Одна из самых древних известных сегодня моделей мира принадлежит, по-видимому, вавилонянам. Следом за нею идут египетская, индийская… Впрочем, корни их настолько далеко уходят в глубь времен, что споры о приоритете и выстраивание их в очередь просто неуместны.

Древние представления о мире, несмотря на тесную связь с мифами и деятельностью богов, прочно базировались на здравом смысле и отражали оседлый образ жизни древних людей. Жители Вавилона, коротавшие век между двумя большими реками Тигром и Евфратом, представляли Землю в виде выпуклого свода, уходящего своим основанием в воду. Землю и воду окружала «Великая Плотина Небес», на которую опирался купол неба.

Поселения древних египтян лежали в узком ущелье, протянувшемся с юга на север среди непроходимых песков Ливийской пустыни. Полноводный Нил в низовьях расширял ущелье до долины с широкой плодородной дельтой. По твердому убеждению жрецов — хранителей знаний — страна бога Ра (так иногда называли Египет) лежала в центре мира; в том месте, где Земля провисла, чтобы приготовить достойное ложе Нилу.

Две тысячи лет назад индийские брамины рассказывали своим ученикам о молочном море, в котором плавает черепаха. На спине ее — четыре слона. Повернувшись головами в стороны света, держат они на себе Землю. Замыкается мир кольцами черной кобры Шешу, тысяча голов которой служат опорой вселенной.

Как же так — мир един, а между тем вавилонская модель отличается от египетской, египетская от индийской и все они от греческой? Ну как бы вы представили себе целое, имея перед глазами ничтожную его часть? Наверное, по образу и подобию части?

Люди всегда интересовались происхождением и устройством окружающего мира. Кроме чисто прагматических побуждений, немалую роль в том играла и любознательность — одна из могучих сторон разума. Но чтобы удовлетворить эту потребность, нужны знания. А вот истинными знаниями о причинах явлений похвастаться предки не могли. Вот и приходилось им для объяснения непонятных, грандиозных и страшных природных феноменов прибегать к помощи сверхъестественных сил — сочинять мифы.

Конечно, значение мифов не ограничивается удовлетворением чисто познавательных потребностей общества. Мифология имеет глубокие социальные и исторические корни и является важнейшей составной частью всей духовной культуры. Но мы сознательно ограничимся избранным узким аспектом, имеющим отношение лишь к космогоническим воззрениям той эпохи религиозно-мифологического познания, которая предшествует научному или, вернее, сначала натурфилософскому взгляду на мир.

На заре цивилизации мифы заполняли пробелы в знаниях, смыкали, пусть фальшивыми, звеньями разорванную логическую цепь познания, давали возможность построить временную картину мира. Это было очень важной задачей, потому что решение ее позволяло определить человеку свое место во враждебном мире и обрести какую-то уверенность. Биологи не зря считают, что, когда живое существо сталкивается с неизвестным, в его организме возникает как бы напряжение, мешающее ему нормально функционировать. Снять это напряжение можно, только удовлетворив любопытство.

В представлении предков мир немногим отличался от местности, в которой располагался родной город или деревня. И строили его боги вполне человеческими методами из подручных материалов. Так, рассказывая о грандиозных деяниях богов, в своей основе мифы давали картины жизни того общества, в котором на самом деле жили поэты, авторы сказаний о богах и героях.

В течение всей истории цивилизации люди наводили свой порядок в природе, представляя себе устройство мира с позиций человеческой целесообразности и диктуя ему свои человеческие законы. Антропоцентризм живет в нас, несмотря на то, что разумом мы прекрасно понимаем всю его несостоятельность. Может быть, он исчезнет полностью, когда сверкающие корабли пришельцев опустятся на земные космодромы. А может быть, и не исчезнет. Просто человечество перенесет «центр мира» со своей планеты на другую с более высоким уровнем развития. И все тогда начнется сначала. Впрочем, шутка подобного рода звучит не слишком жизнерадостно.

Пока боги строили и благоустраивали мир, дел всем хватало. Но потом от нечего делать пришлось им начать заниматься людскими, мелкими для небожителей делами. От вынужденного безделья боги часто ссорились, пьянствовали на Олимпе и вмешивались в людские распри. В конце концов компания их стала носить довольно безалаберный характер. А между тем каждое утро без опозданий вслед за зарей всходило Солнце. Оно дарило людям тепло и свет независимо от делишек, которыми занимался Гелиос. Также и хранительница ночи Луна преисправно вела календарь, вовсе не заботясь о чувствах Селены, вздыхающей согласно мифам по Эндимиону. Получалось непреодолимое противоречие. С одной стороны, довольно бестолковая компания разлагающихся от безделья небожителей, с другой — стройная система мироздания с извечным нерушимым покоем. Не мудрено, что кое у кого стали возникать сомнения: «А могла ли вообще эта небесная публика создать такой стройный и такой целесообразный мир?»

И тут мы с вами оказываемся на пороге космогонии. Еще впереди отступления, виражи и зигзаги мысли. Еще поднимутся к ясному небу языки позорных костров и запахнет жареным. Но единожды посеянное семя сомнения даст такие буйные всходы, что никакие святые гербициды не помогут: вслед за временем мифов неизбежно придет время их отрицания.

Не нужно считать древних мудрецов глупее нас с вами только потому, что жили они тысячи лет назад и, не зная автомобиля и штанов, предпочитали ходить пешком и заворачивались в тоги. С самого начала они прекрасно понимали все преимущества гипотезы о божественном происхождении мира. Боги всемогущи и боги непознаваемы. А потому волю и деяния их, как точку, всегда пристойно поставить в конце любого объема знаний, не объясняя и в то же время не допуская сомнений. За богами стояла вера. Вера же сомнений не допускает. Таким образом, любые мифы были удобны прежде всего для целей объяснения, и они внесли свой вклад в мировую культуру. Надо заметить, что мифы удобны для объяснения другим, тем, кто не думает сам, кто нуждается в простых и готовых истинах, кто готов верить, а не мучиться сомнениями. Для собственного же понимания явлений нужна наука. И начинать этой науке пришлось, прежде чем строить модели мироздания, с поисков первоматерии: того вещества, которое способно преобразовываться во все вещи и в которое должно возвращаться все после своего конца.

Пожалуй, прежде чем переходить к изложению первых построений древних натурфилософов, неплохо бы подвести итог тому, что они знали, чем интересовались. Тогда легче будет судить о фактах, положенных в основу первых моделей мира.

Причин интересоваться явлениями, происходящими на небе, у предков было предостаточно. Жизнь текла довольно однообразно. И небесные феномены заменяли и книгу, и кино, и телевизор. Часть из них носила чисто утилитарный характер: измерение времени, ведение календаря и счета праздникам, ориентирование мореплавателей и путешественников. Другие касались воли богов, диктуемой звездам, и твердого убеждения о связи судьбы каждого человека с тем, что творилось у него над головой. И трудно сегодня сказать, что было, например, для древних греков важнее. Вы скажете: «Астрология — лженаука!» Но это мы с вами (две тысячи лет спустя!) знаем, что она лженаука. А предки-то этого и не подозревали!

Давайте ограничимся во времени, скажем, александрийским периодом развития греческой науки, это примерно II век нашей эры, и подведем некоторый итог астрономическим знаниям.

От халдеев, бывших прекрасными наблюдателями, древние греки получили бесчисленное множество фактов. Однако даже, составляя таблицы движения планет, вавилоняне, по-видимому, не испытывали потребностей в их объяснении. Жреческая наука занималась констатацией фактов. Другая картина у греков. Их наука была демократичной, и с самого начала, с Фалеса Милетского и ионийской школы, греческие философы стремились прежде всего к объяснению феноменов. В их числе были восход и заход Солнца и Луны, своенравное петляние блуждающих огоньков планет меж «неподвижными» звездами, а также упорядоченное вращение всего звездного неба. Занимали умы первых философов и причины затмений, причины лунных фаз, сама природа светил. Наконец, вопрос вопросов, от которого зависел исход всех остальных объяснений, — форма Земли и ее положение во вселенной. (Мы намеренно не упоминаем о первооснове, из которой состоял мир. Этот вопрос не менее важен, чем то, как мир устроен. Более того, именно он сыграл главную роль в разделении натурфилософов на непримиримые лагери материалистов и идеалистов. Но о первооснове лучше вспоминать при обсуждении соответствующих космогонических моделей. Так будет ближе к теме.)

Итак, первые древнегреческие мудрецы представляли себе Землю в форме диска с выступающими краями, плавающего на воде или повисшего неподвижно в воздухе. При этом, естественно, помещалась она в центре вселенной. Ограничивался мир сферой «неподвижных» звезд, которая равномерно вращалась вокруг невидимой оси, проходящей через полюсы. Один полюс находился в районе Полярной звезды; другой — где-то на юге. Сложнее обстояли дела с объяснением движения Солнца и Луны, поскольку, обегая Землю, они отставали от звезд. Кроме того, астрономы видели, что летом Солнце поднималось в полдень выше, а зимой ниже. Отделив ежедневное движение светила от годового, древние наблюдатели нанесли его путь на глобусы звездного неба и назвали его эклиптикой, а широкий пояс созвездий в окрестностях эклиптики — поясом Зодиака. По нему проходил месячный путь Луны и сложные дороги планет.

Рассуждая о природе небесных тел, древние мудрецы высказывали самые разнообразные предположения. Одни считали Солнце и Луну просто воспламеняющимися облаками, которые загорались с восходом и гасли на закате, уступая на следующий день место новым Солнцу и Луне. Существовало мнение, что Луна является сосудом, наполненным огнем. В зависимости от его положения к наблюдателю видны фазы: в полнолуние через горловину видна вся внутренняя освещенная часть, а в новолуние сосуд — Луна поворачивается к Земле темной внешней оболочкой. Много было разных суждений. Но наряду с явными нелепостями, на наш просвещенный взгляд, уже в V веке до нашей эры философ Анаксагор дал совершенно правильное объяснение и фазам Луны, и ее затмениям.

Вызывало неудовлетворение и представление Земли в виде плоской лепешки. Мореплаватели точно знали, что с приближением к родным берегам прибрежные утесы лишь постепенно встают из морских пучин. Знали они и то, что в других странах на чужом небе и звезды чужие. Эти факты требовали иного представления Земли. И вот примерно в VI веке до нашей эры в греческих городах — полисах образовывается пифагорейская школа. Несмотря на широкую известность имени основоположника о жизни и деятельности самого Пифагора, история практически не знает ничего достоверного. Даже знаменитая теорема, популярная среди школяров всех времен и народов, согласно последним изысканиям оказалась известной египетским землемерам за много лет до рождения Пифагора. Не осталось и ни строчки из сочинений этого философа и математика. Зато сомнений в существовании учеников, последователей и эпигонов Пифагора у истории нет. Оказалось, что ученики взяли от учителя все, кроме скромности, и трудов своих пифагорейцы оставили множество. Из них мы узнали, что Землю они считали шаром. Подозревать их в особой проницательности не стоит, потому что во многом это утверждение диктовалось не научными, а скорее идеологическими соображениями. Шар — сфера, а сфера считалась в древнем мире фигурой божественной и совершенной: ведь она абсолютно симметрична. А дальше подумайте сами: разве могли боги, создавая сердце вселенной — Землю, сотворить ее несовершенной? Богам это не пристало! Кроме таких важных соображений, были и другие, например, круглая тень от Земли на лике Луны во время затмения… Короче говоря, пифагорейцы твердо стояли на том, что Земля кругла и покоится в центре космоса. Вся остальная часть вселенной состояла, по их мнению, из прозрачных скорлупок-сфер, поддерживающих небесные светила.

Греки знали, что Солнце, Луна и все планеты движутся, отставая от вращающегося звездного неба, и потому распределили светила в соответствии со скоростями их движений. То была удачная догадка, позволившая разбить планеты на внешние и внутренние по отношению к Солнцу.

В пифагорейской системе было немало уязвимых мест. И мимо одного из них истинные философы не могли проходить равнодушно. Речь идет о том, почему в течение суток движение Солнца и планет совершается с востока на запад, в соответствии с вращением сферы неподвижных звезд, а годовое движение Солнца и планет происходит в противоположном направлении?

Сегодня мы с вами это прекрасно понимаем: причина в движении самой Земли. Но Земля пифагорейцев была неподвижной. И вот нашелся смельчак — Филолай, ученик и последователь Пифагора, который решился сдвинуть Землю с насиженного места и заставить ее вращаться. Филолай учил: «Мир един и начал образовываться с центра». Он рисовал перед своими учениками удивительную картину мироздания. В центре в отличие от предшественников философ помещал не Землю, а некий Центральный огонь — очаг вселенной, за которым присматривала богиня Гестия. Вокруг вели хороводы десять божественных тел: небо неподвижных звезд, пять планет, Солнце, Луна, Земля и Противоземля. Последняя представляла собой специальное небесное тело, которое помогало объяснять затмения Солнца, сберегало антиподов от ожогов и доводило общее количество небесных объектов до «совершенного» числа — десяти. Обратите внимание на этот пример сочетания гениального предвидения с устойчивым предрассудком о числовом и геометрическом совершенстве…

Осторожные последователи Филолая Противоземлю упразднили, Землю вернули в центр вселенной, а небесный огонь поместили внутрь Земли. Единственное, что они ей оставили, так это ее суточное вращение.

Первые построения имели огромное значение для дальнейшего развития науки. Конечно, системы вавилонских и египетских правил и таблицы позволяли предсказывать небесные явления значительно точнее, чем наивные древнегреческие модели. Но зато последние давали общее представление о строении вселенной, позволяли ощутить разумность ее устройства.

Дальше предстояло лишь найти наилучшую схему, с помощью которой удалось бы удовлетворительно объяснить все особенности наблюдаемых явлений. Одним из первых такую задачу попытался решить астроном и математик, врач и философ Евдокс Книдский, живший примерно в IV веке до нашей эры. Он составил схему из множества концентрических сфер, охватывающих, как капустные листья, Землю. Оси вращения этих сфер он расположил в разных направлениях так, чтобы движения нескольких скорлупок в сумме давали наблюдаемое движение светила.

«Чтобы создать хорошую теорию, мы должны располагать простыми принципами или допущениями и должны уметь вывести из них схему, достаточно разумно объясняющую все факты», — пишет профессор Принстонского университета Э. Роджерс. Правило, одинаково пригодное как для спекулятивного, так и для научного метода. И система Евдокса отвечала этим требованиям. У него было 27 сфер, движение которых достаточно хорошо имитировали наблюдаемые перемещения планет. Более поздние наблюдения и уточнения этих движений потребовали усложнения схемы Евдокса. И это было осуществлено простым добавлением числа сфер. Великолепный принцип! Упразднить его могла лишь более простая геометрическая схема, построенная на ином принципе.

К концу IV века до нашей эры философ школы перипатетиков Гераклид Понтийский предложил несколько иную модель мира. (Кстати, перипатетиками называли последователей Аристотеля, который, читая лекции, любил прогуливаться по Лицею в окружении учеников. От греческого слова περιπατεω — прохаживаюсь — и пошло название школы.) Наблюдая, как Меркурий и Венера постоянно обращаются возле Солнца, Гераклид провозгласил, что Земля вращается вокруг своей оси, а Солнце, хотя и обращается вокруг Земли, но имеет собственных спутников — Меркурий и Венеру. Это еще не новый принцип, но схема уже лежит прямо на границе с гипотезой Аристарха Самосского — несостоявшегося взлета гелиоцентризма.

Аристарх Самосский жил в Александрии. Сведения о нем в истории также очень скудны. Известно лишь, что преподавал он в Мусейоне в период царствования первых трех Птолемеев, примерно с 310 по 230 год до нашей эры и написал много работ. До нас дошла одна из них «О величине Солнца и Луны и о расстоянии между ними». Аристарх первым в истории древнего мира утверждает, что Солнце во много раз больше Земли. По-видимому, это предположение плюс наполовину гелиоцентрическое учение Гераклида и сыграло роль в зарождении у него новой идеи об устройстве мира. Аристарх построил первую гелиоцентрическую модель!

В чем же дело? Почему не произошло революции в астрономии и эра гелиоцентризма не наступила на 1800 лет раньше идей Н. Коперника? Увы, большинство виднейших философов выступили против идей Аристарха. Недостаточно создать подходящую гипотезу, нужно убедиться, что она соответствует фактам. Расчеты же по схеме александрийского философа, сохранившего круговые планетные орбиты, намного уступали по точности пусть более сложным, но и более близким к наблюдениям расчетам по схеме Евдокса. «Нужно спасать феномены», — говорил Гиппарх — величайший астроном античного мира, возвращаясь к геоцентризму и хрустальным сферам. Не могли простить современники Аристарху и того унижения, которое они испытывали, покидая вместе с Землей центр вселенной.

Со многим не могли согласиться современники Н. Коперника. Не могли понять они и того, каким образом удавалось такому огромному, массивному телу, как Земля, вертеться, не вызывая ураганного ветра и не отклоняя траекторию падения пушечного ядра. Чтобы устранить эти противоречия, науке понадобился Г. Галилей. Немалой трудностью новой теории было и отсутствие звездного параллакса. Ведь если Земля движется вокруг Солнца, говорили оппоненты Н. Копернику, то наблюдателю должно казаться, что и «неподвижные» звезды описывают кружки. А этого же нет?!

Н. Коперник очень расстраивался, что не может ничего возразить на подобные упреки. Он успокаивал себя тем, что расстояние до звездной сферы так велико, что параллакс просто незаметен. Однако утешение это было слабое, и враги злорадствовали. Пройдет почти триста лет, прежде чем первые звездные параллаксы будут открыты В. Струве и Ф. Бесселем.

И все же, несмотря на неточность предвычислений, на отсутствие доказательств, неоспоримых и весомых, новая система была революционна. И это понимали многие. А главное, она была созвучна наступающей эпохе. Наступило время решительного поворота от схоластики, от догмы и мистики к науке. За плечами у народов осталось время фундаментальной критики аристотелизма. Количество накопленных культурных ценностей должно было привести к качественным переменам. И первой ласточкой наступающей весны в мировой науке явилась гелиоцентрическая система Коперника.

Главная идея польского астронома заключалась в том, что видимые движения небесных тел не истинны, а лишь кажутся таковыми наблюдателям с поверхности Земли. Кажутся, ибо сам он (наблюдатель) уносится вращающимся и летящим вокруг Солнца земным шаром. Коперник пишет, что он не раз обращался в поисках лучшего объяснения планетных движений к различным авторам, пока не нашел у древних философов мнения о движении самой Земли. Его-то он и принял к руководству, разрабатывая математически и астрономически новую систему, способную в той же мере объяснить наблюдаемые явления, что и испытанная временем система Птолемея. Судя по конкретному тексту сочинения, задача Н. Коперника была простой — выработать новый алгоритм, не более. Но и сам автор новой теории, и большинство просвещенной публики понимали, какой громадной силы философский и, можно сказать, гносеологический заряд был заложен в невинном алгоритме.

Даже в том виде, в каком новая система впервые появилась из-под печатного пресса, даже несмотря на рудименты, она уже имела ряд преимуществ перед Птолемеевой. Одним махом модель Коперника разрешила непреодолимый для старой теории вопрос о движении внутренних планет — Меркурия и Венеры. Поскольку обе планеты появлялись всегда как утренние или вечерние звезды, то есть были довольно жестко связаны с Солнцем, Птолемею пришлось их привязать к дневному светилу и совершенно произвольно заставить двигаться вместе с ним. Это вызывало изумление. Почему же остальные планеты могут вольно блуждать по небу, где им вздумается?

Система Н. Коперника просто снимала этот вопрос. Поскольку обе планеты лежат внутри орбиты Земли, они должны следовать за Солнцем в моменты его восхода или захода, при наблюдении их с Земли.

Книга Н. Коперника написана очень трудным языком. И потому, несмотря на революционность содержания, воспринята была современниками довольно спокойно. Немногие ее прочли. Еще меньше людей поняли. Понадобилось немало времени и драматических событий, прежде чем человечество отвело этому трактату надлежащее место в истории.

Блестящим популяризатором и пропагандистом нового учения стал Д. Бруно, провозгласивший множественность обитаемых миров. Его гипотеза подрывала основы догматического библейского мироздания. А вывод И. Кеплером эллиптической формы для планетных орбит, а также два его остальных закона окончательно выбросили на свалку идей принципиальные взгляды Пифагора — Платона — Аристотеля, считавших, что идеальным небесным телам свойственны лишь идеальные круговые движения. А ведь тех же взглядов придерживался и сам Н. Коперник. Законы И. Кеплера не только устранили одно из существенных возражений противников новой теории — неравномерность скоростей движения планет по орбитам, но и разбили хрустальные сферы. Мир стал безграничным. Примерно в то же время Г. Галилей, направивший зрительную трубу на небо, положил начало наблюдательной астрономии. Он увидел спутники Юпитера, словно повторяющие в миниатюре гелиоцентрическую систему. Но главное, он сумел выразить процесс движения математически, связав механику с математикой и подкрепив результаты расчетов исследовательскими, а потом и демонстрационными экспериментами. Фактически Г. Галилей создал, оттолкнувшись от идей Н. Коперника, первый образец новой науки, которую мы сегодня называем физикой.

«Дайте мне точку опоры, и я переверну мир!» Кто это хвастался? Вы, конечно, знаете — Архимед. Мир он не перевернул, но мысль была правильной. Во всяком революционном перевороте нужна надежная основа, на которую можно с уверенностью опереться. Так и философам после критики библейской легенды о сотворении понадобилось заменить бога не менее надежной творческой силой.

Картина мира, построенная французским философом XVII века Рене Декартом, выросла тоже на фундаменте учения Н. Коперника. Был в ней и бог. Но уже не такой всемогущий. Да, бог создал материю, говорил философ, бог снабдил ее движением, дал ей «первый толчок». Но дальше солнечная система развивалась естественным путем, обусловленным свойствами материи и движением ее разнородных частиц. Теория Коперника гласит, что все планеты, все небесные тела обращаются вокруг Солнца? Прекрасно! Р. Декарт делает обобщенную посылку-гипотезу: главной формой движения космической материи является вихревое движение ее простейших частиц. И сразу возникает красивая и убедительная картина образования мира. Позвольте, а как же бог? А что, создав материю и толкнув ее, бог свое дело сделал, как говорится: «мавр сделал свое дело, мавр может уйти». В вихревом кругообразном движении частицы сами, соприкасаясь, взаимодействуют, слипаются, образуют сначала сгустки, которые потом превращаются в звезды и планеты. Заметьте, частицы соприкасаются, иначе как же они могли бы передать свое воздействие друг другу. Наглядной получилась картина Р. Декарта и убедительной. Жаль только, что никакие количественные соотношения не были в ней выведены. Да и сама философия, несмотря на намерение поставить все на надежную математическую основу, была довольно противоречивой. Блистательным оказался только метод. Индуктивному методу исследования природы английского ученого Френсиса Бэкона Р. Декарт противопоставил свой. Он был категорически против веры «в шаткое свидетельство чувств» и в «обманчивое суждение беспорядочного воображения». Нет, нет, только выведение следствия путем строгих математических и логических заключений из общих посылок, не оставляющих сомнений в мощи порождающего их разума. Только дедуктивный метод, по мнению Р. Декарта, был надежным помощником настоящего философа-естествоиспытателя.

Вслед за Р. Декартом вторым крупным представителем механического материализма в естествознании XVII–XVIII веков должен идти И. Ньютон, хотя космогонические воззрения сэра Исаака особой оригинальностью не отличались.

Результаты своих работ в области механики И. Ньютон изложил в трактате «Математические начала натуральной философии». Этот труд был написан, кстати, тоже весьма сложным языком. Но в нем И. Ньютон показал огромное теоретическое и прикладное значение выведенных им законов. Трактат содержит решение целого ряда важнейших практических задач механики и астрономии, но еще важнее то, что «Начала» явились глубоким обобщением всей прошлой и современной И. Ньютону физики.

Сегодня мы настолько привыкли к классической формулировке, гласящей, что «любые две материальные частицы притягивают друг друга с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними», что это кажется даже естественным. Таким же естественным, как то, что Земля — шар и что этот шар вращается вокруг своей оси и облетает Солнце.

