| Наша вселенная! |
|
Стационарна ли наша Вселенная?
Вопрос о том, что такое Вселенная, волновал человечество, по-видимому, с тех незапамятных времен, когда биологический человек превратился в Homo Sapiens. Трудно представить себе более загадочный и одновременно более доступный для наблюдений объект, чем окружающий нас мир звезд. На протяжении столетий Вселенная представлялась человечеству своеобразным символом гармонии и упорядоченности, символом стабильности и неизменности, как бы подчеркивая бренность и суетность человеческого бытия. Изучая звездное небо, раз и навсегда сложившуюся упорядоченность и периодичность появления созвездий на небесной сфере, на заре цивилизации человечество научилось использовать звездное небо в практических целях - в интересах навигации и землепользования. По мере развития человеческого сообщества изменялся и облик астрономии. Создание простейших телескопов позволило астрономам средневековья заглянуть в глубины Солнечной системы, открыть загадочные туманности, в том числе и нашу Галактику - Млечный путь. Начиная с 30-х годов двадцатого века и вплоть до настоящего времени исследования Вселенной вступили в качествено новую фазу, когда, помимо традиционного оптического диапазона, прием излучений космоса осуществляется во всех диапазонах длин волн - от радио до жесткого гамма-излучения. Исследование динамики звезд и галактик обогатило современное естествознание фундаментальным открытием, связанным с именем известного астронома Эдвина Хаббла. Речь идет об эффекте взаимного удаления (разбегания) галактик. Для того, чтобы понять суть этого эффекта, нам придется мысленно перенестись примерно на 80 лет назад, в лабораторию Лоуэллской обсерватории, где Весто М. Слайфер исследовал спектральные линии поглощения примерно сорока спиральных галактик. Заметим, что эти исследования были бы невозможны, если бы еще в 1814 году мюнхенский оптик Иозеф Фраунгофер не отождествил ряд спектральных линий солнечного излучения с излучением атомов химических элементов, присутствующих на Земле. Это означало, что по мере прохождения электромагнитного излучения от внутренних к внешним слоям солнечной короны спектр излучения претерпевал ряд изменений, обусловленных присутствием на Солнце таких хорошо известных на Земле элементов, как кальций, железо, хром и т.д. Это означало, что загадочная "звездая субстанция", упоминание о которой мы находим еще в трудах Аристотеля, является не чем иным , как атомами и молекулами обычных химических элементов, знакомым нам еще по школьному курсу химии . Следующим кирпичиком в фундаменте Хаббловского закона разбегания галактик является открытый в 1842 году пражским математиком Иоганном Доплером эффект смещения частоты квантов ( кстати, не важно - световых или звуковых) по мере приближения или удаления источника излучения от приемника. Суть эффекта Доплера заключается в том, что для любого волнового процесса относительное движение источника и приемника сопровождается изменением частоты (и длины волны) излучения. При сближении длина волны уменьшается и наоборот, при удалении источника от приемника длина волны возрастает. Астрономы называют этот эффект синим или красным смещением длины волны излучения. С проявлением эффекта Доплера мы сталкиваемся ежедневно , когда , например слышим изменение тональности шума от приближающегося и удаляющегося от нас автомобиля. Но ведь точно так же ведут себя и световые кванты, когда источник излучения - звезда - приближается или удаляется по отношению к Земле! Более того, точно так же ведут себя и линии химических элементов от звезд, расположенных в других галактиках, удаленных от нашей на десятки миллионов и миллиардов световых лет! Собственно, это смещение спектральных линий и изучал в 1910-1922 годах В.М.Слайфер из лаборатории Лоуэлла. Сегодня, с позиции астрофизики конца ХХ века, результаты пионеров исследования Вселенной могут показаться скорее озарением гениев, нежели итогом осмысленных экспериментов. Ведь на заре нашего столетия казалось, что нет в природе более постоянного и неизменного во времени, чем мир галактик. Было бы абсолютно "естественным", если бы Весто Слайфер обнаружил бы, что у ряда галактик спектральные линии излучения смещены в красную область, в то время как у других - в синюю. Неизменность Вселенной требовала бы, чтобы в среднем смещение спектральных линий вообще бы отсутствовало: часть галактик двигалась бы на нас, часть - удалялась, но в среднем сохранялся бы баланс, обеспечивающий стационарность мира галактик! А эксперимент давал совершенно противоположный результат - практически у всех исследуемых галактик спектральные линии химических элементов были смещены в красную область спектра. Обычно, такого рода результаты интерпретируются как свидетельство проявления систематических ошибок, присущих астрофизическим экспериментам. Стационарность Вселенной настолько прочно укоренилась в мировоззрении человечества, что даже такой великий физик, как Альберт Эйнштейн долгое время отказывался принять противоположную точку зрения, и, кстати, специальным образом модифицировал свою Общую теорию относительности, чтобы в ее космологических приложениях строго следовал факт стационарности мира! И тем не менее - Вселенная расширяется! |
