авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |

«Р.Е.РОВИНСКИЙ Сегодня позитивное познание вещей отождествляется с изучением их развития. П.Тейяр де Шарден. РАЗВИВАЮЩАЯСЯ ВСЕЛЕННАЯ ...»

-- [ Страница 3 ] --

"Это подарок судьбы космологам, – пишет С.Вайнберг [30], – поскольку они могут вы числять интересующие их величины, скажем, содержание гелия, не слишком беспокоясь о том, что происходило на очень ранних стадиях развития Вселенной. Зато это плохо для нас, физиков, изучающих элементарные частицы, поскольку нам не приходится ожидать от космо логических наблюдений значительной информации, которая могла бы дополнить эксперимен ты, осуществляемые в земных условиях".

Основные события Стандартного сценария. К первой секунде температура снизилась до миллиардов градусов (1010 К) и произошло отделение от "газовой смеси" нейтрино и антиней трино, практически прекративших взаимоотношения с оставшимися компонентами.

К 14-й секунде температура упала до трех миллиардов градусов. Появились условия для аннигиляции электронов и позитронов. В результате выделилась еще одна порция фотонов и значительная энергия, подогревшая фотонно-барионный газ, но не нейтрино, оставшиеся при более низкой температуре, чем остальные частицы Вселенной. Небольшой избыток электро нов над позитронами, возникший на самом раннем этапе развития, сохранился, и отрицатель ный суммарный электрический заряд электронов точно компенсировал положительный сум марный заряд примесных протонов.

Будущий состав барионной Вселенной определился не без участия процесса превращения свободных нейтронов в протоны, протекавшего на протяжении почти всей лептонно фотонной эры. К моменту ее завершения отношение числа протонов к числу нейтронов стало равным 8:1, оно сохранилось и определило в дальнейшем соотношение водорода и гелия во Вселенной.

Спустя три минуты и две секунды после "начала" температура снизилась до миллиарда градусов. На этом завершилось формирование самой ранней Вселенной, и начался процесс соединения протонов и нейтронов в составные ядра, его называют нуклеосинтезом. На про тяжении всей самой ранней стадии развития шли процессы усложнения вещества, упорядоче ния вакуума и продвижения Вселенной от начального однообразия к все большему разнооб разию.

2.4 Завершение раннего периода развития Вселенной Объединение протонов и нейтронов (нуклонов) в составные ядра протекает при участии ядерных сил, радиус действия которых не превышает 10–13 см. Для сближения нуклонов на такие расстояния необходимо, по крайней мере, выполнение двух условий: свободные нукло ны должны обладать энергией, позволяющей им сблизиться на указанную дистанцию, но при этом их энергия не должна превышать энергии связи нуклонов в ядре, иначе объединение окажется неустойчивым. Следовательно, нуклеосинтез может протекать в узком интервале температур, и верхней границей интервала служит температура порядка одного миллиарда градусов. Этой границы Вселенная достигла спустя примерно три минуты после начала рас ширения.

Электрические заряды протонов препятствуют их прямому объединению, так как кинети ческой энергии этих частиц при температуре в миллиард градусов не хватает для преодоления электромагнитного отталкивания между ними при сближении на указанную дистанцию. Но нет препятствий для сближения и объединения протонов с нейтронами. Соединение протона, ядра водорода, с одним нейтроном образует ядро дейтерия, а присоединение второго нейтрона создает ядро трития. Это – два тяжелых изотопа водорода. Образование же ядер других эле ментов требует, казалось бы, невозможного – объединения двух и большего числа протонов.

В конце 20-х годов Г.Гамов, Э.Альфер и Р.Герман указали возможный путь нуклеосинтеза в условиях ранней Вселенной. В его основе лежит процесс нерезонансного захвата нейтрона протоном. В таком процессе захваченный нейтрон (образующий с протоном ядро дейтерия) тут же распадается на протон, электрон и антинейтрино (бета-распад), после чего в ядре ока зываются вместе два протона и это уже ядро гелия – второго после водорода элемента табли цы Менделеева. К ним присоединяется один или два нейтрона, создавая ядра с массовым чис лом 3 или 4. Массовое число показывает из скольких частиц (нейтронов и протонов) состоит данное ядро. Два изотопа гелия с указанными массовыми числами являются устойчивыми, а любые другие комбинации неустойчивы.

В принципе процесс нерезонансного захвата нейтрона может повториться с ядром гелия, оно увеличит свой заряд еще на единицу и станет ядром лития, затем бериллия и последую щих элементов. Казалось бы, открывается прямой путь для последовательного образования одного за другим ядер всех известных элементов. Однако в Природе переходы от простого к сложному, как правило, отличаются от наиболее прямых, в наших представлениях, путей.

Нуклеосинтез в ранней Вселенной тому пример. На пути его последовательного развития встали элементы с "магическими" массовыми числами 5 и 8. Дело в том, что любая комбина ция протонов и нейтронов, образующая ядро с одним из таких массовых чисел, оказывается нежизнеспособной и стремительно распадается на составные части. Так что цепочка последо вательного присоединения нейтрона к ядру с дальнейшим его превращением в протон обры вается в самом начале, не оставляя надежды на образование ядер с числом нуклонов, превы шающим 4. Этот барьер на пути наращивания нуклонов в ядре физики назвали "щелью мас сы".

Таким образом, нуклеосинтез в ранней Вселенной не мог образовать наблюдаемого во Вселенной сегодняшнего дня разнообразия химических элементов, укладывающегося в стройную систему таблицы Менделеева. Поэтому его назвали первичным нуклеосинтезом.

Примерно через час после начала расширения все нейтроны оказались связанными с частью протонов, образовав ядра гелия с небольшой примесью ядер дейтерия и совсем мизерной до бавкой ядер трития. Температура к этому времени упала до 300 тысяч градусов, но была еще слишком высокой для соединения ядер с электронами, что исключало образование атомов.

Из-за преобладания в барионном веществе ранней Вселенной протонов над нейтронами ито говое содержание гелия, созданного первичным нуклеосинтезом, составило, по оценкам, 28%, а остальное барионное вещество представляли ядра водорода, то есть протоны.

В современной Вселенной соотношение между атомами водорода и атомами гелия должно определяться «реликтовыми» атомами гелия, образовавшимися из ядер гелия, возникших в первичном нуклеосинтезе, плюс теми атомами гелия, которые впоследствии были созданы в результате протекания в звездах типа нашего Солнца реакций водородного цикла нуклеосин теза. Ф.Хойл и Р.Тейлер провели расчеты образования ядер гелия в первичном нуклеосинте зе. Затем оценили примерное количество гелия, возникшего в реакциях звездного нуклеосин теза, и вычли это значение из оценок содержания гелия в космосе наших дней. Тем самым они определили концентрацию «реликтовых» атомов гелия во Вселенной. Эта концентрация ока залась в хорошем согласии с расчетом выхода гелия в первичном нуклеосинтезе. Результат говорит в пользу гипотезы Горячей Вселенной и Большого Взрыва.

Первичный нуклеосинтез – это процесс трансформации только барионного вещества, ос новную часть которого составляют протоны и нейтроны. В понятие вещественной среды кро ме них входят бозонная частица фотон и лептонная частица нейтрино, концентрации которых на много порядков превышают концентрацию барионов. В вещественной Вселенной пример но на 10 миллиардов таких частиц приходится лишь одна барионная частица – ядро водорода (протон) или гелия, и одна лептонная частица – электрон. Фотон взаимодействует со свобод ными электронами и в ранний период развития Вселенной, когда все наличные электроны бы ли свободными, это обстоятельство прочно привязывало фотоны к барионному веществу, де лая его непрозрачным для излучений.

Главное подтверждение реальности исходной гипотезы происхождения Вселенной было получено в начале 60-х годов ХХ века. Согласно сценария развития ранней Вселенной при мерно через 500-700 тысяч лет после завершения первичного нуклеосинтеза радиус однород ного вещественного сгустка достиг значения примерно 100 Мпс, плотность вещества снизи лась до 10–22 г/см3, и температура снизилась до 3000 К, что сделало возможным соединение электронов с ядрами водорода и гелия, образовав атомы современной водородно-гелиевой Вселенной. В сгустке исчезли свободные электрические заряды, возросла степень прозрачно сти атомарного вещества и прервалась связь с ним огромной массы фотонов, возникших в ра нее протекавших процессах аннигиляции вещества и антивещества. Такое событие было предсказано Альфером и Хермонсом задолго то того, как во Вселенной был обнаружен рав номерно заполняющий ее тепловой фон. Исходя из гипотезы Горячей Вселенной, они рассчи тали, что космическое пространство в наше время должно быть заполнено равновесным теп ловым излучением с температурой ~3 К, получившим название реликтового излучения.

В начале 60-х годов группа теоретиков и экспериментаторов во главе с Робертом Дикке более детально провела расчет образования теплового фона. Освобожденное излучение, дав шее гигантскую световую вспышку в конце раннего периода развития Вселенной (огненный шар), в дальнейшем расширялось вместе с расширением Вселенной и «остывало».