Закону Ньютона веришь! Конечно, законам верить надо. Во-первых, они несут в себе опыт поколений. Во-вторых, бывают обычно так красивы, так рафинированы, что завораживают. И наконец, верить куда проще, чем понимать…

Между тем привычка принимать любое утверждение науки на веру приводит в определенной степени к догматизму. С ньютоновским мировоззрением дела обстояли значительно сложнее, чем, например, с картиной мира Р. Декарта. Посудите сами: в трудах Р. Декарта пространство было заполненным тонкой материей, в которой бушевали вихри, передающие усилие от одной частицы к другой, от другой к третьей. Это было так же понятно, как толчок в бок. В работах И. Ньютона пространство было пустым и силы тяготения действовали на расстоянии. Это вызывало недоумение. Ведь даже господу богу, чтобы поразить человека, надо было послать в него молнию. В теории И. Ньютона людям XVII столетия не хватало материального носителя силы. Кроме того, вселенная сэра Исаака была вечной и неизменной. Даже с позиций просвещенной современности идея Р. Декарта о развитии вселенной с помощью внутренних сил природы была куда прогрессивнее ньютоновского консерватизма. И наконец, изящный язык, которым были написаны работы французского ученого, ни в какое сравнение не шел с тяжеловесной латынью его английского коллеги. Все это приводило к тому, что, склоняя головы перед математической точностью «Начал», философы предпочитали более расплывчатую французскую концепцию. Все с благоговением соглашались, что И. Ньютон научил людей вычислять движения небесных тел. Но Р. Декарт давал возможность размышлять…

Конечно, с позиций дня сегодняшнего можно предложить делать и то и другое одновременно и вместе. Но не следует забывать, что для того, чтобы теория овладела массами, ее следует сначала сделать доступной массам. Принципы И. Ньютона нуждались в популяризации.

По прошествии менее чем десяти лет после кончины английского физика его взгляды «переплыли Ла-Манш». Вышла в свет работа «Элементы философии Ньютона», написанная на хорошо известном европейскому читателю французском языке. Автором книги был Ф. Вольтер. Его сочинение сыграло огромную роль в популяризации новых идей. И примерно с середины XVIII столетия ньютоновские принципы и ньютоновская механика стали безраздельно господствовать в европейской науке. Они явились той «точкой опоры», на которую можно было опереться, чтобы «перевернуть мир».

Благодаря широкому распространению взглядов И. Ньютона человечество созрело для новой гипотезы. Теперь должен был найтись ее творец.

Почтенные метры Сорбонны собирались, чтобы обсудить опасность, которую несло блуждающее небесное тело. Той самой знаменитой Сорбонны, мимо которой сейчас шел Ж. Бюффон и где несколько лет спустя будет осужден его трактат, как еретический и противоречащий священному писанию. Но пока это все впереди. Пока Жорж-Луи об этом не знает. Он спокойно пересекает бульвар Сен-Мишель — «Бульмиш», как по сей день называют его веселые парижские студенты. Путь его лежит мимо старой церкви святого Сульпиция к рынку Сен-Жермен…

Уже поздно. Но возле устричных лотков воткнуты факелы, и торговцы ловко вскрывают раковины кривыми ножами. Привезли свежий товар. Тянет дымом жаровен. «Каштаны, каштаны, сладкие жареные каштаны». А вон, возле длинного прилавка, тележка на высоких колесах с дынями. Шлеп, шлеп — золотисто-желтые плоды перелетают из ладоней в ладони. Огородники разгружают товар. Ночь коротка. Скоро наступит новый день, и Париж потребует пищи. Много пищи: много фруктов, овощей, мяса и хлеба. Боже милостивый, как много надо людям!.. Один из огородников стоит на повозке и кидает дыни. Другой ловит их и укладывает в пирамиду. Гора растет. Что им до комет? Они вряд ли даже слыхали о грозных предзнаменованиях. Но если это кара божья, то разве справедливо, что часть его детей остаются в неведенье?

Ж. Бюффон вспоминает диспут, на который он был приглашен во время своего пребывания в Лондоне. Один из спорящих — астроном пугал своего противника последствиями встречи кометы с Землей.

«Грозное небесное тело наскочит на Землю сзади, замедлит движение планеты и изменит ее путь. Земля подойдет близко к Солнцу и загорится… Пройдет много лет, прежде чем возрожденная огнем, сделается она вновь обитаемой по воле божьей. И наступит тогда на ней царство святых. Через тысячу лет это царство окончится и Земля столкнется еще с одной последней кометой. Теперь орбита ее растянется, и, обратившись сама в комету, Земля вновь станет безжизненной».

Какой великолепный салат из астрономии, мистики и теологии! Впрочем, П. Мопертюи — с Ж. Бюффоном они приятели — тоже считает, что, ежели бы Земля встретилась с кометой, удар переместил бы полюса на экватор. А уж физика и астронома П. Мопертюи не заподозришь в склонности к мистицизму.

Но вернемся к мысли о встрече кометы с Солнцем. Р-раз! Один из огородников промахнулся и не поймал брошенной дыни. Круглый плод звучно врезался в дыню, уложенную на верхушке пирамиды, и расколол ее. Брызги спелого сока и семечки заставили Бюффона отскочить в сторону. Торговцы захохотали.

Небольшой инцидент перебил мысли. Ж. Бюффон миновал рынок и зашагал по бульвару Сен-Жермен к намеченной цели. Да, так о чем же он думал? О Солнце и встрече его с кометой? Проклятая дыня! Хотя, а почему бы и комете не исторгнуть из великого светила часть вещества? И почему бы из этого вещества не образоваться планетам? Прекрасная идея! А эпизод с дыней придал ей наглядность и убедительность. Буйное воображение снабжает картину подробностями.

Пройдет время, и он опишет, как подлетает к Солнцу огромная комета, как она на «бреющем» полете едва касается раскаленной поверхности светила и сшибает с него часть вещества. Гигантский язык солнечной материи вытягивается в сторону. Постепенно, под действием сил притяжения в соответствии с законом сэра Исаака Ньютона, в струе материи образуются сгущения и разрежения. Она делится на части. И из каждой части начинает образовываться планета. Вращение придает им форму шара. Постепенно остывая, планеты покрываются стекловидной корочкой. То же претерпевает и Земля. Внутри у нее образуется ядро. Конденсируются пары атмосферы и выпадают сильными ливнями. Всю поверхность покрывает горячий, клокочущий океан. Волны его размывают, разламывают хрупкую кору, перемалывают ее в песок… Как хорошо все получается в эмоционально нарисованном «действии»! Даже одинаковое направление движения всех планет нашло свое объяснение, даже примерно равный наклон орбит. Когда это могло случиться? Согласно библейской хронологии мир был сотворен за 5508 лет до рождения Христа. Нет, с таким сроком Бюффон согласиться не может. Процесс формирования планеты должен занимать, по крайней мере… десятки тысячелетий!

Ах, Жорж-Луи Леклер граф де Бюффон! На что поднимаете вы руку, мсье? Осиное гнездо католической церкви загудело, зажужжало. Вот мы его!!!

Кто знает, не преследования ли служителей божьих привлекли к его гипотезе внимание и симпатии читателей? За короткое время приобрела она широчайшую известность, хотя еще при жизни ее творца у астрономов возникли первые сомнения. Виновницей этих сомнений оказалась та же комета Галлея. В 1759 году она снова появилась на небосклонах Земли. Но движение ее, по расчетам астрономов, испытало немало изменений под действием сил притяжения Сатурна и Юпитера. Сами же планеты остались на тех же предначертанных орбитах. А раз так, то масса кометы не могла идти ни в какое сравнение с массой Солнца. Значит, и остальные кометы нельзя было считать массивными телами, способными при столкновении исторгнуть часть солнечной материи. Может быть, имеет смысл предположить какой-нибудь другой путь образования планетной системы?

Но если первозданное облако состояло из частиц, хаотически двигавшихся в разные стороны, то как заставить их начать кружиться в одном направлении? Из законов И. Ньютона, известных И. Канту, такого упорядочивания движений не получалось. И тогда на помощь математике пришла философия. Он вводит в дополнение к ньютоновым силам притяжения силы взаимного отталкивания. Именно они должны помочь сначала частицам, а потом и образовавшимся телам приобрести «свободное круговое движение».

Вы, пожалуй, спросите: откуда выкопал он эти силы? Световое давление во времена И. Канта открыто еще не было, силы электрического отталкивания приспособить для космогонических целей тоже еще никому в голову не приходило. Какова же природа этого отталкивания?

Скорее всего мысль о них возникла у И. Канта из древней как мир философской идеи диалектики о взаимодействии противоположностей, как о всеобщем законе движения мира. Ведь, и занимаясь естествознанием, И. Кант ни на мгновение не переставал быть философом. Правда, биографы пишут, что некоторое время, еще будучи студентом в университете, он питал склонность к точным наукам. Но тут же оговариваются, что в значительной степени это была просто реакция «на избыток религиозного образования в школе». В двадцать два года он даже написал реферат: «Мысли об истинном измерении живых сил», в котором подробно разобрал спор Р. Декарта с Г. Лейбницем. Работа студента философского факультета была написана живо, носила явные признаки самостоятельности мышления, но… не более. И вот после окончания университета и девяти лет гувернерства в частных домах — роли, занимающей промежуточное положение между лакеем и бедным родственником-приживалой, — он пишет ряд блестящих статей о космогонических проблемах. Мало того, что он рассматривает интересующие его вопросы с чисто материалистических позиций, он лишает бога права «первого толчка» и вводит принцип развития космоса. Того самого космоса, который согласно священному писанию сотворен богом и неизменен от века.

Для XVIII века это был смелый вывод. В своей работе «Анти-Дюринг» Ф. Энгельс высоко оценил космогонию И. Канта. «Кантова теория возникновения всех теперешних небесных тел из вращающихся туманных масс была величайшим завоеванием астрономии со времени Н. Коперника. Впервые было поколеблено представление, что природа не имеет никакой истории во времени… Было, конечно, очевидно для всех, что природа находится в постоянном движении, но это движение представлялось как непрестанное повторение одних и тех же вопросов. В этом представлении, вполне соответствовавшем метафизическому способу мышления, И. Кант пробил первую брешь…»

К сожалению, современники знали И. Канта лишь как философа — автора критического метода и создателя новой критической философии. Натурфилософские сочинения докритического периода никто никогда не вспоминал. Да и сам он в дальнейшем отошел от позиций материализма. «Основные черты философии Канта есть примирение материализма и идеализма, компромисс между тем и другим, сочетание в одной системе разнородных, противоположных философских направлений», — писал В. И. Ленин в работе «Материализм и эмпириокритицизм».

Пройдут годы. Критики разберут гипотезу немецкого философа с физико-математических позиций и докажут, как дважды два, что никакие внутренние силы не способны привести во вращение всю систему туманности. Точно так же, как не удастся никому, схватив себя за волосы, перенести через реку.

В чем же тогда ценность этой не замеченной в свое время гипотезы и почему мы, спустя столько лет, не забыли о ней, как забыли о многих иных, стоящих куда ближе к истине сегодняшнего дня?

Можно, конечно, говорить о том, что гипотеза И. Канта — первая среди обширного класса космогонических гипотез происхождения небесных тел из туманностей. Вслед за Кантовой, все они получили общее название «небулярных», от латинского слова «nebula» — туманность. Но не это главное. Нет! Гораздо важнее то, что И. Кант сознательно рассматривал развитие мира как результат противоположных и противоречивых сил притяжения и отталкивания и возвел этот метод в принцип! О том, что развитие мира происходит в результате взаимодействия противоположностей, люди смутно догадывались еще в древнейшие времена, положив это условие в основы диалектики. Но только после И. Канта взаимодействие противоположных начал планомерно разрабатывается последующими философами как всеобщая закономерность развития бытия и познания, пока не получает окончательного выражения в виде закона единства и борьбы противоположностей в работах К. Маркса, Ф. Энгельса и В. Ленина.

Сегодня исследование любого объекта — от элементарных частиц и разлетающихся галактик до биологических и социальных законов, которым подчиняется человек и общество, означает, прежде всего, проникновение в противоречивую природу этого объекта или явления. И чем глубже это проникновение, тем вернее теоретическое понимание исследуемых процессов. Тут и дуализм элементарных частиц, проявляющих себя как единство вещества и поля, и силы гравитационного притяжения, и силы электрического и магнитного отталкивания, и все это имеет место в космосе, все формирует галактики.

Подобные примеры из любой области изучения неживой и живой природы может найти при желании сам читатель, дав себе труд проанализировать развитие любой системы из окружающей его действительности.

В начале XVIII века астрономы насчитывали в солнечном семействе 18 законных членов. Прежде всего это было само Солнце, затем 6 планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер и Сатурн, а также 10 планетных спутников: Луна, 4 спутника Юпитера и 5 спутников Сатурна. Последним самостоятельным членом солнечной системы считалось кольцо Сатурна, природа которого была в те времена астрономам неизвестна. Вся эта компания, связанная между собой узами тяготения, которые определяли их взаимные перемещения, в общем, была уже довольно неплохо изучена человечеством. Для окончательной уверенности в беспредельном могуществе математики как метода познания и физической теории, как библии этого метода оставалось только решить задачу:

«Дано — 18 небесных тел, положения и движения которых в данный момент известны.

Требуется — определить с помощью математики из их взаимных притяжений положения и движения каждого из них для любого заданного момента и показать, что результаты вычислений согласуются с наблюдениями».

Все! Решив оную задачу, человечество могло бы почить на лаврах, переписав лик бога Саваофа на лик И. Ньютона. Однако представляет ли себе читатель, что значит достаточно строго решить задачу движения 18 взаимосвязанных небесных тел? Давайте попробуем только перечислить некоторые трудности, встающие на пути такого решения.

Итак, 18 членов солнечной системы. Каждое из них, если считать его абсолютно твердым, то есть не подверженным никаким деформациям, обладает степенями свободы. Это, конечно, понятно — ведь они могут не только двигаться в трех различных направлениях, но и вращаться вокруг трех взаимно перпендикулярных осей. Следовательно, для определения положения тела в пространстве мы должны в каждый момент времени задавать числовые значение 3 координат и 3 углов поворота. Всего 6 неизвестных. Однако сам процесс движения характеризуется скоростью изменения во времени всех этих 6 величин. Значит, еще 6 неизвестных. Помножив 12 неизвестных на 18 членов солнечного семейства, мы получаем миленькую системку с 216 неизвестными.

А теперь пусть читатель вспомнит, как прогрессировали трудности и регрессировали отметки в дневнике, когда он в школе от решения уравнения с одним неизвестным переходил к решению системы уравнений с двумя неизвестными, потом с тремя и так далее… А в нашем случае неприятности на количестве неизвестных еще далеко не кончаются. Для точного решения желательно учесть еще и то, что ни одно из небесных тел не является абсолютно твердым. А изменения фигуры тела, приливы и отливы меняют и скорость его вращения, и направления осей вращения; изменяется сила взаимного притяжения и нарушаются орбиты спутников. А кроме того, существуют еще электрические и магнитные силы; Солнце ежеминутно теряет массу, которую приобретают планеты; влияет межпланетная среда и суммарное гравитационное действие звезд Галактики; и еще, пусть читатель поверит на слово, многое-многое, что оказывает влияние на «положение и движение небесных тел в любой момент времени». Даже если учесть, что в XVIII веке половина из указанных причин была неизвестна, решение сформулированной задачи представляло собой непреодолимые трудности. Надо было найти такой упрощенный ее вариант, который, с одной стороны, был бы более близок к истине, чем «задача двух тел», а с другой — практически разрешим. В математике такие задачи называются «модельными».

В солнечной системе главной силой, определяющей движения планет, является, конечно, притяжение Солнца. Из влияний планет следует, пожалуй, учесть только влияние Юпитера: он наиболее массивен. Остальными возмущениями для случая «модельной задачи» можно пренебречь. Так специалисты пришли к «задаче трех тел».

К сожалению, общее решение ее оказалось тоже настолько сложным, что до начала XX столетия существовало мнение о невозможности его получения. Почти все крупные математики, астрономы и механики пробовали на этой задаче свои силы. И не безрезультатно. Были получены очень интересные решения для частных упрощенных случаев, которые сыграли важную роль в развитии науки. Особенно много сделали пять выдающихся математиков, живших примерно в один исторический период.

Прежде всего это член Петербургской академии наук Л. Эйлер (1707–1783). За ним следуют французы — члены Парижской академии: А. Клеро (1713–1765), Ж. Лерон (1717–1783), принявший по достижении совершеннолетия фамилию д’Аламбер, и Ж. Лагранж (1736–1813). Все они занимались с тем или иным успехом решением «задачи трех тел» в приложении ее к теории Луны, рассматривая взаимные влияния трех небесных тел: Солнца, Земли и Луны.

Последним членом «Великолепной пятерки» математиков был П. Лаплас (1749–1827). С него начинается новый период в космогонии, и потому на жизни и деятельности этой колоритнейшей фигуры бурной эпохи французской революции мы остановимся подробнее.

П. Лаплас поддерживал республику, превознося свободу, равенство и братство. Но когда Наполеон стал первым консулом, проницательный математик выпросил у него должность домашнего секретаря. Уволенный через шесть недель за неспособность к этой работе, он был в утешение назначен членом сената. П. Лаплас посвятил третий том своей «Небесной механики» «Героическому умиротворителю Европы», добившись от императора Наполеона графского титула. Но уже несколько лет спустя голосовал за низложение своего кумира и радостно встретил восстановление Людовика XVIII. Готовый признать и отрицать все что угодно ради очередной орденской ленты, он позже и от короля получил звание маркиза и титул пэра Франции.

«Как! Еще одна небулярная гипотеза?» Увы, да! И не последняя, скажем прямо, забежав вперед по времени.

Свою гипотезу П. Лаплас начинает с предположения, что некогда на месте всей солнечной системы существовала раскаленная туманность, вращавшаяся в прямом направлении вокруг оси, проходившей через центр. Естественно, что под действием центробежных сил согласно законам механики туманность сплющивалась в огромную лепешку, края которой заходили далеко за орбиту Урана, последней из известных в то время планет. Постепенно туманность охлаждалась. А охлаждаясь — сжималась. Но поскольку количество движения ее оставалось прежним, то, сжимаясь, она вращалась все быстрее и быстрее. Так конькобежцы-фигуристы, желая ускорить вращение, крепко прижимают руки к груди, и, наоборот, стоит им их раскинуть, как скорость вращения сразу падает.

С увеличением скорости вращения туманности ее области, наиболее удаленные от оси, начинали испытывать все возрастающую центробежную силу. И в некоторый момент эта сила для самого отдаленного слоя туманности оказывалась больше силы притяжения. Тогда от плоского туманного облака отделилось в экваториальной плоскости кольцо. Со временем центральная часть оказалась, как мишень, окруженная целым роем концентрических вращающихся колец. Медленно-медленно, с позиций быстротечной человеческой жизни, из центральной массы образовалось Солнце, а кольца распались на отдельные сгущения, которые притянулись и поглотились наибольшими из них. Так образовались планеты и их спутники.

Иногда, правда, очень редко, считал П. Лаплас, могут возникнуть обстоятельства, когда сгущение молекул газового кольца происходит без распада на отдельные части. Тогда из него образуется сплошное жидкое или твердое кольцо, типа кольца Сатурна, природа которого в те времена была неизвестна.

Нарушали стройные рассуждения кометы, обладающие вытянутыми орбитами с большими эксцентриситетами. Ну что же, кто мешает предположить, что они являются гостями «со стороны», захваченными Солнцем? П. Лаплас так и полагает. Теперь его гипотеза объясняет все особенности солнечной системы.

Не так, правда, благополучно обстояло дело с объяснением прямого направления вращения планет. Согласно третьему закону И. Кеплера в пределах кольца скорость частиц должна быть чем дальше от центра, тем меньше. Получалось, что все образовавшиеся планеты должны вращаться как раз в обратную сторону, а не в прямую. Это особенно легко понять из рисунка, которого, к сожалению, не сделал П. Лаплас. Впрочем, по-видимому, он знал этот изъян гипотезы и поэтому поспешил предположить, что за счет трения частиц внутренняя граница кольца потеряет большую часть скорости, чем внешняя. В результате все кольцо будет вращаться с одинаковой угловой скоростью, будто оно твердое. А это вполне обеспечит прямое вращение будущих планет.

В основе своей гипотеза П. Лапласа полностью идентична гипотезе И. Канта. И потому спустя много лет ее стали называть «гипотезой Канта — Лапласа».

Огромный успех выпал на долю книги «Изложение системы мира». У математика П. Лапласа действительно оказался редкий дар популяризатора. Он сам для себя сыграл ту же роль, которую Ф. Вольтер исполнил для И. Ньютона. И, как это часто случается в истории, мир запомнил его не как создателя великой «Небесной механики», а как автора «Системы мира» и творца небулярной гипотезы. У истории на этот счет какие-то свои критерии. Нам они иногда кажутся несправедливыми.

Почему же все-таки именно небулярная точка зрения привлекла внимание П. Лапласа?

Современником П. Лапласа был Вильям Гершель (1738–1822), прославленный английский астроном-наблюдатель. В. Гершель много внимания уделял туманностям. Составляя каталог туманных небесных объектов, астроном делал много рисунков. Глядя на них, он заметил, что все туманности в своих серединках обладают различной степенью сгущения. Эти центральные яркие ядра В. Гершель считал нарождающимися звездами. Он писал: «Эта точка зрения проливает новый свет на устройство неба. Оно мне теперь представляется великолепным садом, в котором находится масса разнообразнейших растений, посаженных в различные грядки и находящихся в различных стадиях развития».

П. Лаплас хорошо знал труды В. Гершеля и не имел оснований сомневаться в достоверности его наблюдений. Выводы английского астронома-наблюдателя оказали большое влияние на взгляды французского астронома-теоретика. Но поскольку верил материалист П. Лаплас все же только тому, что можно было сначала рассчитать, а потом проверить по наблюдениям, то гипотезу свою он оформил лишь в виде «догадок и сомнений». Делом последователей было подвести под нее фундамент фактов и расчетов. И последователи нашлись.

В середине XIX века французский математик Эдвард Рош показал, что туманность П. Лапласа, охлаждаясь, действительно должна вращаться все быстрее и быстрее. При этом она обязательно сплющится под действием центробежной силы и приобретет чечевицеобразную форму. При дальнейшем вращении с ребра «чечевицы» может начаться отрыв и отделение вещества. Однако, если представить себе оторвавшееся от туманности кольцо как сплошной газовый диск, то плотность его окажется столь незначительной, что причин собираться диффузному веществу в более плотное образование — планету — нет никаких. Сила притяжения между рассеянными частицами слишком мала.

Э. Рош был хорошим математиком и глубоко уважал П. Лапласа. Чтобы обойти возникшее затруднение, он предположил, что отделение вещества происходило отдельными узкими «внутренними» кольцами. Мысль была превосходной не только потому, что снимала указанное затруднение, но и впервые более или менее удовлетворительно объясняла прямое вращение планет.

Впрочем, в мемуаре содержалось и существенное противоречие П. Лапласу. Э. Рош утверждал, что кольцо Сатурна не остаток первоначальной туманности, доказывающей правильность общей идеи, а скорее бывший спутник, неосторожно приблизившийся к поверхности планеты и «разорванный» ее силами тяготения. Э. Рош вывел даже минимальное расстояние, на которое может подойти жидкий спутник к планете без опасения быть разорванным приливообразующими силами.

Сближаясь с планетой, спутник постепенно начинает деформироваться. В экваториальной области у него образуются приливные «выпуклости», расположенные в направлении прямой, соединяющей центры спутника и планеты. После того как спутник пересечет границу «безопасности» и войдет в зону Роша, приливные выпуклости превратятся в огромные приливные горбы, бегущие вследствие вращения спутника по его поверхности. Все на нем — горы и долины придут в движение. И в конце концов небесное тело рассыплется. Работа Э. Роша пережила саму гипотезу, для которой должна была служить лишь некоторым подспорьем, хотя в свое время была несправедливо забыта.

Долгие годы гипотеза II. Лапласа пользовалась исключительной популярностью. Но чем более популярна идея, тем большее внимание критики она к себе привлекает.

Помните, рассуждения П. Лапласа начинались с перечисления особенностей солнечной системы. Затем он построил гипотезу, наилучшим образом, как ему казалось, объясняющую все указанные особенности. Но именно с них начались у небулярной гипотезы неприятности.

Еще при жизни П. Лапласа В. Гершель обнаружил, что два спутника открытого им Урана обращаются вокруг своей планеты в обратном направлении, а плоскости их орбит почти перпендикулярны плоскости орбиты самой планеты. Это явно противоречило условиям Лапласа. Однако творец небулярной гипотезы, готовя книгу к переизданиям — а надо отметить, что только при его жизни она переиздавалась пять раз, — не счел нужным обратить внимание на досадную новость. А между тем обратным движением обладали и другие, вновь открытые спутники планет. Более того, сам Уран летел по орбите «лежа ка боку и чуть-чуть вниз головой». А значит тоже обладал обратным вращением. Такое же подозрение высказывали наблюдатели по поводу Нептуна.

Это уже был скандал. А тут еще выяснилось, что кольцо Сатурна не сплошное, а составное, и внутренние его части вращаются быстрее самой планеты. Спутник Марса — малыш Фобос — тоже обгонял свою планету. Этого механизм образования солнечной системы, предложенный П. Лапласом, выдержать не мог.

В конце концов в орбиту яростных дискуссий оказались втянуты не только вопросы, касающиеся небесной механики, но и астрофизики. Короче говоря, небулярную гипотезу следовало спасать! Для этого много было предпринято героических попыток. Сегодня расположить их все в хронологическом порядке почти невозможно, настолько они переплелись. Но на главных стоит остановиться. Очень уж они интересны.

