Кто вы? - Страница 4
Активный читатель этой книжки (верю, что вероятность такого события заметно больше нуля) легко может убедиться в этом, преодолев элементарные расчеты.
Согласно взрывной теории все галактики приблизительно сохраняют ту скорость, которую они получили в момент взрыва или в начале своего разбегания (фактически она замедляется силами взаимного притяжения). Галактики, получившие максимальную скорость в момент вселенского катаклизма, наиболее удалены от нас. Так как в среднем галактики равномерно распределены в окружающем нас пространстве, то они образуют непрерывно расширяющуюся сферу.
Самое удивительное, читатель, что мы с вами легко можем определить радиус этого невообразимо гигантского шара. В самом деле, скорость самой «быстроногой» (может — «быстрокрылой») из галактик принципиально не могла превысить скорость света. Следовательно, для предельной оценки мы и возьмем эту скорость. Тогда, умножая ее на время, прошедшее с момента катаклизма, мы получим искомую величину. Ее называют волнующе кратко — радиус мира, который в этом случае будет равен 13 миллиардам световых лет, или 12,3 · 1022 километров.
Вот с каких предельно удаленных расстояний можно ожидать поступления световых и радиоизлучений в Метагалактике!
Теория происхождения вселенной от некогда произошедшего разового взрыва является далеко не единственной. С ней конкурирует теория «пульсирующей» вселенной, оперирующая понятием кривизны пространства и базирующаяся на общей теории относительности. В ней предполагается равномерное распределение масс в пространстве. Анализ сил тяготения в такой системе приводит к выводу, что вселенная не может находиться в «статическом» состоянии. Она должна либо расширяться, либо сжиматься. Получаемая модель допускает чередование этих фаз. В настоящее время вселенная переживает фазу расширения.
Но как ни манят эти теории, увлекающие часто сильнее, чем приключения Шерлока Холмса и майора Пронина, вместе взятые, мы вынуждены поставить на этом точку.
Будем считать, что закончили беглое знакомство с общей картиной мира и можем перейти к интересующим нас частностям в этой все расширяющейся сфере. Наш путь лежит к тем звездам, у которых могут быть планеты с разумными существами.
Но как их выделить из общей массы звезд? Чтобы подступиться к этой задаче, необходимо вникнуть в «личную жизнь» звезд. Это мы и сделаем.
Что же такое звезды?
Это самосветящиеся небесные тела шарообразной формы, состоящие из раскаленных до очень высокой температуры газов. Они братья и сестры нашей близкой звезды — Солнца.
Ласковыми светящимися голубыми огоньками они выглядят потому, что удалены от нас дальше, чем Солнце, в сотни тысяч, миллионы и миллиарды раз.
Процессы, происходящие в звездах, сложны и разнообразны. Но оказалось, что два простых параметра звезды определяют ее основные свойства. Это температура поверхности звезды T и ее диаметр D. Первый параметр определяет количество энергии, излучаемой единицей поверхности (она пропорциональна четвертой степени температуры). Второй — полную поверхность звезды.
По этим двум параметрам легко найти полную энергию, отдаваемую звездой L. Ее еще называют светимостью звезды.
Величина T для различных звезд меняется значительно и лежит в интервале 1000–50 000 градусов шкалы Кельвина. (По этой шкале за нулевую принята температура минус 273 градуса обычной шкалы Цельсия. Но при столь высоких температурах, как у звезд, переход от одной шкалы к другой незначительно меняет дело.)
Подавляющее число звезд имеет температуру порядка 3500 градусов по Кельвину (дальше мы не будем уточнять шкалу). Наша любимая и воспетая, кажется, всеми без исключения поэтами Земли звезда имеет такие параметры:
Температура 6000 градусов, диаметр 700 000 километров.
Мощность этого источника света настолько велика, что его лучи легко пронизывают 150 миллионов километров, отделяющих нашу планету от светила, не теряя своей чудодейственной силы. Восход Солнца или появление его из-за туч всегда наполняет энергией и радостью обитателей Земли.