Следует обратить внимание на то, что возникновение теплового излучения возможно только в процессах многократного поглощения и переизлучения фотонов при их взаимодей ствиях с атомарным веществом. Только так может возникнуть термализация излучения. Тер мализация вполне могла произойти в довольно плотном сгустке вещества перед образованием атомов, но в наши дни, когда средняя плотность вещества в космосе очень низкая, вероят ность образования равновесного теплового излучения крайне маловероятна. Поэтому образо вание теплового фона Вселенной в наши дни практически исключается, это продукт раннего периода развития Вселенной. В своей пространственной структуре реликтовое излучение со хранило "память" о структуре барионного вещества в момент разделения, и высокая его одно родность в пространстве указывает на высокую однородность «сгустка» вещества к концу раннего периода развития Вселенной. Современная температура фонового излучения ~ 3К соответствует равновесному излучению абсолютно черного тела на длинах волн в области от ~10 до 0,05 см с максимумом на длине волны ~0,1 см.

Реликтовое излучение случайно экспериментально обнаружили в 1964 году английские радиофизики Пензиас и Вильсон, опередившие экспериментаторов из группы Дикке, созна тельно готовивших такой эксперимент, но не располагавших на тот момент необходимым оборудованием. О значении своего открытия Пензиас и Вильсон узнали только после того, как обратились к Дикке за разъяснением непонятого ими равномерного теплового шума в ан тенне, идущего со всех направлений неба.

Этап рекомбинации электронов с ядрами водорода и гелия, возникновение при этом ре ликтового излучения, завершили период раннего развития вещественной Вселенной.

Гипотеза Горячей Вселенной или Большого Взрыва, рассмотренная в этом разделе книги, не единственная, но именно она считается наиболее продуктивной. Научная гипотеза – это не фантазия, а предположение, основывающееся на сегодняшнем знании. Детализация гипотезы ведет к определенным следствиям, часть из которых уже теперь можно проверить на материа ле наблюдений за современным состоянием изучаемого объекта, в данном случае – вещест венной Вселенной. Если данные наблюдений согласуются со следствиями, предсказанными гипотезой, то гипотеза становится основой для создания новой теории. Каковы видимые дос тоинства гипотезы Большого Взрыва, позволяющие считать ее наиболее продвинутой?

Эта гипотеза естественным образом объясняет тот факт, что современная Вселенная на 98% состоит из водорода и гелия. Она правильно определяет количество реликтового гелия, образовавшегося в первичном нуклеосинтезе. Гипотеза позволила теоретикам выделить ос новные фазы развития ранней Вселенной и расчетным путем оценить продолжительность ка ждой фазы, выявив те изменения, которые на их протяжении происходили с вакуумом, с фор мами вещества и процессами взаимодействия между этими формами. Наконец, два важней ших астрономических открытия ХХ века наиболее весомо вписались в следствия рассматри ваемой нами исходной гипотезы. Во-первых, открытие красного смещения в спектрах галак тик, не входящих в местное их скопление, показавшее существование того, что условно на звано разбеганием галактик равномерно во все стороны (расширение Вселенной). Во-вторых, обнаружение реликтового излучения, предсказанного исходя из гипотезы Горячей Вселенной с точным определением основных параметров этого излучения до того, как произошло его открытие. К этому следует добавить достижения инфляционной теории, следствия которой хорошо согласуются с имеющимися наблюдательными данными, полученными в самое по следнее время. Подробности достижений в развитии инфляционной теории изложены в [31].

Ни одна другая выдвигаемая сегодня гипотеза устройства Вселенной не может сравниться по полноте и разработанности с тем, что создано на основе гипотезы Горячей Вселенной.

Время от времени предпринимаются попытки опровергнуть факт расширения веществен ной Вселенной, для чего выдвигается предположение, что красное смещение спектральных линий галактик – это не оптический эффект Доплера, вызванный их «разбеганием», а резуль тат потери фотонами своей энергии на пути от галактик к наблюдателю через космическую среду. Современная физика не знает иного механизма потери фотоном части своей энергии, кроме как через его взаимодействие с веществом. В процессах такого взаимодействия потери энергии первичными фотонами зависят от среды, в которых такая трансформация происходит, а величина сдвига в красную область будет зависеть от длины волны исходного фотона. В от личие от этого красное смещение под влиянием эффекта Доплера отличается тем, что сдвиг спектральных линий, например, в сериях линий водорода или гелия, не зависит от длины вол ны этих линий, он происходит как единое целое. Это обстоятельство является следствием то го, что частота излучаемых фотонов не меняется при движении источника света. Изменение частоты, регистрируемое неподвижным наблюдателем, есть кажущийся эффект, величина ко торого зависит только от скорости движения излучаемого объекта. Поэтому физики уверенно говорят о наблюдении именно эффекта Доплера, а не частичных потерь энергии фотонами при прохождении через космическую среду. К тому же расстояние до галактик, определенное по красному смещению, для не слишком удаленных галактик совпадает с результатами изме рений, осуществляемых независимыми методами.

Существуют также попытки найти иные объяснения присутствию теплового фона в совре менной Вселенной причинами, не вытекающими из гипотезы Горячей Вселенной. Наиболее серьезной альтернативой служит объяснение теплового фона термализацией звездного излу чения. Такие попытки наталкиваются на серьезные трудности, которые до сих пор не преодо лены. Прежде всего, спектр света звезд радикально отличается от микроволнового фона. Кро ме спектральных различий, свет звезд создает плотность фотонов в тысячи раз меньшую плотности фотонов микроволнового фона. Но термализовать хаотическое излучение в совре менной Вселенной невозможно. Приходится относить процесс преобразования звездного из лучения в термализованный микроволновой фон в исторически далекое прошлое, в котором плотность вещества Вселенной предполагается намного более высокой, чем в наши дни. Кро ме того, пространство Вселенной необходимо заполнить пылинками определенного размера, с которыми будут взаимодействовать фотоны звездного излучения. Но какой процесс способен был создать в прошлом высокую плотность вещества, если исключить расширение Вселен ной? Выдвигается гипотеза о том, что в далеком прошлом возникли первые звезды, масса ко торых была в 10-15 раз больше массы Солнца. Возможно, что с помощью такой гипотезы можно уменьшить недостачу фотонов, излучаемых звездами по сравнению с количеством фо тонов в микроволновом фоне, хотя такое предположение плохо согласуется с известными ас трономам представлениями о происхождении и эволюции звезд. Но как в отсутствии расши рения Вселенной заставить «остыть» исходный термализованный свет звезд? Нелишне при этом вспомнить, что именно гипотеза Горячей Вселенной позволила без каких-либо помех предсказать появление и эволюцию теплового фона до того, как такой фон был обнаружен.

Но вопрос о рождении Вселенной нельзя считать закрытым. Новые знания, возможно, уточнят или даже внесут заметные изменения в гипотезу "начала". Однако возможные изме нения не опровергнут того, что мы имеем дело с направленно развивающейся Вселенной.

3. СТРУКТУРНАЯ САМООРГАНИЗАЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ И ЕЕ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ 3.1. Формирование структур как этап самоорганизации Вселенной На рубеже рекомбинации Вселенная достигла своеобразной точки бифуркации. До этого ее развитие шло через последовательные преобразования вакуума и вещества, достижения в ходе таких преобразований все более высоких уровней упорядоченности и сложности. Про цесс протекал с охватом всей Вселенной как единого целого. Движущей силой самоорганиза ции служили глубинные свойства вакуума и вещества и особенности их проявления в экстре мальных условиях начального периода развития. В дальнейшем эта роль перешла к четырем фундаментальным силам природы. Но вот исчерпались возможности дальнейшего развития Вселенной в том ключе, в каком оно происходило раньше, наступил критический момент.

Линейная экстраполяция происходящего расширения в будущее предсказывает Вселенной переход к деградационным процессам, завершающимся образованием так называемой фотон но-лептонной пустыни. Но вместо этого произошел скачкообразный переход, приведший к структурообразованию вещества Вселенной. В результате возникли наблюдаемые сегодня разномасштабные структуры, пребывающие в неравновесных состояниях. С этого времени вещественная Вселенная, как система, перешла в состояние, для которого равновесие проти вопоказано.

Особенности наступившей фазы развития определяют два качественно новых момента.

Во-первых, появились особые локальные условия, обеспечивающие протекание новых актов самоорганизации. Такие акты совершаются на этапах, когда предшествовавшее развитие Все ленной создает для них необходимые условия. Например, биосфера Земли смогла возникнуть лишь после появления Солнечной системы с входящей в ее состав нашей планетой;

Солнеч ная система с тяжелыми планетами земной группы возникла в условиях, когда процессы нук леосинтеза в звездах предшествовавших поколений создали в их недрах и выбросили в меж звездную среду всю гамму химических элементов, тяжелее водорода и гелия;

но сами эти звезды возникли лишь после того, как некогда однородная Вселенная приобрела структурную организацию, и так далее.

Во-вторых, структурная организация Вселенной открыла возможность появления огром ного разнообразия форм и разновидностей подсистем, тем самым расширив поиск и выбор путей дальнейшего развития. На стадии ранней Вселенной ничего подобного не было. В каж дой иерархической подсистеме возникают, развиваются и умирают разные вариации элемен тов и процессов, чем поддерживается динамическое существование подсистемы как целого.

Имеются убедительные признаки того, что перед рекомбинацией сгусток вещества во Все ленной обладал высокой степенью однородности. В частности, об этом свидетельствует высо кая однородность реликтового излучения. Возникает естественный вопрос, как при таких об стоятельствах объяснить возникновение неоднородностей, породивших скопления галактик и сами галактики? Современная астрономия на основании имеющихся наблюдательных данных разработала обширную классификацию множества типов галактик и звезд, отличающихся структурами, параметрами и путями развития [32,33]. Откуда такое разнообразие?