Ж. Фаи придумывает такой механизм планетообразования, который объясняет прямое вращение Меркурия, Венеры, Земли, Марса и Юпитера с Сатурном, но допускает обратное направление вращения для оставшихся Урана и Нептуна.

Получается это у него так. Начало процесса он видит в постепенном образовании кольцевых сгущений, начиная с внутренней области туманности по направлению к периферии. В медленно вращающемся, как единое целое, облаке скорости движения частиц нормально росли с удалением от центра. И потому родившиеся в густом месиве первозданной туманности первые шесть планет получили нормальное прямое вращение вокруг своих осей. Одновременно с ними или несколько позже сконцентрировалось в центре и будущее Солнце. После чего закон действующих в системе сил должен был измениться. Теперь начинает преобладать центральное притяжение, обратно пропорциональное квадрату расстояния. Оставшиеся частицы движутся теперь не как составные части единого целого, а по кеплеровским орбитам. Скорость их с удалением от центра падает. И потому сформировавшиеся в более позднюю эпоху крайние планеты должны были получить обратное вращение.

Таким образом, Земля и пять ее собратьев оказались старше Солнца, а Уран и Нептун — моложе. Французского космогониста особенно радовало то обстоятельство, что, по библейской легенде, Земля также была сотворена раньше Солнца.

Приведенный пример особенно нагляден в качестве образца спекулятивного мышления. Гипотеза Ж. Фаи не только не смогла освободить небулярный принцип от недостатков Лапласовой теории, но и внесла в него умозрительные допущения и свои трудности. Эпоха качественных рассуждений с помощью придуманных для данного случая логических построений заканчивалась. Наступало время математических моделей.

Но полностью согласиться с этим анализом трудно, так как расчеты были слишком приближенными. Строгое исследование проблем устойчивости, пригодное для космогонических целей, оказалось чрезвычайно трудоемким, и провести его удалось лишь нашему соотечественнику, замечательному математику Александру Михайловичу Ляпунову (1857–1918).

А. Ляпунову было 27 лет, когда он защитил в Петербургском университете магистерскую диссертацию по теме «Об устойчивости эллипсоидальных форм равновесия вращающейся жидкости».

Работа была посвящена трудной проблеме выяснения устойчивой формы небесных тел. В то время предполагалось, что все твердые небесные тела обязательно прошли через жидкую фазу, и значение мемуара русского математика для космогонии трудно переоценить. К сожалению, работы, написанные на русском языке, с большим трудом находили дорогу к западным читателям. Пребывала в малой известности и диссертация А. Ляпунова.

Примерно в те же годы вопросом, какую форму принимают вращающиеся однородные жидкости, находящиеся в равновесии, занимался выдающийся французский математик Анри Пуанкаре. Он независимо от А. Ляпунова пришел к тому же выводу, который содержался в магистерской диссертации русского коллеги. В отличие от мемуара А. Ляпунова работа А. Пуанкаре не осталась неизвестной. Она произвела огромное впечатление на научный мир. Д. Дарвин был в восторге. Еще бы, мало того, что теория Пуанкаре подтверждала гипотезу, а затем и теорию Д. Дарвина, она позволила английскому астроному выдвинуть еще одно предположение об образовании двойных звезд.

Согласно этой гипотезе однородная, жидкая, вращающаяся вокруг своей оси звезда, охлаждаясь, будет сжиматься и соответственно увеличивать скорость своего вращения, последовательно изменяя форму. При дальнейшем охлаждении вращающееся тело должно разорваться, образовав две звезды.

Последний вывод противоречил результатам А. Ляпунова. Русский математик решил поставленную задачу заново, получив убедительное доказательство, что грушевидная фигура неустойчива. Значит, она не может разделиться на два тела. Александр Михайлович опубликовал свои результаты на французском языке. Между ним и Д. Дарвином завязалась многолетняя полемика. Чтобы убедить мир в своей правоте, А. Ляпунов в одиночку предпринимает гигантскую вычислительную работу, каждый шаг которой тщательно описывает в издаваемых французских мемуарах. К 1914 году титанический труд был успешно закончен и справедливость выводов А. Ляпунова доказана. Увы, ни А. Пуанкаре, ни Д. Дарвина уже не было в живых. Спасти гипотезу Лапласа им не удалось.

А. Ляпунов посвятил науке всю свою жизнь. О его работоспособности ходили притчи. Большинство коллег знали его как постоянно хмурого, сурового и чрезвычайно замкнутого человека, без друзей, с очень ограниченным кругом знакомых. Его лаконичность была беспредельна. А между тем под этой сухой и такой педантичной оболочкой билось верное, очень нежное сердце и горячий темперамент.

В 1918 году, оказавшись в Одессе один, с умирающей от туберкулеза женой на руках, А. Ляпунов застрелился в день смерти своего единственного друга — жены, оставив в завещании просьбу быть похороненным вместе с нею.

1174,42 у планет против 20,0 у Солнца? Но как могло получиться, что массивное центральное светило оказалось обладателем менее 2 процентов общего момента количества движения, а более 98 процентов пришлось на долю легковесных планет? Объяснить этот факт небулярная гипотеза Канта — Лапласа никак не смогла, и он оказался ее могильщиком.

Это означало, что от самой идеи постепенной эволюции солнечной системы следовало перейти к какой-то иной.

Но к какой?

В 1905 году американский астроном профессор Ф. Мультон вместе с коллегой, тоже профессором Чикагского университета, только геологом, Т. Чемберлином опубликовали новую гипотезу происхождения солнечной системы. Они предположили, что некогда наше Солнце, еще не имевшее планетной свиты, встретилось с другой одинокой звездой. Чужое светило прошло настолько близко от нашего, что из недр Солнца поднялась громадная приливная волна раскаленных сжатых газов. Она устремилась вслед за пришелицей. Впоследствии из этой материи образовались большие планеты.

С противоположной стороны Солнца, где приливные силы были значительно меньше, извержения были слабее. Массы газа, удержанные полем притяжения Солнца, не смогли улететь далеко и образовали близко расположенные малые планеты земной группы.

Механизм образования планет из раскаленного солнечного вещества Ф. Мультон и Т. Чемберлин видели таким. Сначала путем конденсации из клубов газа образовались бесчисленные тела небольших размеров, — создатели новой гипотезы назвали их «планетезималями». Планетезимали быстро охладились и затвердели. Часть из них, отделившись от первоначальной компании, ушла в самостоятельный полет по собственным орбитам. Остальные, сохранив привязанности, остались в составе больших роев, которые постепенно под действием сил тяготения собрались в твердые ядра — зародыши будущих планет. Ядра облетали Солнце в гуще образовавшихся планетезималей по довольно вытянутым орбитам. Это означало, что скорости их на одних участках пути были больше, на других меньше. Пролетая через безбрежное море планетезималей, ядра собирали их и увеличивались в размерах. И конечно, каждый захваченный обломок либо притормаживал ядро, если оно двигалось быстрее его, либо, наоборот, подгонял, если ядро двигалось медленнее обломка. В соответствии с выравниванием скоростей менялись и формы орбит ядер. Они становились менее вытянутыми.

Гипотеза Мультона — Чемберлина устраняла трудность в объяснении распределения моментов количества движения. Кроме того, прилетевшая со стороны звезда связывала как-то наше Солнце с остальным звездным миром и включала его в историю общей жизни Галактики. Но были в ней и определенные недостатки. Прежде всего трудно было понять, какие силы, кроме притяжения, помогли выбросу массы газов из Солнца. Может быть, удастся приспособить к этой роли световое давление, открытое русским физиком П. Лебедевым?

По мнению большинства специалистов, силы лучистого отталкивания вполне способны конкурировать с ньютоновским тяготением. Однако после расчетов надежды, возрожденные тонким экспериментом П. Лебедева, сменились разочарованием. Предположения были правильны, но… только для тел микроскопических размеров. Астрономы подсчитали, что всего огромного потока излучения Солнца едва хватит на то, чтобы удержать против сил тяготения массу астероида диаметром едва ли в 15 километров.

Необъяснимо было и предположение Ф. Мультона и Т. Чемберлина, что газовые массы вылетели из Солнца не сплошной непрерывной струей, а отдельными клубами, как бы в результате серии взрывов. Были и другие критические замечания в адрес гипотезы американских профессоров.

Кое-кто начинал понимать, что объяснить столь грандиозное и сложное явление, как образование солнечной системы, с помощью одних только сил тяготения скорее всего не удастся. И тогда скандинавский физик К. Биркеланд занялся исследованием «возможности вытекания заряженных частиц из Солнца и образования из них колец, радиусы которых зависят от отношения электрического заряда частиц к их массе».

Выводы К. Биркеланда убедительными не получились. Слишком велик был еще разрыв между теориями электромагнитного и гравитационного полей, чтобы можно было сразу надеяться на успех такого нового подхода к проблеме.

Солнце, по Дж. Джинсу, сначала было обыкновенной одиночной звездой, которая вполне нормально прошла все стадии своего развития. А потом, несколько миллиардов лет назад, ее путь пересекла другая, наверное, более крупная звезда. Если бы наше Солнце по всей глубине было однородно, оно вытянулось бы, превратившись в эллипсоид. Но поскольку плотность его с глубиной растет, то на поверхности образовались большие приливные горбы, превратившиеся в конические выступы. И когда расстояние между Солнцем и проходящей звездой стало приближаться к пределу Роша, из вершины приливного конуса, как из вулкана, началось бурное извержение солнечного вещества. Гигантская струя по форме должна была напоминать сигару, утолщенную в середине, потому что самое сильное извержение происходило в тот момент, когда звезда была наиболее близко. «Сигара» впоследствии распалась на отдельные сгустки. Причем из толстой средней ее части образовывались планеты-гиганты, а из тонких кончиков — планеты земной группы.

Дж. Джинс все предусмотрел и рассчитал. Момент количества движения планетам был передан проходящей звездой; она же задала им и прямое направление обращения; орбиты их сначала были вытянутыми, эллиптическими, но постепенно под влиянием торможения в остатках первоначальной газовой материи округлились; когда же из газообразного состояния планеты перешли в жидкое, те же приливные силы образовали у каждой из них систему спутников.

Оставались необъясненными лишь кометы и малые планеты — астероиды, — которых в то время было открыто уже достаточно много. Для них Дж. Джинс не стал изобретать ничего нового. Кометы, считал он, захвачены во время их странствий, а астероиды, в основном располагающиеся в пространстве между орбитами Марса и Юпитера, являются осколками некой большой планеты. Когда-то она подошла слишком близко к Юпитеру, и приливные силы разорвали ее тело на части. Правдоподобно? А почему бы и нет? Вспомните работы Э. Роша…

Все было очень хорошо. Гипотеза Дж. Джинса в рекордный срок завоевала умы и сердца современников. Специалистам она нравилась строгостью, можно сказать, математичностью рассуждений; неспециалистам — наглядностью, а также тем, что в ней было немало знакомого и привычного наряду с новым и необыкновенным. Именно такое сочетание, как известно, особенно привлекает, возбуждая любознательность.

Новая гипотеза вошла во все учебники. Ни слова против не сказали и теологи с богословами. Кстати, а почему?

Да потому, что утверждение Дж. Джинсом исключительности образования планетной системы и еще большей исключительности — почти на грани чуда — зарождения на ней жизни лило воду на обветшавшее колесо религии. В общем, святые отцы, утомившись от аплодисментов, потирали ладошки.

Были, конечно, слабые места и в этой работе. Например, процесс образования спутников, а также объяснение вращения планет вокруг оси. Вот как пытался Дж. Джинс решить первую проблему. Согласно гипотезе начальное обращение планет было очень медленным. И когда вновь сформированные планеты в первый раз проходили через перигелий, силы притяжения Солнца вырвали из них часть вещества, превратившегося затем в их спутники.

Однако большинство спутников настолько малы, что если бы они в начальный момент состояли из газа, то тут же рассеялись бы. Ведь сила притяжения в малых массах значительно уступает внутреннему газовому давлению. Читатель помнит, что это вытекало из теории самого Дж. Джинса. Значит, спутники сразу должны были быть либо жидкими, либо твердыми. Ученого не смущал тот факт, что из жидкого тела вырвать множество маленьких спутников невозможно. Самое большее, на что способны приливные силы, это создать один большой спутник, вроде нашей Луны. Твердое же тело при таких обстоятельствах просто все рассыпалось бы на части. Нет, тут что-то было не так…

Еще хуже обстояли дела с объяснением вращения планет вокруг своей оси. Некогда приливная теория Д. Дарвина приписывала возникновение вращения планет главным образом обратному падению на их поверхности части вещества, исторгнутого при образовании спутников. Но чтобы привести, например, во вращение Юпитер, масса упавшего вещества должна была равняться примерно ¹/₁₅ массы всей планеты, что раз в четыреста должно было превышать массу всех его спутников, вместе взятых…

Так постепенно стали накапливаться скептические замечания и по поводу этой великолепной гипотезы.

Сам Г. Рессел относился к этой своей гипотезе с достаточной долей скептицизма. Он честно указывал на ряд трудностей, справиться с которыми был не в состоянии. Первая из них заключалась в том, что «…необходимо или допустить, что спутник Солнца имел малую массу (меньше одного процента массы Солнца), или найти способ избавиться от его остатка.

Я не вижу способа сделать последнее, за исключением фантастического допущения, что проходящая звезда произвела почти центральный удар при столкновении и унесла с собой все, за исключением нескольких брызг».

Затруднение объяснялось тем, что столь малых звезд, масса которых равнялась бы общей массе планет солнечной системы, никто никогда не наблюдал. В наши дни считается доказанным, что, если небесное тело имеет массу меньше 0,07 солнечной, в недрах его просто не возникнут необходимые реакции, способные превратить холодное небесное тело в звезду.

Вторая трудность, по мнению Г. Рессела, заключалась в том, что «…мы не знаем, могло ли столкновение расколоть одну массу на несколько частей сравнимого размера, да и математическая обработка этой задачи была бы чрезвычайно трудна».

И «в-третьих, невероятно, чтобы плоскость орбиты первоначального спутника Солнца и плоскость орбиты, пришедшей звезды были хотя бы грубо параллельны. Если же этого не было, то разъединенные обломки спутника стали бы двигаться по орбитам, очень сильно наклонным друг к другу».

Тем не менее общая мысль, высказанная Г. Ресселом, была подхвачена английским астрономом Р. Литтльтоном. В результате мучительных расчетов он в конце концов доказал, что можно найти такие начальные условия, при которых «проходящая звезда, столкнувшись или почти столкнувшись с первоначальным спутником Солнца, выбросит его за пределы влияния Солнца и сама тоже улетит в бесконечность». В этом случае между проходящей звездой и спутником Солнца могла образовываться струя газового вещества. Часть ее должно было удержать при себе Солнце, и из нее формировались планеты.

Это усложнение гипотезы привело к еще меньшей вероятности встречи двух звезд, чем то было у Джинса — Джеффриса. Кроме того, если подсчитать баланс энергии, то получится, что на выбрасывание спутника за пределы сферы действия Солнца понадобится энергии раз в сорок меньше, чем на вырывание из него струи вещества. Значит, одновременно эти два явления существовать не могут.

Между астрономами всех континентов разгорелся ожесточенный спор, в процессе которого в ход пускались всевозможные обвинения.

С началом второй мировой войны дискуссия потеряла свой международный характер и несколько поутихла. Правда, в 1942 году сам Дж. Джинс еще раз попытался вернуться к своей гипотезе, чтобы сделать ряд добавлений и уточнений. Но опубликованные одновременно расчеты советского астронома Н. Парийского и новые результаты исследований эволюции звезд свели его усилия к нулю.

Нет, катастрофическая концепция надежд тоже не оправдала. Г. Джеффрис публично отказался от выдвинутой им гипотезы, изъяв ее из нового издания своей книги «Земля, ее происхождение, история и строение». Более того, открывая дискуссию 1958 года на симпозиуме о происхождении Земли и планет, он сказал: «Я думаю, что меня попросили открыть дискуссию потому, что я скептически отношусь ко всем современным гипотезам».

Это заявление говорит о том, что, отказавшись вслед за небулярной гипотезой от гипотезы катастроф, космогонисты должны были направить свои усилия на поиски новых возможностей.

Радиус «сферы Хилла» очень интересная величина. Читатель, склонный к раздумьям, может с удовольствием поразмышлять над ней, имея в виду, что расстояние до ближайшей к Солнцу звезды — альфы Центавра — порядка 280 тысяч астрономических единиц. То есть, она находится чуть-чуть за пределами «сферы Хилла». А если бы не было этого «чуть-чуть»? Впрочем, такие предположения уже выходят за рамки нашей книжки.

Итак, примерная граница солнечной системы установлена. Что еще нужно знать, чтобы начать оценивать космогонические гипотезы?

Особенности солнечной системы. Перечисляя основные особенности солнечной системы, П. Лаплас писал: «Планеты движутся вокруг Солнца в одном направлении и примерно в одной плоскости».

Пожалуй, сегодня эта особенность не должна выглядеть столь категорично. Наклон плоскости орбиты Меркурия к экватору Солнца 7 градусов, а орбита Плутона отклоняется на 17 градусов 8 минут.

Затем П. Лаплас требовал объяснить, почему все спутники движутся вокруг своих планет в том же направлении, что и планеты вокруг Солнца.

С этим пунктом его списка особенностей дела обстоят хуже всего. С тех пор ассортимент спутников планет сильно пополнился. И вот, пожалуйста: четыре спутника Юпитера, не имеющие названий и обозначенные просто римскими цифрами VIII, IX, XI и XII, имеют обратное направление обращения.

Можно, конечно, успокаивать себя тем, что внешние спутники гигантской планеты — астероиды, захваченные ее полем притяжения. Но как быть тогда с Фебой, девятым спутником Сатурна, открытым В. Пикерингом в 1898 году? Феба тоже обращается в обратном направлении, но это наверняка не астероид. Скорее уж это кометное ядро.

Имеют обратное направление обращения и пять спутников Урана. Впрочем, Уран сам сплошная загадка для космогонии. Он один «лежит» на своей орбите, да еще и «головой вниз». Плоскость его экватора составляет угол около 98 градусов с плоскостью орбиты.

Непонятной до сих пор остается и причина, по которой обратное направление имеют обращающиеся вокруг Нептуна спутники Тритон и Нереида.

По мнению П. Лапласа, вращение всех планет и Солнца вокруг своих осей происходит в одну и ту же сторону, а плоскости их экваторов имеют слабый наклон к плоскости их орбит.

Увы, это замечание тоже нуждается в поправках, так как Уран и Венера вращаются в обратную сторону, а о плоскости экватора Урана мы уже говорили.

Эксцентриситеты известных во времена П. Лапласа орбит планет и спутников были очень малы. Но сегодня это утверждение не годится ни для Меркурия, ни для Плутона. Их эксцентриситеты соответственно равны 0,20562 и 0,24864. Если же сравнивать между собой орбиты спутников, то и здесь особого единообразия не наблюдается. Орбиты внешних спутников Юпитера достаточно вытянуты. А уж об орбите Нереиды и говорить нечего — она напоминает собой путь настоящей кометы. Этот спутник приближается к Нептуну на 1 миллион 600 тысяч километров и удаляется от него на 9 миллионов 600 тысяч километров.

Лишь последняя особенность, сформулированная П. Лапласом, остается в неприкосновенности: «Орбиты комет имеют большие эксцентриситеты и любые углы наклона к плоскостям планетных орбит». Ее объяснению посвящены специальные гипотезы.

Особенности особенностей. Космогонисты давно ощущали потребность в создании перечня фундаментальных фактов, объяснение которых имело бы значение не только для происхождения одного солнечного семейства, но и для планетных систем любых других звезд. Задача эта сложности невероятной. Ведь пока известна-то всего одна планетная система. И кто может гарантировать, что ее особенности явятся законом для других систем? Тем не менее, в 1948 году голландский астроном Д. Тер Хаар опубликовал один из таких перечней, разделив все известные факты на четыре группы.

В первую входили вопросы, касающиеся закономерностей орбит. Например, почему направления обращений планет и Солнца одинаковы? Почему у орбит планет и их спутников такие малые эксцентриситеты? Наконец, почему плоскости планетных орбит так близко совпадают с экваториальной плоскостью Солнца?

Ко второй группе фактов Д. Тер Хаар отнес закономерности изменения расстояния планет от Солнца. Этим требованием он откликнулся на давние усилия многих астрономов подвести теоретическую базу под любопытный чисто эмпирический закон Тициуса — Боде. Это известное правило гласит, что расстояние от Солнца до любой планеты в астрономических единицах можно приближенно найти по формуле R_n = 0,4 + 0,0752ⁿ, где n — порядковый номер планеты.

Третья группа фактов включала в себя вопросы, касающиеся причин деления планет на две группы: планеты земного типа и планеты-гиганты. Почему небесные тела обеих групп так резко отличаются друг от друга?

И наконец, четвертая группа фактов касалась рокового распределения момента количества движения: у планет — 98 процентов, у Солнца — 2 процента.

Не все специалисты согласились со списком Д. Тер Хаара. Советские астрономы В. Фесенков и Б. Крат предложили расширить опубликованный перечень фактов, добавив в него новые пункты.

Однако никакой, даже самый подробный, список не в состоянии перечислить все загадочные особенности, нуждающиеся в объяснении. Начавшаяся запуском искусственного спутника Земли в 1957 году эра исследования космоса с помощью спутников и межпланетных кораблей каждый день приносит новую информацию. Сегодня космогонические гипотезы должны суметь объяснить не только отличие физических особенностей планет земной группы от планет-гигантов, но и объяснить особенности в их движениях. Почему, например, Меркурий и Венера вращаются так медленно, тогда как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун крутятся чрезвычайно быстро?

Не нашел пока удовлетворительного объяснения и факт обилия астероидов и метеорных тел в пределах солнечной системы. Что это — остатки «строительного мусора» или осколки некогда существовавшей и разлетевшейся на осколки планеты Астероидии? Обе гипотезы имеют своих сторонников и противников.

Рядом стоит и загадка колец Сатурна. Как и в результате каких действий удалось природе создать это уникальное явление?

Впрочем, чтобы отыскать особенности и загадки, не нужно даже особенно напрягать зрение. Уж, кажется, Луна известна всем и каждому. Там побывали даже люди. Но вот что такое Луна — спутник или самостоятельное небесное тело, пока не известно никому. Ведь система Луна — Земля уникальна. Такого относительно крупного спутника нет больше ни у одного из «родственников» Земли. Как же представить себе тайну его происхождения?

Фактов множество. Из них можно, наверное, составить целую книгу, назвав ее в духе прошедшего века — «Загадки и нерешенные вопросы планетной системы» или, наоборот, в современном стиле — «Солнечная система вчера, сегодня, завтра».

Сейчас исследование солнечной системы вступило в новую фазу — фазу непосредственного изучения. Открыты радиационные пояса Земли и неожиданные подробности строения атмосфер Венеры и Марса. Радиоволны принесли на Землю новую информацию о Меркурии и Юпитере. Приборы, установленные на космическом аппарате, позволили уточнить массу Юпитера и подтвердили то, что эта планета излучает примерно в 2,5 раза больше тепловой энергии, чем получает ее от Солнца.

Все это должно быть учтено космогоническими гипотезами. Однако получается, что новая информация пока не столько способствует созданию новых гипотез, сколько разрушает старые. Одну за другой, одну за другой…

Вот, пожалуй, описанию именно этого процесса и будут посвящены следующие разделы планетной космогонии.

Гипотеза К. Вейцзеккера. 1943 год начался для гитлеровцев рейха весьма несчастливо: «Русские все еще обороняются», — говорили в штабах. Но господа генералы знали, что советские войска не только оборонялись. «Разгромленные», по убеждению фюрера, они окрепли и уже давно колотили «непобедимых» солдат вермахта. Впрочем, к астрономии это имело весьма небольшое отношение, но имело. Имело, потому что уже давно в ставке Гитлера мышиными шажками шмыгали астрологи и прочие «оккультных дел мастера». Уже давно в германской науке заправляли проходимцы в черных мундирах и без мундиров, но с золотыми партийными значками на отворотах. Но одна верность идеям — плохое топливо для локомотива прогресса. И потому гитлеровцы пытались приспособить к «делу» истинных ученых Германии. Приказы рейхсканцелярии запрещали заниматься проблемами, не дающими эффективного выхода в течение полугода. И уж конечно, такие проблемы не находили финансовой поддержки. Но что делать с теоретиками, которым для работы нужен только лист бумаги, карандаш да голова. Бумагу и карандаш у них не отнимешь. В условиях существующей цивилизации эти вещи найдутся всегда. Остается… голова? Но лишних голов было слишком много. Управляться со всеми не успевали.

