История астрономии. Завершение формирований представлений о Вселенной 20 века

Приливные гипотезы были полностью оставлены в 30-е годы - и как провозглашавшие уникальность, чрезвычайную редкость образования планетных систем, и, главное, как не сумевшие преодолеть пресловутый парадокс, связанный с моментом количества движения. Это показал относительно гипотезы Джинса - Джеффриса Г. Н. Рессел, 1938 г. и, окончательно,- Н. Н. Парийский, 1943 г. Наиболее ценным результатом развития этих гипотез было возрождение и значительно более четкая, чем у Канта, формулировка идеи "промежуточных" тел - планетезималей в гипотезе Чемберлина - Мультона и идея холодного крайне медленного слипания планетезималей. Первая объясняла недостаток на Земле легких летучих элементов, а вторая - большой возраст Земли (приближавшийся уже по тогдашним оценкам геологов к миллиарду лет). Надо сказать, что у Канта эта идея холодного образования планет оказывалась само собой разумеющейся: формирующееся одновременно с планетами Солнце разогревалось, по его концепции, лишь после завершения своего формирования. Из кризисного состояния, когда все гипотезы были отвергнуты, планетную космогонию вывел выдающийся советский математик, геофизик, географ академик О. Ю. Шмидт (1891-1956). Прежде всего он осуществил синтез обоих направлений в космогонии. В 1944 г. Шмидт выдвинул свою "метеоритную гипотезу" образования планетной системы опять-таки при взаимодействии двух независимых (т. е. каждый со своим моментом количества движения) объектов: Солнца и "роя тел", захваченного им при прохождении через экваториальную зону Галактики, где подобной мелкодисперсной (метеорной) материи весьма много. Последнее обстоятельство делало подобную встречу существенно более вероятной, чем у Джинса. Хотя в острых дискуссиях с астрономами Шмидт сумел доказать возможность подобного захвата (эта идея была затем развита советским астрономом-математиком Г. Ф. Хильми), эту часть концепции, в целом вынужденную, Шмидт в дальнейшем оставил.

В таком подходе вообще отпала нужда, когда шведский астрофизик и физик X. О. Альвен создал свою знаменитую теперь концепцию "вмороженных" в плазму магнитных полей и показал, что момент количества движения Солнца мог быть значительно уменьшен в результате передачи части его через магнитное поле Солнца окружающей протопланетной туманности. В дальнейшем Шмидт, его последователи и авторы подобных гипотез - об образовании планет в околосолнечном газово-пылевом облаке (именно к газово-пылевому от чисто метеорного облака перешел в развитии своей гипотезы Шмидт)- рассматривали протопланетное облако как генетически связанное со звездой (Солнцем). Эта мысль в наши дни находит подтверждение в открытии вокруг молодых звезд (например, типа Т Тельца) холодных (10-80 К) "молекулярных облаков" из газа сложного химического состава и пыли (в основном силикатной). Впервые в истории космогонии (и астрономии в целом) Шмидт объяснил знаменитый, найденный в свое время как эмпирическое правило закон планетных расстояний Тициуса - Боде, а также вычислил астрономическим путем, исходя из своей теории, возраст Земли (найденное для этой величины число хорошо согласуется с результатами вычислений возраста земной коры по составу радиоактивных изотопов в горных породах - около 4,5 млрд. лет). Развитая Шмидтом теория холодного формирования планет из газово-пылевого облака составляет основное ядро его космогонической концепции и содержит наиболее ценные результаты.

Она оказала чрезвычайно большое влияние на все дальнейшее развитие планетной космогонии и легла в основу современных, практически ставших общепризнанными, представлений. Наконец, третья группа вопросов, рассмотренных в космогонии О. Ю. Шмидта, относится к проблеме термической истории и - более широко - эволюции Земли как планеты после завершения в основном процесса ее формирования из газово-пылевой материи. Исходным пунктом здесь явился общий вывод Шмидта об отсутствии в развитии планет и Земли огненно-жидкой стадии всей планеты в целом. Этот вывод позволяет предположить гораздо более раннее возникновение гидросферы Земли и, следовательно, дает возможность отнести возникновение жизни на Земле к эпохе на миллиарды лет более ранней, чем при допущении огненно-жидкого начального состояния Земли. Разогревание Земли и частичное расплавление ее центральных областей, согласно Шмидту, происходило уже потом, постепенно, в результате накопления внутри нее тепла не только в результате сжатия протопланеты, но главным образом за счет распада радиоактивных элементов (урана, тория и др.). Такая идея еще раньше была выдвинута и защищалась В. И. Вернадским. Идея возникновения на небе новых (в смысле - ранее не существовавших) звезд родилась у наблюдателей в древности, когда были замечены появления неизвестных ранее "неподвижных звезд" (Гиппарх, 134 г. до н. э.). Позднее к ней возвращались первые в Европе наблюдатели сверхновых звезд: Тихо Браге (1572) и Кеплер (1604), которые полагали, что эти две новых звезды образовались из туманной материи Млечного Пути. Таким образом, продолжающееся звездообразование представлялось естественным. В произвольной умозрительной космогонии Декарта звезды-солнца возникали в центре вихрей (куда, якобы, стекалась - в противовес картине у Аристотеля - легкая материя, тогда как тяжелая была отброшена на периферию, где и формировались планеты). Зарождение научной гравитационной звездной космогонии можно связать с заключением Ньютона о формировании звезд из разреженной первичной материи в "начале" существования Вселенной. Но он представлял это как единичный акт звездообразования в стационарной, неизменной в дальнейшем Вселенной. Такое представление стало надолго общепринятым. Другую позицию занял Кант (1755), что стало, впрочем, известно лишь после 1791 г. Между тем, именно в 1791 г. В. Гершель, рассматривавший до этого все туманности в духе Райта - как звездные острова Вселенной, открыл диффузную природу планетарных туманностей и разделил туманности на "истинные" и "ложные" (звездные системы). Планетарную туманность NGC 1514 с ярким ядром он интерпретировал как звезду, формирующуюся в результате гравитационного сжатия диффузной материи. Развивая эту гипотезу путем составления длинных рядов туманностей с постепенно усиливающейся к центру (или нескольким центрам) яркостью, что интерпретировалось как стадии сгущения, он увлекся и зачислил в 1811- 1814 гг. большинство "ложных" туманностей (галактик) в диффузные объекты - формирующиеся звезды (и группы звезд). Гипноз от убедительности такой гипотезы, слегка поколебленный открытиями Росса (структурности туманностей), в последней трети XIX в. вновь усилился после спектрального доказательства (В. Хеггинсом) газовой природы многих туманностей. С середины 20-х годов XX в., после окончательного доказательства того, что "мир туманностей" - это множество самостоятельных звездных систем - галактик, а не эволюционная последовательность сгущающихся в звезды масс диффузной материи, звездная космогония надолго утратила наблюдательную почву и стимул к развитию. На новой наблюдательной основе она возродилась к середине XX в. в виде концепции одного из крупнейших астрофизиков современности академика В. А. Амбарцумяна, самостоятельно пришедшего к выводу о продолжающемся и в наше время, к тому же групповом (что допускал также В. Гершель) звездообразовании.

Быть может, не без влияния входивших тогда в сознание идей расширяющейся Вселенной и вытекающих отсюда следствий - о начале такого расширения из сверхплотного состояния (идеи Леметра, Эддингтона, развитые в конце 40-х годов Гамовым и др.), В. А. Амбарцумян выдвинул в 1947 г. оригинальную гипотезу, которая как бы повторяла в миниатюре картину эволюции всей наблюдаемой Вселенной: в любой части современной Вселенной могут сохраняться остатки сверхплотного первичного вещества, которые, распадаясь, дают начало звездам, точнее, группам их, что и наблюдается, как считал автор гипотезы, в виде расширяющихся недолговечных и, следовательно, молодых скоплений горячих звезд (О- и В-ассоциаций). Предположив, что такие области звездообразования находятся в центральных частях галактик, Амбарцумян предсказал открытие особой активности ядер галактик - в виде разного рода быстропеременных процессов, сопутствующих дезынтеграции вещества (взрывы, интенсивное истечение и выбросы вещества, быстрые изменения светимости, т. е. переменность блеска). В целом гипотеза Амбарцумяна не вошла пока в современную астрономическую картину мира как общепринятая или хотя бы равноправно сосуществующая с классической концепцией конденсации,- в первую очередь, видимо, уже по той причине, что эта гипотеза никогда не была детально развита ни ее автором, ни его учениками. Но ее удивительное соответствие открытиям последних десятилетий (активность ядер у так называемых "галактик Маркаряна", дополнивших аналогичный сейфертовский тип галактик, выделенный в 1940-1942 гг. К. Сейфертом, чудовищная активность радиогалактик и квазаров),- позволяет утверждать, что в концепции дезинтеграции есть "зерно истины".

Главная страница раздела