Переход к современной структурной организации произошел не сразу. Так, по оценкам астрофизиков самый тяжелый природный элемент таблицы Менделеева – уран – появился примерно три миллиарда лет спустя после начала расширения Вселенной. Процесс образова ния тяжелых элементов в водородно-гелиевой Вселенной протекает в звездах, которые, в свою очередь, рождаются и существуют в галактиках. Поэтому время появления урана с не большой задержкой согласуется со временем образования галактик.

Но галактики и составляющие их звезды завершают, а не начинают процесс образования крупномасштабных структур. В соответствии с представлениями о гигантской "коллективной флуктуации", характерной для скачка самоорганизующихся систем, между всеми ее частями должна была существовать взаимосвязь. Во Вселенной причинно-следственные связи воз можны только в пределах горизонта событий, то есть на расстояниях, на которые успевает распространиться сигнал за время от начала расширения Вселенной и до рассматриваемого момента. На рубеже рекомбинации горизонт событий составлял ~100 Мпс. Именно таков масштаб самого крупного из известных науке структурного образования, сверхскопления га лактик, и это, возможно, не является случайным совпадением.

Чтобы в однородном вещественном сгустке могли возникнуть процессы образования структур, в нем должны были существовать исходные неоднородности, способные с течением времени образовать крупные блоки вещества. До недавнего времени поиск ответа на вопрос о механизме формирования структуры велся в предположении, что движущей силой процесса выступает гравитация. Еще в 1947 году Е.М..Лифшиц выдвинул и расчетно обосновал идею о развитии уплотнений. Предполагается, что в расширяющейся Вселенной возникают и разви ваются случайные уплотнения вещества. Силы тяготения внутри уплотнений проявляют себя заметнее, чем в невозмущенной среде. Поэтому, несмотря на общее расширение Вселенной, вещество в уплотнениях притормаживается, и его плотность постепенно нарастает. Концен трации вещества противодействуют факторы, стремящиеся выровнять плотность вещества в системе. До рекомбинации таким фактором служило излучение, связанное с барионным веще ством. Но после завершения рекомбинации и отделения реликтового излучения от остального вещества, противодействие местным гравитационным возмущениям прекратилось. Слабые уплотнения постепенно превратились в сильные. К категории сильных отнесены уплотнения, в которых плотность вещества в два раза и больше превышает среднюю плотность во Вселен ной. Появление сильных уплотнений и стало началом рождения крупномасштабных структур.

Эта идея получила развитие в теории адиабатических возмущений (А-теория), активно разрабатывавшейся Я.Б.Зельдовичем и его сотрудниками. В доступном для широкого круга читателей виде ее положения изложены в [34]. Здесь отметим основное. Адиабатическими названы совместные возмущения плазмы и излучения, по предположению возникавшие в до рекомбинационную эпоху, когда излучение было тесно связано с барионно-лептонным веще ством. В случайно образовывавшихся слабых возмущениях температура и плотность барион ного вещества были несколько выше, чем в окружающей среде. За счет лучистого теплообме на неоднородности сглаживались, и мелкомасштабные возмущения быстро выравнивались. К эпохе рекомбинации, когда излучение отделилось от барионного вещества и больше не влия ло на развитие неоднородностей, мелкомасштабные возмущения полностью исчезли. Круп номасштабные же возмущения с характерным размером того же порядка, что и горизонт со бытий в ту эпоху, сохранились. Масса вещества в них достигала примерно 10 15 солнечных масс (миллион миллиардов солнц!). Такие возмущения развились в сильные. А-теория де тально прослеживает дальнейшую судьбу сильных гравитационных возмущений. Из них формируются неоднородные массивные водородно-гелиевые уплотнения, образно названные "блинами" [35]. В то время, как Вселенная в целом расширялась, "блины" испытывали сжатие, у их поверхности возникали мощные ударные волны, разогревавшие разреженную оболочку до 1-10 миллионов градусов. Барионный "блин" был обернут как в шубу еще более мощным нейтринным "блином", радиус которого в 1,5 раза превышал радиус барионного образования.

В конечном счете, сжатие "блина" порождало его неустойчивость, и он распадался (фракцио нировал) на более мелкие подсистемы с массами 106 – 107 солнечных масс каждая. Это, со гласно теории, были зародыши галактик, но их массы очень малы, современные галактики в среднем имеют массу на 5-6 порядков более высокую. Так что предсказываемые теорией об разования скорее можно считать зародышами карликовых галактик, очень редко встречаю щихся в наши дни. Не привлекая дополнительных предположений, теория не в состоянии объяснить появление "нормальных" галактик современной Вселенной. Возникшие подсисте мы, в свою очередь, достигали состояния неустойчивости и распадались на более мелкие уп лотнения, которые стали зародышами звезд первого поколения с массами от 0,1 до 100 сол нечных масс каждая.

А-теория привлекает симпатии своей разработанностью и способностью естественным об разом объяснить формирование крупномасштабных структур с последующим их фракциони рованием на структуры более мелкого масштаба. Однако, теория уязвима для критики. Первая трудность кроется в ее исходных предпосылках. Слабые возмущения однородной Вселенной дорекомбинационного периода, если они существовали, должны были оставить свой след в структуре реликтового излучения. Расчет дает оценки тех минимальных значений амплитуд таких возмущений, которые обеспечивают их последующее перерастание в крупномасштаб ные возмущения. Однако, тщательные наблюдения за реликтовым излучением не выявили в его структуре следов ожидаемого возмущения. А структура реликтового излучения точно отображает структуру барионного вещества в период их разделения. Так что если в дореком бинационный период и существовали возмущения плотности, то их амплитуды лежали за пределами чувствительности приборов, использовавшихся при измерениях, и не могли обес печить развития крупномасштабных возмущений. Существовавшей барионной массы было для этого недостаточно.

Устранение противоречия теории и наблюдений возможно, если тяготеющая масса в веще ственном сгустке определяется не только барионными частицами. Дело в том, что чем больше тяготеющая масса вещества в сгустке, тем при меньших амплитудах исходных возмущений достигаются крупномасштабные уплотнения. Спасая свою теорию, Зельдович предположил, что носителями недостающей массы могут быть нейтрино, если они обладают сравнительно небольшой собственной массой, порядка 30 электрон-вольт. В реальном существовании ней трино ученые убедились в 1953 – 1956 годах, но во времена создания А-теории было неиз вестно, имеют ли нейтрино массу, или являются безмассовыми частицами.. Как видно из таб лицы 2.1, различают три разновидности нейтрино: электронный нейтрино е, мюонный ней трино и тау-нейтрино. Каждая частица имеет соответствующую античастицу. Среди то гдашних проблем природы нейтрино выделялись две: это вопрос о наличии у нейтрино массы и вопрос о возможных переходах нейтрино одной разновидности в другую. А так как опыты с нейтрино сопряжены с большими трудностями из-за очень слабого их взаимодействия с дру гими видами вещества, то экспериментально обнаружить у них массу тогда не удалось. В са мое последнее время прямые эксперименты показали, что нейтрино все же имеют небольшую массу, но эта масса не превышает примерно одного электрон-вольта.

Согласно оценкам Я.Б. Зельдовича и его сотрудников, в современной Вселенной концен трация нейтрино всех трех сортов очень высокая, от 150 до 500 частиц на кубический санти метр, она на много десятков порядков превышает концентрацию барионного вещества и срав нима лишь с концентрацией фотонов (500 на см3). Малая масса нейтрино даже при таком ог ромном их количестве не способна обеспечить гравитационные процессы, ведущие к разви тию уплотнений, способных привести к образованию наблюдаемых в Мире структур. Сегодня идеи А-теории упоминаются только в историческом плане.

Современные представления о появлении разномасштабных структур, возникших в одно родной ранней Вселенной после этапа рекомбинации, еще далеки от завершения. Они бази руются на понимании того, что необходимые для этого предпосылки возникли в самом нача ле. Решить проблему структурообразования удастся на пути объединения классической общей теории относительности с квантовой механикой. В таком направлении работает, в частности, С. Хокинг. Он пишет [36], что ранняя Вселенная не могла быть идеально однородной и рав номерной, поскольку это нарушило бы основополагающий принцип квантовой механики, принцип относительности Гейзенберга. В соответствии с этим принципом, в первоначальном состоянии должны быть отклонения от равномерной плотности. Такие отклонения являются насколько возможно малыми, но они будут увеличиваться в процессе инфляционного разду вания. В результате в исходном вещественном сгустке возникают места с несколько большей или меньшей скоростью расширения. После рекомбинации области с замедленной скоростью расширения сожмутся в галактики и звезды. Подтверждением сказанного служит открытие в реликтовом излучении так называемых температурных точек, в которых температура на очень небольшую величину превышает среднюю температуру фона. Что подтверждает малую неод нородность вещественного сгустка в момент отделения излучения от вещества.

Однако механизм образования крупномасштабных структур представляет собой лишь часть проблемы образования галактик. Предстоит объяснить существование разнообразных типов галактик после фракционирования крупномасштабных исходных формирований.