Карлу Фридриху Вейцзеккеру было в 1943-м тридцать один год. Карл Фридрих не носил сапог с голенищами раструбом, за которые так удобно запихивать магазины к автомату. Карл Фридрих Вейцзеккер был астрономом и использовал свое свободное время на разработку новой космогонической гипотезы. Какой же путь он выбрал? Ведь и небулярная и катастрофическая гипотезы обе достаточно скомпрометировали себя в прошедшие годы!

К. Вейцзеккер не стал выдумывать ничего нового. Он вернулся к взглядам Канта — Лапласа, выступив в поддержку идеи конденсации тел из разреженного тумана. Опять небулярная гипотеза?

Да, небулярная! Но не «опять». Слишком свежи еще упреки в адрес гипотезы Джинса — Джеффриса, чтобы кто-нибудь мог позволить себе рискнуть встать на защиту катастрофической идеи. Другое дело детище Канта и Лапласа. С той поры утекло немало воды. Может быть, новые достижения физики помогут создать правдоподобный механизм для гипотезы конденсации?

И К. Вейцзеккер обращается за помощью к разработанной в самые последние годы теории турбулентности. Этим термином специалисты обозначают явление, которое наблюдается во многих жидкостях и газах. Заключается оно в том, что скорость, температура, давление и, главное, плотность испытывают случайные хаотические отклонения от средних значений — флуктуации. А это значит, что все указанные характеристики могут в однородном сначала облаке меняться с течением времени от точки к точке нерегулярно. Следовательно, в плоском диске первоначальной туманности могли возникнуть отдельные вихри.

В популярном обзоре, который был опубликован после войны в американском астрофизическом журнале за подписями Г. Гамова и Д. Хайнека, говорилось: «…эти вихревые движения аналогичны вращению шариков в подшипнике. Если внешнее кольцо подшипника (вихрь) движется по часовой стрелке, а внутреннее против часовой стрелки, то вращение шариков будет происходить в „прямом“ направлении; как это имеет место у планет».

Принцип действия «механизма» может быть легко усвоен читателем из схемы, принадлежащей вполне авторитетному источнику.

В местах встречи соседних вихрей, это видно на схеме, частицы сталкиваются, слипаются, и постепенно там формируются планеты.

«Планеты росли за счет мелких осколков, сконденсировавшихся тяжелых элементов. Спутники образовались подобным же образом в меньших туманностях, обволакивавших планеты; направление обращения спутников и вращения планет объясняется конвективными токами», — писал К. Вейцзеккер.

Теория турбулентности, по его мнению, должна была объяснять не только отмеченные П. Лапласом особенности солнечной системы, но и распределение планет в пространстве, расположение их орбит и распределение момента количества движения.

Теория немецкого астронома была хорошо встречена специалистами. Впрочем, в 1945 году во всем мире господствовала несколько восторженная атмосфера послевоенного оптимизма. Правда, претензий и к ней с первых же дней было высказано немало. Но главным достоинством новой работы, по мнению тех же Г. Гамова и Д. Хайнека, являлось то, что «Вейцзеккер внес свежую струю в стоячее болото теорий происхождения планет».

Гипотеза О. Ю. Шмидта. В 1944 году в «Докладах Академии наук СССР» были опубликованы две первые статьи Отто Юльевича Шмидта, посвященные космогонической гипотезе солнечной системы. И до конца жизни академик О. Шмидт занимался ее разработкой, создав большой творческий коллектив из молодых талантливых астрономов и математиков.

Интерес к его работе был огромен. Когда 31 января 1947 года он решил выступить с докладом на пленарном заседании II Всероссийского географического съезда, академия была поистине атакована людьми. Не только конференц-зал, но и все прилегавшие к нему помещения были заполнены до отказа. Затаив дыхание люди слушали глуховатый голос О. Шмидта, докладывавшего «Новую теорию происхождения Земли и планет». В чем же заключалась основная идея его гипотезы?

Некогда, возможно несколько миллиардов лет назад, одинокая звезда — Солнце — встретила на своем пути во вселенной большую газопылевую туманность. Таких скоплений довольно много в космосе, и встреча с ними не носит столь уникального характера, как, например, встреча с другой звездой. В результате такого свидания значительная часть туманности последовала за Солнцем. Избыток его скорости относительно туманности придал диффузной материи момент количества движения, не связанный с моментом вращения светила. По законам природы, облако начало вращаться, сплющиваться, сжиматься. Отдельные частицы стали сливаться друг с другом, образуя более крупные тела. И вот уже не газопылевое облако, а густой поток метеорных тел облетает Солнце. Метеоры сталкиваются, слипаются. В областях, близких к Солнцу, обращаются плотные комья будущих планет. Дальше от живительного тепла в состав этих комьев входят более легкие вещества, в том числе замороженные газы. Так образовалось солнечное семейство.

О. Шмидт не был астрономом-профессионалом. Да и сама идея встречи и последующего захвата газопылевого облака Солнцем во время его движения вокруг центра Галактики тоже была не нова. Об этом еще в конце прошлого и в начале нашего столетия говорили и писали многие. О. Шмидт внимательно изучил гипотезы предшественников, взяв от них рациональные зерна.

У И. Канта он взял идею о пылевом облаке, о пылевых частицах, как исходном материале для формирования планет, идею «холодного» происхождения Земли.

У П. Лапласа — мысли о роли конденсации газа в формировании планет, аналогию с туманностями, наблюдаемыми в нашей Галактике, мысль о сжатии, уплотнении вращающейся туманности.

У Ф. Мультона и Т. Чемберлина он взял идею о планетезималях как переходной форме к образованию планет.

У Д. Джинса — идею о том, что момент количества движения планет может быть привнесен извне в результате встречи Солнца с другим небесным телом.

«Но, несмотря на это, — пишет В. Бронштэн в книге „Беседы о космосе и гипотезах“, — гипотеза Шмидта не была похожа ни на одну из ранее предложенных гипотез и не являлась их компиляцией. Эта гипотеза была совершенно самостоятельной».

Новая гипотеза получилась отменной. Она легко расправлялась с целым рядом трудностей, встречавшихся у других авторов, неплохо объясняла главные особенности солнечной системы. Но были у нее и слабые стороны. Одна из них — само предположение о захвате Солнцем части встретившегося газопылевого облака.

Здесь нам придется снова вернуться к законам, диктуемым небесной механикой. А законы эти говорят, что одинокая звезда одинокую туманность захватить в принципе не может. Это было доказано при решении «задачи двух тел».

Представим себе: в пустом бесконечном пространстве имеются два тела: одним из них пусть будет неподвижное Солнце — тело А, другим — пролетающая мимо туманность — тело В. Под действием сил притяжения тела А траектория тела В искривляется и становится гиперболой. Но ветви гиперболы уходят в бесконечность. Чтобы осуществился захват туманности (тела В), ее надо сначала затормозить, чтобы перевести с гиперболической орбиты на эллиптическую. Однако одно Солнце сделать это не в состоянии. Даже, если бы у туманности не было первоначально никакой скорости и сближаться оба тела стали бы под действием лишь собственных сил притяжения, то и тогда захват произойти бы не смог. Туманность, пришедшая из бесконечности, обогнула бы Солнце по параболической траектории и снова ушла бы в бесконечность. Нет, для захвата нужны другие условия. Что, если рассмотреть задачу не двух, а трех тел?

Впрочем, такая задача уже была решена более десяти лет назад французским математиком Жаном Шази. Согласно его решению и в случае трех тел захват одного из них также невозможен. О. Шмидт не поверил Ж. Шази. Сформулировав начальные условия, он засел за расчеты. А когда первая прикидка показала, что, может быть, все-таки прав он, а не Ж. Шази, передал задачу П. Парийскому; тому самому знаменитому математику, который доконал своим численным расчетом гипотезу Д. Джинса. Не подвел П. Парийский и в этом случае. Уже в первом своем докладе О. Шмидт уверенно говорил о возможности захвата в системе трех тел.

Однако этот вариант хоть и имел вероятность большую, нежели джинсовская встреча звезды со звездой, был все же весьма искусствен. Потому-то гипотеза гравитационного захвата и подверглась столь суровой критике на первом совещании по вопросам космогонии.

Мысли О. Шмидта были полностью заняты этой проблемой. В 1951 году ему исполнилось 60 лет. Друзья преподнесли юбиляру шутливые вирши:

На бреге бездны мировой Сидел он с длинной бородой И вдаль глядел…

Так начинались эти стихи. Потом шло рифмованное описание механизма гипотезы. И заканчивалась поэма сетованием на нерешенную проблему захвата.

И перед новою теорьей Главой склонился б и Лаплас, Когда бы о захвата роли Не продолжался спор у нас.

А спор о механизме гравитационного захвата действительно все продолжался. И хотя ряд астрономов предлагали свои оригинальные решения этой проблемы, большинство специалистов склонялось в пользу совместного образования Солнца и протопланетного облака. В этой части проблемы постепенно все возвращалось «на круги своя», возвращалось в лоно классичеческой гипотезы.

Единая космогоническая проблема происхождения солнечной системы разбивалась на части. Отчаявшись, специалисты оставили в покое вопросы о том, как и откуда Солнце приобрело себе туманность, и принялись за обсуждение этапов эволюции уже готового облака возле готового Солнца.

Конечно, полной картины при этом не получить, но, может быть, удастся разработать теорию «механизма» образования планет из пыли и газа.

На решение задач, связанных с таким частичным подходом к проблеме происхождения солнечной системы, много труда положила группа сотрудников Института физики Земли АН СССР под руководством Б. Левина. Очень интересные и плодотворные исследования провели ленинградцы Л. Гуревич и А. Лебединский.

В процессе работы над гипотезой О. Шмидт показал образец современного стиля в науке. Так, начав в одиночку, он уже через некоторое время работал с коллективом представителей самых различных специальностей. Это дает нам право считать его теорию первым коллегиальным трудом в области космогонии.

В книгах можно прочесть о самом разном отношении к космогонической теории О. Шмидта. Причем, как правило, и «pro» и «contra» бывают одинаково убедительны. Нельзя не согласиться с замечанием о том, что рассматривать процесс возникновения планетной системы при готовом Солнце, пренебрегая эволюцией центрального светила, вряд ли правомерно. Скорее следовало бы считать, что проблема планетной космогонии самым тесным образом связана с вопросами происхождения не только Солнца, но и звезд и звездных систем.

Не получилось у гипотезы захвата и удовлетворительного объяснения совпадения направления вращения Солнца и планет, а также малых отклонений плоскостей орбит больших планет от экваториальной плоскости Солнца.

Не сумела «гипотеза Шмидта» удовлетворительно объяснить и распределение планет по расстояниям. Не дала она объяснения уникальности спутника Земли — Луны.

У многих вызывал сомнение даже главный тезис теории О. Шмидта — образование Земли из холодных частиц. Сторонники разогрева нашей планеты на ранней стадии ее образования утверждали, что в эволюции Земли большую роль должны были играть физико-химические, а не только гравитационные процессы. Но представить себе их в холодном коме первоначально слипшегося вещества трудно.

Вызывало недовольство специалистов и то, что «гипотеза Шмидта» «не могла предсказать ни одной ранее известной особенности солнечной системы, что косвенно говорит о неубедительности ее основных положений».

Так эти претензии были сформулированы астрономом С. Всехсвятским.

Все эти недостатки не были тайной для тех, кто многие годы занимался разработкой шмидтовской гипотезы. Почему же они не остановились, почему не бросили на полпути всю эту массу невероятно утомительных, и по-видимому, бесплодных расчетов? Может быть, не так уж они были бесплодны? Помните, мы уже говорили, что в науке ничто не пропадает даром, если, конечно, не иметь в виду откровенно антинаучных бредней.

Теоретические задачи теории захвата, которыми прилежно занимались специалисты по небесной механике, оказались вдруг неоценимым вкладом в развивающуюся космонавтику. Вы спросите: как? А вот как.

Представьте себе, что нам надо запустить автоматическую межпланетную станцию (АМС) на Марс или Венеру. Чтобы освободиться от материнских объятий земного притяжения, ракета-носитель должна сообщить космическому летательному аппарату (КЛА) третью космическую, или «гиперболическую» скорость удаления от Земли. Но чем большая требуется скорость, тем мощнее должны быть двигатели ракеты. А это проблема номер один! Это стоит денежек! А нельзя ли как-нибудь обмануть природу и запустить, например, космический корабль так, чтобы, направляясь, скажем, к Марсу с явно недостаточной скоростью, он прошел бы мимо Луны, которая своим притяжением добавила бы ему скорости, направив его как раз в нужном направлении? Но при чем здесь космогония? — спросите вы.

Так вот, дело в том, что проблема «гравитационного разгона» космического аппарата — ближайшая теоретическая родственница тех самых задач, которые решает теория захвата. И можете поверить, что точность попаданий советских АМС на Венеру и на Марс немало обязана теоретическим работам по космогонии. Точно так же, как и полеты американских станций к Юпитеру с гравитационным маневром у Марса и к Меркурию с добавлением гравитационного импульса Венерой.

Гипотеза Г. Гамова и гипотеза Я. Оорта. К. Вейцзеккер в своей работе широко использовал достижения теоретической физики, и все-таки ряд вопросов ему пришлось обойти молчанием. Сначала казалось, что это пустяки, частности. Главное — это представление обо всем «механизме» образования планетной системы из облака диффузной материи. Но именно на эти частности обратил свое внимание американский физик Г. Гамов. В послевоенные годы он по праву занимал место в десятке лучших ученых Америки. Он консультировал манхэттенский проект, занимался проблемой происхождения химических элементов, много писал и выступал, удовлетворяя вдруг возникший интерес к науке среди военных, журналистов и вообще непросвещенных масс. Широкая эрудиция, развитое воображение и бойкое перо помогли ему перейти от отдельных уточнений вейцзеккеровской гипотезы к картине детального образования планет.

Читатель, наверное, помнит упоминания немецкого космогониста о том, что первоначальная туманность, как и Солнце, должна была содержать очень немного тяжелых элементов. Г. Гамов уточняет это положение и развивает его. В состав туманности, по его мнению, входил в основном водород, затем гелий и пыль. Подобная смесь, даже «разведенная очень жидко», должна обладать известной вязкостью. Значит, при вращении по принципу сепаратора, легкие газы будут выталкиваться из центральных областей и скоро вообще уйдут от Солнца на периферию. Там они станут конденсироваться, налипать на твердые частицы и образовывать сгущения — зародыши будущих планет-гигантов. Г. Гамов даже рассчитал скорость описанной эволюции. Для образования сгущений диаметром в один сантиметр из «жидкого киселя» первичной туманности понадобится всего несколько лет. А через сто миллионов лет поперечник зародившегося сгущения может достигнуть диаметра Юпитера.

В центральной околосолнечной области картина другая. Там частицы, движущиеся по кеплеровским орбитам, будут часто сталкиваться. При этом одни будут слипаться, другие же обращаться в пар… Ясно, что в центральной области сгущения будут более плотными, без смерзшихся газов.

Описанная «сортировка» первоначального вещества определит и различия в химическом составе планет земного типа и планет-гигантов, и характер распределения их масс по степени удаленности от центрального светила. Так ловко расправляется Г. Гамов с особенностями, бывшими много лет «камнем преткновения» на пути предшествующих гипотез.

Картина, нарисованная Г. Гамовым, была красочной, полной внутреннего драматизма и очень убедительной. Но, увы, и его космогонические рецепты не сумели удовлетворить всех запросов специалистов. Нет-нет да и возникала на астрономическом горизонте какая-нибудь темная тучка. «Вновь наблюденная» особенность солнечной системы постоянно не влезала в предложенную теоретическую схему. Так еще в гипотезе К. Вейцзеккера не получалось объяснения происхождения комет. Их разнообразие никак не поддавалось единому «механизму» образования. Может быть, это вообще чужаки, случайно залетевшие к нам из «горных сфер»?

Небесные скитальцы, которых так боялись в прошлые века и которые в наше время получили презрительное название «видимое ничто», самым удивительным образом распадались на коротко- и долгопериодические. Первые никакой загадки собой не представляли, поскольку их афелии группировались возле планет-гигантов. И их происхождение уместно было связывать с этими планетами. А вот вторая группа…

Директор Лейденской обсерватории профессор Я. Оорт (кстати, с 1966 года иностранный член АН СССР) собрал огромное количество информации по долгопериодическим кометам. Он выписал значения больших полуосей их орбит и обнаружил, что большинство имеют величину примерно в 150 тысяч астрономических единиц. Может быть, все-таки кометы-«чужаки» поставляются межзвездным пространством? Нет, Я. Оорт был убежден, что они — члены солнечного семейства, путешествующие вместе с нашим светилом по вселенной. А что такое тогда 150 тысяч астрономических единиц? И Я. Оорт возрождает старую идею, высказанную еще итальянским астрономом XIX века Д. Скиапарелли об облаке комет, окружающем солнечную систему. Он облекает ее в изящную математическую форму, утверждая, что 150 тысяч астрономических единиц не что иное, как критическое расстояние. Вспомните сферу Хилла. Если большая полуось кометной орбиты выйдет за этот предел, главной возмущающей силой станет уже не Солнце, а звезды. Их влияния могут быть настолько велики, что вполне способны увести дальних странников из пределов солнечной системы. Звезды же влияют и на то, что постепенно самые дальние кометы, изменяя свои орбиты, переходят в ближнюю область и становятся видны с Земли.

Гипотеза Оорта объясняла многие особенности кометного семейства. Причем результаты его теоретических выводов совпадали с расчетами наблюдателей.

Источником образования комет Я. Оорт считал возможный взрыв планетоподобного тела, орбита которого пролегала некогда между Марсом и Юпитером. Одни осколки получили при этом примерно круговые орбиты, потеряли под действием солнечных лучей имевшийся первоначально газ и стали обычными малыми планетами и метеоритами. Другие, получившие эллиптические орбиты, испытали на себе возмущения многих планет. Их должно остаться достаточно много, даже если предположить, что большая часть из них потерялась в космосе, вполне достаточно, чтобы образовать внешнее облако комет. Эти осколки могли удержать при себе и лед, и аммиак, и метан, потому что на таких больших расстояниях (порядка 100 тысяч а. е.) свет Солнца во много раз слабее, чем на Земле. И его лучи не в состоянии произвести необратимых изменений в составе кометы.

Пожалуй, гипотеза Оорта впервые более или менее свела концы с концами в вопросе происхождения комет и нашла им место в общей космогонии солнечной системы.

Гипотеза Дж. Койпера. Гипотеза К. Вейцзеккера оказала большое влияние на многих зарубежных космогонистов. Американский астроном голландец по происхождению Дж. Койпер начиная с 1949 года также занимался разработкой гипотезы, в которой, как и у К. Вейцзеккера, учитывались только силы гравитации. Дж. Койпер полагал, что Солнце образовалось в результате сжатия плотного облака межзвездного газа. При этом вокруг новообразовавшейся звезды сохранилась туманность в форме диска с радиусом в несколько десятков астрономических единиц. Из этого-то строительного материала большие вихри вейцзеккеровского типа и образовали большие и рыхлые протопланеты. Правда, у К. Вейцзеккера были еще и малые промежуточные вихри, которые помогали объяснять прямое вращение планет.

У Дж. Койпера промежуточных вихрей не было, а большие — закручивали протопланеты в обратном направлении. Чтобы оправдать эту неувязку, он вынужден был придумывать дополнительные предположения.

Дж. Койпер называл протопланеты большими, ибо считал, что до 99 процентов своей массы они должны были потерять под воздействием корпускулярного излучения Солнца прежде, чем сформировались окончательно. Жесткий «солнечный ветер» просто «сдул» эту массу с рыхлых протопланет. Потому-то, дескать, в близких к Солнцу планетах земного типа так остро не хватает водорода по сравнению с более удаленными планетами-гигантами.

Земля, по мнению Дж. Койпера, скорее всего никогда не была в расплавленном состоянии. Ее разогрев мог происходить за счет распада радиоактивных элементов. Впрочем, на заре своего существования наша планета могла быть эластично-мягкой.

Кольцо Сатурна он считает остатком туманного диска, который окружал эту планету при ее формировании.

Происхождение спутников, по Койперу, ничем не отличается от происхождения планет. А Луна, возраст которой, по его мнению, не менее миллиарда лет, является самостоятельным холодным небесным телом. Впрочем, в последние годы эта точка зрения претерпела некоторые изменения, и сейчас Дж. Койпер отдает предпочтение гипотезе о важной роли вулканизма как в истории Луны, так и в развитии других небесных тел.

Гипотеза Э. Эпика. Примерно в те же годы, когда Дж. Койпер разрабатывал свою теорию, в Эстонии на Тартуской обсерватории работал астроном Эрнст Эпик. А в 1960 году, в Нью-Йорке вышла его работа, в которой он так же пытается нарисовать космогоническую картину.

Его не интересует вопрос о происхождении первичной туманности. За исходные данные он берет существование Солнца и готовой туманности около него. Так сказать, дано! Из-за своего вращения туманность получилась неоднородной. В плоскости эклиптики образовались более плотные полосы пыли, которые полностью поглощали солнечный свет. Испарившиеся газы, попадая сюда, в область почти абсолютного нуля, конденсировались, образовывали снежинки и намерзали на частицы пыли, создавая планетезимали. Планетезимали объединялись в протопланеты. И чем больше становилась их масса, тем с большей скоростью врезались в них планетезимали, выделяя при этом все больше и больше тепла. Будущая планета — Э. Эпик рассматривает в качестве примера Землю — разогревалась: лед таял, газы испарялись и уходили в космос, а тяжелые каменные и металлические частицы оставались, создавая тело планеты.

Сейчас много говорят об изменении климата Земли. Причем одной из причин специалисты считают парниковый эффект. Это значит, что из-за сильного загрязнения атмосферы замедляется теплоотдача Земли и общая температура повышается. Немалую роль, говорит Э. Эпик, играл парниковый эффект и в начале Земли, когда наша планета была окружена плотной пылью. Пыль служила преградой излучению тепла Земли. Наша планета должна была разогреться до расплавленного состояния. В жидкой Земле плотные и легкие вещества разделились: металлы опустились к ядру, а каменистая лава, нефть и вода поднялись к поверхности. Постепенно пространство вокруг Земли очистилось от пыли, и планета стала остывать, несмотря на тепло солнечных лучей. Так представил себе картину формирования Земли астроном Э. Эпик.

Он не соглашался с выводами Д. Дарвина по поводу Луны, полагая, что спутник возник возле Земли как самостоятельное небесное тело. Лунные кратеры Эпик считал следствием только падения метеоритов, отрицая возможность вулканической деятельности на нашем спутнике. Тем печальнее прозвучало для него сообщение советского астронома Н. Козырева, наблюдавшего извержение в одном из лунных кратеров. Можно было, конечно, подвергнуть это сообщение сомнению. Но вслед за Н. Козыревым и американские астрономы заметили следы вулканической деятельности на Луне. И наконец, первые астронавты, облетавшие Луну увидели красный отблеск в безжизненных горах.

Не так-то легко, даже имея достаточно данных сконструировать гипотезу, которая удовлетворительно ответит на все вопросы. Похоже было, что классический путь с привлечением одних только гравитационных сил для объяснения образования планетной системы изживал себя окончательно.

Гипотеза X. Альвена и Ф. Хойла. Еще в 1912 году К. Биркеланд попытался ввести в космогонию солнечной системы электрические и магнитные силы. Получилось на первый раз не очень убедительно. Конечно, если принять во внимание, что первоначальная туманность должна была состоять из смеси заряженных частиц, то Солнце благодаря мощному корпускулярному излучению и магнитному моменту вполне было в состоянии сыграть роль «сепаратора» и постепенно вокруг него могли образоваться слои или кольца, состоящие из разных ионов. Согласившись с механизмом, предложенным К. Биркеландом, мы вправе ждать, что все планеты по составу будут резко отличаться друг от друга. Но почему тогда метеориты, выпадающие на Землю, имеют с ней такой сходный состав?

После окончания второй мировой войны шведский астрофизик Ханнес Альвен предложил гипотезу образования планет главным образом в результате действия электромагнитных сил.

X. Альвен исходит из предположения, что некогда Солнце обладало очень сильным магнитным полем. Туманность, окружавшая светило, состояла из нейтральных атомов. Под действием излучения и столкновений атомы ионизировались. Ионы попадали в ловушки из магнитных силовых линий и увлекались вслед за вращающимся светилом. Постепенно Солнце теряло свой вращательный момент, передавая его газовому облаку.

Трудность предложенной гипотезы заключалась в том, что атомы наиболее легких элементов должны были ионизироваться ближе к Солнцу, атомы тяжелых элементов — дальше. Значит, и ближайшие к Солнцу планеты должны были бы состоять из наилегчайших элементов, то есть из водорода и гелия, а более отдаленные из железа и никеля. Увы, наблюдения говорят об обратном.

И все-таки электромагнитные силы должны были играть важную роль в формировании солнечной системы. Это стало ясно всем ученым. И тогда английский астроном Ф. Хойл разрабатывает новый вариант гипотезы. Сначала в ней все шло, как предполагалось уже не один раз и раньше. В недрах туманности зародилось Солнце. Оно быстро вращалось, и туманность становилась все более и более плоской, превращаясь в диск. Постепенно диск начинал тоже разгоняться, а Солнце тормозилось. Момент количества движения переходил к диску. Затем в нем образовались планеты.

Стоп! Стоп! — скажет читатель. Так описывать суть новой гипотезы нельзя. Здесь же нет ничего нового и неожиданного. Обычный скелет небулярной гипотезы.

Правильно! Новое — в частностях. Прежде всего в том, как происходила передача момента. Вот тут-то и вступают в игру, по мнению Ф. Хойла, магнитные силы. Если предположить, что первоначальная туманность уже обладает магнитным полем, то вполне может произойти перераспределение углового момента. Ф. Хойл доказал это. А как быть с различием плотностей планет, с которым не справилась гипотеза X. Альвена? Ф. Хойл допускает, что момент передается от Солнца не всем частицам туманности, а только газообразным. Это и понятно, они легче превращаются в ионы. Он так и пишет: «Приобретая момент количества движения, планетное вещество удалялось от солнечного сгущения. Нелетучие вещества конденсировались и отставали от движущегося наружу газа. Именно с этим процессом связан тот факт, что планеты земной группы: 1) имеют малые массы; 2) почти полностью состоят из нелетучих веществ; 3) находятся во внутренней части системы».

Ф. Хойл считает, что подобный механизм создает условия вообще для существования возле Солнца некой каменно-железной зоны, которая в широком промежутке между орбитами Марса и Юпитера переходит в область, в которой преобладают вода и аммиак. Здесь, на уровне Юпитера и Сатурна, снежинки и замерзший аммиак объединяются, собирая вокруг себя большое количество несконцентрировавшегося газа.

Юпитер и Сатурн хорошо подходили под эту схему. Плотность Сатурна, отстоящего дальше от Солнца, как и полагалось по гипотезе, меньше плотности Юпитера. Но как быть с еще более далекими планетами — Ураном и Нептуном, плотности которых снова растут? И Ф. Хойл предлагает новый механизм: дескать, здесь, на этом уровне, в условии холода космического пространства, вода и аммиак вымораживаются, а водород уходит в межзвездные области. Здесь могут концентрироваться лишь более тяжелые углеводороды.

Вторая часть гипотезы Ф. Хойла, объясняющая механизм образования планет, гораздо менее убедительна, чем та, которая касается образования протопланетной туманности. Здесь ее создателю приходится идти на ряд искусственных допущений, снижающих достоверность всей картины.

Не смог Ф. Хойл удовлетворительно объяснить и спутниковую проблему. По его мнению, все они образовались в результате чисто гидродинамического процесса, как это уже описывалось и раньше, без какого-либо участия электромагнитных сил. Отсюда и недостатки. Пояснить наблюдаемые различия в спутниковом хозяйстве, например, почему у Меркурия и Венеры спутников нет, а у Земли — уникальная Луна и т. д., гипотеза Хойла не могла. Не нашла удовлетворительного объяснения и причина различного наклона осей вращения планет, особенно аномального положения лежебоки Урана. В общем, даже частичное привлечение на помощь электромагнитных сил пока еще тоже надежд не оправдало.

Гипотеза С. Всехсвятского. Существует в планетной космогонии еще одна любопытная гипотеза. Автором ее является известный советский астроном С. Всехсвятский. Он опирается на предположение (увы, только предположение), что главную роль в эволюции солнечной системы на протяжении всего времени ее существования играли и играют взрывные вулканические или эруптивные процессы.

Начало этой так называемой «эруптивной гипотезы» С. Всехсвятского очень интересное. Мы уже говорили с вами, что одной из жгучих проблем в космогонии является вопрос о происхождении астероидов, комет, всяческих скитающихся в космосе обломков и космической пыли. Еще П. Лаплас, говоря о кометах, предполагал, что они образуются в межзвездном пространстве и оттуда вторгаются в пределы солнечной системы.

Позже эта проблема обсуждалась многими выдающимися математиками и астрономами. Идея захвата небесных скитальцев Солнцем была подвергнута сомнению. И все имеющиеся в наличии кометы объявили исконной собственностью нашего светила. Но тогда снова возникал вопрос: откуда они появились?

Неудача с межзвездным пространством в качестве источника, поставляющего «видимое ничто», привела к тому, что астроном Г. Ольберс еще в прошлом веке высказал идею о существовании некогда «специальной» планеты, которая разорвалась, дав начало всем скитающимся телам солнечной системы. Потом Дж. Скиапарелли пытался доказать, что за пределами орбиты последней из известных планет существует огромное облако комет, окружающее всю солнечную систему. Эта идея получила развитие, как мы уже видели, и в трудах Я. Оорта.

В середине нашего столетия Р. Литтльтон предположил, что кометы конденсируются из космической пыли, которая попадает в некие «области гравитационной фокусировки» в поле притяжения Солнца. Однако законы механики требовали, чтобы мелкие частицы в гравитационном поле рассеивались, а не сгущались.

В общем, многие специалисты думали над проблемой, рассчитывали орбиты и снова думали… Некоторые орбиты явно указывали на то, что их кометы вынырнули из недр Солнца. Это наводило на мысль, что взрывы и вспышки нашего светила периодически выбрасывают в пространство вещество, идущее на изготовление комет и метеорных масс. Кроме того, расчеты показали, что часть комет можно объединить в семейства, имеющие несомненную связь с планетами-гигантами.

Все это заставило С. Всехсвятского обратиться к идее, высказанной некогда еще П. Лагранжем, что вещество комет выброшено в результате вулканической деятельности планет.

Вы скажете, все это хорошо, но как приспособить вулканическую гипотезу образования комет к происхождению всей солнечной системы?

И вот гипотеза! Предположим (снова «предположим»; поистине волшебное и самое необходимое слово в космогонии; без него эти специалисты давно лишились бы хлеба насущного), что наше Солнце некогда было двойной звездой (идея не нова, если вспомнить). И еще предположим, что в один прекрасный момент второй компонент Солнца взорвался! Почему взорвался — об этом гипотеза не говорит. Не стоит и гадать. Звезды «любят взрываться, такова уж природа их», скажем мы в духе Аристотеля.

Так вот, после взрыва рассеявшееся вещество второй звезды стало собираться в сгустки, из которых потом получились протопланеты. А поскольку массы у вновь образованных небесных тел было уже недостаточно, чтобы сначала зажечь, а потом поддерживать термоядерные и прочие реакции в недрах, то протопланеты стали быстро-быстро остывать, терять газ и легкие элементы и покрываться корочкой. Правда, упрямые геологи настаивают на том, что земные породы никогда не были расплавленными, но мы же произнесли волшебное слово «предположим». Время от времени газы прорывали непрочную планетную корку и выстреливались в пространство, унося с собой часть вещества. При этих извержениях одни планеты теряли его больше, другие меньше. Так из примерно одинаковых первоначально протопланет образовались различные по своему физическому и химическому составу планеты.

Идея С. Всехсвятского о роли взрывных процессов в качестве механизма образования первичного допланетного облака и малых тел солнечной системы интересна. Но дальнейшее развитие планет у него в основном повторяет уже апробированные пути эволюции и потому несет на себе плюс к собственным недостаткам еще и груз недостатков прошлых гипотез.

На этом, пожалуй, можно бы ограничиться перечислением гипотез планетной космогонии. И не потому, что «рог творческого изобилия» иссяк. Нет, гипотез еще много. Но часть из них отличается от уже известных либо незначительными деталями, либо требует для понимания этих различий привлечения математического аппарата.

Пожалуй, следует начать с того, что в современной науке о происхождении и эволюции звезд и звездных систем существуют два резко выраженных противоположных и враждующих между собой направления. Одно из них старое, классическое, в основе которого лежит небулярный принцип, то есть взгляд на образование звезд из разреженного диффузного вещества путем постепенного сжатия первоначальной туманности. Второе направление новое, возглавляемое советской школой академика В. Амбарцумяна, исходит из прямо противоположного взгляда «об образовании звезд и звездных систем в результате фрагментации массивных и плотных (а может быть, даже сверхплотных) тел».

Такой ощутимый раскол лагеря космогонистов говорит прежде всего об определенном кризисе науки, о том, что накопленные сведения переросли старые умозрительные гипотезы, но еще недостаточны для убедительного подтверждения гипотез новых.

Трудность заключается в том, что в ряде случаев одни и те же факты могут быть с равным успехом объяснены с позиций взаимно исключающих друг друга теорий. Состояние не новое для астрономической науки. Вспомните, как в XV веке небесные явления объяснялись одновременно с птолемеевских и коперниковских позиций и как в силу молодости и неразработанности новой теории птолемеевский алгоритм оказывался точнее…

Не исключено, что и в звездной космогонии сейчас сохраняется положение, близкое к тому, что наблюдалось в астрономии пять столетий назад.

На стороне классической гипотезы — традиция и добротные математические теории.

На стороне гипотезы В. Амбарцумяна — новый взгляд и целый ряд удачно предсказанных новых фактов, не находящих удовлетворительного объяснения в рамках старых теорий.

В последние годы благодаря бурному развитию новой техники астрономы получили множество данных о самых разных фазах космогонических процессов в Галактике и за ее пределами. Но ни один из них не позволяет точно сказать: «Вот, смотрите, это происходит образование молодой звезды!»

Более того, новые наблюдения позволили сделать прямо противоположный вывод о том, что преобладающими процессами во вселенной являются не процессы сгущения, слияния и концентрации, а скорее наоборот: взрывы, распад и дезинтеграция. Эти результаты и привели к созданию новой концепции о плотных (и сверхплотных) прототелах, являющихся источниками звездообразования. Но хотя подобные объекты и должны бы быть весьма впечатляющими даже по масштабам метагалактики, ни одного из них пока не удалось обнаружить астрономам с помощью непосредственных наблюдений. Чему же верить? Какой точке зрения отдать пальму первенства?

Ну, о «вере в науку» больше говорить не стоит, а вот о «пальме первенства»… Может быть, как обычно, истина лежит где-то посередине? Может быть! Но пока она не найдена. И чтобы понять, ради чего ломаются копья, нужно, пожалуй, обновить в памяти сам предмет спора и вспомнить сначала, что такое звезды, что мы знаем о них наверняка и по какому принципу мы, люди, пытаемся их классифицировать.

Всеобщий закон природы, не допускающий исключений, гласит, что для произведения тепла необходима известная затрата силы. Но последнюю, как бы разнообразна она ни была, всегда можно свести на две главные категории, на „затрату химического материала или на затрату механической работы“. Стало быть, источник солнечной теплоты следует искать в соответствующих двух агентах и выбирать между ними».

Дальше Р. Майер приводит некоторые популярные примеры. Он предполагает Солнце состоящим из одного угля и показывает, что при этом оно полностью сгорело бы за 4600 лет. Он переводит энергию вращения Солнца в тепло и показывает, что в этом случае ее хватило бы всего на 158 лет. Но «…совсем в ином виде представляется дело, если рассматривать Солнце как звено вселенной. По нашей солнечной системе пробегают, кроме известных доселе планет с их 18 спутниками, множество комет, которых, по знаменитому изречению И. Кеплера, в небесном пространстве больше, чем рыб в океане; и сюда же относятся астероиды, которым, судя по видимым нами падающим звездам и огненным метеорам, и числа нет. Поэтому со всех сторон медленно, но непрерывно к Солнцу должен притекать бесконечный поток весомого вещества и, сталкиваясь с ним, превращать механическую силу своего движения в теплоту».

Так выглядела первая формулировка метеоритной, или «динамической» теории Солнца.

При жизни Р. Майера его идеи не были широко известны просвещенному миру. И причина этого вовсе не в том, что сам доктор, по деликатному замечанию биографов, подвергался «продолжительному и, говорят, не совсем произвольному лечению холодной водой». (Такой метод был распространен в те годы в психиатрических лечебницах.) Просто его работ не знали. Но «идеи рождает время, и они носятся в воздухе». И потому скоро в Англии автором метеоритной гипотезы прослыл некий Дж. Ватерстон. Потом эта гипотеза подвергалась тщательной разработке В. Томсоном, который пришел в восторг от новой идеи связать излучение Солнца с потерей массы. Правда, было одно сомнение: «…если бы метеориты или подобные им тела стремились в подобающем количестве к Солнцу, то даже здесь у нас, за 150 миллионов километров от Солнца, ими кишел бы воздух; от их ударов Земля была бы раскалена докрасна; геологические пласты состояли бы в значительной степени из метеоритов; влияние их сказалось бы на движении Земли». Ведь метеоритного топлива требовалось нашему светилу порядочно. По расчетам того же Р. Майера, энергии падения Луны хватило бы Солнцу в лучшем случае на год для поддержания существующей интенсивности излучения. Нет, в таком откровенном виде эта гипотеза, пожалуй, не годилась.

В одной из своих популярных лекций немецкий медик и физик Г. Гельмгольц высказал любопытную мысль: если принять предположения П. Лапласа о том, что Солнце и его система произошли из туманности, причем процесс сжатия небесных тел не прекратился, а продолжается и поныне, то не может ли этот самый механизм сжатия восполнять потери на излучение? То есть не может ли механическая энергия сжатия переходить в тепловую?

Г. Гельмгольц произвел расчеты и получил интересные цифры. Сокращение диаметра Солнца всего на одну десятитысячную обеспечило бы покрытие тепловых потерь в течение более чем двух тысячелетий.

Против теории Г. Гельмгольца выступил инженер Карл В. Сименс, член гигантской фирмы «Сименс и Гальске», основанной его братом Эрнстом.

К. Сименс жил в Англии, где принял имя Вильяма, и был известен как сторонник и пропагандист всевозможных регенераторов к паровым машинам, регенеративных печей, регенеративных конденсаторов и прочее.

Экономный, как все немцы, В. Сименс не мог потерпеть того факта, что львиная доля солнечной энергии теряется в мировом пространстве и лишь ничтожная часть употребляется с пользой, нагревая планеты. Чтобы исправить положение, он предложил гипотезу, якобы объясняющую возвращение Солнцу истраченного тепла. Для этого он заполнил все мировое пространство газами, конечно, находящимися в разреженном состоянии. Каждое светило силой притяжения создает себе из этих газов атмосферу. Нижние слои ее состоят из тяжелых газов, верхние из легких, например из горючего водорода.

Теперь представим себе огромный солнечный шар, бешено крутящийся в пространстве. С экватора его под действием центробежной силы должны срываться огромные массы тяжелых газов и улетать прочь. Одновременно через полюсы к нему будут притекать потоки нового легкого и горючего газа, который, сгорая, возмещает потери Солнца на излучение. В. Сименс предлагает модель Солнца в виде некой регенеративной печи, в которой происходит восстановление жидкого вещества из продуктов сгорания… Странная с современных позиций гипотеза пользовалась успехом. Ф. Розенбергер, автор капитального труда «История физики», в 1892 году пишет: «Приведенные теории сохранения солнечной энергии (имеются в виду гипотезы Р. Майера, Г. Гельмгольца и В. Сименса. — А. Т.) не противоречат друг другу, не заключают в себе ничего невероятного и могут существовать рядом. В настоящую минуту самая живая из них теория Сименса, но наиболее грандиозная, без сомнения, майеровская, так как она соединяет нашу систему с прочими телами вселенной и обещает сохранение солнечной системы вплоть до всеобщего конца, т. е. до выравнивания энергии во всей вселенной».

Интересная цитата, если вдуматься. Некогда, занимаясь исследованием работы паровых машин, С. Карно пришел к выводу, что даже при отсутствии всякого трения ни одна машина, превращающая тепло в работу, не может иметь стопроцентного коэффициента полезного действия, КПД. Дело в том, что часть тепла, а значит и тепловой энергии, непременно от котла переходит к конденсатору, нагревая последний. Следовательно, часть энергии будет всегда теряться, повышая температуру конденсатора. Так будет происходить до тех пор, пока температура котла и конденсатора не сравняется. После чего машина перестанет работать. Отсюда С. Карно пришел ко второму принципу термодинамики, обобщенному в дальнейшем Р. Клаузиусом и В. Томсоном. Сегодня этот закон читается так: «В замкнутой системе любые процессы приводят к нарастанию энтропии». Энтропия — это мера обесценивания энергии.

Солнечная система тоже может служить иллюстрацией к этому закону. В соответствии со сформулированным принципом эволюция идет только в одну сторону. Следовательно, в конце всегда смерть. Но раз в промежутке существование, то должно было быть и начало, то есть рождение. Пусть рождение солнечной системы обязано проявлению космических сил. А если распространить второй принцип термодинамики на весь мир? Кто его создал? Похоже, что как ни верти, а без бога не обойдешься. Вот к какому выводу приводит нас безобидная цитата.

Против «тепловой смерти вселенной» выступали многие выдающиеся ученые XIX века. И сейчас страхи по этому поводу имеют чисто исторический интерес. XX век вообще положил конец умозрительным заключениям, выступавшим нередко в прошлом в качестве научных гипотез. Новое время предложило и новые методы. Чтобы двигаться дальше, нужно было прежде обобщить накопленную информацию. Непрерывное же выдвижение гипотез напоминало бег на месте.

По этим данным, произведя некоторые вычисления, можно составить еще одну таблицу. Между прочим, гораздо более важную, чем первая, с точки зрения астрофизиков.

Вычисленные характеристики Солнца (по П. Куликовскому)

Масса … 1,983 · 10³³ г

Средняя плотность … 1,41 г/см³

Общая радиация (светимость) … 3,78 · 10³³ эрг/сек

Диаметр … 1 390 600 км

Объем … 1,412 · 10¹⁵ км³

Ускорение силы тяжести на поверхности Солнца … 2,738 · 10⁴ см/сек²

Критическая скорость или скорость освобождения … 619,4 км/сек

И наконец, для сравнения Солнца с остальными звездами астрофизики ввели еще несколько характеристик.

Сравнительные характеристики Солнца (по П. Куликовскому)

Звездная визуальная величина … —26mm,80 ± 0,03

Абсолютная фотовизуальная звездная величина … +4m,96

Спектральный класс … dG2

Буква m в показателе степени называется звездной величиной, определяющей блеск звезды.

Буква d перед спектральным классом говорит о том, что наша звезда — карлик.

Конечно, это далеко не все характеристики. Да и выбраны они автором достаточно произвольно.

Но, после того как они приведены, не худо бы и пояснить, чем они так уж важны в книге, посвященной вопросам космогонии. Именно космогонии, а не астрофизики и не звездной астрономии. А вот чем.

Минимальный возраст — это время, за которое наше светило практически не менялось. Порукой тому свидетельство земных пластов.

Средняя плотность — 1,4 г/см³ — говорит о том, что солнечный шар состоит из довольно разреженной субстанции.

А ускорение силы тяжести — в 28 раз большее, чем на Земле, — свидетельствует о внушительном внешнем воздействии. И сразу возникает вопрос о природе небесного тела, которое может существовать так долго и в таких условиях. Какое оно? Твердое? Нет! Плотность мала. Жидкое? Тоже нет! Может быть, газообразное? А это очень может быть. Ведь говорят же физики, что от немедленного сжатия наше светило может удержать только внутреннее тепловое давление. Возникает же оно за счет теплового движения частиц солнечного вещества. Значит, Солнце — газовый шар, да еще и хорошо нагретый.

Смотрите, какой необыкновенно оригинальный вывод нам удалось сделать…

Прекрасно! Теперь можно задуматься и о тех реакциях, которые столь долго и стабильно поддерживают жизнь нашего светила, а в том числе и наше с вами бренное существование. Предположение Г. Гельмгольца об энергии за счет сжатия не годится. Солнце продержалось бы на ней в существующем состоянии не более нескольких миллионов лет. Этого мало. Не стоит говорить и о химической энергии. Тут срок еще меньше. Тогда какая же?

В неофициальной части истории физики сохранился один эпизод. Рассказывают, что однажды два приятеля — развеселые студенты-физики из славного Геттингенского университета жарким солнечным днем гуляли по тенистому парку. Переходя от дерева к дереву, они со смехом говорили о том, что в такую погоду не исключен солнечный удар кое у кого из профессоров, что само по себе не так уж и плохо, ибо тогда завтра отменят лекции. Однако настоящий физик даже о солнечном ударе не может говорить, забывая о физике. Сегодня трудно восстановить, кому из студентов первому пришла в голову идея об истинном источнике энергии пылающего над головой Солнца. Во всяком случае, вряд ли кто обвинит нас, если мы домыслим сцену…

— Клянусь рефератом, который нужно завтра представить, это… — Фриц Хоутерманс, а именно так звали одного из студентов, показал рукой на Солнце, — это не костер из буковых поленьев.

— Пожалуй, — подхватил его приятель, — он бы давно погас, и сегодня не было бы такой сумасшедшей жары.

Приятеля Ф. Хоутерманса звали Аткинсон. Он только что приехал из Кембриджа, где все были увлечены удивительными опытами Э. Резерфорда по атомным превращениям. Может быть, также в шутку высказался он за то, что кавендишские атомные превращения, рождающие столь горячие споры, и жаркие процессы внутри Солнца должны иметь какую-то связь! Ф. Хаутерманс подхватил идею.

— Конечно, легкие элементы сливаются, образуют более тяжелые, а освободившаяся энергия печет нам головы…

Может быть, именно с этого случайного разговора и началась серьезная работа обоих физиков над проблемой теории термоядерных процессов в недрах Солнца. Над ней сломано было немало зубов и копий. Предположить, что энергия Солнца обязана слиянию атомов водорода и образованию более тяжелого гелия, было слишком мало. Следовало доказать, что эта гипотеза имеет под собой твердую почву. Ведь для синтеза легких ядер нужна чудовищная температура. Обеспечивает ли Солнце требуемые условия при каких-то 6 тысячах градусов на поверхности?

«Что значит каких-то? — вправе обидеться читатель, знакомый с достижениями техники электро- и газовой сварки. — Нам бы такую!» Так-то оно так. Нам-то бы неплохо, а вот термоядерным реакциям ни к чему. «Термояду» при 6 тысячах градусов холодно. Реакции не желают при этом проистекать. А как же быть с источником солнечной энергии?..

Тут к этой проблеме совсем с другого бока подобрался Артур Стенли Эддингтон, замечательный английский астроном, астрофизик, сделавший очень много как в самой науке, так и в ее популяризации.

После того как Петр Николаевич Лебедев открыл и измерил световое давление, никто из физиков в общем-то не знал, что с этим давлением делать. Многие считали, что столь ничтожная сила не может играть существенной роли в жизни космических небесных объектов. Но А. Эддингтон построил именно на ней свою теорию равновесия звезд. Он одним из первых пришел к мысли, что там, где энергия излучается в космических масштабах, световое давление, вкупе с обычным газовым давлением, могут уравновесить гигантскую силу тяжести, развиваемую огромной массой звезды. Работая над своей теорией, А. Эддингтон подумал: а не влияет ли масса вообще на физическое состояние раскаленных газовых шаров, которые мы называем звездами? Эта мысль окрепла, превратилась в убеждение в конце концов, подтвержденная теорией и наблюдениями, стала важным космогоническим законом.

Не стоит перечислять все научные работы президента Королевского астрономического общества А. Эддингтона. Многие из них выходят за рамки, ограниченные темой нашей книги. Для нас важно знать, что, пользуясь выведенными соотношениями и зная массу, а следовательно, и тяготение Солнца, А. Эддингтон рассчитал давление, необходимое для уравновешивания сил тяготения, а затем и температуру в недрах нашего светила, способную обеспечить требуемое давление. Получилась поистине астрономическая цифра в 15 миллионов градусов. Читатель, даже привыкший к масштабности шкалы цифр наших дней, поневоле должен затаить дыхание. Особенно если учесть, что согласно последним расчетам уже наших дней эта цифра поднялась еще выше и перевалила за 21 миллион.

Расчеты А. Эддингтона примирили физиков с астрономами.

Теперь тепла хватало, чтобы «высидеть» реакцию термоядерного синтеза. Оставалось только выбрать подходящий тип этой реакции. Дело в том, что написать их можно довольно много. Но поскольку все данные спектрального анализа в один голос твердили, что Солнце почти целиком состоит из водорода и только чуть-чуть из гелия, то немецкий физик Ганс Альбрехт Бете, работавший с 1939 года в США, попробовал приспособить для Солнца реакции термоядерного синтеза гелия из водорода через промежуточные превращения. Написал. Проверил. Вроде подходило. Скорости, с которыми реакции протекали, вполне обеспечивали общее количество излучения. Тогда Г. Бете переписал свои уравнения и скромно признался коллегам, что, похоже, он открыл единственно пока возможный источник солнечной энергии.

Коллеги удивились тому, что это не пришло в голову им самим. Коллеги восторгались тем, что в работе Г. Бете остались возможности дальнейшего совершенствования теории и бросились наперегонки реализовать эти возможности.

