Лоция будущих открытий: Книга обо всём

Сказанное относится к большим планетам, малым астероидам и кометам, а также к пылинкам и молекулам, из которых образуются крупные небесные тела. Далекое Солнцу трудно удержать.

Вывод: существование крупных далеких трансплутонов сомнительно. И чем дальше от Солнца, тем сомнительнее. Но кометы там существуют, и многочисленные — целое облако Оорта на расстоянии в десятки тысяч а. е., где скорость убегания около 200 м/с. И при каждом прохождении посторонних небесных тел некоторые из комет, очень немногие, рушатся в центр Солнечной системы, тогда мы их и видим, а значительная часть покидает нас навсегда… если только нет добавочной причины, помогающей тяготению.

Все сказанное выше относится только к постоянным спутникам Солнца. Временные же, проходящие мимо, пронизывающие планетную систему насквозь, могут быть любого размера, больше планет, инфр, даже звезд–карликов, если они и в самом деле способны проникнуть внутрь Солнечной системы. Но об этом «если» — в следующей гипотезе.

В последние годы много пишут о гипотетическом спутнике Солнца — звезде Немезиде, которая вторгается в облако Оорта и сбрасывает оттуда кометы к Солнцу. Но и Немезида подчиняется тем же правилам. Она должна вписаться в энергетическое острие, где скорость убегания должна быть не свыше 200 м/с. Едва ли за миллиарды лет скорость этого опасного спутника не исказилась при встрече с другими звездами… Так что «если» относится и к Немезиде.

Изложенное было опубликовано в журнале «Техника — молодежи» (1985. № 8).

3. Источник тяготения. Всемирное тяготение известно людям триста лет, и триста лет неведомо, откуда оно берется. Объяснение Эйнштейна — «такова геометрия пространства» — ничего не объясняет. Геометрия эта заметно меняется при движении небесных тел, при росте их и даже при сжатии. Какие силы меняют ее? И как это геометрия снабжает энергией падающие тела? Они же работу выполняют. Энергетику тяготения великий Эйнштейн игнорировал, вынес ее за скобки. Но в далеком будущем, когда наши потомки займутся созданием искусственного тяготения, им надо будет разобраться, за счет чего создается естественное.

Знаменитое правило Оккама требует не придумывать новые причины, пока не проверены старые, ранее известные. Известно, что в массе всех тел заключена энергия Е=mс². Не создается ли за ее счет энергия тяготения?

Чтобы проверить такое предположение, построим таблицу МГ: масса — гравитация (см. табл.4).

На ней по абсциссе отложены массы тел, а по ординате — гравитация, выраженная в скорости убегания (вторая космическая, она же скорость падения на данное небесное тело из бесконечности, она же скорость, необходимая, чтобы покинуть его навсегда: v=2gr).

На первый взгляд кажется, что это величина второстепенная, недостойная таблицы. Но ведь это же уровень полного разрушения планеты. Земля вся рассыплется, если частицы ее приобретут скорость 11,2 км/с. Итак, скорость убегания — это числовая характеристика прочности планеты, а кроме того, еще и характеристика энергии связи, выделившейся при создании такого небесного тела, аналогичная тем семи тысячам калорий, которые выделяются при сгорании углерода в кислороде Итак, дается таблица соотношения массы с энергией связи.

Почему, хотя светимость величина очень капризная, в астрономии предпочитают таблицы масса — светимость? Да потому, что светимость можно наблюдать и измерять. Массу же приходится высчитывать, а для гравитации — знать еще и размеры звезды или галактики, что тоже не поддается прямому измерению.

И вот, когда небесные тела легли на таблицу, оказалось, что у всех планет, звезд, у всех галактик энергия массы могла бы обеспечить энергию поля тяготения. Хватает с лихвой: для земного тяготения нужны всего лишь миллиардные доли массы, для звезд и галактик — миллионные. Только черные дыры использовали бы сто процентов.

Но к разговору о черных дырах мы еще вернемся чуть позже. Пока констатируем: собственная масса способна питать тяготение любого небесного тела.

