Коллектив авторов - Тайны веков: Кн. 2
Сами авторы гипотезы не обольщались на ее счет. «Для системы Урана, — подчеркивали они, — удовлетворительного объяснения не дано». Да что там Уран! Не дано объяснения попятно движущимся спутникам и планетам; не укладывается в небулярную схему и распределение масс, плотностей и химических элементов во всех пяти планетных системах.
А как обстоят дела с катастрофической гипотезой? Бюффон в 1745 году предположил, что когда-то в Солнце врезалась громадная комета и выбила из него брызги планет. 135 лет спустя английский астроном А. Биккертон заменил комету странствующей звездой, О прямом столкновении звезд, как причине формирования планет, писали многие, пока в начале нашего века английские натуралисты Т. Чемберлен, Ф. Мультон и Дж. Джинс не доказали, что выброс вещества из Солнца может происходить просто так, без непосредственного контакта с пролетающей мимо звездой, за счет одних приливных сил.
Далее вступает в действие аппарат небулярной гипотезы. Из выброшенного вещества постепенно возникают планетезимали (зернышки планет). Затем идет процесс конденсации, причем, с точки зрения гипотезы Бюффона — Джинса, нужны еще какие-то катастрофы для образования вторичных «планетных систем» у гигантов. Отметим, что тут не только остаются справедливыми все возражения, выдвигаемые против гипотезы Лапласа — Хойла, но и появляется ряд новых существенных возражений.
Не раз такими крупными учеными, как Б. Левин, Ф. Уиппл, У. Макари и другими, указывалось на маловероятность конденсации планет из газопылевых струй — они имеют тенденцию не прилипать друг к другу, а рассеиваться. Но космогонисты пропускают математические доводы мимо ушей и придумывают все более замысловатые сочетания многообразных условий, при которых якобы может происходить зарождение и рост планет.
По пути многих солнц
Ввиду непреодолимых трудностей небулярной и катастрофической гипотез возникла мысль о принципиально ином, но в то же время синтезирующем подходе. Сначала американский физик Р. Ганн в 1932 году создал модель Протосолнца, разделившегося при быстром вращении за счет электромагнитных эффектов на две части. Но далее Ганн пошел по проторенному пути. Мол, между обеими расходящимися звездами протянулись струи газов. Из них сконденсировались планетезимали и т. д. Модель Ганна была математически опровергнута уже через полгода.
Однако идея двойного Протосолнца не умерла. В 1935 году Г. Рассел, а в 1937 году Р. Литтлтон независимо друг от друга разработали гипотезу о столкновении с солнечным напарником некоего небесного странника, то есть проходящей мимо третьей звезды. Напарник и третья звезда погибли или были вышвырнуты в бездны космоса, а Солнце осталось. Осколки столкновения превратились в огромную протопланету, спутник Солнца. Быстро вращаясь, она разделилась на Протоюпитер и Протосатурн. Перемычка, соединяющая обе эти половинки, распалась на сгустки остальных членов солнечной системы.
Кстати, Р. Литтлтону попутно удалось доказать, что планеты земной группы не могут ввиду незначительных размеров конденсироваться сами по себе, ибо для их образования необходимо промежуточное большое родительское тело. Меркурий, Венера, Земля, Марс явно планеты второго поколения. Это предположение было вполне достойно детального рассмотрения. Впрочем, оно слишком ассоциировалось с исходными постулатами Литтлтона, которые, как в 1940 году доказал индийский ученый П. Бхатнагад, математически необоснованны.
После столь сокрушительной критики Р. Литтлтон выдвинул идею о «тройной звезде», состоящей из Солнца и тесной звездной пары. Поглощая межзвездную материю, «поправляясь» и «вырастая», члены пары сближались. И вот они слились. Последовал бурный период неустойчивости, слившаяся масса распалась на две звезды, причем обе покинули тройную систему, а Солнце осталось в гордом одиночестве, захватив на память газовую перемычку между разделившимися телами. Из нее и сформировались планеты.
Математики сразу же указали, что и в этой модели, как и в любой разновидности небулярной гипотезы, маловероятна конденсация плотных тел из газовых струй. У астрофизиков на время опустились руки.
Но здесь на сцене появился неистовый Фред Хойл. С присущей ему смелостью Хойл заявил в 1944 году: а почему бы не допустить внутренне неизбежную катастрофу с одним из членов «двойного Протосолнца»? Ведь звезды большей частью в процессе внутренней эволюции рано или поздно должны взорваться, стать новыми или сверхновыми.