На основании последних наблюдательных данных о галактиках, астрофизики выдвигают новые подходы, объясняющие их образование и разнообразие. Предполагается, что протога лактики представляли собой гигантские газовые облака, масса каждой из которых заметно превышала массу образовавшейся из нее галактики. В каждом таком облаке в силу особенно стей протекавших там газодинамических процессов наступала стадия бурного звездообразо вания, во всем объеме рождались десятки и сотни миллионов звезд, среди которых с частотой, в тысячи раз большей, чем теперь, вспыхивали сверхновые.

Это породило мощный поток рас каленных газов, некий фантастический галактический ураган с температурой газа в десятки и сотни миллионов градусов. За границы протогалактики выносились огромные массы вещества порядка сотни солнечных масс в год. Ураган звездообразования бушевал около ста миллионов лет, и потери вещества составили не менее 108 солнечных масс. Вместе с веществом ушла ог ромная энергия, порядка 1060 эрг. Нагрев газа в облаке остановил процесс бурного звездооб разования. Затем начался период образования звезд второго и следующих поколений, растя нувшийся на миллиард лет и более. Обсуждаемая модель формирования галактик получила название горячей. Популярно она рассматривается в [37].

В пользу горячей модели образования галактик говорят данные, полученные спутниками – лабораториями. Один из доступных проверке выводов этой модели состоит в том, что в пери од бурного звездообразования протогалактика интенсивно излучает в инфракрасной (ИК) и рентгеновской областях спектра электромагнитных волн, а видимое излучение в этот период очень слабое. Американский исследовательский спутник ИРАС, начиненный чувствительной аппаратурой для измерений ИК излучений, в 1983 году обнаружил несколько ИК галактик, почти невидимых обычными астрономическими оптическими инструментами, но излучаю щих с необычайно высокой мощностью в ИК области спектра. Эта мощность соответствует тому, что предсказывает горячая модель рождения галактик. На этом основании говорят о со гласии модели с данными наблюдений. Из такого заключения следует еще один важный вы вод: процессы образования галактик протекают и в относительно близкое к нам время.

Говоря о структуре Вселенной и, в частности, об образовании галактик, следует найти объ яснение еще одной их особенности, а именно, проявляющихся в большинстве из них вихре вых явлениях глобального и локального характера. Свыше 70% известных астрономам галак тик, в том числе наша галактика и ее ближайшая соседка в созвездии Андромеды, имеют спи ральные структуры. Такие галактики вращаются вокруг своего ядра со скоростями порядка 100-300 км/с. Вихрь, как показывают наблюдения, оказывается вездесущим элементом струк турной Вселенной. Как возникли вихревые движения в первоначально однородной расши ряющейся Вселенной – вот вопрос, давно волнующий астрономов и космологов. Согласно положениям газодинамики, вихревое движение либо существует изначально в системе, либо его создают особые обстоятельства, которые необходимо выявить. Предположение об изна чальном существовании вихрей во Вселенной было отброшено, как только появились доказа тельства ее высокой однородности и изотропности в раннем периоде существования. Много численные же гипотезы о том, как возникали вихри по мере развития Вселенной, до недавнего времени оказывались неудовлетворительными, так как не могли объяснить наблюдаемые ско рости вращения галактик. Лишь в 70-е годы был предложен газодинамический механизм вих реобразования, согласующий предсказываемые им скорости вращения галактик с наблюдае мыми скоростями.

Но, видимо, это только первое приближение к истине. Необходимо обратить внимание на роль галактических ядер в формировании галактических структур. Пример тому – все та же спиральная галактика в созвездии Андромеды. Она удалена от нас на 2,4 миллиона световых лет. Проведенные с помощью спутников исследования ее излучения в ИК, рентгеновском и гамма- спектрах дали интересную информацию для размышления. На основе полученных сведений делается вывод, что точно в центре галактики расположена черная дыра с массой порядка 10 миллионов солнц, а вокруг нее на удалении нескольких световых лет вращается вторая черная дыра. В настоящее время предполагается, что черные дыры способны до 25% своей массы накапливать в энергии вращения и затем высвобождать ее. Поэтому может ока заться, что процесс образования галактической спирали связан не только с газодинамикой.

Предполагается также, что черные дыры в галактических ядрах не являются чем-то исключи тельным. Расшифровка этих деталей – дело будущего.

Ударные волны, потоки вещества, рождаемые их сочетаниями вихри, играли важную роль не только в процессах крупномасштабного структурообразования, но и при формировании последующих более мелких структур. Газодинамический механизм всегда сочетался с элек тромагнитными, магнитогидродинамическими, плазменными явлениями и с гравитацией.

Существование магнитных полей во Вселенной создает условия заметного проявления магни тодинамических эффектов, способных не только формировать структуры газовых и пылевых облаков, но и инициировать в них процессы звездообразования. Современные теории струк турообразования на разных уровнях иерархии рассматривают комбинированное участие этих факторов в подобных процессах, причем гравитация не является среди них доминирующей.

Картина структурообразования будет неполной, если не попытаться выяснить, существует ли структура вещественной Вселенной как целого. Усилиями ряда астрономических обсерва торий определены местоположения и лучевые скорости многих тысяч галактик. С применени ем ЭВМ на базе таких данных воспроизведены элементы крупномасштабной структуры Все ленной и построена пространственная ее модель [38]. Выяснилось, что галактики, объединен ные в скопления, образуют гигантские цепочки, пересечения которых создают характерную ячеистую структуру Вселенной. Изолированные дискообразные сверхскопления галактик, названные в А-теории блинами, в этих структурах не обнаружены. Но открыты более мелкие структурные сетки из цепочек галактик, заполняющие всю крупномасштабную структуру. В развитие этих и более свежих данных тремя исследователями из Гарвардского Смитсоновско го астрофизического центра (В. Лаппарен, М.Геллер и Д.Хучура) излагается новая точка зре ния на крупномасштабную структуру, названная "Пузырьковой Вселенной". Галактики в по давляющем большинстве сконцентрированы на поверхностях соприкасающихся пузырьковых структур диаметром 50 Мпс. Предполагается, что при взрыве исходного зародыша очень ак тивных галактик первого поколения возникают распространяющиеся наружу сферические ударные волны, что приводит к рождению галактик и образованию пузырьковообразных пус тот во Вселенной, по краям которых располагаются разбрасываемые галактики. Но ни одно из предлагаемых теоретических построений не дает полного объяснения наблюдаемых явлений.

В ближайшее время можно ожидать новых сообщений о причудливости архитектуры Вселен ной, поскольку интересные данные на этот счет поступают с внеземной обсерватории, воору женной мощным телескопом имени Хаббла.

Наблюдательные данные позволяют говорить об образовании структур во Вселенной как о сложном коллективном процессе, еще не до конца понятом, но в общих чертах отвечающему представлениям о самоорганизации сложных систем. Основная работа по раскрытию меха низмов этого процесса впереди и она может привести к новым открытиям и новым взглядам на образование крупномасштабных структур. Но любые новации, если они возникнут, лишь подтвердят факт скачкообразного перехода Вселенной в качественно новое состояние, харак теризуемое "внезапным" появлением в ней крупномасштабных структур. Пока ясно одно:

Вселенная – это не набор случайных, не связанных между собой элементов, а единая струк турно высокоорганизованная система.

Нам придется пропустить в просматриваемой "киноленте" еще несколько неразборчивых кадров и продолжить просмотр с момента появления в галактиках звезд первого поколения.

Они сыграли важную роль в последующем усложнении элементов Вселенной.

3.2. Тяжелые элементы – зола ядерных костров Вселенной Образование разномасштабных структур во Вселенной открыло возможность для новых усложнений вещества. Важнейшим моментом последующего развития стало образование всей совокупности элементов таблицы Менделеева, следующих после водорода и гелия. На стадии первичного нуклеосинтеза процесс образования атомных ядер оборвался на изотопе гелия с массовым числом 4. Причина такого ограничения – невозможность устойчивого существова ния ядер с массовыми числами 5 и 8. В массовых числах элементов и их изотопов образуется "щель массы", которая и воздвигла в ходе первичного нуклеосинтеза непреодолимый барьер на пути образования ядер элементов, содержащих более четырех нуклонов. А так как во Все ленной все же существуют более тяжелые ядра, то из этого факта следует, что природа имеет в своем распоряжении обходный путь для преодоления "щели масс".

Обходный путь открылся после того, как в ходе структурообразования во Вселенной воз никли звезды, эти ядерные костры, горение которых поддерживается протекающими в их не драх реакциями нуклеосинтеза. В отличие от первичного нуклеосинтеза эти реакции получи ли название звездного нуклеосинтеза. Разнообразие типов звезд и, соответственно, реакций звездного нуклеосинтеза, изменение условий протекания таких реакций со временем, создало ситуацию, коренным образом отличную от существовавшей в раннюю эпоху развития Все ленной. Отсюда возникло убеждение, что элементы тяжелее гелия рождались и продолжают рождаться в недрах звезд, что они – зола и шлаки звездных костров. Как же звездный нуклео синтез сделал то, что оказалось не под силу первичному нуклеосинтезу – преодолел "щель массы"?

Идею механизма такого преодоления впервые высказал английский физик Ф. Хойл. Воз можно, что читателю он известен как автор интересных научно-фантастических произведе ний. Хойл убежденно постулировал, что на определенных стадиях развития некоторых типов звезд появляются условия для объединения трех ядер гелия (трех альфа-частиц) в ядро изото па углерода 12С. Такая реакция решает проблему преодоления "щели масс", оставляя позади сразу оба барьера. Далее беспрепятственно могут идти реакции образования еще более тяже лых, чем углерод, ядер неона, кислорода, кремния и других.

