удивительные объекты, получившие впоследствии назва­ние квазаров. При сравнительно небольших размерах, квазары выделяют колоссальную энергию, примерно в 100 раз превосходящую энергию излучения самых гигантских галактик, состоящих из десятков и сотен миллиардов звезд.

Оказывается, чем дальше от нас находится тот или иной космический объект, тем в более отдаленном прошлом мы его наблюдаем. Это связано с конечной скоростью распространения света. Хотя она и составляет 300 тысяч км/сек. даже при такой огромной скорости для преодоле­ния космических расстояний необходимы долгие годы, десятки, сотни, миллионы и миллиарды лет. Поэтому, глядя на небо, мы видим космические объекты - Солнце, планеты, звезды, галактики в прошлом. Причем различные объекты - в разном прошлом. Например, Полярную звезду - такой, какой она была около шести веков назад.

Все это говорит о том, что излучение квазаров и активность ядер галактик связа­ны со сходными физическими процессами. Однако вопрос о природе этих процессов все еще остается открытым.

Еще один очень интересный вопрос, связанный с изучением Вселенной, - геометрические свойства пространства, его конечность или бесконечность. Эту проб­лему пытались решить еще великие философы древности.

В прошлом понятие Вселенной отождествлялось с понятием материального мира. И когда речь шла о конечности или бесконечности Вселенной, то фактически рассматривался вопрос о конечности или бесконечности материальною мира.

На протяжении истории науки представления о геометрических свойствах про­странства менялись не раз. Аристотель и Птолемей ограничивали мир “сферой непод­вижных звезд”, классическая физика Ньютона, наоборот, приходила к выводу о бес­конечности мирового пространства. И лишь с возникновением теории относитель­ности А. Эйнштейна появилась возможность более глубоко разобраться в существе этой проблемы. Если физика Ньютона рассматривала пространство как простое вме­стилище небесных тел, то А. Эйнштейну удалось вскрыть тесную связь между гео­метрией пространства и материей.

Таким образом, пространство, в котором мы живем, искривлено. А в искрив­ленном мире “неограниченность” и “бесконечность” - не одно и то же. Оказывается, неограниченное пространство, то есть пространство, не имеющее “края”, гра­ницы, в то же время может быть конечным, как бы замкнутым в себе.

Что касается мирового пространства, то его неограниченность не вызывает сом­нения. Мир - это материя, а материя не может иметь границ в том смысле, что за материальным миром может располагаться нечто нематериальное. И это, разумеется, принципиальный философский вопрос - вопрос о материальном единстве мира.

Что же касается его конечности или бесконечности, то этот вопрос могут решить только конкретные науки - астрономия и физика.

Современные средства астрономических наблюдений - мощные телескопы и радиотелескопы - охватывают огромную область пространства радиусом около 12 миллиардов световых лет.

Развитие астрономии в XX веке выявило тесную взаимосвязь и взаимозависимость между существованием жизни на Земле и свойствами Вселенной. В физическом отношении человечество является частью Вселенной и подчиняется действующим в ней физическим и другим закономерностям. В частности, само возникновение жизни на Земле обусловлено всем ходом эволюции материи во Вселенной, эволюции, на определенном этапе которой сложились условия, сделавшие возможным образова­ние живых структур.

Таким образом, в широком смысле слова Вселенная является средой нашего обитания. Поэтому немаловажное значение для практической деятельности чело­вечества имеет то обстоятельство, что во Вселенной господствуют необратимые фи­зические процессы, что она изменяется с течением времени. Человек приступил к ос­воению космоса, наши свершения приобретают все больший размах, глобальные и даже космические масштабы. И для того, чтобы учесть их близкие и отдаленные последствия, те изменения, которые они могут внести в состояние среды нашего обитания, в том числе и космической, мы должны принимать во внимание не толь­ко земные процессы, но и закономерности космического масштаба.

Семья Солнца

Солнечная система - это, прежде всего звезда Солнце и девять планет, обращаю­щихся вокруг него. В порядке расстояний от светила, они располагаются следующим образом: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Три последние планеты с Земли можно наблюдать только в телескопы. Остальные видны как более или менее яркие кружки и известны людям со времен глубокой древности.

Солнце служит центром притяжения не только для девяти больших планет, но и для десятков (а возможно, и сотен) тысяч различных космических тел: планетных спутников, астероидов, комет, а также метеоритов, частиц газопылевой материи, рассеянных атомов различных химических элементов, потоков атомных частиц и т. д.

Солнечная система, таким образом, весьма сложное образование, ряд закономер­ностей которого стал доступен для изучения лишь в последние десятилетия. Огромную роль в их исследовании приобретает сейчас космонавтика - наиболее мощное и перспективное средство познания Вселенной.

Один из центральных вопросов, связанных с изучением нашей планетной систе­мы, - проблема ее происхождения. Как возникла семья небесных тел, обращающих­ся вокруг Солнца? Ответ на этот вопрос имеет не только важное естественнонаучное, но и мировоззренческое, философское значение. На протяжении веков ученые пыта­лись выяснить прошлое, настоящее и будущее Вселенной. Нередко их представления были в той или иной степени связаны с господствовавшими религиозными воззрения­ми. Но еще в глубокой древности зародилась мысль, что мир не был создан никем из богов. Он всегда существовал и будет существовать. Одни ми