Парадоксы Млечного Пути

Эта удивительная небесная река, сияющая чуть бледноватым светом и протянувшаяся по огромной территории небосвода, всегда завораживала людей, которые в ясные ночи отрывали глаза от земли и вглядывались в безбрежные просторы космоса.

Древний человек по-разному именовал этот таинственный светящийся пояс. Одни народы его называли Дорогой Богов, другие – Звездным Мостом, ведущим в райские кущи, третьи – волшебной Небесной Рекой, наполненной божественным молоком, дарующим бессмертие. По этой причине ему поклонялись, в его честь возводили храмы и другие культовые сооружения.

Жители же античной Греции назвали Млечный Путь «Galaxias kyklos», что в переводе с греческого означает «молочный круг». Кстати, от греческого названия Млечного Пути и происходит хорошо знакомое нам слово «галактика».

Глядя на почти однородную и бескрайнюю арку Млечного Пути и разбросанные поодиночке звезды, сразу возникает несколько вопросов. Например: что же представляет собой Млечный Путь? Почему он светится, да к тому же светится неоднородно? Почему сначала льется по одному широкому руслу, а потом вдруг разделяется на два рукава?

Эти вопросы появились у людей науки уже более двух тысяч лет назад. Так, пытаясь разгадать тайну Млечного Пути, великий древнегреческий Платон называл его швом, который соединяет в одно целое небесные полушария. Два других античных философа – Демокрит и Анаксагор – считали, что его освещают звезды, а Аристотель в свою очередь утверждал, что его свечение связано со светящимися парами, исходящими от Луны.

Очень оригинальное и смелое предположение выдвинул римский поэт Марк Манилий: он высказал мысль, что Млечный Путь – это сияние множества маленьких звезд. И, как выяснилось позднее, поэт был очень близок к истине…

Млечный Путь. Фото НАСА

Прошли многие столетия, прежде чем Млечный Путь наконец-то, стал приоткрывать астрономам свои первые тайны.

И случилось это, можно сказать, впервые в 1610 году. Именно тогда, более четырех столетий назад, великий Галилео Галилей, направив на Млечный Путь свой первый телескоп, увидел в нем «необъятное скопище звезд», которые для невооруженного взора казались сплошной белесой лентой.

Глядя на эту удивительную реку света, Галилей понял, что сетчатая и даже клочковатая структура Млечного Пути связана с тем, что он состоит из великого множества звездных скоплений и темных облаков. Именно их комбинация и создает ту неповторимую картину Млечного Пути, которая видится земному наблюдателю.

Но вот почему звезды собраны в длинную и узкую ленту, ответить в то далекое время никто не мог.

В следующем столетии исследованию Млечного Пути немало времени посвятил выдающийся английский астроном Вильям Гершель. И хотя он был музыкантом и композитором, тем не менее в астрономии сделал столько открытий, которых бы с лихвой хватило на добрую дюжину ученых мужей.

Что же касается Млечного Пути, то Гершель, опираясь на свои наблюдения, сделал вывод, что это своего рода звездный остров во Вселенной, в котором находится и наше Солнце.

Эту свою гипотезу астроном даже изобразил в виде схематического рисунка, из которого следует, что наша звездная система представляет собой вытянутую структуру неправильной формы, похожую на огромный жернов. А так как этот жернов обхватывает наш мир по всей окружности, то, следовательно, внутри этого звездного кольца находится Солнце, расположенное ближе к его центральной области.

Именно эта картина, изображенная Гершелем на рисунке, властвовала в умах ученых практически до середины прошлого столетия.

Разрушил это устоявшееся представление американский астрофизик Харлоу Шепли, занимавшийся изучением шаровых звездных скоплений. Исследователь установил, что они всегда находятся вблизи галактических ядер. Далее Шепли предположил, что если процессы и явления во Вселенной подчиняются единым законам, то они действуют и в нашей Галактике. Приняв эти положения за отправные точки, ученый отыскал в ее шаровых скоплениях цефеиды и определил расстояние до них. И, вопреки теории Гершеля, Солнце оказалось расположенным отнюдь не в центре Млечного Пути, а на его периферии, в своего рода звездной провинции, на расстоянии в 25 тысяч световых лет от его центральной области.

Дальнейшее изучение Млечного Пути принесло много любопытных фактов. Так, выяснилось, что он, как и другие звездные скопления, имеет ядро, из которого вытягиваются спиралевидные ветви.

Именно они для нас и видны в виде светлой полосы Млечного Пути, только, правда, видим мы все это изнутри. Но поскольку эти разветвления проецируются одно на другое, разобраться, сколько их и как они устроены, практически невозможно.

Любопытную загадку задало и сияние в нашей Галактике, увидеть которое в ней невозможно. А ведь ядра других галактических систем сияют, причем довольно ярко. В связи с этим появилось дерзкое предположение, что у нашей Галактики нет ядра.

Но и этот парадокс Млечного Пути удалось разгадать. А помогло астрономам это сделать одно наблюдение: они заметили, что в спиральных туманностях, к которым относится и Млечный Путь, отчетливо заметна темная прослойка. Оказалось, что это – скопление межзвездных газа и пыли.

А поскольку наша Солнечная система находится именно в той области Галактики, в которой огромные темные облака закрывают ее центр, поэтому земной наблюдатель и не видит ядра Млечного Пути.

Эти открытия позволили ответить еще на один любопытный вопрос: какие силы заставляют Млечный Путь разделяться на два рукава? Оказалось, что ими являются те же гигантские облака пыли, которые не позволяют увидеть ядро Галактики. На самом же деле за стеной из пыли сверкают миллиарды звезд, и если бы это облако отсутствовало, жители Земли смогли бы наблюдать сияющий эллипсоид бесчисленных звезд ядра Галактики, который занимал бы на небосводе площадь, равную сотне лун.

И все же о строении спиральных ветвей Млечного Пути ученые знают мало. Особенно в сравнении с теми сведениями, которые им известны о других объектах мироздания.

На сегодняшний день известно, что наша Галактика – это гигантская звездная система дисковидной формы, включающая сотни миллиардов звезд. Все звезды, которые сияют над нами в ясную ночь, находятся в пределах нашей Галактики. И если бы мы смогли взглянуть на Млечный Путь со стороны, мы увидели бы летящий в пространстве звездный город в виде тарелки поперечником в 100 тысяч световых лет. В ее центре мы заметили бы утолщение диаметром 20 тысяч световых лет, от которого в пространство уходят исполинские спиральные ветви.

Впрочем, следует сказать, что форма нашей Галактики не совсем дисковидная. И обусловлено это тем, что она окружена облаком разреженного вещества, радиус которого примерно 150 тысяч световых лет.

В то же время именно благодаря наличию в плоскости Галактики огромного количества пыли и газа там и рождается звездная «молодь». Происходит это за счет конденсации этого вещества. Затем со временем юные звезды «раздувают» эти облака и становятся видимыми.