Сегодня представления Г. Бете лежат в основе классической теории звездной эволюции. Они разработаны настолько тщательно, что нужно быть очень смелым человеком, чтобы поднять голос против. Многие предсказания теории получили подтверждение наблюдателей. А сам Г. Бете в 1967 году получил Нобелевскую премию.

Теперь самое время задать главный вопрос, после которого должны исчезнуть последние сомнения: «А как эксперимент, непосредственный эксперимент, подтвердил гипотезу Г. Бете? Ведь водородные бомбы взрывались над Землей уже не раз и над, и под…»

Увы! Как говорится, «прямых экспериментальных доказательств термоядерной природы солнечной энергии пока нет». Более того, теоретики уже рассчитали не одну, а несколько непротиворечивых моделей Солнца. Факт довольно удручающий. Лучше бы одну. Но для этого нужно твердо знать, что у Солнца внутри. А пока, пока какая бы то ни было точная информация о солнечном ядре отсутствует. Ведь и герр Г. Бете, предлагая свою глубокую теорию, основывался только на «поверхностных» данных. Имеются, конечно, в виду данные спектрального анализа. Чего бы, кажется, не отдали астрофизики за то, чтобы хоть одним глазом заглянуть внутрь нашего светила…

Если Г. Бете прав, то обстановку внутри Солнца представить себе можно. Ядерные реакции в центре порождают мощное гамма-излучение, которое, пробиваясь сквозь толщу солнечного вещества, преобразуется в более длинноволновое — рентгеновское. Однако недра нашего светила одинаково непрозрачны как для гамма-, так и рентгеновского излучения. И потому последнее, поднимаясь все выше и ближе к поверхности, претерпевает новое превращение — переходит в еще более длинноволновое излучение видимого света. Лишь после этого лучи покидают Солнце и через восемь с небольшим минут любезно предоставляют земным наблюдателям всю заложенную в них информацию. Но только о той области, которая их породила, — о поверхности Солнца.

Как же тут быть? Световые лучи не годятся, радиоизлучение и рентгеновские лучи, которые приходят от нашего светила к нам, тоже не несут информации о глубоких недрах. И все-таки есть выход! Нутряные реакции порождают еще один вид излучения — нейтринное. А для нейтрино что Солнце, что Земля, что пустой космос — все едино. Они почти беспрепятственно сквозь них проходят, ни с чем не реагируя. Может быть, попробовать поймать их?

В 1964 году американский физик Р. Дэвис приступил к таким опытам. Работники сферы бытового обслуживания с ума бы посходили от зависти, знай они, сколько канистр с бесцветной жидкостью, применяемой для чистки одежды, были опущены в одну из шахт отдаленных золотых приисков. Однако Р. Дэвис не собирался устраивать подпольную, точнее, подземную химчистку. Громадная цистерна, наполненная тетрахлорэтиленом, должна была задерживать солнечные нейтрино. А под землю полезли физики, чтобы избежать ненужного фона от других частиц.

Идея эксперимента заключалась в поимке солнечных нейтрино, которые могли бы рассказать о процессах внутри Солнца. К сожалению, несмотря на три года работы и непрерывного совершенствования методики измерений нейтринный детектор (или «нейтринный телескоп») упрямо показывал поток частиц в десять раз меньший, чем ожидалось по теоретическим расчетам. Было от чего прийти в уныние. Говорят, желая утешить Р. Дэвиса, рабочие говорили: «Не огорчайтесь, док. Нынешнее лето было таким облачным…» Однако шутки помогали мало. Налицо было вопиющее противоречие опыта и признанной теории. Теоретики, правда, недолго унывали. Они тут же предложили множество спасительных гипотез, среди которых, конечно, были такие, что таили в себе нарушения и некоторых фундаментальных законов природы либо исходили из столь ультрановых допущений о существовании явлений, которых никто и никогда не наблюдал. Авторов этих работ не смущало, что такого рода гипотезы среди серьезных специалистов успехом не пользовались.

Простой и многообещающий путь к решению проблемы нейтринного дефицита предложил американский астрофизик У. Фаулер из Калифорнийского технологического института. Он обратил внимание коллег прежде всего на то, что между потоком нейтрино и световым потоком (потоком фотонной светимости, если выражаться научно) существует в принципе большое различие. Частицы нейтрино не задерживаются солнечным веществом и потому, родившись в недрах светила, они через восемь с небольшим минут уже могут быть в шахте в цистерне с жидкостью для химчистки. И совсем другое дело — свет. Пока та же волна термоядерной энергии, породившая только что пойманные нами нейтрино, доберется из центра Солнца до его поверхности и родит фотоны, пройдет довольно много времени. Физики называют его «временем Кельвина — Гельмгольца». О длительности его единой точки зрения нет. У. Фаулер считает его равным примерно тридцати миллионам лет. Другие специалисты убеждены, что оно порядка на три меньше… Но так или иначе, а появление фотонов должно довольно сильно отставать от появления нейтрино, рожденных одним и тем же процессом.

Конечно, солнышко наше — звезда довольно спокойная («тьфу, тьфу, чтобы не сглазить»). Но и у него в центре могут происходить перемены. Какие? У. Фаулер говорит, например: перемешивание. Да, довольно быстрое перемешивание внутренних горячих и наружных более холодных слоев. Как только оно произойдет, температура в центре Солнца падает. А количество высокоэнергетических нейтрино очень сильно зависит от температуры. Значит, и поток нейтрино резко сокращается. Со временем уменьшится, конечно, и световой поток. Но далеко не сразу…

Получается, что, произойди такое перемешивание в солнечном ядре, через считанные минуты земные приборы должны зафиксировать уменьшение потока нейтрино. А свет от Солнца еще будет долгое время литься нам на головы в неизменном количестве.

На страницах журнала, в котором У. Фаулер опубликовал свою гипотезу, еще не успела высохнуть типографская краска, а специалисты исследовательских групп США и Англии, в распоряжении которых были компьютеры и соответствующие программы для расчета процессов в звездах, уже принялись считать. Это говорит о том, что вопрос о солнечных реакциях стоит сейчас чрезвычайно остро.

Результаты расчетов пока оценивать рано. Во многом они расходятся друг с другом. Но то, что идея У. Фаулера плодотворна, сомнений нет ни у кого.

Правда, может возникнуть и такой вопрос: а почему бы вдруг недрам солнечным начать перемешиваться? Пока большинство астрофизиков на эту тему предпочитает не высказываться. Но вот совсем недавно в одной из статей, подписанной теоретиками из Кембриджского института Ф. Дилком и Д. Гу, гипотеза возможных причин перемешивания все-таки была предложена. Смысл ее заключался в том, что примерно за каждые 250 миллионов лет «спокойной жизни» в недрах Солнца накапливается слишком много «шлака». Химический состав вещества настолько изменяется под действием идущих там реакций, что происходит срыв, перемешивание, которое продолжается в течение примерно миллиона лет или меньше. Естественно, что после такого события, как после инфаркта, Солнцу нужно примерно до десяти миллионов лет на то, чтобы прийти в себя, после чего снова наступает период спокойной жизни.

Расчеты на ЭВМ показывают, что во время перемешивания должно происходить резкое увеличение потока нейтрино, после чего его интенсивность также резко спадает и потом в течение длительного срока постепенно нарастает снова, подбираясь к нормальному уровню.

А теперь представим себе, что сравнительно недавно в недрах Солнца произошло перемешивание. Наши приборы должны регистрировать уменьшившийся поток нейтрино. (Как это было в опыте Р. Дэвиса.) А свет? Свет мы еще долгие годы будем получать от Солнца прежний, пока результаты процесса перемешивания не скажутся на внешней оболочке светила. Но наступит время, когда его количество начнет уменьшаться, а поток нейтрино к той поре, возможно, восстановится.

Если согласиться с тем, что описанное явление в жизни Солнца периодически повторяется, а от количества света, как известно, зависит жизнь на Земле, то не поискать ли в прошлом каких-либо указаний на то, что такие или похожие явления уже были?

Оказалось, можно! Каждые 250 миллионов лет на поверхности нашей планеты наступают ледниковые периоды. Предположения о причинах, их вызывающих, существуют разные. Правда, увязывая Великие Обледенения с циклами перемешивания, специалисты наталкиваются на некоторые затруднения. Но тут виновата прежде всего неоднозначность «времени Кельвина — Гельмгольца», о котором мы уже говорили, хотя есть основания считать эти затруднения временными. А пока гипотеза «перемешивания» признается далеко не всеми, и проблемы, с нею связанные, находятся в состоянии дискуссии.

Пока теоретики спорят, развивающаяся наука на базе новой техники подбрасывает им все новые и новые факты. Наблюдая солнечные вспышки, экипаж «небесной лаборатории» «Скайлэб» обнаружил любопытное явление. Оказалось, что одна солнечная вспышка может вызвать другую на ином удаленном участке солнечной поверхности. При вспышке образуется гриб, подобный грибу ядерного взрыва. Во время одного из сеансов наблюдения астронавты неожиданно увидели в короне Солнца огромный «пузырь». Скорее всего что он возник как результат мощной вспышки на другой, невидимой с Земли солнечной стороне.

Фотографируя протуберанцы, астронавты «Скайлэба» и советские космонавты с «Салюта-4» обнаружили немало нового и пока не объяснимого в деятельности нашего светила. Однако пока мы должны констатировать, что никаких прямых экспериментальных подтверждений, что в его недрах бушует именно термоядерный пожар, нет! Но ведь все теории построены именно на этом предположении. Как же относиться к ним? Вот так и относиться, не принимая ничего на веру. Наука и вера — понятия несовместимые. Впрочем, тут уж автор начинает эксплуатировать рецепты «законов Паркинсона», гласящие, что «любое утверждение становится истиной после 1227 повторений». Почему именно после 1227? А попробуй, проверь…

А встречаются и звезды-крошки с диаметром в 15–20 километров, но с массой, опять же ненамного отличающейся от массы Солнца. Подумайте сами, какая у них может быть плотность! Позже, когда разговор пойдет о сверхплотных телах, некоторые ошеломляющие цифры мы приведем…

Весьма существенно различаются звезды и по цвету. Это только невнимательному глазу кажутся они все одинаковыми. Астрономы разбили все существующие оттенки звездного цвета на 13 баллов и внимательно следят за их изменениями. Почему это так важно? Потому что цвет меняется соответственно температуре поверхности звезды. Из всех известных до сего дня наблюдаемых звезд самая холодная Хи из созвездия Лебедя. Цвет ее темно-красный, а температура порядка 1600 градусов по шкале Кельвина. Наиболее же горячими оказываются ядра планетарных туманностей; судя по голубовато-белому цвету, температура их доходит до 100 тысяч градусов.

Но самой главной характеристикой и температуры, и физико-химического состояния звезд являются их спектры поглощения. Вид звездного спектра зависит от многих причин. Тут и различия физических свойств звездной атмосферы из-за разных температур и давлений, и различия в химическом составе, влияют на спектр магнитные и электрические поля звезды, скорость ее вращения и многие другие причины. Очень важно, конечно, разобраться, что, как, от чего и насколько зависит, увидеть все важнейшие характеристики звезды как на ладони. Звездные спектры оказывают в этом деле ученым неоценимую услугу.

Сначала казалось, что безбрежный звездный океан вообще не может быть классифицирован в человеческом понимании. Но постепенно выяснилось, что большинство звезд можно объединить в сравнительно немногое количество классов. Сейчас принята так называемая гарвардская спектральная классификация. В ней десять классов, обозначенных латинскими буквами: O, B, A, F, G, K, M (N, R, S). Студенты, чтобы запомнить порядок следования спектральных классов, придумали мнемоническую фразу, действующую безотказно: «Один Бритый Англичанин Финики Жевал Как Морковь». Пройдут годы, можно забыть, чем отличается один спектральный класс от другого, но всегда при виде вышеуказанной последовательности букв магическая фраза вспыхивает в памяти, как огненные письмена на пиру валтасаровом. Правда, остаются еще три дополнительных класса холодных звезд N, R, S, но то ли на них фантазии не хватило, то ли слишком редко встречались они студентам на экзаменах. Скоро, однако, десяти классов оказалось мало. Пришлось каждый разбить еще на десять подклассов. Получилась длинная спектральная лесенка из сотни ступенек. Не все они заполнены равномерно. Есть пустые, а есть и такие, на которых как в автобусе в часы «пик».

Самые горячие звезды объединены в класс О. В следующих классах температура снижается.

В начале нашего столетия два астронома Эйнар Герпшпрунг в Дании и Г. Рессел, о котором мы уже говорили, независимо друг от друга составили любопытные зависимости. На диаграммах они отложили по горизонтальной оси спектральные классы, а по вертикали — светимости, или абсолютные звездные величины. Можно было ожидать, что все поле диаграммы равномерно засеется точками звезд. На деле же получилось совсем не так. Подавляющее большинство звезд расположилось длинным хвостом по диагонали от верхнего левого угла диаграммы к нижнему правому. Эту диагональ назвали главной последовательностью, на которой где-то в середине ее затерялось наше Солнце.

Прежде всего на диаграмме расположились сверхгиганты и яркие гиганты. В левой части главной последовательности собрались горячие голубые звезды. За ними по степени уменьшения температуры вправо и вниз расположились белые звезды, потом желтые карлики, ниже красные звезды, и, наконец, совсем уж тусклые красные карлики заняли нижний угол диаграммы.

Результаты этой работы вызвали в астрономическом мире прямо-таки ликование. Ну еще бы: ведь в те годы считалось, что главным источником энергии звезды является ее гравитационное сжатие. И диаграмма вроде бы подтверждала эту гипотезу. Сжимаясь, каждая звезда проходила все этапы эволюции: от протозвезды к мрачному багрово-красному сверхгиганту, потом, по мере дальнейшего разогрева, ее цвет становился желтым и звезда получала название желтого гиганта, после чего она становилась голубовато-белой, ослепительно яркой; и горячей. С этого момента энергии сжатия на нагрев хватать переставало, и звезда, перейдя в разряд желтых карликов, начинала потихоньку остывать, становясь последовательно желтым карликом, красным карликом и в конце концов черным карликом. На этом жизненный путь звезды заканчивался!

Очень стройная гипотеза и диаграмма «Г — Р», как стали ее называть специалисты по именам создателей, весьма наглядно представляла этот путь. Разогреваясь, звезда двигалась в верхней части диаграммы справа налево, пока не достигала начала диагонали. Затем, в процессе остывания, начинала скользить по главной последовательности вниз. Тут все находило объяснение; даже незначительный разброс масс. Действительно, если все стадии развития проходила одна и та же звезда, то не мудрено, что массы сверхгигантов немногим отличаются от масс карликов. Не то что объемы звезд, или их плотности…

Однако любая гипотеза хороша, пока не высказана вслух. Скоро обнаружилось, что существует немало звезд, не влезающих в главную последовательность. Диаграмма «Г — Р» распалась на ряд иных последовательностей. А там и эволюция звезд оказалась куда сложнее, чем спокойное сжатие и скольжение по главной последовательности от тепла к холоду. Звезды, сидящие совсем рядом на диагонали, вопреки ожиданиям не обнаруживали никаких родственных черт. Тут были и старые, заслуженные ветераны неба и молодые, недавно образовавшиеся светила. Потом А. Эддингтон, исполненный самых лучших намерений, решил хоть как-то рассчитать соотношение «масса — светимость». И пришел к неожиданному выводу, что карлики в принципе могут быть горячее гигантов.

В общем, что ни год, то все новые и новые несоответствия гипотезы «скользящей эволюции» лишали астрономов покоя. В конце концов от нее пришлось отказаться. Но диаграмма-то «Г — Р» была построена по данным наблюдения! И поэтому она осталась. Мало того, она по-прежнему играет чрезвычайно важную роль в астрофизике, став даже богаче содержанием и… увы, сложнее. Читатель сам увидит, как ее призрак будет стоять за многими рассуждениями, которые ожидают его в последующих разделах нашей книги Нет, в науке, как в образцовом хозяйстве, ничто не пропадает бесследно. Можете поверить.

Население второго типа разделено на две группы. Первая объединяет белые карлики, а также многие типы переменных звезд. Вторая — это имеющие почтенный возраст шаровые скопления и субкарлики.

Уже по одному виду приведенной классификации можно догадаться о схеме эволюции звезд, которой придерживаются ее авторы. Они явно исходят из того, что все молодые скопления и ассоциации соседствуют с большими массами строительного материала: пыли и газа. Эти астрономы являются сторонниками классических гипотез, утверждающих образование звезд «из газопылевых комплексов путем конденсации рассеянного вещества». Гипотезы эти разработаны достаточно подробно и отличаются лишь силами да механизмами действия тех сил, которым их авторы отдают предпочтение.

Говоря о классическом направлении звездной космогонии, важно отметить, что весь процесс рождения нового светила можно разделить на два этапа. Первый — сжатие и переход от газопылевого облака к протозвезде. И второй — включение в ее недрах термоядерных источников энергии. Но прежде всего нужно решить вопрос — почему бы это вдруг облаку, состоящему из рассеянных частиц пыли и газа, перейти в неустойчивое состояние и начать сжиматься?

Изучением условий устойчивости небесных тел занимался в свое время небезызвестный уже нам Дж. Джинс. Он был крупным физиком-теоретиком, интересующимся, в частности, вопросами излучения и кинетической теорией газов. И можно смело сказать, что именно успехи в физике заложили фундамент его будущих астрономических работ.

Из условий существования разреженной газовой туманности в межзвездной среде нетрудно сделать вывод, что есть три возможности. Первая: сохраняя равновесие, оставаться в неизменном состоянии. Вторая — рассеяться в пространстве. И третья — начать сжиматься. Все зависит от того, что больше: собственное (тепловое) движение молекул, создающее внутреннее давление, которое стремится разогнать и рассеять туманность, или суммарное притяжение всей массы вещества.

Дж. Джинс, используя свои знания в области газовой динамики, сумел вывести математический критерий неустойчивости таких туманностей. Требования оказались достаточно жесткими. Чтобы газовая туманность в межзвездном пространстве начала сжиматься, масса ее при определенной плотности должна быть примерно в тысячу раз больше солнечной. Только тогда силы тяготения в ней станут превышать газовое давление. Читатель вправе возразить: звезд с такими массами не бывает. Сколько раз мы говорили, что даже самые массивные могут быть ненамного тяжелее Солнца. А может быть, облако, сжимаясь, запасает материал сразу на целую ассоциацию звезд?

Попробуем представить себе, как это происходит. Гигантский газопылевой комплекс сжимается сначала как единое целое. По мере загустевания критерий неустойчивости начинает выполняться и для отдельных его частей. И тогда первоначальная туманность дробится. После чего каждая часть продолжает сжиматься отдельно и вполне самостоятельно образует свою протозвезду.

Теперь давайте выберем одно из сгущений, близкое по массе к тому, из которого могло некогда образоваться Солнце, и проследим за его эволюцией дальше. Подобную задачу решали многие теоретики. И целый ряд ее этапов подробно рассчитан.

Прежде всего, что представляет собой выбранная нами часть сжимающейся пылевой туманности? Масса ее должна быть близка к солнечной. Значит, при нормальной плотности она будет иметь радиус порядка десятых долей парсека. Математически его можно записать так: 1 парсек = 3,26 светового года = 3,083 · 10¹³ километров, следовательно, одна десятая парсека равна 3 083 000 000 000 километров.

Для дальнейшего сжатия туманности нужно, чтобы давление тяготения и в некоторой степени давление окружающего газа продолжало оставаться выше собственного внутреннего давления, вызванного тепловым движением частиц. Тогда через некоторое время туманность достигнет критической плотности и перейдет в следующую категорию — в протозвезду. Температура газа должна бы при этом повышаться, но теоретики утверждают, что она остается примерно постоянной из-за сильного охлаждения межзвездной средой.

Это очень грустное обстоятельство, потому что темное, холодное, сжимающееся облако почти ничем не выдает своего существования в глубинах вселенной. Наиболее интенсивным в этот период может быть инфракрасное излучение линии молекул водорода. Но, как назло, именно оно не доходит до земных наблюдателей, поглощаясь атмосферой Земли. Придется подождать постройки астрономической обсерватории на Луне. Или поискать другого подтверждения предполагаемых ранних фаз сжатия. Вот, например, несколько лет назад радиоастрономы обнаружили непонятное излучение с длиной волны 18,3 сантиметра. Откуда оно приходит на Землю? Чем порождается? Дело в том, что, уловив радиоволны любой частоты из космоса, исследователи в конце концов находят их источники. А тут, как ни бились, как ни искали, — ничего! В полном отчаянии кто-то из особенно эмоциональных радиоастрономов предложил назвать это излучение «мистериум». Но делу это не помогло. И вдруг советский астрофизик И. Шкловский, известный своей способностью к генерированию самых невероятных гипотез, предположил, что это и есть как раз излучение в линии двухатомной молекулы гидроксила (ОН), которое дают сжимающиеся протозвезды. Интересное предположение. Но насколько успешно удалось на этот раз пристроить «бесхозные радиоволны», покажет будущее. Если эта идея подтвердится, стоит признать, что она была блестящей.

Итак, протозвезда готова! На этом условимся считать, что начальный этап сжатия газопылевого облака закончился.

После прохождения состояния критической плотности процесс сжатия ускоряется. Через некоторое время он уже идет со скоростью свободно падающего тела. Пыль и газ наперегонки мчатся к центру сгущения. А дорога до него не близкая. Помните, мы говорили о радиусе облака…

Слово опять берут математики. Они подсчитали, что протозвезде с массой Солнца нужно примерно 200 тысяч лет, чтобы сконцентрироваться в небесное тело требуемой «звездной» плотности. Во время такого интенсивного сжатия освобождается много гравитационной энергии. Пыль и газ за ее счет разогреваются, и сжимающаяся протозвезда излучает все больше и больше электромагнитных волн, правда, пока все в том же невидимом инфракрасном диапазоне.

Постепенно в центре протозвезды пыль начинает плавиться. Молекулы газа распадаются на атомы. Атомы ионизируются. Вещество протозвезды переходит в состояние плазмы. И как только освобождающейся гравитационной энергии становится достаточно, чтобы нагреть и превратить в плазменный шар всю протозвезду, бурное устремление вещества к центру прекращается. Происходит одна-другая короткие вспышки яркостью в тысячу Солнц, и протозвезда снова темнеет. На этом этапе согласно теории японского физика Ч. Хаяши протозвезда бурно «кипит», как кастрюля с космическим супом, разогревая свои недра. И лишь когда температура в центре достигнет этак примерно миллионов восьми градусов, «включаются» термоядерные реакции. С этого момента протозвезда, как говорят специалисты, «садится» на главную последовательность и начинает жизнь нормальной звезды.

После того как протозвезда превратилась в звезду, жизнь ее идет веселее. Процессы, происходящие в недрах звезд, сложны и зависят, конечно, от многих факторов, но от массы они зависят, пожалуй, прежде всего. Нам с вами проще, мы остановились на рассмотрении обычной звезды, звезды солнечного типа. Проще и интереснее потому, что судьба Солнца наверняка должна интересовать и волновать нас значительно больше, чем судьба, скажем, какой-нибудь Даби или «Счастье убийцы», как некогда называли Бету из созвездия Козерога, удаленную от нас на расстояние едва ли не двухсот пятидесяти световых лет.

С началом термоядерных реакций в звезде начинается «выгорание» водорода в протонных реакциях. При этом можно считать, что радиус светила и его светимость остаются постоянными достаточно продолжительное время. Это большое счастье. За этот срок возле одного из известных нам небесных тел, именно Солнца, зародилась жизнь и даже достигла кое-каких успехов в своем развитии. И впереди у человечества еще есть время для процветания. По данным современной науки, наша вселенная существует, по крайней мере, 10 миллиардов лет. И за этот срок даже самые старые звезды, меньшей массы, чем Солнце, не «выжгли» еще всего водорода из своих недр. Но в конце концов это, к сожалению, произойдет. К этой далекой поре температура в недрах Солнца, по расчетам Э. Эпика, возрастет до 400 миллионов градусов. Вид реакций в его ядре сменится, и светило наше может вспыхнуть. Хотя может и не вспыхнуть.

Дальнейший ход эволюции представляет для нас меньший интерес. После того как запасы «горючего» кончатся, термоядерные процессы прекратятся, звезда снова начнет сжиматься и будет это делать до тех пор, пока не превратится в железный белый карлик. Белый карлик медленно остынет, проходя последовательно стадии красного карлика, инфракрасного и, наконец, черного карлика. Вот тогда наступит полный конец. Все!