Однако время для поздравлений не наступило. Теоретические расчеты скорости протека ния реакции соединения трех ядер гелия в ядро углерода показали, что она недостаточна для создания наблюдаемого в мире количества тяжелых элементов. Казалось бы, по хойловской концепции нанесен неотразимый удар. Но сам Хойл не допускал мысли об ошибочности сво ей гипотезы. Выход из создавшегося положения он нашел в предположении, что у ядра угле рода 12С должно существовать возбужденное состояние, энергия которого равна или очень близка суммарной энергии трех альфа-частиц. Известно, что атомное ядро (как и сам атом) может иметь либо минимальную присущую ему потенциальную энергию, либо ряд более вы соких дискретных значений энергии. В первом случае говорят, что ядро находится в основном состоянии, а при получении дополнительных порций энергии извне состояние ядра называют возбужденным. Квантовая физика утверждает, что при синтезе ядра из исходных частиц реак ция их объединения резко ускоряется, если у составного ядра существует возбужденный уро вень, энергия которого равна или очень близка суммарной энергии объединяющихся частиц.

Тогда конечным продуктом реакции будет составное ядро, находящееся в возбужденном со стоянии, и скорость его образования будет существенно выше скорости образования ядра в основном состоянии. Тем самым гипотеза Хойла может получить права гражданства.

Дело оставалось за малым, нужное возбужденное состояние ядра углерода не было из вестно физикам, его надо было найти экспериментально. Видимо судьба не случайно свела теоретика Ф. Хойла с блестящим экспериментатором У. Фаулером, одним из основателей но вого направления в космологии – ядерной астрофизики. Особенностью школы, созданной этим ученым, было проведение широкого поиска ответов на многие вопросы ядерной космо логии с помощью лабораторных опытов. Фаулер взялся за решение поставленной Хойлом за дачи и, к всеобщему удовольствию, в лаборатории искомый уровень углерода был обнаружен.

Его энергия, равная 7,654 МэВ всего на 0,38 МэВ превышала суммарную энергию трех объе диняющихся ядер гелия. Это была победа идеи об особой роли звездного нуклеосинтеза в об разовании всех тяжелых элементов Вселенной.

Согласно современным представлениям, присутствующие в межзвездной среде тяжелые элементы изготовлены в звездах типа красных гигантов. Желтые карлики, к которым относит ся наше Солнце, поддерживают свое состояние главным образом за счет ядерной реакции превращения водорода в гелий. На самом деле речь идет о цепочке последовательно проте кающих реакций превращения водорода в гелий под общим названием водородного цикла.

Звезды этого типа не создают элементов, тяжелее гелия. Красные гиганты обладают массой, в несколько раз превышающей солнечную. Водород в них выгорает очень быстро и в центре, где сосредоточен образовавшийся гелий, благодаря начавшемуся сжатию ядра звезды темпе ратура достигает нескольких сотен миллионов градусов. Этого достаточно для протекания реакций углеродного цикла, в которых три ядра гелия соединяются и образуют возбужденное ядро углерода. Оно, в свою очередь, может присоединить еще одно ядро гелия и стать ядром кислорода, затем неона и так далее вплоть до кремния. Выгорающее ядро звезды сжимается, и температура в нем поднимается до 3 – 10 миллиардов градусов. В таких условиях реакции объединения продолжаются вплоть до образования ядер железа. Ядро железа – самое устой чивое во всей последовательности химических элементов. Здесь проходит граница между яд рами элементов, синтез которых совершается с выделением энергии, и теми, образование ко торых требует энергетических затрат. Группа элементов от гелия до железа образуется с уча стием только заряженных частиц (протонов, альфа-частиц и т.д.), дальнейшее же усложнение ядер возможно лишь в реакциях с участием нейтронов.

Количественную теорию образования в недрах красных гигантов элементов от железа до висмута (атомный номер 83, атомный вес 209) разработали Бербидж, Фаулер и Хойл. Такие ядра возникают в процессах медленного захвата нейтронов (s - процессы). Теория имеет хо рошее математическое обоснование, и ее результаты согласуются с данными наблюдений.

Для объяснения образования еще более тяжелых ядер привлекаются представления о процес сах быстрого захвата нейтронов (r - процессы), в ходе которых ранее возникшие тяжелые ядра захватывают сразу несколько нейтронов до того, как успеет развиться неустойчивость конг ломерата. Осуществление r–процесса требует наличия очень плотных потоков нейтронов, где-то на уровне 1024 – 1030 частиц/(см3с). Поэтому образование самых тяжелых ядер, замы кающих таблицу Менделеева, предположительно может происходить в оболочках взрываю щихся звезд или при прохождении сильной ударной волны, созданной взрывом сверхновой, через гелиевую оболочку звезды с массой ~25 солнечных масс.

Следует отметить два важных обстоятельства. Во-первых, красные гиганты быстро расхо дуют запасы гелия и у них короткий жизненный цикл, порядка десятка миллионов лет. Во вторых, за время своего активного существования красный гигант отдает в межзвездную сре ду ежегодно не менее 10–4 – 10–5 солнечных масс своего вещества, а в конце существования он с взрывом сбрасывает внешнюю оболочку вместе с накопившимися в ней "шлаками", образо вавшимися в процессах нуклеосинтеза. Благодаря этому межзвездная среда сравнительно бы стро обретает известные на сегодняшний день элементы, более тяжелые, чем гелий. Подроб ности о превращениях химических элементов в звездах и об их последующей судьбе читатель найдет, например, в [39].

Мы столкнулись с интересным природным феноменом, определившим, в конечном счете, облик современной вещественной Вселенной. Неустойчивость ядер с массовыми числами 5 и 8, с одной стороны, и существование у ядра самого распространенного изотопа углерода воз бужденного состояния, энергия которого почти точно совпадает с суммарной энергией трех ядер гелия, с другой стороны, создают естественный регулятор, прерывающий в самом начале первичный нуклеосинтез на рубеже образования гелия. Но путь для синтеза всех элементов открывается на более поздней стадии развития, после того, как во Вселенной сформировались разномасштабные структуры. Без такого регулятора не возникла бы водородно-гелиевая Все ленная, и не создались бы условия для последующего прогрессивного ее развития. Этот фе номен обсудим позже вместе с другими удивительными фактами.

За выдающийся вклад в развитие современной ядерной астрофизики У. Фаулеру присуж дена Нобелевская премия по физике за 1983 год. В традиционной Нобелевской лекции Фаулер рассказал как об успехах этой сравнительно молодой научной дисциплины, вносящей весо мый вклад в формирование новых космологических представлений, так и о трудностях, с ко торыми она сталкивается [40]. Пожалуй, главная трудность состоит в том, что, несмотря на достигнутые успехи, все еще нельзя считать надежно подтвержденными конкретные реакции звездного нуклеосинтеза. Например, по понятным причинам самое пристальное внимание уделено водородному циклу, составляющему основу энергетики Солнца. В цепочке реакций этого цикла, в результате протон – протонных взаимодействий, выделяются нейтрино, кото рые в силу своей исключительной проницаемости легко выходят через толщу солнечного ве щества наружу. Теория детально описывает этот процесс и предсказывает плотность выходя щего потока нейтрино. Определенная часть этого потока достигает Земли и может быть заре гистрирована. Несколько групп ученых в разных странах в течение многих лет регистрирова ли доходящие от Солнца нейтрино и пришли к выводу, что их количество в три раза меньше того, что предсказывает теория. По этому поводу Фаулер сказал в своей лекции следующее.

"Что-то неверно – или стандартная модель Солнца некорректна, или соответствующие ядерные сечения известны с ошибками, или электронное нейтрино, излучаемое Солнцем, по пути к Земле частично превращается в нерегистрируемые мю или тау - нейтрино... До тех пор, пока проблема солнечных нейтрино не будет решена, основные принципы, лежащие в основе ядерных процессов в звездах, останутся под вопросом... Великая концепция Хойла не будет доказана, пока мы не добьемся более глубокого и точного понимания многих ядер ных процессов, протекающих в астрофизических условиях" [40]. Но в самое последнее время проблема нехватки солнечных нейтрино как будто нашла решение. Экспериментально уста новлено, что часть электронных нейтрино на пути к Земле превращаются в тау-нейтрино, ко торые в прежних экспериментах не регистрировались.

Появление во Вселенной всей гаммы химических элементов открыло новый этап в разви тии вещества и в формировании его структур. Обратим внимание на два важных следствия этого события. Первое, в местах нахождения разнообразных химических элементов протека ют процессы их объединения в молекулы, сложность которых, как оказалось, может нарастать до очень высоких уровней. Молекулы обладают качественно новыми свойствами по сравне нию с атомами, и чем сложнее молекула, тем разнообразнее и богаче эти свойства. Открыва ется простор для практически безграничных вариаций, что в сочетании с неравновесностью открытых систем, собранных из молекул, создает условия для последовательного достижения все более высоких уровней упорядоченности. Далее, относительно тяжелые ядра и образуе мые ими атомы и молекулы обеспечивают протекание процессов дальнейшего структурообра зования во Вселенной. С их появлением открывается принципиальная возможность для обра зования около некоторых звезд второго поколения планетных систем, в состав которых вхо дят "тяжелые" планеты типа планет земной группы. На них могут протекать процессы геоло гической и химической эволюций, что неосуществимо в межзвездном веществе.