 

Галактический центр

А теперь подошла очередь обратить более пристальное внимание на центр нашей Галактики, который представляет собой участок пространства радиусом около 1000 парсеков. Заострить же внимание на галактическом центре нас заставляют те его свойства, которые отсутствуют в других областях Млечного Пути.

Главной же особенностью галактического центра является тот факт, что в нем и по сей день происходят процессы образования звезд, а также находится ядро, которое когда-то положило начало конденсации нашей звездной системы. Это, если говорить языком биологии, стволовая клетка Галактики и одновременно «космическая лаборатория».

Звездное скопление в созвездии Стрельца

Координаты же этого центра таковы: он расположен в 10 килопарсеках от Солнечной системы, в направлении созвездия Стрельца. Выше уже говорилось, что в галактическом пространстве находится огромное количество межзвездной пыли, и поэтому световой поток, исходящий из центра Млечного Пути, ослабляется на 30 звездных величин, или в триллион раз. По этой причине его невозможно увидеть с помощью оптических телескопов. Зато его можно наблюдать в радиодиапазоне, а также в инфракрасных, рентгеновских и гамма лучах.

Из наиболее характерных особенностей галактического центра можно назвать несколько. Так, в нем находится гигантское скопление звезд, которые сконцентрированы в структуру, близкую по форме к эллипсоиду вращения, соотношение полуосей которого равняется приблизительно 0,4.

Звезды на расстоянии от центра по своим орбитам движутся с огромными скоростями – около 270 километров в секунду. Период же их обращения равняется приблизительно 24 миллионам лет.

На основании этих данных можно рассчитать, что масса центрального звездного скопления – около 10 миллиардов масс Солнца.

Значительно меняется и концентрация звезд в ядре: от периферии к центру она резко увеличивается. Так, на расстоянии в один килопарсек она равняется всего нескольким солнечным массам в кубическом парсеке; зато в центре – более 300 тысячам солнечных масс в таком же объеме. Для наглядности: в окрестностях Солнца эта величина не более 0,07 солнечных масс.

От центра Млечного Пути ответвляются спиралевидные газовые рукава, растягивающиеся в длину до 3—4,5 тысячи парсеков. Они одновременно вращаются вокруг галактического центра и разбегаются в стороны со скоростью порядка 50 километров в секунду.

Кроме того, в этом скоплении звезд было выявлено присутствие газового диска. Его радиус достигает 700 парсек и масса – приблизительно 100 миллионов масс Солнца. Внутри этого диска находится своеобразный инкубатор, в котором формируются звезды.

Почти что рядом с центром расположено кольцо, состоящее из молекулярного водорода. Его масса – около 100 тысяч масс Солнца, а радиус – приблизительно 150 парсек. Это кольцо одновременно и вращается, и расширяется. Скорость его вращения – 50 километров в секунду, а скорость расширения – 140 километров в секунду.

Плотность газа в кольце, как и плотность звезд, распределена настолько неравномерно, что в некоторых местах находятся огромные газопылевые облака. Самое крупное из них – это комплекс Стрелец B2, который находится на расстоянии в 120 парсек от центра: его диаметр около 30 парсек, а масса – приблизительно 3 миллиона масс Солнца. Стрелец В2 является самой большой в Галактике областью образования звезд. В этом комплексе присутствуют все формы молекулярных соединений, которые можно обнаружить в космическом пространстве.

И совсем уже рядом с центром расположено центральное пылевое облако, диаметр которого приблизительно 30 парсек. В нем постоянно фиксируются вспышки излучения неизвестной природы. Тем не менее их наличие свидетельствует о том, что в облаке происходят активные процессы.

И можно сказать, что уже в самом центре находится, по меркам других структур Млечного Пути очень небольшой и компактный источник нетеплового излучения Стрелец A: его радиус всего 0,0001 парсека, зато температура – как минимум 10 миллионов градусов.

Для этого источника характерно синхротронное излучение. К тому же оно иногда очень быстро меняется. Это единственное место в Галактике с таким источником излучения. Но в то же время такие источники обнаружены в ядрах других галактик.

Исходя из всех этих фактов, можно допустить, что ядра галактик являются центрами их конденсации и местом начального формирования звезд. И скорее всего именно там доживают свой век самые старые звезды. А в самом центре ядра Галактики, вероятно, находится сверхмассивная черная дыра массой около 3,7 миллиона масс Солнца.

 

Наши удивительные соседи

До середины 90-х годов прошлого века астрономы были уверены, что ближайшим соседом Млечного Пути является Большое Магелланово Облако – карликовая галактика, расположенная в 50 килопарсеках от нашей Галактики. Это почти в два раза больше диаметра нашей Галактики. Что же касается массы и размеров, то Млечный Путь почти в 300 раз массивнее и в 20 раз крупнее нашей соседки.

Однако в 1994 году были произведены более точные измерения космических расстояний. Результатом этой работы стал тот факт, что ближайшим соседом Млечного Пути оказалась карликовая галактика в созвездии Стрельца.

Но, как говорится, ничего постоянного в нашем мире нет. Как выяснилось, это касается и мира небесного. Дело в том, что совсем недавно в созвездии Большого Пса астрономы обнаружили еще более близкого соседа нашей Галактики. От него до центра Млечного Пути всего 42 тысячи световых лет.

Следует заметить, что Млечный Путь входит в так называемую Местную группу галактик, которая представляет собой сообщество гигантских звездных систем, которые гравитационно связаны между собой. Всего в нее входит около 500 галактик.

В эту дружную компанию галактик, которая в поперечнике растянулась примерно на три миллиона световых лет, кроме Млечного Пути и его спутников входит также и туманность Андромеды – ближайшая к нам гигантская галактика тоже со своими спутниками, которая и доминирует в Местной группе. И она по праву занимает главенствующее положение, поскольку в полтора раза массивнее нашей Галактики.

За всю историю наблюдений туманность Андромеды получила немало разных имен. Ее, например, сравнивали со светящимся облаком и с таинственным огоньком свечи. А один из исследователей неба даже заявлял, что в том месте, где находится туманность Андромеды, хрустальный купол небес очень тонок, и сквозь него на Землю проливается божественный свет.

Советский астроном Б.А. Воронцов-Вельяминов, занимавшийся изучением «взаимодействующих галактик»

И присвоены эти эпитеты были ей не зря. Она и впрямь представляет удивительное зрелище. Если бы человеческий глаз обладал намного большей чувствительностью к свету, то мы смогли бы увидеть на ночном небе не маленькое туманное пятнышко размером приблизительно с четверть лунного диска, а светящийся объект, в семь раз превышающий площадь полной Луны. А в современные телескопы, чувствительность которых огромна, астрономы видят туманность Андромеды такой, что ее площадь едва покрывают 70 полных лун.

Разобраться со структурой этой далекой туманности ученым удалось лишь в 20-х годах прошлого столетия. И сделал это известный американский астрофизик Эдвин Хаббл, который для наблюдения неба применил телескоп с поперечником зеркала 2,5 метра. Хабблу в ходе наблюдения за туманностью посчастливилось получить снимки, на которых красовался гигантский звездный остров, состоящий из миллиардов звезд.

Когда же астрономы стали наблюдать за отдельными звездами туманности Андромеды, то они смогли решить еще одну задачу – определить расстояние до нее. Оно оказалось громадным – 2 миллиона световых лет. Впрочем, это только одна из ближайших к нам галактик, которых, как оказалось, во Вселенной великое множество. Причем самых разных, а порой весьма удивительных по самой своей структуре.

И установили это астрономы в середине прошлого столетия, когда в их распоряжении появились мощные телескопы. Причем начиная с этого времени, они смогли выяснить как местоположение, так и форму большого количества даже очень слабых галактик. При этом, как оказалось, около 5—10 % этих космических объектов имеют довольно необычный вид, так что порой их было даже трудно классифицировать.

Некоторые же галактики нередко выглядят вообще экзотически. Например, многие из них сильно асимметричны, словно их помяли некие огромной мощи космические силы. Иногда две галактики, словно в коконе, находятся в окружении светящегося звездного тумана, а порой, будто сиамские близнецы, связаны гигантским «шнуром», состоящим из звезд или газа. А изредка галактики выбрасывают в окружающее пространство шлейфы, длина которых достигает сотен тысяч световых лет.

Некоторые из этих звездных скоплений демонстрируют довольно причудливые внутренние перемещения межзвездного газа, во многом отличающиеся от простого вращения вещества вокруг центральной оси. Но такие беспорядочные движения продолжаться длительное время не могут и после одного-двух оборотов диска должны затухать. Согласно современным представлениям они появились относительно недавно. По этой причине у исследователей возникло предположение, что это, вероятно, молодые, не до конца сформировавшиеся галактики. В то же время анализ показывает, что они не моложе других их соседей, имеющих изрядный даже по космическим меркам возраст.

О чем же говорит такая, часто встречающаяся, парная или групповая структура галактических систем? Скорее всего считают астрономы, это свидетельствует о том, что галактики не просто живут, как соседи, но и определенным образом влияют друг на друга.

Со временем с легкой руки советского астронома Б.А. Воронцова-Вельяминова они получили название взаимодействующих галактик.

Многочисленные исследования этих образований позволили астрономам сделать вывод, что большинство из них – это не случайно повстречавшиеся в мировом пространстве «бродяги», а очень близкая родня, у которой общая родословная. Перемещаясь по Вселенским просторам, они периодически приближаются или удаляются одна от другой.

При этом силы гравитации близко расположенных галактик создают мощные приливные силы, которых хватает на то, чтобы необратимо изменить их внешний вид, внутреннюю структуру или даже морфологический тип.

На механизмы и характер взаимодействия звездных систем оказывают влияние множество самых разных факторов. Например, наличие или отсутствие в галактике звездного диска, количество в ней межзвездного газа, расстояния до соседней галактики, а также направления и скорости движения.

Впоследствии галактики, образующие систему, скорее всего тесно сблизятся и в конце концов сольются в единое целое. Причем длиться этот процесс будет довольно долго: более одного миллиарда лет. Как выяснилось чуть позже, такие объединенные галактические структуры и впрямь были обнаружены.

Вполне вероятно, что на начальных этапах эволюции Вселенной, то есть многие миллиарды лет назад, слияния галактик было не таким уж и редким явлением. И скорее всего многие звездные системы к настоящему времени представляют собой группы из нескольких галактик. И впрямь, наблюдения далеких и слабых галактик с помощью телескопа «Хаббла» подтвердили эту версию: среди тех из них, свет от которых добирался в наше время миллиарды лет, оказалась большая доля искаженных, взаимодействующих систем.

При взаимодействии галактик меняется не только их структура. Взаимовлияние даже далеких галактик приводит иногда к более значительным результатам, в частности к активному образованию звезд в одной или двух этих системах.

Связано это с тем, что приливное взаимодействие галактик приводит к появлению гигантских облаков газа, которые, при возрастающих скоростях, чаще сталкиваются друг с другом. А это в свою очередь приводит к более активному рождению звезд.

Астрономы установили, что наибольшая кучность галактик наблюдается в центральных районах регулярных скоплений. В связи с высокой плотностью расстояния между ними в этих областях сравнимы с их собственными размерами, и поэтому между галактиками происходят частые столкновения.

Разумеется, столкновение галактик в понимании астрономов – это вовсе не лобовые «тараны», не кратковременные катастрофы. Расстояния между звездами столь велики, что во время столкновения двух галактик происходит своеобразный процесс диффузии, когда звезды одной из них свободно проплывают между звездами другой, причем продолжается это сотни миллионов лет. А так как при этом галактики оказывают друг на друга активное гравитационное влияние, то в результате этих воздействий звезды изменяют свои орбиты и как бы перемешиваются, словно сахар и соль в воде. Порой это приводит к тому, что галактики или разрушаются, или объединяются одна с другой.

Именно эти столкновения и слияния приводят к тому, что в центральных районах постоянных скоплений появляются гигантские эллиптические системы, которые, словно крупные морские хищники мелкую рыбешку, «заглатывают» межгалактический газ и медленно проникающие в них небольшие галактики.

 

Загадка космических струн

Как только появилась теория относительности Альберта Эйнштейна, физики стали пытаться объединить все физические взаимодействий в единую теорию поля. Эту же проблему в течение тридцати лет разрабатывал и сам великий физик, но разрешить ее так и не сумел.

И только в 70-е годы прошлого века американский физик С. Вайнберг и пакистанский физик-теоретик А. Салам сумели объединить электромагнитные и слабые взаимодействия, предложив теорию слабых электрических взаимодействий. За эту работу в 1979 году ученым была присуждена Нобелевская премия по физике…

Эта теория преподнесла физикам много сюрпризов. Например, согласно этой теории в природе должны существовать частицы, получить которые в эксперименте практически невозможно.

Причем среди этих «экзотических» частиц есть такие, которых и частицами трудно назвать. Действительно, разве подходит под привычное определение «частица» объект, поперечный размер которого около 10-37сантиметров: а ведь диаметр атомного ядра равняется 10-13 сантиметрам. Но при этом длина такой удивительной «частицы» не меньше диаметра нашей Вселенной: 40 миллиардов световых лет, или 1028 сантиметров.

Советский академик Я.Б. Зельдович предсказал возможность существования «космических струн»

Возможность существования таких частиц предсказал советский ученый академик Я.Б. Зельдович. Он же назвал их космическими струнами, так как они и впрямь должны быть похожими на гитарные струны огромной протяженности…

Больше 30 лет назад, точнее в 1979 году, астрофизики, анализируя радиоисточник в созвездии Большой Медведицы, посчитали, что эти «сигналы» исходят из двух небольших звездочек. Когда были расшифрованы их оптические спектры, астрономы пришли к выводу, что в каталог можно заносить еще парочку новых квазаров (о квазарах смотрите ниже). Казалось бы, ничего особенного в этом нет: вместо одного квазара нашли два. И тем не менее эти «двойняшки» ученых заинтересовали больше обычного.

