МЕГАСВІТ ОБ'ЄКТІВ ВСЕСВІТУ

Основний зміст глави

Мегасвіт космічних масштабів як цілісного об'єкта розглядає космологія - вчення про світобудову. В одному з розділів цього вчення - космогонії - розвивається теорія походження і еволюції небесних тіл, їх систем і Всесвіту в цілому. Основним експериментальним методом в цій області природознавства є спеціально організоване спостереження. Зміна античної геоцентричної моделі устрою Всесвіту на геліоцентричну систему Коперника знаменувала становлення класичної парадигми Всесвіту. Сучасне природознавство розглядає походження мегамира на основі процесів, що відбуваються на рівні мікросвіту. Екстремально коперниковской точкою зору є уявлення про мультіверсу- ме (безлічі всесвітів).

Історична зміна концепцій Всесвіту

Геоцентрична модель світоустрою, представлена в працях Платона, Аристотеля і Птолемея, лежала в основі в релігійної картини світу аж до епохи Відродження.

Сфери Аристотеля

Мал. 66. Сфери Аристотеля

На думку Аристотеля, в центрі світу знаходиться Земля, що має сферичну форму, оскільки ця форма є найдосконалішою. Земля оточена водою, повітрям і, нарешті, вогнем. Потім йдуть сфери небесних світил: найближча сфера Місяця і найбільш віддалена сфера нерухомих зірок (рис. 66). Сфери обертаються навколо Землі разом з поміщеними на них світилами, які описують при цьому навколо Землі круглі орбіти - вчинені криві. Область небесних світил заповнена ефіром і рух небесних світил здійснюється цим перводвигателем. На противагу Землі, де все змінюється, в небі все незмінно і зовсім. Космос не народжений і незнищенний, він вічний. У цьому Аристотель розходиться зі своїм учителем Платоном, у якого Універсум - Всесвіт створюється творцем Деміургом. Деміург розділив сфери руху планет в пропорційних відносинах, як

1/2/3/4/8/9/27. У цьому виражається відношення радіусів орбіт планет: Місяця (1), Сонця (2), Венери (3), Меркурія (4), Марса (8), Юпітера (9), Сатурна (27). Остання сфера - сфера нерухомих зірок, яка займає особливе місце серед інших сфер [1].

Вважалося, що закони перспективи вказують на те, що якби Земля переміщалася всередині сфери нерухомих зірок, то сузір'я, до яких вона наближається, здавалися б більшими, в той час як на протилежному боці неба все сузір'я виглядали б зменшеними. Відсутність таких спостережень пояснювалося розташуванням Землі в центрі світу (в дійсності це пояснюється тим, що відстані від Землі до зірок дуже великі). Для Аристотеля положення про те, що центр Землі збігається з центром світу, дуже важливо, оскільки саме це було базою для його теорії природного і насильницького руху (див. П. 4.1).

У більш пізньої моделі Птолемея небесні світила розташовувалися на правильних сферах, так що вісь обертання попередньої сфери похило закріплювалася на наступній. Крім того, вводилися епіцикли - додаткові кругові рухи планет. Додавання обертань, що відбуваються в різних площинах, давало якісно верп картину небесних рухів. Зокрема, воно пояснювало назадні руху планет.

В епоху Відродження Ніколо Коперник обґрунтував геліоцентричну систему на цілому ряді розумінь на користь руху Землі. У тому числі він приводив і такий аргумент: «Набагато більш дивним було б, якби в двадцять чотири години поверталася така громада світу, а не найменша його частина, якої є Земля» [1].

Грунтуючись на системі Коперника, Поган Кеплер встановив перші наукові закони в астрономії. Він виявив, що планети рухаються по еліпсам і що ставлення квадратів періодів обертання дорівнює відношенню кубів середніх радіусів орбіт планет. У своїй праці «Музика сфер» він писав, що відносини періодів обертань планет подібні звукоряду гами. Гармонійне відношення (або золотий перетин) виконується і для людини: фігура вважається гармонійною, якщо відношення зростання людини до відстані від поверхні ступні до талії одно 1,618. Таким чином, в дусі свого часу Кеплер показав, що Всевишній облаштував світ в його єдності і за законами гармонії і краси.