Причину, заставляющую атомы объединяться в молекулы, наука знает достаточно хорошо, ведь процессы образования и распада молекул широко распространены в сфере нашего оби тания. С давних пор люди используют процессы такого рода в своих практических интересах.

В основе объединения атомов лежат силы, называемые химическими. Но за ними скрыта одна из фундаментальных сил природы – электромагнитная сила. Дело в том, что электрическая нейтральность атома, обеспечиваемая равенством суммарного отрицательного заряда входя щих в него электронов и положительного заряда ядра, начинает проявляться на некотором удалении от атома. Но если сблизить два атома на небольшую дистанцию, то начинает сказы ваться неравномерность распределения зарядов на их внешних оболочках, несимметричность суммарного заряда. Такая несимметричность и создает при сближении атомов их взаимное притяжение или отталкивание. В первом случае наступает химическое взаимодействие, за вершающееся взаимопроникновением внешних электронов в сферу действия "чужого" ядра, что связывает атомы в молекулу. Во втором случае проявляется неспособность данных атомов к химическому взаимодействию.

Приведенное упрощенное описание природы химического взаимодействия позволяет каче ственно понять те минимально необходимые условия, которые способны обеспечить объеди нение атомов в молекулы. Прежде всего, необходимо сообщить атомам энергию, достаточную для их сближения на дистанцию, где проявят себя химические силы вопреки противодейст вию создаваемых внешними электронами сил отталкивания. Обычно необходимые энергии лежат в интервале температур от десятков до сотен градусов Цельсия (десятые – сотые доли электрон-вольта). Впрочем, возможны существенные отклонения от этих значений в обе сто роны. Далее, температура окружающей среды не должна быть выше критической, при кото рой кинетическая энергия частиц превышает химическую энергию связи атомов в молекуле.

Как правило, энергия связи у молекул не превышает примерно нескольких электрон-вольт, чему соответствуют температуры порядка десятков тысяч градусов.

Процессы соединения атомов в молекулы весьма распространены во Вселенной. В меж звездной среде, где концентрация вещества исчисляется единицами частиц в кубическом сан тиметре, тем не менее, обнаруживаются молекулы водорода в концентрациях порядка одной частицы на 10 см3. Там же встречаются мельчайшие пылинки, состоящие из кристалликов льда и углерода с примесью гидратов разных элементов. Молекулярный водород вместе с ге лием образует газовые межзвездные облака с концентрациями молекул до 1000 частиц на см 3.

Скопления газов вместе с пылинками формируют газово-пылевые облака. Но самое интерес ное, с чем столкнулись наблюдатели – это неожиданно большое присутствие в космосе разно образных органических молекул, вплоть до таких сложных, как молекулы некоторых амино кислот. В межзвездных облаках насчитали более 50 типов органических молекул. Еще удиви тельнее то, что органические молекулы находят во внешних оболочках некоторых относи тельно холодных звезд и в образованиях, температура которых незначительно отличается от абсолютного нуля. Так что синтез молекул, в том числе и органических, распространенное и, по-видимому, достаточно обыденное явление в космосе.

Возникает вопрос, способно ли усложнение вещества вне планет, в межзвездной среде или в оболочках не очень горячих звезд, достичь настолько высокого уровня организации, чтобы появились жизнь и разум? И хотя есть довольно веские доводы для предположения о невоз можности такого развития событий, наука сегодня не может дать ни положительного, ни от рицательного ответа на этот вопрос. Нам пока известен только один вариант существования жизни в Космосе, и он реализован в локальном структурном образовании, сочетающем мощ ный источник энергии в виде центральной звезды и семейства гравитационно и радиационно связанных с ним планет. Планеты обладают высокой плотностью вещества в атомарной и мо лекулярной формах, что обеспечивает протекание геологической эволюции и разнообразных химических процессов, как за счет внутренних ресурсов планеты, так и энергии, поступающей от звезды. Такой системой является наша Солнечная система и в ней на одной из планет су ществует жизнь, эта высшая известная науке форма упорядоченности материи.

Уникальна ли Солнечная система во Вселенной, или процесс планетообразования законо мерно происходит около звезд определенного типа в определенных локальных частях миро здания? Такие кардинальные вопросы стоят перед новой космологией. Рассмотрим современ ные представления об устройстве Солнечной системы и познакомимся с мнениями космоло гов о распространенности планетных систем в ближайших окрестностях Солнца.

3.3. Солнечная система как "малая часть звездной пыли" Может ли современная планетология, концентрирующая наши знания о планетах, дать от вет на два коренных вопроса, стоящих перед ней: является ли образование планетных систем около звезд некоторых типов во Вселенной правилом, или единственная известная человече ству Солнечная система появилась в результате редчайшего совпадения обстоятельств, что делает ее уникальной и чуждой остальной части мироздания? Каков механизм образования планетных систем около звезды, или конкретно, каков механизм образования Солнечной сис темы, даже если она появилась случайно? Современная научная мысль решительно отвергает предположение о случайном возникновении и уникальном механизме образования сложней шего сообщества звезды и группы тесно связанных с ней планет. В новых учебниках астроно мии говорится, что у ученых накоплены серьезные аргументы в пользу наличия планетных систем около многих звезд, в пользу типичности таких систем, а не их исключительности. Об этом же говорится в интересной научно-популярной книге астрофизика Д.Фишера [41]. Обра тимся к данным, которые дают основание для столь категоричного утверждения, и попытаем ся, опираясь на них, составить собственное мнение об этом предмете.

В последние два десятилетия ХХ века появились надежные данные о том, что у многих звезд в радиусе примерно 70 пс от Солнца имеются планеты или газопылевые диски, из кото рых в принципе могут образовываться планеты. Начиная с 1983 года американский спутник ИРАС, заслуги которого отмечались нами в связи с его вкладом в "горячую модель" образо вания галактик, обнаружил примерно у 10% звезд, находящихся в окрестностях Солнца, из быточное инфракрасное излучение. Специалисты связывают этот факт с присутствием около таких звезд пылевых дисков, содержащих мелкие твердые частицы. Наземные исследования этих звезд подтвердили такие предположения. Так, наземным инструментом подробно иссле довано обнаруженное спутником ИРАС пылевое облако около звезды бета-Живописца. Это молодая звезда, ее возраст оценивается в несколько десятков миллионов лет. Она удалена от Солнца на расстояние в 17 парсек, ее масса примерно вдвое превышает солнечную. Предвари тельные оценки показывают, что газопылевой диск около звезды имеет протяженность около 600 миллионов километров. Возможно, что этот диск знаменует начальный этап формирова ния планетной системы, хотя не исключены и другие трактовки феномена.

Начиная с 1987 года, стали поступать сведения об открытии крупных планет типа Юпите ра около многих звезд. Эти открытия получены благодаря использованию метода прецизион ного измерения периодических «блужданий» звезды около своей траектории под воздействи ем вращающегося вокруг нее крупного спутника. По сообщению журнала “New Scientist” к 1987-у году канадские астрономы Б.Кемпбелл, Г.Уокер и С.Янг сообщили результаты своих многолетних измерений траекторных блужданий у 16-и звезд. Обработка наблюдательных данных показала, что у 10 из 16 исследованных звезд изменения скорости указывают на нали чие около них планетных спутников, масса каждого из которых превышает массу Юпитера, но не более, чем в 5 раз. Еще у 2-х звезд обнаружены неизвестные ранее звездные спутники, а у остальных 4-х звезд определенных результатов получить не удалось. Наиболее вероятное существование планетных систем отмечено у эпселон Эридана и гамма Цефея. Первая из этих звезд – ближайший к Солнцу кандидат на обладание планетами, она удалена от нас на 11 све товых лет (около 4 парсек). Измеренные вариации скорости показали, что их источником служит планета с массой в 25 раз превышающая массу Юпитера. Эта методика не позволяет обнаруживать около звезды мелкие планеты типа Земли и можно только предполагать, что существование спутника типа Юпитера по аналогии с Солнечной системой указывает на большую вероятность наличия там и более мелких планет. Список звезд, подозреваемых в обладании планетными спутниками, дополняется Проксимой Центавра, 70 Змееносца, 61 Ле бедя, Барнара, Лаланда 21185, альфа Лиры, альфа Южной Рыбы и ряда других.

Метод измерения «блужданий» звезды имеет серьезный недостаток. Оценка массы плане ты на основании полученных данных зависит от наклона плоскости орбиты спутника по от ношению к углу зрения наблюдателя. Но этот угол наблюдателю неизвестен. В 1995 году Джеф Марси и Пол Батлер, исследовали пылевое облако около звезды № 53 в созвездии Рака.

Внутри этого облака методом измерения «блужданий» звезды была обнаружена юпитеропо добная планета. Поскольку орбита планеты лежала в плоскости пылевого диска, астрономам удалось определить угол ее наклона по отношению к лучу зрения. Этим было обеспечено на дежное определение массы открытой планеты. Оказалось, что она в 1,9 раза превосходит мас су Юпитера.