Во-первых, тем, что угловое расстояние между звездами было сравнительно очень малым: всего шесть угловых секунд. И хотя к тому времени в каталоге было зафиксировано больше тысячи квазаров, но пар, находившихся на столь близком друг от друга расстоянии, астрономы до этого не встречали.

Во-вторых, и это самое главное, спектры у обоих источников были практически идентичными. Почему же ученые удивились этому совпадению? А все дело в том, что спектр каждого квазара так же уникален, как и отпечатки пальцев у человека. Причем спектры совпадали до малейших деталей, словно являлись зеркальными отражениями друг друга.

Пытаясь разобраться в этом непонятном явлении, астрофизики выдвинули несколько гипотез для объяснения странного феномена. Одни из них посчитали, что это – пара разных, не связанных между собой квазаров. Другие предположили, что на самом деле квазар один, а его «двойник» – просто-напросто «космический мираж».

По мнению ученых, это явление во вселенских масштабах возникает в силу следующих обстоятельств. Вокруг массивных космических объектов существует сильное гравитационное поле, способное изгибать лучи света, которые идут от звезд. И если поле разнородно, то и лучи будут изгибаться под разными углами. И тогда земной наблюдатель вместо одного изображения увидит несколько. При этом чем искривление луча большее, тем мощнее космическое тело.

Объяснение было простым и вроде бы убедительным, но тем не менее оно нуждалось в обосновании. И вскоре гипотеза нашла практическое подтверждение. В том же году была обнаружена эллиптическая галактика, которая и вызывала двойное изображение квазара. Астрономы такие объекты называют гравитационными линзами. Однако сейчас отметим, что вскоре было обнаружено еще четыре подобных объекта.

Прошло еще несколько лет, и астроном из Принстона Э. Тернер тоже обнаружил два космических объекта, спектры которых были так же похожи друг на друга, как и в открытых до этого двойных системах. Таким образом, Тернер открыл шестую по счету линзу. Ничего особенного в этом вроде бы не было.

И все же это была если и не сенсация, то по крайней мере первый к ней шаг. Ведь у этих «близнецов» угол между двойными лучами составлял 157 секунд, то есть в несколько десятков раз больший, чем у других «двойников». Но столь гигантское отклонение могла создать лишь гравитационная линза с колоссальной массой: в тысячу раз большей, чем у тех, которые были известны астрономам. А это уже была сенсация!

«Линза» Тернера, безусловно, одно из выдающихся открытий второй половины нашего века. По важности для астрономической науки его можно без натяжек сравнить с обнаружением пульсаров, квазаров, установлением сетчатой структуры Вселенной.

Правда, следует заметить, что «линза» лишь вычислена, но не обнаружена. То есть она существует тоже лишь на кончике пера. И пока не появятся достоверные факты, подтверждающие ее существование, можно выдвигать самые разные гипотезы, объясняющие ее структуру, происхождение и т.д.

Так, вначале астрофизики выдвинули версию, что необычный объект представляет собой скопление галактик. А Тернер, например, предположил, что линзой может оказаться гигантская «черная дыра», которая в тысячу раз крупнее Млечного Пути. Но, с другой стороны, коль такая дыра имеет место быть, то двойное изображение должно возникать и у других квазаров. Однако ничего подобного астрофизики пока не обнаружили.

И тут-то астрономы вспомнили о давней гипотезе космических струн. Даже постичь их суть довольно сложно, а представить наглядно – вообще невозможно: струны можно только описать, причем с помощью очень сложного математического аппарата.

О них можно сказать только следующее: эти «экзотические» одномерные структуры не излучают света; они обладают невероятной плотностью – один метр такой «нити» весит больше, чем Солнце. Но если они обладают столь непостижимой массой, то и создаваемое ими гравитационное поле, пусть даже и вытянутое в тонкую нить, должно значительно отклонять световые лучи. Но, как известно, линзы уже сфотографированы, а космические струны пока существуют только в уравнениях математиков.

Согласно расчетам, возникшая сразу после Большого взрыва космическая струна должна быть «замкнута» на границе Вселенной. Но граница эта так далека, что середина струны ее «не чувствует» и ведет себя, как кусок упругой проволоки в свободном полете или как леска в бурном потоке.

Струны изгибаются, перехлестываются и рвутся. Оборванные концы струн тут же соединяются, образуя замкнутые куски. И сами струны, и отдельные их фрагменты летят сквозь Вселенную со скоростью, близкой к скорости света.

 

Струны и параллельные миры

Среди космических струн особо интересны кольцевые струны. Они нестабильны и в определенное время, которое зависит от их размера и формы, распадаются. После разрушения кольца часть его энергии теряется и уносится вместе с потоком частиц. После этого кольцо уменьшается в размерах, сжимается, и, когда его диаметр сокращается до размера элементарной частицы, струна внезапно, за невероятно короткое время, равное 10-23 секундам, взрывается, выделяя такое количество энергии, которое эквивалентно 10 миллионам тонн тротила.

Эффекты, связанные с кольцевыми струнами, создали дополнительную теоретическую базу для гипотезы о параллельных мирах, или зеркальных мирах. В соответствии с этой гипотезой каждый вид элементарных частиц имеет зеркального партнера: обычный электрон – зеркального, причем тоже отрицательно заряженного электрона; протон – своего зеркального партнера со знаком «плюс», фотон – зеркального фотона и так далее.

Эти два сорта вещества никак не связаны: например, в нашем мире зеркальные фотоны не видны. Однако гравитация в обоих мирах одна и та же, иначе говоря, масса в «зазеркалье» искривляет пространство так же, как и масса в нашем мире.

Эти выводы можно экстраполировать и на космические тела. То есть во Вселенной могут находиться структуры типа двойных звезд, в которых одна звезда принадлежит нашему миру, а другая – миру зазеркалья, и поэтому она для нас невидима.

А ведь такие пары звезд и впрямь наблюдаются, и невидимый компонент этого «диполя», который не излучает свет, обычно называют «черной дырой» или нейтронной звездой. Но ведь этот невидимый объект вполне может быть звездой из зеркального вещества.

И вот тут мы подходим к самому интересному: если эта теория в какой-то степени верна, то кольцевые струны являются коридором, который связывает один мир с другим. Иначе говоря, перемещение сквозь кольцо равносильно повороту частиц на 180 градусов, то есть их зеркальному отражению.

Невидимый компонент «диполя», который не излучает свет, обычно называют «черной дырой» или нейтронной звездой

Условно говоря, если наблюдатель пройдет через кольцо, то он поменяет свою зеркальность и попадет в другой мир, исчезнув одновременно из нашего. Но тот, иной, мир вовсе не будет обычным зеркальным отражением нашей Вселенной. Это будет совсем иной мир, со своими звездами и галактиками и скорее всего с другими формами жизни.

Если же путешественник пожелает вернуться в наш мир, ему достаточно будет пролететь сквозь это же (или любое другое) кольцо обратно.

 

Черный кокон для галактик

Когда острый и всевидящий глаз телескопа «Хаббл» заглянул в бурлящие глубины созвездия Персей, то обнаружил там настоящий заповедник с огромным числом миниатюрных галактик, которые каким-то непонятным образом не разрушились под воздействием своих более крупных соседок. В то же время сами эти галактики периодически подвергаются мощному влиянию друг друга.

Тот факт, что в одном месте находится такое большое количество карликовых галактик, немало удивил астрономов. При этом все они имеют почти геометрически ровную сферическую форму. Из этого факта следует любопытный вывод, что эти «обитатели» своеобразного заповедника в Персее не испытывают никакого серьезного воздействия соседних крупных галактик. К тому же было доказано, что эти карлики не просто мелкие, а еще и весьма древние галактики, обитающие в этой области Вселенной. То есть если говорить языком сравнений, то это равносильно тому, как если бы в настоящее время ученые нашли остров, заселенный доисторическими животными.

Что же защитило этих «лилипутов» от разрушения соседями-гигантами? Информация, переданная «Хабблом» на Землю, дает основания для предположения о том, что у карликовых галактик есть своеобразная броня из темной материи, которая окутывает их, словно «кокон». А, как известно, темная материя – это особая субстанция, существование которой можно наблюдать лишь косвенным путем – по гравитационному взаимодействию с обычной материей и излучением. Поэтому любые воздействия крупных галактик на членов «заповедника» в Персее блокируются незримым, но мощнейшим щитом из темной материи, которая содержится в этих карликах.

Своеобразный «заповедник галактик» в Персее

Более того, астрофизики предполагают, в «галактиках-карликах» относительное количество темной материи может быть даже большим, чем в гигантских спиральных звездных скоплениях. Об этом свидетельствует хотя бы тот факт, что в областях, где скапливаются большие спиральные галактики, они, в отличие от миниатюрных своих собратьев, разрушаются относительно очень быстро.

 

Вселенские пузыри

Когда в 1924 году американский астроном Эдвин Хаббл выяснил, что расстояние до туманности Андромеды многократно превышает размеры нашей Галактики, в науках о Вселенной произошел настоящий переворот: оказалось, что спиральные, эллиптические и иррегулярные туманности являются родственницами нашего Млечного Пути. Так, на втором уровне, где властвовала лишь одна Галактика, вдруг появилось их огромное количество.

«Вселенские пузыри» в созвездии Льва

В первое время в их расположении ученые не видели ничего, кроме хаоса. Однако чем дальше в глубь космоса проникали «взгляды» телескопов, тем яснее виделось, что вроде бы разрозненные галактики собраны в сообщества.

Так, поблизости от Млечного Пути находилась туманность Андромеды, а также еще дюжина мелких галактик вроде Магеллановых Облаков. Впоследствии все они были объединены в так называемую Местную группу галактик.

Когда последовала серия открытий новых галактик и их систем, то оказалось, что Земля, наша Солнечная система и Галактика находятся внутри целой группы структур, которые, словно «матрешки», находятся одна внутри другой.

В результате выяснилось, что наша Местная группа является частью огромного скопления галактик, расположенного в созвездии Девы, которое по своей структуре слегка походит на Млечный Путь. Так же, как звезды в Млечном Пути, в нем рассеяны и галактики.

И по мере того как исследователи проникали в глубь созвездия, ближе к его центру, их плотность заметно возрастала. Впрочем, это для астрономов большой новостью не стало, поскольку было давно известно, что гравитация стягивает галактики в единое целое.

Многочисленные наблюдения наводили астрономов на мысль, что Вселенная состоит из бесчисленного множества шаровидных скоплений галактик. А неожиданное открытие, которое сделали в семидесятые годы минувшего столетия американские астрономы Маргарет Геллер и Джон Хахра, не только не опровергло эту точку зрения, но даже, наоборот, обогатило ее новыми и весьма любопытными фактами…

Именно тогда эти два специалиста решили изучить всю иерархию мироздания, чтобы разобраться, какие тайны скрывают отдаленные глубины космоса. А для этого следовало проделать колоссальную работу: очень точно нанести на карту десятки тысяч галактик, указав при этом их длину и ширину, а также расстояние до них.

К осени 1986 года, когда ученые собрали приличное количество статистических сведений, Геллер, анализируя их, неожиданно заметила странную закономерность: все тысячи галактик составили фигуру, напоминавшую… человека. Ее рост достигал 500 миллионов световых лет.

Этот «рисунок» дал основание эзотерикам заговорить о том, что Господь Бог таким образом увековечил себя в своем творении, и вся Вселенная – это «автопортрет» Всевышнего.

Дальнейший анализ полученных данных заставил ученых удивиться еще больше прежнего: оказалось, что фигура человека – лишь небольшой фрагмент грандиозного космического узора. Более того, все указывало на то, что скопления галактик вовсе не хаотично рассредоточены во Вселенной. Наоборот, они как будто размещаются на неких выпуклых телах, внутри которых царит абсолютная пустота. Эти тела можно сравнить с гигантскими мыльными пузырями, занимающими весь необозримый космос. И собраны эти пузыри в особый орнамент из гигантских звездных систем. И оказывается, древние мудрецы, представлявшие небо как расположенные одна над другой сферы, во многом были правы: они и впрямь вложены одна в другую, как матрешки.

Одной же из самых крупных «матрешек» является «Великая Стена Слоуна», которая была обнаружена в 1989 году на небосводе Северного полушария. Состоит она из многих тысяч галактик: ее размеры приблизительно равняются 500×200×15 миллионов световых лет. Это, согласно расчетам астрономов, составляет около 5—10 процентов всей материи Вселенной.

Но это не единственное столь масштабное скопление звездных систем. Учеными были открыты и другие гигантские структуры из тысяч и десятков тысяч галактик. Например, в созвездии Льва астрономы обнаружили еще одно многочисленное скопление галактик, которое находится примерно в шести с половиной миллиардах световых лет от нашей планеты. В мировом пространстве оно растянулось на более чем шестьсот миллионов световых лет.

Эта невероятно огромная по своим масштабам структура долгое время казалась ученым неправдоподобной. Ведь даже галактики, имеющие длину в сотни тысяч световых лет, перед этой вселенской громадиной выглядели всего лишь мелкими песчинками.

Как это обычно случается в науке, после открытия архисложной и вместе с тем организованной структуры галактик у астрономов сразу появилась масса вопросов: существуют ли в самом деле столь сложно организованные образования? А может, просто нам кажется, что космическая материя принимает такую организованную форму? Какие законы формируют и поддерживают эти структуры в их правильном состоянии?

В ходе последующих наблюдений ученые пришли к выводу, что космос и впрямь определенным образом структурирован. В нем можно найти и «матрешки», и «человечков», и «струны».

А уж если говорить аналогиями, то космос во многом напоминает пчелиные соты с плотно расположенными ячейками, или огромное развивающееся живое существо, одной из клеток которого является наша Солнечная система. А уж Земля в этой системе – просто атом.

Но какими же силами обусловлена столь сложная и бесконечно огромная структура? Ответа на этот вопрос у современных ученых пока нет.

Более того, в современной науке о космосе даже нет более или менее правдоподобных гипотез, которые могли бы дать объяснение тому, какие законы или факторы сформировали ячеистую структуру вещества во Вселенной.

Правда, в теории поля была сделана попытка объяснить этот феномен случайными флуктуациями вакуума или протовещества на ранних стадиях расширения Вселенной сразу после Большого взрыва. Но опять же: как случайные флуктуации смогли сформировать столь геометрически строгую структуру таких гигантских масштабов?

Одним словом, гипотез много, а той единственной теории, которая смогла бы дать окончательный ответ на все вопросы, связанные с ячеистой структурой Вселенной, пока нет.

 

Другие вселенные. Каковы они?

Итак, к концу прошлого столетия усилиями ученых многих специальностей было выяснено, что мироздание имеет невероятно сложную структуру, по крайней мере намного сложнее той, которая представлялась ученым в начале прошлого века.

Теперь даже неспециалист знает, что ни Земля, ни Солнце, ни наша Галактика не являются центрами Вселенной. И живем мы в так называемой Метагалактике, которая к тому же стремительно расширяется.

В ней бесчисленное множество галактик, и каждая состоит из десятков или даже сотен миллиардов звезд-солнц.

А теперь попытаемся смоделировать картину мироздания, в которой кроме нашей Вселенной существуют и другие аналогичные или отличные от нее миры.

Начнем с того, что, как только астрономы установили, что Метагалактика расширяется, как почти сразу же появилась гипотеза Большого взрыва, который, как предполагается, произошел примерно 15 миллиардов лет назад.

После этого события очень плотное и горячее вещество одну за другой проходило стадии «горячей Вселенной». Так, через 1 миллиард лет после Большого взрыва из возникших к тому времени облаков водорода и гелия стали появляться «протогалактики», или первобытные галактики, а в них – первые звезды.

Об этом процессе известный советский физик академик Я.Б. Зельдович в свое время писал: «Теория Большого взрыва в настоящий момент не имеет сколько-нибудь заметных недостатков. Я бы даже сказал, что она столь же надежно установлена и верна, сколь верно, что Земля вращается вокруг Солнца. Обе теории занимали центральное место в картине мироздания своего времени, и обе имели много противников, утверждавших, что новые идеи, заложенные в них, абсурдны и противоречат здравому смыслу. Но подобные выступления не в состоянии препятствовать успеху новых теорий».

Возможно, другие вселенные выглядят именно так

Это было сказано в начале 80-х годов прошлого века, когда уже делались первые робкие попытки существенно дополнить гипотезу «горячей Вселенной» новыми идеями и принципами.

Именно в это время на стыке физики и астрофизики появилась во многом странная идея о «раздувающейся Вселенной». Ее суть заключается в том, что в первое мгновение своего появления Вселенная чудовищно быстро расширялась. За какие-то ничтожные доли секунды размер рождающейся Вселенной вырос не в 10 раз, как это должно было бы происходить при «нормальном» расширении, а в 1050 или даже 101000000 раз.

Но самое удивительное в этих процессах то, что, хотя расширение происходило и ускоренно, однако энергия в единице объема оставалась постоянной. Более того, астрофизики доказывают, что первые мгновения этого молниеносного расширения осуществлялись в «вакууме».

Но этот вакуум был не тем обычным, который мы себе условно представляем, а ложным, поскольку невозможно назвать «вакуумом» в принятом понимании этого слова тот объем пространства, в котором плотность вещества достигает 1077 килограммов в метре кубическом.

Именно из такого, не поддающегося представлению, вакуума и могло, как считают ученые, образоваться множество метагалактик, в том числе, конечно, и наша. И каждая из них имеет свои физические константы, свою структуру и другие характерные ей свойства и параметры.

Но если это на самом деле так, то возникает вполне закономерный вопрос: а где же находится эта «родня» нашей Метагалактики?

Скорее всего эти вселенные, в том числе и наша, образовались в результате «раздувания» многочисленных сфер, или областей, на которые распалась Вселенная в первые мгновения после Большого взрыва.

А так как каждая такая область, ставшая отдельной метагалактикой, раздулась до размеров, превышающих нынешний размер нашей Метагалактики, то их границы удалены на огромные расстояния. Возможно, ближайшая из мини-вселенных находится от нас на расстоянии порядка 1035 световых лет. А ведь поперечник нашей Метагалактики «всего» десять миллиардов световых лет.

Выходит, что где-то далеко-далеко от нас и друг от друга, в бездонных глубинах мироздания существуют иные, вероятно, совершенно фантастические миры…

Выходит, что мир, в котором мы живем, многократно сложнее, чем считалось ранее. По крайней мере это доказывают космологи. И состоит он из бесчисленного множества вселенных во Вселенной. Но об этой большой, всеобъемлющей, сложной, удивительно многообразной Вселенной мы пока почти ничего не знаем.

Единственное, что нам все-таки известно, что все эти миры, которые существуют за пределами нашей Метагалактики, реальны.

 

Великий Аттрактор, или сверхпритяжение

В начале последнего десятилетия минувшего столетия астрономы установили, что галактики разлетаются в космическом пространстве не поодиночке, а огромными скоплениями, как стаи птиц во время перелетов. Так, Млечный Путь вместе с галактиками в созвездии Девы, в компании со сверхскоплением галактик в созвездии Волосы Вероники, а также вместе с другими огромными массами космической материи мчится со скоростью 600 километров в секунду в направлении какого-то неустановленного, но невообразимо мощного источника гравитации. Расчеты показывают, что общая масса этого объекта равняется массе приблизительно десяти тысяч крупных галактик.

Американский астроном Алан Дресслер, назвавший таинственный, поглощающий все и вся незримый объект Великим Аттрактором

И в этот гигантский и одновременно странный «омут» затягивается почти половина вещества всей нашей Вселенной. И за многие миллиарды лет в этом бездонном вселенском «колодце», вероятно, скопилось столько материи, что даже приблизительно его количество никто не осмелится назвать. Пытаясь же найти хоть какое-то приемлемое сравнение, эту бездонную «пропасть» можно условно назвать черной дырой в центре нашей Галактики.

Известный же американский астроном Алан Дресслер назвал этот таинственный, поглощающий все и вся незримый объект Великим Аттрактором, или Великим Источником Притяжения (англ. «attraction» означает «тяготение»). Однако увидеть что-либо в той бесконечной дали, куда с огромной скоростью несется наш материальный мир, пока не удалось.

Первое время, пытаясь определить природу этого объекта, ученые выдвинули несколько гипотез. Так, согласно одной из них, Великий Аттрактор представляет собой скопление нового, неизвестного науке, вида материи. Сторонники другой гипотезы доказывали, что это не что иное, как «космическая струна», возникшая в «младенческие годы» нашей Вселенной.

Однако в ходе последующих исследований было установлено, что Великий Аттрактор является гигантским скоплением галактик. От него до Млечного Пути – приблизительно 300 миллионов световых лет. Расположен Великий Аттрактор в небе Южного полушария. Он тянется от созвездий Павлина и Индейца до созвездия Парусов.