Пояснення взаємодії планет в Сонячній системі було дано І. Ньютоном, що сформулював закон всесвітнього тяжіння, що відображає єдність всього матеріального світу. Ньютону Всесвіт представлялася машиною величезного масштабу, якось запущеної Творцем і незмінною у своєму обертальному русі і обсязі.

Класична парадигма світоустрою була заснована на даних астрономічних спостережень в тому діапазоні електромагнітних випромінювань (ЕМВ), який сприймає зір людини, округлено від 0,4 мкм до 0,8 мкм. Якщо врахувати те, що спектр ЕМІ надзвичайно широкий, від гамма-променів з довжиною хвилі близько 10 ~ 17 м до радіохвильового випромінювання з довжиною хвилі, що досягає 1 км, то стають очевидними обмеженість спостережень в діапазоні видимого світла і неповнота інформації класичної астрономії про навколишній світ .

Аж до 20-х років минулого століття Всесвіт ототожнювалася з однією єдиною Галактикою, в якій знаходиться наша Сонячна система. Розміри Галактики оцінювали в 100 000 світлових років (далі в тексті - св. Л.). В рамках класичної концепції об'єктами Всесвіту були зірки, туманності, планети, комети, астероїди і більш дрібні метеори і метеорити. Фізична природа всіх об'єктів, крім туманностей, була більш-менш ясною. Для дослідження ж подробиць будови туманностей не було технічних можливостей, які з'явилися лише після введення в дію телескопів з оптично досконалими дзеркалами більш ніж метрового розміру.

Зокрема, в 1924 р в США на високогірній обсерваторії «Маунт Вілсон» був споруджений телескоп з діаметром головного дзеркала

«Камертон» Хаббла

Мал. 67. «Камертон» Хаббла

2,5 м. Спостереження, виконані за допомогою нового обладнання, дозволили Едвіну Хабблу встановити, що туманність в сузір'ї Андромеди має спіральну структуру і є галактикою, що містить в своєму складі сотні мільярдів зірок.

Поступово з'ясувалося, що галактики мають різноманітні форми - від кульових, еліптичних, спіральних до спіральних з поперечною смугою. Перша класифікація форм галактик дана Е. Хабблом (рис. 67).

Відкриття інших галактик мало революційне значення не тільки для астрономії, але і для всього природознавства в цілому. Наша Галактика виявилася однією з безлічі інших. І хоча ми не можемо поглянути на неї з боку, наявність Чумацького Шляху серед сузір'їв дозволило визначити орієнтацію серединної площині нашої Галактики, а дані спостережень за допомогою радіотелескопів дозволили визнати, що за формою вона відповідає спіральної конфігурації з перетином (з баром).

Так Всесвіт стала Метагалактикою, тобто більш загальною категорією. Сам горизонт людського сприйняття навколишнього світу стрибком розсунувся на нові гігантські космічні відстані. Досить сказати, що до туманності Андромеди світло поширюється протягом 2 млн 300 тис. Років! Ім'я Едвіна Хаббла по праву має стояти в ряду таких великих імен, як Галілео Галлілей, Ніколо Коперник і Джордано Бруно.

Необхідність зміни парадигми світобудови стала очевидною. Резонанс в суспільній свідомості був порівнянний з тим впливом, яке надало встановлення планетарної моделі будови атома

Е. Резерфордом.

І страшним, страшним креном До іншим яким-небудь Невідомим всесвітам повернути Чумацький шлях ...

Такими словами висловив свої враження від відкриття Хаббла російський поет Борис Пастернак. Звернемо увагу - тут ще поняття «всесвіт» використовується як синонім поняття «галактика».