Предположим, напарник Солнца когда-то превратился в новую или сверхновую звезду. Сила ее грандиозного взрыва, осветившего весь Млечный Путь, разорвала гравитационные связи членов «звездного тандема». Почти все выброшенное вещество было потеряно, но Солнце ухитрилось удержать облако газа, насыщенное тяжелыми элементами, которые синтезировались при взрыве. Правда, неясно, как оно само смогло пережить этот взрыв. Но Хойл не смущался такими «мелочами». Главное, преодолены возражения космохимиков. А далее можно воспользоваться мыслью Р. Литтлтона о протопланете, в которую сконденсировались остатки сверхновой.
Взрывная модель Литтлтона — Хойла и вообще идея «двойного Протосолнца» ничем не хуже других космогонических гипотез, тем более что подавляющее число звезд, как выяснилось, рождается и существует парами. Ясно: такое небесное содружество едва ли случайно. Нет ли здесь закономерности, приоткрывающей загадку происхождения нашей солнечной семьи? Нет ли единого алгоритма, по которому возникают и развиваются космические системы?
Небесные парные «дыры»
Общепризнано, что вселенная в целом расширяется из сверхплотного состояния, галактики разбегаются друг от друга, материя как бы рассеивается по космическому пространству. Поэтому разумно искать, советовал наш выдающийся астрофизик В. Амбарцумян, очень плотные сгустки материи, при «таянии» которых формируются протогалактики и протосолнца.
Такие сверхплотные сгустки — квазары — найдены совсем недавно. Сейчас мы видим их такими, какими они были миллиарды лет назад, в пору рождения солнечной системы. Из мощнейшего, но весьма небольшого по размеру квазара вырастает, как дерево из зернышка, сначала бешено излучающая радиогалактика, затем компактная галактика Сейферта и, наконец, нормальная звездная система типа нашего Млечного Пути или туманности Андромеды.
Исследователи обнаружили у всех небесных скоплений, как минимум, по два центра, или полюса, причем невероятно огромные массы вещества стремительно перекачиваются из одного центра в другой иногда за несколько десятков часов. Квазары, радиогалактики и галактики словно «мигают», причем более плотные и древние космические системы — они же и более молодые по возрасту — пульсируют беспрерывно.
Мало чем удивишь нынешних физиков-теоретиков. Они подозревают: здесь действуют гравитационно-магнитные качели. Материя может, скажем, концентрироваться у двух магнитных полюсов. Образовавшиеся пары особенно эффективно взаимодействуют в сверхплотном состоянии. Предположим, близ каждого полюса поле тяготения, этот гравитационный Голиаф, настолько сильно, что окружающее пространство скучивается и замыкается на себя. Начинается знаменитый гравитационный коллапс. Материя прорывает пространство и проваливается из данного района космоса через «дыру», но куда? Тут-то в дело и вступает, например, магнитный Давид. Магнитное поле сжимается тоже и становится настолько могучим, что решительно вмешивается в ход коллапса и намертво связывает «дыры» друг с другом. Гравитационная молния пробивает пространство между обеими «дырами», под пространством мгновенно прорывается канал.
Вынырнув в другой «дыре», материя по инерции рвется из устья гравитационного «кольца» наружу, однако Голиаф начеку. Он снова притягивает к себе все окрест; близится очередной коллапс, очередная молния. Со временем колебания «качелей» затухают, подобные катастрофы случаются все реже, и парные «дыры» разных размеров постепенно расходятся и стабилизируются.
Механизм универсален, он играет, судя по всему, важнейшую роль в образовании галактик, звезд и планет. Поистине, перефразируя известные слова Ломоносова, открылись звезды — бездны полны.
Как же происходила эволюция нашей Галактики?
На ранних стадиях развития вселенной пространство напоминало взвихренную водную поверхность. Гравитационные валы не только искривляли, но и взламывали пространство, как бы прорубая «кротовые норы» (термин Дж. Уилера) под ним, с выходом в соседние и отдаленные области. Можно допустить, что подобные «норы» соединяют наше пространство, наш мир с неким другим пространством, сосуществующим миром. Из «нор», или «дыр», как из жерл вулканов, могут изливаться огромные массы вещества, но в эти же колодцы рискуют «провалиться» целые звездные системы. В первом случае перед нами «белая дыра», во втором — «черная». «Дыры», по-видимому, рождаются парами, иначе нарушались бы все законы сохранения во вселенной. Когда она была сжатой, «дыры» каждой пары интенсивно взаимодействовали друг с другом, что, в частности, проявлялось в квази-периодической взрывной перекачке вещества между ними (стадия квазара). По мере расширения вселенной и расхождения «дыр» это взаимодействие ослабевает (стадия радиогалактики). Наконец остается компактная галактика, которая активно функционирует (галактика Сейферта). Раскручиваясь и фонтанируя, ядро компактной галактики через сотни миллионов лет порождает обычную спиральную галактику наподобие нашего Млечного Пути.