«Мы — дети солнца! Это оно горит в нашей крови, это оно рождает гордые, огненные мысли, освещая мрак наших недоумений, оно — океан энергии, красоты и опьяняющей душу радости!» Этот горьковский гимн Солнцу, вероятно, лучший из возможных.
Но нас ведь интересуют дети — планеты — других светил. Обратимся к ночному небу. Вся небесная сфера для удобства ориентировки разбита на 88 участков-созвездий. Они очерчены отрезками прямых линий и напоминают сложные выкройки. Каждое созвездие имеет характерные яркие звезды и свое имя. Каких названий тут только нет! Из одних животных можно было бы создать зоопарк: Дельфин, Дракон, Единорог, Жираф, Летучая Рыба, Пегас, Райская Птица и даже Феникс.
Яркие звезды каждого созвездия обозначаются буквами греческого алфавита, а самые яркие из них имеют свои названия. Так, Полярная звезда есть альфа Малой Медведицы. В созвездии Кита есть получившая сенсационную известность одна из ближайших к нам звезд — тау Кита и т. д. Звезды немного потусклее обозначаются буквами латинского алфавита или цифрами.
Наблюдая за звездами, мы увидели бы, что они светятся разным цветом. Так, Сириус, или самая яркая на нашем небе звезда (альфа в созвездии Б. Пса — пишется: альфа Б. Пса), имеет голубовато-белое свечение. Звезда Альдебаран в созвездии Тельца (альфа Тельца) излучает красноватый свет. Желтое свечение наблюдается у ближайшей к нам звезды — альфы Центавра. Солнце тоже дает желтое свечение. Почему же звезды светятся по-разному?
Исследования показали, что ни различия в химическом составе, ни в структуре внешней газовой оболочки не оказывают значительного влияния на видимый цвет. Решающим фактором здесь является температура звезды.
Именно температура определяет, какой участок спектра является доминирующим у той или иной звезды. Так, нагревая кусок железа, мы будем наблюдать сначала красное свечение, затем желтое и наконец доведем его до «белого каления».
По характеру излучаемого спектра звезды разбиты на семь спектральных классов. Запомнить последовательность классов легко, если воспользоваться плодами студенческой смекалки. Их дают первые буквы слов в фразах: «Один битый англичанин финики жевал, как морковь» — для русского алфавита, «Oh be a fine girl, kiss me!» («О, будь хорошей девочкой, поцелуй меня») — для английского алфавита. Эти классы даны в таблице.
Наше Солнце принадлежит к классу G.
Одним из величайших достижений астрономии XX века, которое сравнивают с открытием периодического закона Менделеева, является установление определенных закономерностей между светимостью звезд L и их спектральным классом. Эта зависимость известна под названием диаграммы Герцшпрунга — Рессела.
Оказалось, что 90 процентов всех звезд расположено на этой диаграмме в диагонально идущей полосе. Поэтому ее назвали «главной последовательностью». Основная особенность звезд главной последовательности — приблизительная прямая пропорциональность между температурой и массой звезды и обратная пропорциональность между температурой (или массой) и временем жизни звезды на этой последовательности.
Кроме главной, мы видим на диаграмме ряд других последовательностей (сверхгиганты, красные гиганты, белые карлики). Как следует из диаграммы, наше Солнце находится в центральной части главной последовательности (класс G).
В процессе эволюции звезды совершают сложный путь по диаграмме «спектр — светимость», связанный с коренным изменением их структуры. Но при этом основное время звезда пребывает на главной последовательности, почему ее иногда называют домом, или обителью, звезд. Что творится в этом доме, мы разберем в следующем разделе. А пока, уставший читатель, давай отдохнем. Если сейчас вечер, то погасим в комнате свет. Откроем окно. Полюбуемся звездами. Оценим установленный гигантским трудом факт: весь этот чарующий хаос далеких и близких, слабых и сильных светил собирается на нашей диаграмме в единую могучую реку — главную последовательность. Мы находимся где-то в ее средней части.