В самое последнее время разработаны два новых метода, обеспечивающих в отдельных случаях обнаружение крупной планеты около звезды прямыми наблюдениями. Каждым из этих методов было обнаружено по одной планете. Таким образом, охота за планетами приоб ретает все более крупные масштабы. К 2005 году общее число открытых планет составило ~168. Но пока речь идет только о планетах типа Юпитера, а прямых данных о существовании планетных систем около звезд не имеется.


В последние годы ведется разработка методов обнаружения землеподобных планет. Эти методы основываются на регистрации небольших изменений яркости звезды при временном «покрытии» ее проходящей такой планетой. Планируется запуск в 2006 году экспедиции «Ке плер», которая сможет отслеживать минимальные падения яркости ближайших звезд при их затмении потенциальными планетами типа Земли. В более поздние времена предполагается осуществить ряд других подобных проектов.

Мы находимся лишь в самом начале поиска внесолнечных планет, и впереди предстоит нелегкая работа. Один из серьезных вопросов в этом плане – могут ли существовать планеты около двойных или тройных звезд? На этот счет существуют серьезные сомнения. Между тем, одиночные звезды типа нашего Солнца встречаются не так уж часто. По оценкам женевских астрономов А.Дюкенуа и М.Майера, одиночными бывают не более 20% из числа таких звезд.

Это обстоятельство резко сокращает число звезд, около которых возможно образование пла нетных систем.

С другой стороны, оптимизм по поводу распространенности планетных систем внушает факт недавнего обнаружения у одного из пульсаров (нейтронной звезды) трех планет с масса ми от 0,2 до 4 земных масс, удаленных от звезды на расстояния от 0,19 до 0,47 астрономиче ских единиц. Это уже пример внесолнечной планетной системы, правда, с совершенно непо нятными условиями на планетах.

О механизме образования планет, в частности, в Солнечной системе, нет общепризнанных заключений. Солнечная система, по оценкам, образовалась примерно 4,6 0,1 миллиардов лет назад, то есть примерно 7 миллиардов лет спустя после появления звезд первого поколения.

Так что Солнце – звезда второго или еще более позднего поколения, возникшая на продуктах жизнедеятельности звезд предыдущих поколений. Это обстоятельство дало повод Фаулеру назвать Солнечную систему "малой частью звездной пыли". О происхождении Солнечной системы и ее исторической эволюции наука знает меньше того минимума, который необхо дим для построения теории планетообразования. От первых научных гипотез, выдвинутых примерно 250 лет назад, до наших дней предложено большое число разных моделей происхо ждения и развития Солнечной системы, но ни одна из них не удостоилась перевода в ранг общепризнанной теории. Большинство из выдвигавшихся ранее гипотез сегодня представля ют лишь исторический интерес.

Отсутствие общепризнанной версии происхождения планетной системы объяснимо. Пре жде всего, единственность объекта наблюдения исключает применение сравнительного ана лиза и заставляет решать непростую задачу восстановления истории системы на основании одних только знаний о ее сегодняшнем состоянии. Пример противоположной ситуации – раз работка теории эволюции звезд. Были накоплены обширные данные о современном состоянии звезд разных классов, находящихся на разных стадиях своего развития, от их рождения до финала жизненного пути. Статистическая обработка этих данных создала основу для после дующих теоретических обобщений. Не удивительно, что о рождении и развитии далеких от нас звезд астрономия знает существенно больше, чем о происхождении и развитии Солнечной системы, места нашего обитания.

Далее, Солнечная система – очень сложное природное образование, сочетающее разнооб разие входящих в ее состав элементов с высочайшей устойчивостью системы как целого. В 1979 году астроном и популяризатор астрономических знаний Бронштэн писал:

"Солнечная система представляет собой группу небесных тел, весьма различных по сво им размерам и физическому строению. В эту группу входят: Солнце, 9 больших планет, де сятки спутников планет, тысячи малых планет (астероидов), сотни комет и бесчисленное множество метеоритных тел, движущихся как роями, так и в виде отдельных частиц. В на стоящее время (1979) нам известны 34 спутника, 2000 астероидов. Все эти тела объединены в одну систему благодаря силе притяжения центрального тела – Солнца" [42].

С тех пор внесено немало принципиальных изменений в это краткое описание. Такие изме нения связаны, прежде всего, с началом эры освоения человечеством ближнего космоса. От правляемые с Земли автоматические межпланетные станции побывали возле всех планет Сол нечной системы, кроме далекого Плутона. А две такие станции, «Пионер 10» и «Пионер 11», достигли окраины нашей системы, за которой располагается пояс Койпера, хранитель комет ных тел, отделяющий нашу систему от межзвездного космоса. За эти годы удвоено открытое количество спутников около планет-гигантов, получены детальные снимки как самих планет, так и наиболее интересных их спутников, получены многочисленные данные о физических состояниях планет и некоторых их спутников. Объем информации, которым располагает нау ка о Солнечной системе, неимоверно возрос.

Однако при этом наука практически не продвинулась в деле создания теории образования планетных систем вообще, и, прежде всего, в общепризнанном понимании механизма образо вания Солнечной системы. При таком количестве и разнообразии составляющих систему эле ментов, при тех сложных взаимоотношениях, которые устанавливаются между ними, задача теоретического описания Солнечной системы, не говоря уж о задаче определения механизма ее образования, оказывается очень непростой. На заре рождения современных космологиче ских представлений усилиями Канта, Ньютона, Лапласа, Лагранжа и других крупнейших уче ных прошлого была разработана теоретическая основа классической астрономии – небесная механика. Блестяще себя оправдавшая применительно к Солнечной системе, она стала глав нейшим инструментом познания ее динамических свойств. Но в рамках небесной механики невозможно объяснить происхождение Солнечной системы, невозможно ответить на вопрос:

что создало и закрутило гигантскую карусель с находящейся в ее центре сравнительно не большой желтой звездой – Солнцем?

Жизнеспособная модель происхождения Солнечной системы должна естественным обра зом объяснить появление в ней вращательного момента, особенности его распределения меж ду звездой и планетами, механизм сохранения устойчивости системы, а также следующие важнейшие особенности:

1. Момент количества движения, характеризующий вращение тел, неравномерно распреде лен между центральным телом и планетами. На долю планет, суммарная масса которых со ставляет менее 2% от массы всей системы, приходится примерно 97% суммарного момента количества движения.

2. По своим физико-химическим характеристикам планеты делятся на две совершенно непо хожие группы, к которым можно условно добавить еще одну – группу малых планет или асте роидов. В ближайших окрестностях Солнца размещаются планеты земной группы – Мерку рий, Венера, Земля, Марс. При относительно малых размерах они обладают относительно вы сокими плотностями, от 3 до 5,5 г/см3. Химический состав планет этой группы принципиально иной, чем у Солнца. Так, Солнце на 93,5% состоит из водорода, на 6,4% - из гелия и только на 0,1% - из элементов, более тяжелых, чем гелий. Планеты же земной группы в основном со ставлены из кислорода, кремния, железа и других тяжелых элементов, водород и гелий вклю чены в их состав в ничтожных количествах. Меркурий и Венера не имеют спутников, Земля имеет крупный планетоподобный спутник Луну, у Марса два небольших астероидоподобных спутника – Фобос и Деймос. В более отдаленной от Солнца области расположены планеты– гиганты, составляющие вторую группу: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Их плотности всего лишь порядка 12 г/см3, а химический состав близок к солнечному. Вокруг этих планет роят ся многочисленные спутники, образуя вместе с планетой миниатюрные копии солнечной сис темы. Кроме того, около них обнаружены кольца, особенно хорошо различимые у Сатурна.

Между Марсом и Юпитером существует кольцо астероидов, диаметры которых не превыша ют 1000 километров. Большинство астероидов не имеют правильной формы и скорее напоми нают крупные обломки, чем планеты. На краю планетной системы особняком располагается небольшая планета Плутон со спутником Хароном. Пока есть сомнения, является ли Плутон присоединенной планетой, или это большой астероид.

3. Орбиты всех планет, включая астероиды, почти круговые и с небольшими отклонениями все они лежат в плоскости, проходящей через солнечный экватор (плоскость эклиптики). У Плутона орбита представляет собой вытянутый эллипс, в своих отдаленных частях орбита Плутона пересекает орбиту Нептуна, так что он оказывается ближе к Солнцу, чем гигантский сосед.

4. Планеты движутся по орбитам в прямом направлении, совпадающем с направлением вращения Солнца вокруг своей оси. Как правило, они и вокруг своей оси вращаются в прямом направлении. Исключение составляют Уран и Венера, которые вращаются (первый – быстро, вторая – медленно) в обратном направлении. Оси вращения планет обычно немного наклоне ны к перпендикуляру, проведенному к плоскости орбиты. Уран и здесь составляет исключе ние, его ось почти лежит в плоскости орбиты. Немало отклонений от "правил" у спутников планет, входящих в системы планет-гигантов.

5. Расстояния планет от Солнца подчиняется закономерности, первоначально выраженной эмпирической формулой Тициуса-Боде, которая связывает расстояние планеты от Солнца с ее порядковым номером в последовательности планет. Начиная с 40-х годов, получены матема тические закономерности для расстояний в интерпретациях К.Вейцзеккера (1942 г.), О.Ю.

Шмидта (1947 г.), В.Г.Фесенкова (1951 г.) и некоторые другие.