4. Звездные оболочки. С помощью зигзагообразного графика МГ вроде бы получили мы ответ на заданный вопрос: масса небесных тел может быть источником энергии их тяготения. Но график оказался таким характерным, что сама форма его вызывает новые вопросы. Например, почему все планеты и звезды выстроились по прямой линии?

Тут все ясно. Косые линии графика — это линии равной плотности. Плотность планет и звезд примерно одинакова, она близка к выбранной нами единице — плотности атомов. Природа, оказывается, очень капризна насчет плотности — для твердых и жидких тел признает только три (для газообразных–то возможна любая): ядерную — примерно 1014–1016, атомную — 10°-101 и еще, кроме того, галактическую — 10–24–10–20. Другие запрещены.

С атомной плотностью неясности нет: атомные ядра окружены электронными оболочками, отрицательно заряженными, друг друга отталкивающими. Оболочка упирается в оболочку, ажурное атомное тело несжимаемо. И только когда оболочки эти обрываются или лопаются, возникают тела чудовищно–плотные, необыкновенно–плотные, фантастически–плотные — так называемые белые карлики, звезды размером с Землю. Плотность их 104–106, на полпути между атомной и ядерной.

С атомной плотностью все понятно, но непонятно с галактической. Почему не сжимаются звездные скопления, состоящие из разрозненных, притягивающих друг друга звезд?

Высказывалось предположение, что вращение удерживает их от падения в центр. Планеты же не падают на Солнце, бегая по своим орбитам. Но шаровые звездные скопления не вращаются. И не вращаются эллиптические галактики, среди них рекордно массивные.

Предложена хитрая модель качелей: каждая звезда падает в центр, проскакивает его, набирая скорость, вылетает на поверхность, затем падает назад. Но центр галактик не пустой. Там находится плазменный сгусток, ласково именуемый «ядрышком». И на пути к нему — громадные газовые облака; они затормозили бы движение падающих звезд.

А может быть, и у звезд, как у атомов, есть оболочки, неведомые, невидимые и непроницаемые. Упираясь друг в друга, они не позволяют звездам сталкиваться, не позволяют галактике сжиматься. И лишь когда сверхгравитация продавливает оболочки, когда они срываются, подобно атомным при сверхвысоком давлении в недрах Земли или Солнца, тогда звезды падают на звезды, возникают тела сверхкритической массы, может произойти космический взрыв.

Никогда никто не писал о звездных оболочках. Но вот доводы в их пользу: ядра галактик вращаются как твердые тела, эллиптические галактики и шаровые скопления не вращаются вовсе. Гравитация должна бы сдавить их, но нет, звезды там не сближаются. Плотность звездных скоплений не выше 10–20. Галактики как бы тверды. Почему? Оболочки упираются друг в друга?

Можно прикинуть их радиус. Примерно один световой год. Прочность же такова, что они выдерживают удары тел, летящих со скоростью в сотни км/с. Но не больше 1000 км/с. Галактические окрестности Солнца не похожи на твердое тело, спиральные ветви скорее напоминают газовые струи, испарившиеся из твердого ядра. Звезды здесь движутся независимо, но гипотетическая оболочка надежно предохраняет Солнце от столкновения с другими звездами. Однако соприкосновение оболочек возможно примерно один раз в миллион лет, при этом звезды (и Солнце) должны бы менять направление, даже как–то увлекать за собой планеты.

От этих частных гипотез выходим и на проблему верхнего горизонта научных знаний, он же верхний край таблицы масс.

5. Верхний горизонт. Сейчас он проходит примерно на расстоянии десяти миллиардов световых лет. Оттуда десять миллиардов лет тому назад послали нам свет квазары — сверхбеспокойные радиогалактики ранней эпохи жизни нашей Вселенной.

Известно, что Вселенная в настоящее время расширяется. Идут споры: сменится ли расширение сжатием и когда? И вообще, бесконечна ли Вселенная или конечна и замкнута?

Вес эти варианты на таблице МГ отражены графически.