Конечно, в приведенной картине образования звезды из диффузной материи не все обстоит гладко. Например, по данным наблюдений в Галактике очень мало водорода: всего около 2 процентов общей массы. А теория считает, что звезды произошли именно из этого популярного газа. При наличии же такого мизерного количества строительного материала в Галактике всякое звездообразование должно бы давно закончиться. Между тем те же наблюдения говорят, что в нашей системе немало молодых и очень горячих голубых гигантов и сверхгигантов. В то же время надо признаться, что нигде, ни в одном уголке Галактики, астрономы никак не могут обнаружить ни единой протозвезды. А если оные образуются из газа, то вполне законно было бы ожидать их среди звездной молодежи в ассоциациях…

Увы, все, что было обнаружено до сих пор в этом плане, оказывалось желаемым, которое принималось за действительное. Не совпадает и спокойный характер концентрации газа в протозвезду с наблюдаемыми взрывами, сопровождаемыми могучими выбросами материи, которые обнаружили астрономы в ядрах галактик.

И наконец, большим недостатком рассмотренной гипотезы, недостатком, который признается даже всеми ее сторонниками, является то, что, даже объяснив удовлетворительно некоторые из имеющихся фактов, она не сумела пока предсказать ни одного нового открытия. А их в последние годы было сделано немало. С гипотезой, претендующей на переход в ранг теории, таких конфузов случаться не должно…

В 1946 послевоенном году недалеко от Еревана на склоне годы Арагац началось строительство Бюраканской астрофизической обсерватории. Под ее куполами собрался коллектив талантливых и увлеченных молодых людей, руководителем которых стал В. Амбарцумян. И там, продолжая свои исследования горячих звезд-гигантов ранних спектральных классов O и B, а также переменных звезд-карликов типа Т из созвездия Тельца, В. Амбарцумян заметил, что молодые звезды располагаются вовсе не хаотично, а имеют некоторую тенденцию к скучиванию. Бюраканцы назвали новые коллективы O-ассоциациями и T-ассоциациями.

Но вот что было странно. Ассоциации занимали такой большой объем пространства, что силы взаимного тяготения между их членами должны были быть очень слабыми. Одновременно собственные скорости движений звезд оказались такими большими, что им достаточно было бы всего нескольких сотен тысячелетий или миллионов лет, чтобы вообще выйти из такого коллектива.

А теперь попробуем вслед за В. Амбарцумяном сделать некоторые выводы. Не кажется ли вам, что приведенные факты говорят о том, что подобные союзы — образования недавние и, с точки зрения галактической, весьма кратковременные? А тот факт, что состоят такие ассоциации из молодых очень горячих звезд часто двойных и кратных систем, не наводит ли на мысль, что все они недавно родились тесной группой, а теперь стремятся разлететься из родного гнезда, но пока еще не успели этого сделать? И наконец, коль скоро они стремятся разлететься, то не участвовала ли при их рождении какая-то сила, сообщившая им начальную скорость, достаточную, чтобы преодолеть Ньютоновы силы притяжения?..

Вывод напрашивается не один. И каждый носит буквально революционный характер, потому что в корне противоречит устоявшейся классической точке зрения.

Во-первых, вопреки представлению о древности всех звезд получается, что часть из них рождается и сегодня. А во-вторых, что рождаются звезды не в одиночку, а группами и целыми коллективами.

Докладывая в 1947 году на общем собрании Академии наук СССР результаты этих исследований, В. Амбарцумян поставил и главный вопрос: из чего же образуются все эти молодые звезды и как идет процесс коллективного звездообразования?

Можно было, конечно, предположить существование больших темных дозвездных облаков диффузной материи и попытаться представить грандиозное действо рождения звезд в рамках классического направления. Но то, о чем говорил с трибуны молодой член-корреспондент АН СССР, не имело ничего общего с классикой. Он предполагал, что в глубинах вселенной существуют сверхплотные тела, которые делятся на части, образуя звездные ассоциации обнаруженного типа.

В 1950 году В. Амбарцумян и Б. Маркарян за открытие звездных ассоциаций описанного типа получили Государственную премию.

Высказанная ими гипотеза породила лавину критики. Известный специалист по физике звезд и туманностей московский астроном Б. Воронцов-Вельяминов подверг сомнению вообще существование ассоциаций молодых небесных тел. Он считал, что полосы темной пыли и газа в Галактике просто скрывают от нас часть далеких звезд-гигантов, оставляя в промежутках своеобразные «коридоры видимости». И то, что дано нам увидеть в этих «коридорах», бюраканцы принимают за «рассеянные ассоциации». Свои сомнения Б. Воронцов-Вельяминов основывал на довольно значительном количестве ошибок, обнаруженных им в предварительных результатах бюраканских астрономов. Страсти накалялись. Обе позиции обросли сторонниками. Настала пора большой открытой дискуссии. И она состоялась в мае 1952 года в Москве на Втором совещании по вопросам космогонии.

Основной тезис противников нового взгляда заключался в том, что никто из астрономов нигде не видел сверхплотных тел, из которых должны, как то считает В. Амбарцумян, образовываться звезды. Но ведь, несмотря на признанность классической гипотезы, описать туманность, в недрах которой видны зарождающиеся светила, ее сторонники тоже не могли!

Многие участники совещания воспользовались возможностью рассказать об итогах своих исследований, в результате чего астрономы познакомились с интересной теорией образования звезд из диффузной материи, выдвинутой ленинградскими профессорами А. Лебединским и Л. Гуревичем. Академик В. Фесенков рассказал об исследованиях звездных цепочек, обнаруженных им с помощью великолепного нового телескопа, установленного на Алма-атинской обсерватории. Он наметил также возможный ход эволюции различных галактических туманностей, из которых, по его мнению, возникали звезды.

На совещании выступили многие специалисты. И в конце концов идеи, которые защищал В. Амбарцумян, победили. Большинство участников согласились с существованием звездных ассоциаций. Однако в пылу полемики главный вопрос, ради которого была организована дискуссия, то есть вопрос о происхождении звезд, оказался несколько оттесненным и забытым.

В принятом решении была признана «плодотворность представления о том, что процесс группового звездообразования продолжается и в настоящее время».

Несколько лет спустя советские физики Л. Ландау и Я. Френкель независимо друг от друга пришли к выводу, что не каждая звезда может обратиться в белый карлик, а лишь та, масса которой превышает солнечную не больше, чем на 40 процентов. Затем советский физик М. Бронштейн и индиец С. Чандрасекар, работавший в США, заложили основы общей теории белых карликов. Астрофизик С. Каплан в СССР решил задачу о наиболее вероятных плотностях таких звезд. Оказалось, что белые карлики весьма разнообразны. Плотность их, а соответственно и радиус зависят от предполагаемого химического состава. Например, если белый карлик состоит в основном из гелия, наибольшая плотность его будет равняться «всего» тысяче тонн на кубический сантиметр. Такое небесное тело может иметь среднепланетные размеры. А вот если большая часть белого карлика состоит, скажем, из ядер железа, его предельная плотность повышается раз в 20, а радиус становится меньше радиуса Земли (порядка тысячи километров).

Но и это не пределы возможного. Теория допускала, что в космосе могут встречаться условия, при которых плотность сжимающихся звезд перешагнет за пределы самых плотных белых карликов. Это случится, когда оголенные ядра «вырожденного газа» начнут поглощать электроны, превращая свои протоны в нейтроны. Нейтральным частицам ничто не мешает «упаковаться» еще компактнее вплоть до соприкосновения. При этом звезда резко сжимается и плотность ее вещества возрастает до сотен миллионов тонн на кубический сантиметр.

Сначала нейтронные звезды были просто «придуманы» теоретиками. Представление о них родилось в головах астрономов В. Бааде и Ф. Цвикки в 1934 году. Затем Л. Ландау и В. Хунд подвели под их предположительное существование теоретическую базу. А Р. Оппенгеймер и К. Волков рассчитали первую модель. Получалось, что образовываться нейтронные звезды могут в результате взрывов «сверхновых». В этом случае часть газовой оболочки звезды срывается силами взрыва и улетает прочь, а остаток вещества в конце эволюции съеживается до плотности, сравнимой с плотностью атомного ядра. Но массы нейтронных звезд так же, как и массы белых карликов, могут лишь ненамного отличаться от массы Солнца. А радиусы их становятся равными 30, а то и 10 километрам… Чудовищные химеры звездного мира! Но существуют ли они на самом деле? Нафантазировать, даже с помощью математики, ведь можно что угодно. Задача науки — ограничить человеческую фантазию рамками законов природы.

До самого последнего времени было предпринято немало попыток приписать свойства нейтронных звезд то одним, то другим обнаруженным небесным объектам. Все эти старания отличались неуверенностью и кончались неудачами. Но вот в конце 60-х годов астрономический мир испытал потрясение ни с чем не сравнимое: были открыты пульсары — радиоисточники, за доли секунды меняющие свое излучение, работающие как бы в импульсном режиме. Споры о природе новых объектов, теории их строения, гипотезы об их происхождении фейерверком вспыхнули среди специалистов. И не прошло и трех лет, как все или почти все согласились считать пульсары вращающимися нейтронными звездами.

После яростных дискуссий, прошедших в довольно быстром темпе, специалисты согласились считать моделями пульсаров некие устройства, напоминающие вращающиеся радиопрожекторы. На поверхности таких звезд предполагается существование активных областей, излучающих строго направленные радиоволны. Через определенный период, равный, скажем, времени оборота вокруг своей оси, луч такого прожектора «чиркает» по Земле. И тогда радиоастрономы принимают от него импульс радиоизлучения. Впрочем, с чего бы это звезде представлять собой «прожектор»? Не проще ли по традиции предположить, что шар должен излучать во все стороны одинаково, а судорожные вспышки радиоизлучения приписать пульсациям, в принципе аналогичным уже известным процессам такого рода?

Замечаете, мы уже не подвергаем сомнению существование этих странных объектов, мы уже вполне по-деловому обсуждаем их возможное строение…

Существует мнение, что и та и другая модели имеют право на существование. Более того, не исключено, что к некоторым пульсарам применимы сразу обе модели вместе, в комбинации.

А нельзя ли представить себе дальнейшее повышение плотности звездного вещества за пределы нейтронного состояния? Этой проблемой в теоретическом плане занялись В. Амбарцумян и Г. Саакян. Они установили, что при дальнейшем повышении плотности нейтронное вещество должно перейти в новое, барионное состояние. То есть раздавленные нейтроны и протоны должны частично перейти в неустойчивое состояние гиперонов — самых тяжелых из известных в настоящее время элементарных частиц. Гипероны очень неустойчивы. В нормальных условиях время их жизни — миллиардные доли секунды. Но мы и не ожидаем, что в недрах сжавшейся звезды условия нормальные. Отнюдь! Условия там таковы, что образовавшимся гиперонам просто некуда распадаться. В результате в центре они начинают накапливаться, образуя гиперонное ядро. Модель такой звезды можно представить себе состоящей из нескольких слоев. Внутренняя часть — гиперонное ядро, в котором могут попадаться и другие тяжелые частицы. Здесь сосредоточена основная масса звезды. Затем идет следующий — нейтронный — слой, состоящий, как читатель, наверное, уже догадался, из нейтронов. Он средней толщины, и масса его «незначительна». И последний — наружный — слой, даже, можно сказать, не слой, а тоненькая пленка, состоящая из «голых» ободранных ядер и электронов, пленка, состоящая из вещества белых карликов.

Гигантское внутреннее давление в гиперонных звездах уравновешивается не менее чудовищными силами гравитационного сжатия. При этом любое нарушение равновесия звезды должно приводить к такому взрыву, рядом с которым вянут лавры даже взрывов «сверхновых».

Вот как хорошо все получилось. Сторонники новой концепции готовы были торжествовать. Ясно, что гиперонные звезды — это и есть таинственные «Д-тела», из которых при взрывах рождаются целые коллективы звезд…

Ясно, да не совсем. Разработанная теория позволяла переходить в барионное состояние звездам, массы которых также порядка солнечной. Более массивные образования в сверхплотное состояние не имели права переходить. Получался прямо заколдованный круг. Ведь таких масс было явно недостаточно, чтобы из них могли родиться целые звездные коллективы.

Может быть, именно здесь как раз и произойдет стыковка двух непримиримых сегодня космологических концепций?..

Лет десять тому назад профессор И. Новиков, рассматривая условия возникновения квазаров, предложил такую гипотезу: когда произошел Большой Взрыв и наша вселенная стала расширяться из сверхплотного состояния, отдельные ее части не поспевали за общим темпом. По каким-то причинам они некоторое время оставались в первозданном виде и лишь много позже включились в общий ритм. Эти отдельные части, дожившие без малого до нашего времени, и являются квазарами, или особыми точками вселенной, так сказать, «разлетевшейся сингулярностью». Далекий наблюдатель, глядя на них, должен бы видеть в пространстве метагалактики скорее всего некие «черные дыры», которые по истечении определенного срока вдруг взрываются и превращаются в «дыры белые».

Согласитесь, что квазары и активные ядра галактик как нельзя лучше подходят в качестве «белых дыр». Однако первоначальная гипотеза И. Новикова не учитывала квантовых эффектов, сопровождавших рождение частиц, и посему не сводила концы с концами. И вот новый доклад, с которого мы начали этот раздел.

Докладчики вовсе не хвастались тем, что теперь-де нашли и учли все аспекты события. Уточнения теории привели к тому, что для «белых дыр» оказались равновозможными два крайних состояния: одно неустойчивое, а второе, наоборот, устойчивое абсолютно. Находясь в первом состоянии, «белая дыра» взрывается сразу, через стотысячную долю секунды после своего образования. Во втором случае она не взорвется никогда, оставаясь для наблюдателя вечной «черной дырой».

Правда, опыт здравого смысла учит, что, когда есть крайности, середина пустой не остается. Задержка взрыва на некоторое определенное время тоже возможна. Но пока, по расчетам, для этого должны сложиться настолько маловероятные начальные условия, что подобное явление должно встречаться в метагалактике исключительно редко. А квазаров и активных ядер галактик в обозримом пространстве немало. Значит?.. Значит, разрабатываемая для их объяснения теория опять недостаточна.

Вывод не слишком радостный для создателей теории, но вывод. И если он не подтвердится, не беда; в науке не редкость, когда отрицательный результат ценнее многих положительных.

Но существуют ли эти гипотетические объекты на самом деле? Пока все рассуждения не выходили за пределы теоретических предположений. Действительно, как же их искать, если они невидимы? Ну, во-первых, можно попробовать поискать некие «водовороты» космического газа, втягивающегося в черное «ничто». Приближаясь к «черной дыре», падающий на нее газ начнет излучать. Может быть, это будут радиоволны, а может быть, рентгеновские лучи? Обнаружить такое излучение, обшаривая небо, густо усыпанное звездами, — задача не из простых.

Есть и иной путь. Помните, как Ф. Бессель в свое время догадался о существовании невидимого спутника у Сириуса? А что было бы, будь вассал по массе больше своего сюзерена? Тогда яркий Сириус крутился бы вокруг невидимой точки, связанный с нею узами притяжения. Нам с Земли казалось бы, что он обращается вокруг пустого места.

Во вселенной множество двойных звезд. Не исключено, что между ними могут быть и такие пары, у которых одна из компонент — «черная дыра». Тогда нормальный спутник интересующего нас объекта должен непрерывно терять свое вещество, и оно будет течь к невидимому компаньону, закручиваться вокруг него, образуя диск. Трение газовых слоев разорвет диск, и он станет источником рентгеновского излучения. Кроме того, в газовом вихре по мере приближения к гравитационному радиусу нарастают магнитные поля. Заряженные частицы газовой плазмы в этих условиях ускоряются, а следовательно, начинают излучать переменные электромагнитные волны. Теоретики высчитали период этих колебаний. Он оказался лежащим в пределах десятитысячных долей секунды. Такие «черные дыры» назвали флуктуарами. Теперь осталось совсем немного — найти их на небе! Ситуация ничем не отличалась бы от той, когда мы собирались искать газовые «водовороты», если бы не вторая звезда пары.

Рентгеновские лучи от газового диска интенсивно обстреливают близко расположенную нормальную звезду, неравномерно разогревая один ее бок. На поверхности звезды появляется как бы «горячее пятно». А такой феномен можно углядеть и с Земли, пользуясь оптическими методами.

В последние годы теорией рентгеновских источников и процессами излучения систем, содержащих в себе «черные дыры», занимались очень многие специалисты. Большой вклад внесли сотрудники Государственного астрономического института имени П. Штернберга. Существует мнение, что уж одну-то «черную дыру» астрономы нашли почти наверняка. В созвездии Лебедя наблюдается подозрительная пара, состоящая из нормальной звезды — сверхгиганта — и невидимого в оптических лучах компонента с массой порядка десяти солнечных. Сильное рентгеновское излучение, тесное расположение компаньонов и то обстоятельство, что спектр излучения во многом соответствует предсказанному теоретически, вдохновляют охотников за «черными дырами».

Пока стопроцентной гарантии, что поймана невидимка, нет. Но, судя по тому, как быстро меняется поток рентгеновских лучей, его источник должен весьма шустро вертеться вокруг своей оси. А это значит — он на редкость малых размеров. И при такой малости за каждую вспышку, которая и длится-то не больше тысячной доли секунды, в окружающее пространство выделяется энергии больше, чем при взрыве миллиарда водородных бомб. Именно такое сравнение приводят Я. Зельдович, И. Новиков и Р. Сюняев, рассказывая об исследованиях новых объектов.

Сегодня внимание специалистов разного профиля в разных странах приковано к поискам «черных дыр». Астрофизики надеются с их помощью глубже проникнуть в недра звезд и исследовать справедливость существующих законов и теорий. Физики-теоретики ждут от «черных дыр» подтверждения или опровержения своих предположений о свойствах пространства-времени в окрестностях этих феноменов. Космогонисты возлагают большие надежды на новые объекты, рассчитывая уточнить механизм происхождения звезд и решить многие споры принципиального характера. Новые небесные объекты — это физические лаборатории с уникальными условиями и возможностями. Смоделировать их на Земле невозможно. Поэтому надо во что бы то ни стало найти надежные способы получать от них ту информацию, которую они так щедро рассеивают в пространство. Вот почему в программах работ орбитальных станций такое важное место занимали и занимают наблюдения рентгеновских источников…

Специалисты, исповедующие классическую концепцию, возражают. Они говорят, что никаких звездных ассоциаций, якобы объединяющих молодые горячие сверхгиганты, не существует. В составе же объединений, приводимых в качестве примеров, наряду с молодыми наблюдается немало и старых холодных звезд. Для утверждения существования ассоциаций молодых звезд пока накоплено слишком мало данных. Кроме того, если даже согласиться с разбеганием звезд, входящих в такой коллектив, то причиной этого явления вполне мог бы быть, например, взрыв «сверхновой». Такой взрыв, выбросив из скопления значительную массу вещества, мог бы перевести всю систему в неустойчивое состояние.

Резюмируя, скажем, что, несмотря на существующие разногласия, идея группового рождения звезд побеждает. И сегодня даже сторонники классического направления в космогонии разрабатывают механизмы образования не звезд-одиночек, а сразу целых коллективов.

Классическая концепция: звезды образуются за счет гравитационной конденсации диффузной материи. Не исключено, что значительную роль в процессах формирования играют электромагнитные силы.

Новая концепция: в 1952 году академик В. Амбарцумян писал: «Каждая тесная группа звезд должна возникать в ассоциации из одного тела дозвездной природы. Эти предполагаемые тела можно назвать протозвездами». Что такое протозвезды, современная наука конкретно не знает. Предполагается, что это сверхплотные тела достаточно большой массы, состоящие из материи неизвестной нам формы. Возможно, это ее дозвездная стадия.

Сторонники классической концепции отвечают на этот вопрос уклончиво. Они говорят так: теория пока не дает вывода условий устойчивости для подобных масс. Результаты наблюдений тоже не дают пока возможности сказать, что кто-нибудь видел эти сверхплотные образования. Значит…

А вот что говорят сторонники новой концепции: «В природе могут существовать сверхплотные статические звездные конфигурации с массами порядка галактической и выше». Так пишет известный теоретик из Бюраканской обсерватории Г. Саакян. Кроме того, в 1963 году наблюдатели открыли квазары, а сегодня они заняты поисками «черных дыр». Почему бы не предположить, что это и есть сверхплотные образования?

Да, похоже, что по этому вопросу сторонники обеих концепций решительно расходятся.

5. Какому механизму звездообразования отдается предпочтение?

Классический механизм: образование звезд происходит путем гравитационного сжатия крупной туманности. Сначала она сжимается целиком. А затем, когда критерий неустойчивости Дж. Джинса начинает выполняться для отдельных ее частей, туманность дробится на отдельные сгустки, дающие начало протозвездам.

Сторонники новой концепции считают, что основным процессом образования звезд на современной стадии развития Галактики является их возникновение в результате взрыва из единого сверхплотного тела.

Взрыв во вселенной вообще является закономерным скачкообразным переходом накопившихся количественных изменений в новое качественное состояние.

Конечно, это только принципиальная канва диалога между представителями разных точек зрения. На самом деле в нем и содержания и убедительности значительно больше. Здесь же он приведен лишь в качестве примера для того, чтобы в заключение сказать, что пока вопрос выбора той или иной концепции является делом вкуса.

Большим достоинством нового подхода школы В. Амбарцумяна к космогоническим явлениям можно считать отведение главной роли нестационарным объектам в развитии вселенной и взрывным процессам. Новая точка зрения постепенно укрепляется, растет у нее и число сторонников. Это и понятно. «Спокойная картина медленно меняющегося мира, в котором состояния всех объектов почти стационарны, — писал В. Амбарцумян, — полностью гармонировала со стройными механическими представлениями о вселенной, развитыми на основе небесной механики и только что зародившейся астрофизики…» То было время спокойного XIX века. Но вот на смену ему пришел век XX, век сокрушительных катаклизмов в обществе, в науке и технике. Покой и устойчивость сменились напряженной нервной жизнью, полной больших и малых потрясений. Они коснулись всех аспектов общественной жизни, не оставили в стороне ни одного человека. Должно было смениться и мировоззрение. Новая гипотеза советской космогонической школы словно сама родилась из нового ритма нашей жизни. А вот окажется ли она более справедливой, чем существующая классическая концепция, этот спор может разрешить только время. Ну что же, звездам торопиться некуда…

Это самый молодой раздел науки о происхождении и развитии небесных тел и их систем. Молодой, потому что только в нашем XX столетии новая мощная астрономическая техника позволила подтвердить предположение о существовании других галактик — огромных звездных систем, вроде нашей Галактики, — насчитывающих в своем составе сотни миллиардов звезд, объединенных, как правило, в различные коллективы. Еще 100 лет назад многие астрономы считали нашу Галактику вообще единственной системой во вселенной. За ее пределами — пустота. Как огромный пчелиный рой висит Галактика среди пустого Ньютонова пространства без конца и без края. Рой этот по форме напоминает жернов или чечевицу. Кроме отдельных звезд и звездных скоплений, в состав Галактики входило довольно большое количество «косматых объектов», как называли в прошлом столетии маленькие туманные пятна на небе неизвестной природы и непонятного состава. Правда, В. Гершель сумел разглядеть в некоторых из них звезды, но большинство их оставалось мутными пятнышками, неразличимыми ни в какой инструмент. Их так и назвали — «туманности». Интересовали они специалистов не очень сильно. Спорили в основном по частному вопросу, являющемуся следствием космогонических разногласий: является ли хорошо наблюдаемая туманность в созвездии Андромеды газовым зародышем будущей планетной системы, входящей в состав Галактики, как то утверждал еще П. Лаплас, или это самостоятельная звездная система, удаленная от нас на такое расстояние, что не может быть разложена на звезды ни одним из имевшихся инструментов?

В конце XIX столетия астрономы получили в руки новое мощное оружие исследования — спектральный метод. Свет звезд, пропущенный через призму спектроскопа, давал практически непрерывный спектр, пересеченный темными линиями поглощения. Нагретый же до свечения газ в тех же условиях имел спектр линейчатый.

Спектр туманности Андромеды, полученный в 1899 году, оказался непрерывным. Вам кажется, что вопрос можно закрыть? Что звездный состав туманности доказан? Ничуть не бывало. Спор только начинал разгораться по-настоящему. Почему бы не предположить, говорили сторонники небулярной природы туманности, что перед нами скопление холодного газа, которое светится не само, а только отражает свет звезд? Потому и спектр его непрерывный…

Позвольте, сокрушались противники, но где же те звезды, свет которых туманность отражает?

Звезд не было.

Лишь в 1917 году астрономы Р. Кертис и Г. Ричи заметили в туманности Андромеды несколько ярких точек. Словно крохотные искорки вспыхнули они и через несколько дней исчезли. Наблюдатели решили, что это могли быть новые звезды, заметные в моменты наибольшего блеска. По величине зафиксированного блеска нашли они и расстояние до них. Оно показалось чудовищно большим — раз в пятнадцать больше диаметра всей Галактики. Это был важный результат, ибо говорил он о том, что туманное пятнышко спиральной структуры, расположенное в созвездии Андромеды и имеющее каталожный шифр NGG-224 — внегалактический объект!