6. Помимо планет в систему включаются метеоры, метеориты и кометы в значительных ко личествах. Сегодня Солнечная система во многом видится нам не такой, как, например, 50 лет назад. И нет гарантии того, что завтра она не предстанет перед нами в еще одном новом обли ке. Продолжающееся накопление новых сведений о Солнце и его планетах вынуждает к осто рожности в выводах и обобщениях.

В свете сказанного понятно, почему многочисленные космологические гипотезы о проис хождении Солнечной системы, выдвигавшиеся до середины ХХ века, не справились с объяс нением всей совокупности наблюдательных фактов и не привели к созданию общепризнанной теории планетообразования, в частности, к теории образования Солнечной системы. Лишь в самое последнее время начали намечаться пути более успешного подхода к этой проблеме.

Создатели современных гипотез исходят из того, что невозможно построить удовлетвори тельную модель нашей планетной системы, опираясь, как это было в прошлом, только на дей ствие гравитации или, тем более, прибегая к гипотезам об уникальных космических катастро фах. В качестве примера, иллюстрирующего содержание новых подходов, остановимся на мо дели образования Солнечной системы, разработанной астрофизиками шведского происхож дения, лауреатом Нобелевской премии Х.Альвеном и профессором Г.Аррениусом [43].

Авторы модели поставили перед собой задачу построить общую теорию образования вто ричных тел (планет, спутников) около первичного тела (звезды, планеты). Они исходили из постулата, что в природе существует единый механизм планетообразования, действие которо го проявляется и в случае образования планет около звезды, и в случае, когда планеты спутники образуются около планеты. Для раскрытия такого механизма необходимо учесть вклад в процесс совокупности различных сил: гравитацию, магнитогидродинамику, электро магнетизм, плазменные процессы. Это диктуется наличием в Природе соответствующих сил и неизбежностью их прямого участия в образовании планет, спутников планет, и более мелких небесных тел, объяснить совместное образование которых только за счет гравитационного сжатия протопланетного газопылевого сгустка невозможно. Любая гипотеза, основанная на допущении только гравитационного сжатия, является заведомо ошибочной.

Приступая к изложению исходных предпосылок своей гипотезы, Альвен и Аррениус вы деляют в самостоятельную задачу вопрос о механизме образования самого центрального тела:

к моменту, когда начали образовываться планеты, оно уже существовало в своем начальном облике. Только после его оформления начал протекать процесс образования планет. Цен тральное тело должно обладать магнитным полем, уровень которого превышает некое крити ческое значение, а пространство в его окрестности заполнено разреженной плазмой. Эти два требования обязательны, без их выполнения процесс планетообразования невозможен.

Первое из требований не содержит каких-либо ограничивающих посылок, так как сущест вование магнитного поля около вращающейся звезды – дело обычное. Солнце имеет диполь ный момент и, вполне вероятно, имело его в своем далеком прошлом. Не исключено, что тот дипольный момент превышал теперешний. Что же касается плазмы, то ее источником служи ла гигантская корона молодого Солнца. В настоящее время Солнце обладает короной более скромных размеров, средняя плотность заряженных частиц в ней оценивается значениями от 102 до 108 см–3. Космические аппараты обнаруживают, что планеты земной группы практиче ски погружены в разреженную атмосферу Солнца, а недавно открытый солнечный ветер до носит частицы от звезды до дальних планет. Вполне приемлемо допущение, что корона моло дого Солнца распространялась гораздо дальше современной орбиты Плутона, то есть дальше 40 астрономических единиц (а.е.). За астрономическую единицу принято расстояние от Солнца до Земли, равное примерно 150 миллионам километров. Этой единицей удобно поль зоваться при оценках расстояний, прежде всего внутри Солнечной системы. Обширная сверх корона молодого Солнца активно взаимодействовала с его магнитным полем.

Альвен и Аррениус отказались от традиционного допущения об образовании Солнца и планет из одного массива вещества, в одном процессе. Ведь такое допущение не работает в случае образования спутников возле планет, чем нарушается исходный постулат о едином механизме образования вторичных тел возле первичного. Выдвигается другое предположе ние, сводящееся к тому, что сначала возникает из газопылевого облака первичное тело, затем к нему извне, из "бесконечности", поступает материал для образования вторичных тел. Мощ ное гравитационное притяжение центрального тела захватывает поток газовых и пылевых частиц, создавая условия для образования вторичных тел.

О том, что такие исходные посылки не беспочвенны, говорят недавно завершенные много летние исследования изотопного состава вещества Солнца, метеоритов и Земли. Оказалось, что в метеоритах обнаруживаются два различных изотопных состава одних и тех же элемен тов, что говорит о различном термоядерном происхождении этих элементов. Отсюда следует вывод, что основная масса вещества Солнечной системы поступила из резервуара (то есть из газопылевого облака) с одним изотопным составом элементов, и из этого вещества образова лось Солнце. Значительно меньшая часть вещества с другим изотопным составом поступила из другого резервуара (из другого газопылевого облака) и она послужила материалом для формирования метеоритов и частично планет. Смешение двух составных частей со схожим химическим, но разным изотопным составом произошло, по оценкам, не позже, чем примерно 4,5 миллиарда лет назад, что совпадает с оценкой возраста Солнечной системы. При разра ботке своей модели авторы гипотезы не знали этих фактов, говорящих в их пользу.

Вернемся к рассматриваемой модели. Она рисует такую захватывающую воображение кар тину, предшествовавшую образованию планет. Молодое Солнце, предположительно обла давшее значительным магнитным моментом, имело размеры, превышавшие нынешние, но не доходившие до орбиты Меркурия. Его окружала гигантская сверхкорона, представлявшая со бой разреженную замагниченную плазму. Как и в наши дни, с поверхности Солнца вырыва лись протуберанцы, эти плазменные токовые выбросы, формируемые с участием магнитных полей. Но в те времена выбросы имели протяженность порядка нескольких миллиардов кило метров, они достигали орбиты Плутона. Токи в них оцениваются величинами в сотни мил лионов ампер. При таких токах идут процессы пинчевания – стягивания плазмы в узкие кана лы. Поэтому плазма сверхкороны обладала волокнистой структурой. С токовыми каналами шнурами связаны многочисленные неустойчивости, образование двойных зарядовых слоев, прерывающих токи и магнитные силовые линии. В местах разрывов временами возникали электрические пробои, сопровождавшиеся взрывами, они вытесняли плазму и создавали об ласти глубочайшего вакуума, откуда разбегались мощные ударные волны, уплотнявшие плаз му на пути своего следования. Плазма сверхкороны быстро становилась неоднородной и крайне неравновесной. На фоне мощных магнитодинамических и других плазменных процес сов гравитационные эффекты теряли ведущую роль. Любая модель образования планетной системы не может игнорировать эти эффекты.

Поступавшие из внешнего резервуара нейтральные частички вещества под действием гра витации ускоренно падали к центральному телу. Они практически не взаимодействовали с разреженной плазмой короны. Но на пути их скорость увеличивалась до определенного кри тического значения, при котором кинетическая энергия частицы становилась равной энергии ионизации вещества. Тогда частица ионизовывалась, обретала электрический заряд, что сразу же меняло характер ее взаимодействия с плазмой. Заряженная частица энергично тормозилась в плазме и захватывалась волоконной структурой. В процессе захвата частиц происходит не которая их дифференциация из-за различия в скоростях. А различие в скоростях возникает из за различия масс и различия химической природы частиц, выражающегося в данном случае через потенциал ионизации. Соответственно торможение и захват частицы в зависимости от ее скорости произойдет на разных расстояниях от центрального тела, то есть с самого начала имелись предпосылки для дифференциации допланетного облака по химическому и весовому составу частиц. В конечном счете, выделились три-четыре концентрические области, плотно сти частиц в которых примерно на 7 порядков превышали их плотности в промежутках.

Существование критической скорости, по достижению которой нейтральная частица, движущаяся ускоренно в разреженной плазме, скачком ионизуется, подтверждено лаборатор ными экспериментами. Оценочные расчеты показывают, что предлагаемый "механизм выпа дения вещества" способен обеспечить накопление необходимого для образования планет его количества за сравнительно короткий срок, порядка ста миллионов лет. Так что предложен ный Альвеном и Аррениусом путь образования протопланетной массы вещества конкуренто способен по отношению к другим предлагаемым сегодня механизмам. Например, по отноше нию к предполагаемому образованию планет около звезды из изначально возникающего око ло нее газопылевого диска. В дальнейшем в образовавшемся в результате выпадения вещества протопланетном облаке протекали два важных процесса: шла передача момента количества движения от центрального тела в сверхкорону, а из плазмы выпадали (конденсировались) зер на нелетучих веществ, материала будущих планет. В рассматриваемой модели эти процессы описываются так. Магнитные поля и токовые шнуры стали "приводными ремнями", через ко торые момент количества движения центрального тела передавался в плазму. Ранее Хойл и Викрамасингх разработали магнитодинамический механизм передачи момента количества движения от Солнца в протопланетное облако. В их теории плазма облака предполагалась од нородной, с "вмороженными" в нее магнитными силовыми линиями. Авторы рассматривае мой нами гипотезы показали, что такие исходные посылки недостаточны и основанная на них теория в лучшем случае может рассматриваться как "первое приближение". В предлагаемой ими новой модели развивается "второе приближение", в упрощенном изложении выглядящее так.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.