Разом з тим стало ясно, що одних тільки оптичних спостережень буде недостатньо для дослідження Всесвіту як Метагалактики. У міру відкриття високоенергетичних космічних випромінювань, починають проводити експерименти по їх реєстрації на висотних аеростатах, на поверхні Землі, в товщі гір і під водою. Були відкриті лінії радіовипромінювання водню на довжині хвилі 21 см, оксиду вуглецю- на довжині хвилі 2,64 мм, гідроксилу - на довжині хвилі 18 см. Тому починають будувати радіотелескопи в вигляді гігантських радіоантен.

Після запуску перших штучних супутників Землі, показали можливість виведення наукової апаратури в навколоземний космос, починається час запусків на орбіту телескопів, що працюють в різних діапазонах довжин хвиль. Перший запущений рентгенівський телескоп носив символічну назву «Ухуру» ( «Розвідник» на мові племені ірокезів). Небо в рентгенівських променях виявилося зовсім не схожим на звичну картину сузір'їв, хоча цілий ряд джерел виявився бачимо «в усіх променях», включаючи гамма-промені.

Порівняно недавно у Всесвіті були виявлені рентгенівські пульсари і барстери, квазізвездние об'єкти - квазари. Спалахи наднових зірок тепер реєструють спочатку за допомогою нейтронних детекторів і в рентгенівських променях, потім, із запізненням до декількох діб, спостерігається спалах світлового випромінювання. В даний час розробляються проекти супутникових лазерних інтерференційних гравітаційних обсерваторій. Таким чином, сучасна астрономія стає всехвильовий, а горизонт Всесвіту відсувається все далі.

З яких причин остання обставина дуже важливо для природознавства, ми розглянемо нижче. Зараз же відзначимо, що галактики розташовуються у Всесвіті хаотично, а утворюють локальні групи, або скупчення.

Наша Галактика входить в Місцевої групи, членами якої є також М31 (Андромеда), МЗЗ (Трикутник), галактики Великого Магелланової Хмари і ряд інших (всього близько 25). Члени Місцевої групи розкидані по простору в межах до 3 млн св. л. Центр мас групи розташований на одній третині відстані від нашої галактики (її назва Чумацький Шлях) до галактики М31. Найпотужніші галактики мають відносно маломасивні галактики-супутники. Наприклад, Велика Магелланова Хмара є супутником нашої Галактики і робить один оборот навколо Чумацького Шляху за 2,5 млн років.

З розвитком комп'ютерної техніки стала можливою обробка великих масивів інформації про розташування галактик і їх скупчень. У 1977 р були опубліковані перші результати комп'ютерного аналізу положення більш ніж 1000 галактик в достатньо вузькому клині неба в

Розташування скупчень галактик

Мал. 68. Розташування скупчень галактик

напрямку сузір'я Волосся Вероніки. На екрані комп'ютера вийшла картина розподілу, (рис. 68), яку пізніше назвали ячеистой.

На початку 80-х рр. XX ст. остаточно склалася нова ідея про те, що скупчення галактик, в свою чергу, утворюють стрічки величезній просторової мережі. Середній розмір осередку (яка не містить зірок) такої тривимірної мережі становить приблизно 330 млн св. л. (один світловий рік дорівнює 9,510 | 5 м). Осередки представляють собою «бульбашки» порожнього простору, а Всесвіт на самому грандіозному масштабному рівні нагадує «губку».

Відкрилася безодня, зірок повна.

Зіркам числа нема, безодні - дна.

Так писав про нічному небі російський вчений-енциклопедист М.В. Ломоносов. Фактично в цій строфі виражена класична парадигма пристрої мсгаміра. В її рамках роль основних структурних одиниць відведена зірок.

У сучасному природознавстві основною одиницею (або, скоріше, будівельним блоком) виступають галактики, що несуть в собі від 10 10 до 10 12 зірок типу нашого Сонця. До кінця XX в. наші уявлення про Всесвіт стали більш структурованими і більш повними, ніж на початку.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >