Анатолий Бернацкий - 100 великих тайн Вселенной
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.