Следует отметить, что галактики перемещаются не в одном, а в самых разных направлениях. То есть в космосе царит полный кавардак. А такая ситуация приводит к тому, что в космосе нередко происходят столкновения не только одиночных галактик, но и их скоплений.

 

Столкновение галактик

Мы уже знаем, что в бескрайнем космическом пространстве различные по массе и объему небесные тела периодически сталкиваются друг с другом: астероиды и метеоры падают на планеты и спутники, одни звезды поглощаются другими…

Но, оказывается, входят во взаимный контакт и галактики – гигантские небесные структуры, состоящие из многих десятков миллиардов звезд. Об этом вкратце мы уже говорили выше, но теперь попытаемся на этом явлении остановиться подробнее.

Итак, возвращаясь к взаимодействию галактик, следует сказать, что столкновение таких громадных космических объектов происходит, естественно, с высвобождением энергии и перемещения масс в количествах, не поддающихся даже самому богатому воображению.

Конечно же, столкновение галактик вовсе не подразумевает, что происходят массовые соударения отдельных звезд. И в принципе, ничего странного в этом нет, так как звезды находятся на громадном удалении друг от друга: по крайней мере эти расстояния в сотни миллионов раз превышают собственные диаметры светил.

А вот галактики, в отличие от звезд, размещены относительно недалеко друг от друга: промежутки между этими звездными скоплениями превосходят их размеры всего лишь в десятки и сотни раз.

Соответственно и столкновения галактик происходят значительно чаще, чем звезд. А поскольку у галактик может быть разная форма – спиральная, эллиптическая и неправильная, то их столкновения друг с другом происходят тоже по-разному. Они могут или пролетать на близком расстоянии одна от другой, или цепляться друг за друга, или даже фронтально соударяться.

«Антенные» галактики NGC4038 и NGC4039

В результате этих взаимодействий нередко существенно меняется и внешний вид звездных скоплений. При этом таким процессам подвергается около двух процентов галактик, расположенных на относительно небольшом от Земли расстоянии.

Так, в созвездии Ворона, на расстоянии в 63 миллиона световых лет от Земли, находится самая близкая к нашей планете пара сталкивающихся звездных скоплений NGC4038 и NGC4039, более известных как «Антенные» галактики. Связано такое название с тем, что к ним примыкают длинные, состоящие из газа и звезд, лентовидные образования, напоминающие две антенны.

Детальные исследования этих двух галактик выявили в них более тысячи возникших в недавнем прошлом шаровидных звездных скоплений, в каждом из которых – до миллиона солнц. При этом эти шаровидные образования довольно молоды: их возраст – около сотни миллионов лет. Образовались же они под влиянием приливных сил, появившихся в ходе сближения двух галактик.

Впрочем, следует указать, что силы тяготения во время столкновения звездных систем существенной роли не играют. Более важными являются гравитационные взаимодействия отдельных участков галактик: две близко расположенные области притягивают друг друга значительно сильнее, чем те, которые находятся на отдаленном расстоянии одна от другой.

В результате гравитации возникают приливные силы, растягивающие галактики в длину или же изгибающие их. Причем происходят подобные изменения в форме звездных островов даже тогда, когда они лишь проносятся на близком расстоянии друг от друга, не приходя в непосредственное соприкосновение.

А вот что произойдет с формой галактик при их столкновении, зависит как от геометрии удара, так и от скорости, с которой он совершается.

Так, когда галактики сближаются со скоростью 200 километров в секунду, они обычно сливаются, словно две капли жидкости. Когда же скорость столкновения достигает 600 километров в секунду, то звездные острова проходят сквозь друг друга, как два призрака. А если сближение происходит при скорости в 1000 километров в секунду, галактики разлетаются на осколки, как столкнувшиеся стеклянные шары.

В процессе взаимодействия галактик меняется не только их форма, но и происходят разнообразные перемещения облаков газа и пыли. А это – огромный объем вещества: например, в спиральных системах его количество составляет до 20 процентов их видимой массы. Впоследствии, уплотняясь под воздействием приливных сил, эти облака формируют новые звезды. А поскольку процесс появления молодых небесных тел идет очень быстро, то и светимость галактик за немногие миллионы лет многократно увеличивается.

Таким образом, можно уверенно говорить, что космические столкновения не уничтожают обитателей неба, а, наоборот, способствуют появлению молодых звезд и галактик. То есть по сути, омолаживают космос.

С помощью современных средств наблюдения в «Антенных» галактиках ученые даже смогли увидеть детали появления звездных скоплений. «Число шаровидных звездных скоплений, увиденных нами, было поразительным, – резюмировал полученные результаты американский астроном Брад Уитморе. – До сих пор мы думали, что шаровые скопления как в нашей, так и в других галактиках, состоят из старых звезд. Оказывается, не всегда так. Понимание такого факта должно изменить нашу точку зрения на поздние фазы развития звезд, а также повлиять на определение времени различных небесных событий».

Основываясь на полученных данных, ученые могут делать важный для астрономии вывод, что столкновения галактик – один из значимых факторов в жизни космоса. При этом в прошлом взаимодействующих галактик было гораздо больше, чем в настоящее время. И связано это, вероятнее всего, с тем, что раньше сама Вселенная была гораздо меньше, а значит, звезды находились на более близких расстояниях одна от другой. Следовательно, они и ударялись или соприкасались намного чаще.

Кстати, изучая результаты взаимодействия звездных систем, ученые установили, что удаленные от нас на миллиарды световых лет галактические скопления составлены преимущественно из спиральных галактик, которые, вероятно, являются самыми древними во Вселенной. А вот скопления, расположенные на меньшем от нас удалении, представлены в основном эллиптическими галактиками. Причем некоторые из них являются космическими гигантами. А стали они таковыми скорее всего потому, что в ходе своего развития за миллиарды лет «проглотили» дюжины других галактик.

Но не только о прошлом могут рассказать следы, оставленные на «теле» галактик во время былых соударений. Так, «Антенные» галактики могут помочь заглянуть в далекое будущее: например, «показать», что может случиться в отдаленной перспективе с Млечным Путем. Сейчас навстречу друг другу несутся два громадных звездных острова: наша звездная система и туманность Андромеды. В настоящее время их разделяет, казалось бы, невероятно большое расстояние в 2,9 миллиона световых лет. Но и скорость их сближения тоже огромна – 300 километров в секунду.

В конце концов через три миллиарда лет эти две системы, вероятнее всего, окажутся рядом друг с другом. А вот о том, что произойдет в результате этого сближения, можно только гадать. Возможно, последует сильнейшее столкновение, а возможно, галактики пролетят рядом друг с другом.

Но даже если галактики не столкнутся, а всего лишь разминутся на близком расстоянии, взаимное притяжение заставит их изменить свои траектории. Есть также вероятность, что затем они сольются и дадут жизнь новой эллиптической системе.

А произойдет это тогда, когда наше Солнце превратится в умирающую звезду. Но в это время на небосводе над мертвой Землей будут уже гореть яркие огни светил во вновь рожденных звездных шаровых скоплениях.

 

«Размножение» вселенных

После открытия гигантских галактических скоплений у астрономов, естественно, появилось немало вопросов, связанных с этим феноменом. Например, как такая скученность появилась, что влекло галактики к сближению? Или почему они имеют именно такой вид, а не какой-то иной?

И недостатка в гипотезах, с помощью которых ученые пытаются ответить на эти вопросы, нет. Так, нобелевский лауреат по физике Ханнес Альфвен предположил, что во Вселенной скорее всего имеется еще одна, пока неизвестная нам, сила. А, возможно, таких сил, о которых мы вообще не подозреваем, даже несколько? Более того, не исключено, что галактики – это не просто оазис мертвой материи, а области, где они, словно живые организмы, по собственной инициативе «собираются в сообщества». И кто знает: а вдруг связующим материалом этих скоплений является своеобразная симпатия галактик друг к другу.

А вот создатель фрактальной геометрии французский математик Бенуа Мандельброт сравнил структуру Вселенной с перистым облаком. Ученый был уверен, что вообще весь мир построен по фрактальному принципу: он имеет «волокнистую» структуру, во многом схожую с кроной дерева или бронхами легких.

Но если это и на самом деле так, – а многие факты говорят как раз в пользу этой точки зрения, – то многие общепризнанные теории, объясняющие структуру мироздания, придется пересмотреть. Ведь в основе их лежат главным образом постулаты теории относительности, которые, как известно, применимы лишь в однородной Вселенной, в которой материя распределена относительно равномерно. Во фрактальной же Вселенной законы, открытые Эйнштейном, неприменимы.

А вот российский астроном Андрей Линде считает, что бесконечный космос состоит из множества вселенных, которые абсолютно не связаны друг с другом. При этом одни вселенные рождаются, другие – гибнут. И Большой взрыв, породивший наш мир, далеко не уникальное событие, поскольку он не первый и не последний. Весь великий космос постоянно сотрясается бессчетным количеством взрывов, порождающих новые вселенные.

Астроном Андрей Линде считает, что бесконечный космос состоит из множества вселенных, которые абсолютно не связаны друг с другом

Но это все гипотезы. А вообще пока никто не может ответить: почему во Вселенной возникли такие гигантские структуры, и как долго шло их формирование?

И еще к вопросу размножения вселенных. В это трудно поверить, но астрономы утверждают, что это на самом деле так, хотя этот факт их весьма и весьма удивил. И действительно, удивляться было чему.

Дело в том, что в ходе одного исследования астрономы установили, что разные карликовые галактики имеют равную массу.

Этот факт был установлен во время изучения этих объектов в Млечном Пути, которое проводила группа американских астрономов. Ученым в ходе исследования удалось измерить массы 18 из 23 галактик, окружающих этот бесчисленный звездный рой.

А чтобы измерить массу, астрономы производят точные измерения скоростей движения звезд в каждой галактике: чем больший разброс в этих скоростях, тем выше масса галактики в целом.

Так вот, ученые установили следующее: несмотря на то, что каждая из этих 18 галактик состоит из разного количества звезд – от нескольких тысяч до десятков миллионов, – общая масса их центральных «ядер» практически одинакова и равна массе приблизительно 10 миллионов Солнц.

Объяснить этот феномен довольно сложно. И тем не менее одна гипотеза на сей счет все же существует. Предполагается, что очень маленькие карлики, в отличие от своих «стандартных» собратьев, содержат большее количество темной материи. И именно эта материя, которую нельзя «увидеть», и дает им дополнительную массу.

Что влияет на появление при столь значительных диспропорциях в содержании темной материи такой согласованности в массах карликовых галактик, сказать пока трудно. Впрочем, как и ответить на вопрос: почему не существует галактик меньше этого определенного веса?

Вообще-то астрономы склоняются к мнению, что имеется некоторый критический порог, после которого начинается процесс образования галактик. И не исключено, что у более мелких скоплений материи слишком слабая гравитация, чтобы они могли стимулировать образование звезд.

 

Галактика из стекла

Ученым давно известно, что в космическом пространстве встречаются кристаллические образования, по своему составу напоминающие стекло. Например, такие кристаллы в небольших количествах найдены в пределах нашей Галактики. В частности, у некоторых звезд, сходных по строению с нашим Солнцем.

Такие же кристаллические осколки были обнаружены инфракрасным космическим телескопом «Спитцером» в ходе наблюдений за выбросами с кометы Темпель-1, последовавшими после того, как в нее врезался зонд НАСА.

На Земле искорки стеклянных кристалликов можно заметить на песчаных берегах, а ночью они регистрируются в земной атмосфере среди пыли, приносимой сюда вместе с метеорами.

Найти же подобные «стекляшки» за границей Млечного Пути ученым долгое время не удавалось. И вот, наконец, свершилось. В 2006 году тот же телескоп «Спитцер» «разглядел» уникальный тип сталкивающихся галактик: их ядра покрыты облаками, в состав которых входят микроскопические кристаллы, по своему составу сходные с осколками обыкновенного стекла.

Действительно, это и в самом деле спекшийся песок, состоящий из силикатных зерен. Но чтобы этот «песок», по своему составу похожий на стекло, возник, требовался определенный температурный режим.

Не меньшее удивление у исследователей вызвал и тот факт, что такие хрупкие структуры, как микроскопические кристаллы, смогли сохраниться в агрессивной звездной среде. Ведь они очень быстро разрушаются. Возможно, скорость их образования превосходит темп их разрушения.

«Стеклянные» галактики, обнаруженные «Спитцером», в значительной степени отличаются от Млечного Пути. У них чрезвычайно высокая светимость в инфракрасном диапазоне, а также они содержат много пыли. За эти свойства их назвали ультралюминесцентными инфракрасными галактиками.

Инфракрасный космический телескоп «Спитцер»

Обычно это сталкивающиеся галактики со смешивающимися ядрами. Они, по сути, представляют собой вселенские «плавильные печи», в которых разрушаются и вновь появляются массивные звезды. У многих из них есть центральные исполинские черные дыры, мало чем отличающиеся от квазаров.

Что же касается «стеклянных кристаллов», то они скорее всего формируются массивными звездами в галактических центрах. И когда эти звезды взрываются в качестве сверхновых, то они накануне этого процесса и рассыпают, словно фейерверк, стеклянную пыль.

Однако эти кристаллы-«неженки» недолговечны. Ученые рассчитали, что частицы, появившиеся во время взрыва сверхновой, бомбардируют это кристаллическое стекло, переводя его в аморфное состояние. И длится этот цикл появления кристаллического вещества и его последующего разрушения очень короткое время.

Телескоп «Спитцера» как раз и дал возможность астрономам увидеть такое короткоживущее облако из кристаллизованных силикатов, созданных звездами из двух сталкивающихся галактик.

Астрофизики предполагают, что открытие «стеклянных галактик» позволит лучше понять процессы, в ходе которых происходит образование, эволюция и слияние галактик, включая и наш Млечный Путь.