Возник «великий спор» — являются ли вообще все туманности внегалактическими объектами или принадлежат к населению нашей Галактики? Эти разногласия уже захватывали столь принципиальные вопросы строения мира, что не могли оставить равнодушным никого из астрономов. В 1920 году в Вашингтоне была даже организована дискуссия между двумя представителями разных точек зрения на этот счет. X. Шепли стоял на позициях «длинной шкалы» расстояний, его противник X. Кертис ратовал за расстояния короткие. Но разрешить противоречия могли только дальнейшие исследования.

И вот в 1923 году молодой астроном Э. Хаббл, получив возможность работать на самом большом в те времена телескопе на обсерватории Маунт-Вилсон, навел его двух с половиной метровое зеркало на туманность Андромеды. Наконец-то! На фотопластинке по краям туманности отчетливо виднелись звезды. К концу того же года Э. Хаббл отыскал там и переменную звезду, похожую по своим свойствам на цефеиду. А цефеиды как раз служили земным наблюдателям для определения расстояний до звезд, и «Великий спор» был закончен. Туманность Андромеды находилась за пределами нашей Галактики и имела явно звездный состав.

Вы спросите: а как же остальные туманности? В остальных в те годы пока звезд не обнаружили. Можно было бы, конечно, считать, что все однотипные объекты, скажем, спиральной структуры, имеют одинаковый состав, например, являются звездными системами. Но существовали туманности и других видов… В общем, тут надо было еще поработать.

Помните, в главе, посвященной планетной космогонии, мы довольно много внимания уделили работам великолепного английского астронома Дж. Джинса? Тогда разговор шел о происхождении солнечной системы. На самом же деле труды этого астронома охватывали и звезды, и туманности. Его исследования относились к 1916–1919 годам, когда звездный состав NGG-224 еще не был доказан и все туманности полагали состоящими из газа.

Вначале, по мнению Дж. Джинса, существовало пространство, занятое равномерно распределенным разреженным газом; неким первичным хаосом плотностью этак 10^-30 г/см³, или 10^-15 г/км³. Ну что же, если читателю удастся представить себе столь жидкий туман, можно позавидовать его воображению.

По каким причинам в этом «всемирном киселе» начали возникать первичные сгущения и неравномерности, обсуждать смысла нет. Причин может быть много, ими занимается раздел физики под названием «газовая динамика». Исследуя теорию гравитационного сжатия и вращения таких первичных облаков газа, Дж. Джинс пришел к выводу, что на ранней стадии образуются туманности правильной сферической формы. Затем, продолжая сжиматься, а следовательно, и ускоряя свое вращение, такая туманность сплющивается. Постепенно с краев эллиптического диска начинается истечение вещества, которое образует спиральные витки. Причину образования спиральных рукавов Дж. Джинс видел в приливах, которые вызывались гравитационными полями соседних туманностей. А уж повышенная плотность вещества в спиральных ветвях служила для образования в них звезд.

В 1925 году, когда Дж. Джинс впервые изложил свою теорию образования спиральной структуры туманностей, американский астроном Э. Хаббл составил первую классификацию туманностей. Прежде всего он разделил их на три большие группы: неправильные, эллиптические и спиральные.

Оставив в стороне первый тип туманностей, он выстроил все остальные в некоторую последовательность форм. Причем началом последовательности явились как раз сферические туманности. Э. Хаббл присваивает им индекс Е0, что означает «эллиптические — нулевого сжатия». Дальше, в соответствии с соотношением большой и малой полуосей эллипсоидов, шли классы Е1, Е2, … Е7. Более сплюснутых туманностей Э. Хаббл найти не сумел.

Затем шли две ветви туманностей спиральных. Одна ветвь объединяла нормальные спирали, другая — пересеченные.

Дж. Джинс был очень доволен хаббловской классификацией. Она лила воду на его мельницу, полностью соответствуя нарисованной им последовательности эволюции туманностей. Да и Э. Хаббл, несмотря на то, что старался не связывать классификацию с эволюцией, в глубине души был уверен в том, что Дж. Джинс прав. В общем, все было очень хорошо. Классификация Хаббла и гипотеза Джинса стали классическими и вошли во все учебники. Правда, с формированием спиральных структур галактик гипотеза Дж. Джинса справлялась не так успешно. Но первая половина гипотезы — превращение шаровых скоплений газа в эллиптические — сомнений почти не вызывала. И вдруг… Это «вдруг» относится ко времени, когда вторая мировая война шла к своему концу: шел 1944 год. А началось все раньше.

В начале 30-х годов в Соединенные Штаты из Германии с Гамбургской обсерватории приехал упоминавшийся уже нами астроном В. Бааде. Насовсем ли он приехал или временно, сейчас за давностью времени сказать трудно. Известно лишь одно — с 1931 года он прилежный сотрудник обсерватории Маунт-Вилсон, и это вполне разумно, поскольку любезному фатерланду было в ту пору не до звезд. Американцы же предоставили немцу возможность пользоваться 2,5-метровым рефлектором, несмотря на то, что подданство В. Бааде сохранял германское. И насколько это было разумно — неизвестно. Впрочем, стань он к 1941 году американским гражданином, не случилось бы, может быть, и того «вдруг», ради которого мы заинтересовались далеко не астрономическими подробностями жизни этого специалиста высокого класса.

24 июня 1941 года президент США Ф. Рузвельт сделал заявление о поддержке Советского Союза в войне с фашистской Германией. Подданный «тысячелетнего рейха» В. Бааде был объявлен местными властями «союзником врага», и ему было запрещено покидать пределы обсерватории. Потом был Пирл-Харбор и введение обязательного затемнения в Лос-Анджелесе и прилегающих к нему городах. Астроном В. Бааде, пользуясь особенно темными ночами, фотографировал избранные небесные объекты. И вот наступил день, когда, просматривая пластинки, на которых остались изображения эллиптических туманностей, В. Бааде обнаружил, что они тоже состоят из звезд. Сомнений в этом не было. Он даже растерялся, прежде чем почувствовал радость по поводу открытия. Ведь оно означало, что теорию Дж. Джинса следовало отправить в архив. Помните, все рассуждения английского астронома были основаны на том, что уж эллиптические туманности — это точно газовые образования, которым еще предстоит долгий путь эволюции, прежде чем в них появятся первые звезды. Теперь же фундамент под всем зданием стройной и красивой теории Дж. Джинса рассыпался. Космогонистам предстояло все начинать сначала.

Новые результаты наблюдений, как полагается, вызвали и новую вспышку интереса и творчества у теоретиков. В главе о планетной космогонии мы уже знакомились с гипотезой К. Вейцзеккера о турбулентном механизме образования солнечной системы. Но гипотеза немецкого специалиста охватывала все разделы космогонии, включая и происхождение галактик. По его мнению, в период, предшествовавший возникновению звезд, мир представлял собой хаос из «диффузной газовой материи, находящейся в сильной турбуленции». Это означало, что повсюду в первозданном тумане бушевали гигантские вихри.

Ну как тут не согласиться с утверждением, что всякое новое — это хорошо забытое старое! Вспомните Р. Декарта. В гипотезе французского философа вселенная тоже была сначала наполнена вихрями. Правда, они не назывались красивым словом «турбуленция», не было и столь убедительной математики. Р. Декарт не знал подробностей описания последующих стадий развития, но идея… Согласитесь — идея была «один к одному».

Так же как некогда у Р. Декарта, во вселенной К. Вейцзеккера под воздействием завихрений появились первые сгущения, первые облака пыли и газа неправильной формы. Облака вращались вокруг своей оси, сплющивались по ходу вращения и превращались в спиральные галактики. Обратите внимание — в спиральные, а не в эллиптические, как полагалось по канонам Джинса — Хаббла. Из центра диффузная материя под действием центробежных сил перемещалась к краям, уплотнялась. В спиральных рукавах возникали неоднородности. Так продолжалось до тех пор, пока в недрах этих неоднородностей не вспыхнули первые звезды. Они нагревали своими лучами окружающий газ, и процесс звездообразования сначала затормозился, а затем прекратился и вовсе. Спиральные галактики стали постепенно терять свои рукава, превращаясь в устойчивые эллиптические системы.

Интересно, что скорость такой эволюции, по мнению К. Вейцзеккера, соответствовала размерам галактик: маленькие проходили свой путь быстрее, большие — медленнее. Этого требовал турбулентный характер развития газовых масс, и с этого-то начинались все несоответствия и противоречия в его гипотезе.

В намеченную схему не укладывались скопления галактик, состоящие из разных по форме и по величине систем. Кроме того, по гипотезе К. Вейцзеккера все звезды в каждой галактике должны были образовываться примерно в одно время. Но тогда было непонятно, почему так много молодых и горячих звезд видят наблюдатели в «старых спиральных галактиках»? Нет, так просто поставить с ног на голову устойчивую схему эволюции Джинса — Хаббла космогонисты позволить не могли…

Следующим важным теоретическим шагом явилась теория, разработанная шведским астрономом Бертилем Линдбладом — председателем Международного астрономического союза 1948–1952 годов. Исследуя звездные системы, имеющие форму эллипсоида вращения, он вывел строгие математические условия, при которых в экваториальных областях эллипсоидов образуются зоны недостаточной механической устойчивости. Звезды, находящиеся в этой зоне, могут срываться со своих круговых орбит и разлетаться, образовывая спиральные ветви. При этом неустойчивость только усугубляется. И со временем большая часть уже не только звезд, но и газовой материи эллипсоида (или, можно считать, ядра галактики) переходит в спиральные рукава.

Прекрасная математическая теория Б. Линдблада во многом обогатила науку. Методы, разработанные шведским астрономом, применяются в динамике звездных систем по сей день. Но согласиться с его эволюцией галактик специалисты тоже не могли.

Прежде всего, если звезды переходят в спиральные рукава из ядра, то, очевидно, они должны быть в спиралях либо такими же по возрасту, как и оставшиеся в ядре либо старше. Однако все наблюдатели в один голос заявляли, что спиральные рукава населены молодыми и горячими сверхгигантами и гигантами, тогда как в ядре преобладают старые звезды второго типа населения, то есть субкарлики, звезды типа RR Лиры и старые светила, объединенные в шаровые скопления.

Затем, по теории Б. Линдблада, спиральные галактики должны вращаться спиралями вперед, то есть раскручиваясь. Однако наблюдения и здесь говорили об обратном. Вообще его выводы, оторванные от практики результатов наблюдений, носили слишком абстрактный характер. Увлечение математической стороной вопроса в ущерб наблюдательным данным — недостаток не одного Б. Линдблада. Словно в противовес словам Ф. Бэкона, которые мы взяли эпиграфом к книге, глава Кембриджской школы космогонистов Ф. Хойл заявил: «Трудность состоит не в том, чтобы выдумать схему процесса, а в том, чтобы выбирать между различными представляющимися возможностями».

Очень интересной была гипотеза, разработанная в начале 50-х годов двумя ленинградскими учеными — А. Лебединским и Л. Гуревичем. Они считали, что образование галактик из разреженного диффузного вещества происходит неодновременно. Некоторые только начинали образовываться, когда другие уже существовали. Причем процесс образования был таким: сначала возникало гигантское сгущение разреженного вещества — протогалактика; затем такая протогалактика начинала сжиматься примерно так, как описал этот процесс еще Дж. Джинс: гигантское вращающееся облако сплющивалось, приобретало энергетически выгодную спиральную структуру; в спиральных ветвях образовывались звезды, после чего галактика снова разбухала в толщину, превращаясь в эллиптическую.

Недостатком приведенной теории являлось прежде всего то, что протогалактик никто не видел. Кроме того, оба автора так и не объяснили процесса возникновения спиральной структуры сжимающегося облака. А это была едва ли не одна из важнейших задач космогонии тех лет.

В 1958 году за решение этой проблемы принялся тоже ленинградец — астроном Т. Агекян. По его данным получалось, что эллиптические галактики могут развиваться от более плоских форм к шарообразным. Опять противоречие Джинсу — Хабблу. При этом эллиптические образования ни в коем случае не переходят в спиральные. Спиральные же галактики со временем сплющиваются, но и они не имеют права превращаться в эллиптические.

Подтверждается вывод, что классы галактик зависят не от стадии эволюции, на которой находятся, а от тех условий, в которых начиналось их образование.

Механизм, предложенный Т. Агекяном, нашел широкое применение для изучения эволюции ядер галактик, а также звездных систем меньшего масштаба.

Американский исследователь Ф. Цвикки предположил, что спиральные галактики все-таки образуются из сгущений других видов. Представим себе, говорил он, сближение двух или нескольких туманностей. Ясно, что в результате гравитационного, а может быть и какого-то иного, взаимодействия у облаков появятся выступы, которые потянутся как в сторону встретившегося сородича, также соответственно и в противоположную. Но встретившиеся туманности скоро разойдутся. А длинные рукава, отставая в своем вращении от ядер, закрутятся в спирали.

Что ж, предложенный механизм правдоподобен. Но вряд ли он выдержит испытание на вероятность. Слишком редкими могут быть встречи в межзвездном пространстве и слишком многочисленны спиральные галактики.

Все перечисленные выше гипотезы, в которых главную роль играют гравитационные силы, создавались и жили в основном до начала 60-х годов. Но постепенно все большее внимание астрофизики уделяли магнитным полям. И в классическом направлении космогонии галактик начинают звучать новые мотивы.

В последние годы активно разрабатывается учеными новая волновая гипотеза. Читатель наверняка замечал, как при волнении на море всякий плавающий мусор прибивается к берегу. В то же время сама вода остается на месте. Так же, возможно, и в Галактике некие гравитационные волны захватывают медленные звезды, относящиеся к первому типу населения, и уплотняют их. Во всяком случае, первые решения уравнений, в которых были увязаны плотность вещества в Галактике, гравитационный потенциал и скорости звезд в соответствии с расстоянием от центра, дали уравнение спирали. Не значит ли это, что волновое возмущение плотности в виде спирали — образование устойчивое и может сохраниться при вращении Галактики? Тогда, может быть, хоть волновая гипотеза поможет решить «проклятый вопрос» о спиральных рукавах?

Впрочем, волновая гипотеза еще только набирает темпы. Сегодня рано говорить о ее результатах. Но уже тот факт, что она привлекла внимание специалистов самых разных стран, говорит о возможной ее плодотворности.

Трудно сказать, приходили ли подобные мысли в голову астроному В. Бааде, впервые узревшему радиогалактику Лебедь-А на пластинке. Автор даже склонен считать, что скорее не приходили. Но и надежд особых на дополнительные сведения у него, по-видимому, тоже не было. И по зрелому размышлению над полученным изображением В. Бааде предположил, что перед ним результат столкновения! Две звездные системы — примерно по 100 миллиардов звезд в каждой, — летящие навстречу друг другу со скоростями около 3 тысяч километров в секунду, врезаются «в лоб»!!!

Кошмарный случай, вполне достойный пера писателя-фантаста. Однако с позиций научной объективности событие должно выглядеть не так страшно. Скорее всего звезды столкнувшихся галактик, подобно комариному рою, спокойно пролетят друг сквозь друга, разве что несколько нарушив собственные движения отдельных светил. Слишком велики расстояния между небесными телами в таких системах, как галактики, чтобы в результате столкновения «от звезд сыпались бы осколки».

В. Бааде представлял себе это лучше, чем кто-либо другой. Но он знал и то, что галактики окружены протяженными коронами межзвездного газа. А встреча газовых облаков должна происходить совершенно в ином ключе. Прежде всего столкновение газовых облаков будет частично упругим. То есть облака при встрече должны затормозиться, испытать сжатие, затем упруго оттолкнуться друг от друга и разойтись в стороны. Вот тут-то и мог крыться источник энергии радиоизлучения.

Читателю наверняка известно из курса школьной физики, что, пока заряженные частицы равномерно движутся в свободном пространстве, своего присутствия они не обнаруживают. Но стоит им попасть в магнитное поле, как траектории их движения начинают закручиваться, прямолинейное движение сменяется криволинейным, а равномерное — ускоренным (или замедленным). При любом же ускорении заряд излучает электромагнитные волны.

В коронах межзвездного газа заряженных частиц, как говорят, навалом. Среди них — множество так называемых релятивистских частиц, то есть тех, которые движутся со скоростями, сравнимыми со скоростью света. И вот торможение этих релятивистских электронов в магнитных полях как раз и должно порождать то самое радиоизлучение в диапазоне метровых волн, которые мы так здорово научились принимать с помощью радиотелескопов.

Прекрасно, просто прекрасно складывалась гипотеза столкновения. В. Бааде потирал руки от удовольствия, рассказывая о ней Рудольфу Минковскому. И не смог скрыть досады, когда строптивый помощник усомнился в истинности гипотезы. Неизвестно, сколько длился спор. Зато известно, чем он кончился — пари на бутылку виски.

— Проверим вместе? — предложил В. Бааде.

— Проверим, — согласился Р. Минковский.

С помощью спектрографа, установленного на пятиметровом телескопе, они получили несколько спектров свечения газа спорной галактики. Если там и вправду действовал механизм столкновения и газовые облака тормозились, атомы газа должны были находиться в возбужденном состоянии. А это могли показать спектры.

Астрономы проявили пластинки, расшифровали полученные изображения и… Р. Минковскому пришлось «сбегать в магазин». Пари выиграл В. Бааде. И год спустя, на VIII Международном астрономическом съезде, он доложил свою гипотезу уже от имени обоих. Сообщение было весьма неожиданным и необычным. Однако, несмотря на целый ряд сомнений, сразу возражений не последовало. Оно и понятно: уж если такие специалисты отваживаются на выдвижение гипотезы публично, значит, она подкреплена аргументами, против которых с голыми руками выходить не стоит. Но постепенно, как и полагается, плоды первоначальных сомнений созревали. Прежде всего многих смущала малая вероятность лобового столкновения двух галактик. Даже если выбрать самое густое скопление, а к тому времени радиоисточников на небе было обнаружено уже порядочно, то расстояния между соседями и тогда будут слишком большими, чтобы подобные столкновения происходили достаточно часто.

В. Бааде такое возражение предвидел и потому поторопился сам подсчитать вероятность столкновения для скопления галактик, в которое входила Лебедь-А. Однако результаты получились у него малодостоверные. Впрочем, авторитет В. Бааде был настолько велик, что после его выступления на съезде появилось и немало сторонников гипотезы столкновения. Сторонники тоже разрабатывали теории и приводили убедительные расчеты «за».

Интересное возражение привел В. Амбарцумян. Он сказал, что если авторы гипотезы настаивают на том, что, по крайней мере, хотя бы три двойные галактики излучают радиоволны в результате прямых столкновений в лоб, то они, наверное, согласятся, что косых столкновений при этом должно быть значительно больше; примерно раз в сто больше… Но где на небе триста пар галактик, сталкивающихся друг с другом нецентрально?

Подоспели и другие возражения. Подсчитав количество энергии, излучаемое Лебедем-А, и время, прошедшее с начала «столкновения», астрономы пришли к выводу, что для обеспечения наблюдаемого потока излучения слишком большая часть энергии торможения должна быть передана заряженным частицам. КПД, по расчетам Дж. Бербиджа, приближался к ста процентам. Дебет явно не сходился с кредитом. А это верный признак надвигающегося банкротства.

В общем, спор о природе радиогалактик и о механизме их излучения разгорелся во всем мире. Но никакая дискуссия не может считаться плодотворной, если она состоит из одних лишь негативных замечаний. Такой спор ведет в тупик. Сторонники точки зрения В. Бааде и Р. Минковского справедливо спрашивали:

— Хорошо, пусть не столкновение, но что тогда?

Нужна была позитивная гипотеза, которая обеспечила бы дальнейший прогресс в изучении вопроса.

И в 1956 году на совещании по вопросам космогонии, которое состоялось в Москве, В. Амбарцумян «взорвал бомбу». Нет, нет, дело здесь не в пиротехнике. Это лишь образное выражение для того, чтобы определить эффект, который произвело его сообщение на собравшихся. Он предположил, что в галактике Лебедь-А мы имеем дело не со столкновением двух галактик, а, наоборот, с разделением одной на две!

Это была вовсе не гипотеза ad hoc, как говаривали древние римляне (это выражение означает «для данного случая, кстати»). Советский астроном предложил новое толкование для наблюдаемого явления, основываясь на своей же идее 1954 года о космогонической активности ядер галактик.

По мнению В. Амбарцумяна, к результатам этой активности можно отнести и выброс из ядер галактик радиоизлучающих облаков, и даже возникновение спиральных рукавов (читатель, наверное, помнит тот незавершившийся спор?).

Новая гипотеза содержала не только много неожиданного, но и необъяснимого. Возьмите хотя бы выбросы масс газа из ядер галактик! Раньше считалось, что центральные части этих звездных систем состоят из одних звезд. Даже если допустить, что газ в ядрах есть, его там должно быть просто слишком мало! Откуда же берутся громадные массы вещества, истекающего из ядер галактик и создающего мощное радиоизлучение? Тут много непонятного. Астрономы, например, знали, что в центральной части нашей Галактики плотность газовой материи не выше, чем на периферии. А между тем голландские астрономы во главе с Я. Оортом обнаружили, что именно оттуда, из центра, происходит непрерывное истечение нейтрального водорода. И американский астроном Г. Мюнч обнаружил очень похожее непрерывное истечение газа из ядра галактики Андромеды. Причем интенсивность истечения оказалась такой, что за какие-то миллионы лет ядро выбрасывало из своих недр массу, которой хватило бы на добрый миллион таких звезд, как наше Солнце. Галактические ядра в этой гипотезе представали некими бутылками, в которых заключен дух…

Противоречия казались непреодолимыми. Какой же выход из него нашел В. Амбарцумян? На VI Московском совещании по вопросам космогонии в 1959 году он заявил: «Мы приходим к выводу, что в центрах галактик, в их ядрах имеются тела, на много порядков превосходящие по массе обычные звезды и не являющиеся ни диффузными туманностями, ни звездами. Этот вывод о наличии в центре некоторых галактик плотных тел необычайно большой массы кажется нам неизбежным следствием наблюдательных данных».

Итак, налицо знакомая уже нам идея Бюраканской школы о сверхплотном дозвездном состоянии материи, только теперь уже на галактическом уровне. В. Амбарцумян считал, что после выброса из ядер вещество претерпевает ряд трансформаций и превращается в конгломерат звезд, межзвездного газа и облаков заряженных частиц высоких энергий.

Будто все идет хорошо. И все же один существенный недостаток снижал ценность выдвинутой гипотезы: никто и никогда не видел вещества в подобном состоянии, и не было теории, доказывающей возможность существования «необычно большой массы» такого вещества. Ведь имелась в виду масса, во много, очень много раз превышающая массу Солнца…

Неожиданно новую концепцию Амбарцумяна поддержал Б. Воронцов-Вельяминов. Он предположил, что и компактные галактики Цвикки, и открытые им самим «взаимодействующие галактики» следует рассматривать как разлетающие части, бывшие некогда единым ядром.

Но для большинства астрономов гипотеза Амбарцумяна была слишком революционной. Лишь кое-кто время от времени рисковал публично выступить в поддержку новой концепции.

Впрочем, если гипотезе Амбарцумяна приходилось туго, то и идея В. Бааде и Р. Минковского тоже «дышала на ладан». В ней обнаруживалось все больше и больше недостатков. А когда Т. Метьюз и М. Шмидт увидели, что и одиночные галактики имеют оптические спектры, аналогичные «сталкивающимся» компонентам Лебедя-А, гипотеза столкновения рухнула окончательно, похоронив под своими обломками бутылку виски, за которой напрасно бегал Р. Минковский десять лет назад. К сожалению, его шеф В. Бааде в 1960 году окончил свой жизненный путь, так и не узнав, что в споре 1951 года прав-то был не он, а его помощник. Впрочем, может быть, и лучше умереть, не расставшись с иллюзиями…

Вскоре после окончательного падения гипотезы столкновения общая концепция В. Амбарцумяна об активности ядер галактик получила существенное подтверждение. Наблюдатели обнаружили мощный взрыв в ядре галактики М-82. Да и вообще многие открытия 60-х годов, словно сговорившись, «лили воду на мельницу В. Амбарцумяна».

Интересно еще раз вспомнить последовательность воззрений этого выдающегося советского астронома. В 1947 году он впервые высказывает предположение о существовании сверхплотных «Д-тел». Затем следует идея об активности ядер галактики…

Ученому немало пришлось выдержать критики и прямого отрицания, прежде чем его идеи стали если не подтверждаться полностью, то, во всяком случае, иметь под собой реальную почву. Тут и открытие новых типов галактик, и взрывы в ядрах, и наконец квазары… Не родственники ли они таинственным «Д-телам»? Конечно, категорически утверждать это нельзя. Ведь и сегодня, в 1975 году, штурм квазаров все еще продолжается. Вообще природа сверхплотных тел остается по-прежнему неясной, хотя нейтронные звезды благодаря открытию пульсаров и вошли в астрономический арсенал довольно прочно.

Несколько лет назад, размышляя над причинами расширений звездных ассоциаций, обнаруженных коллективом В. Амбарцумяна, английский астроном Т. Голд задался вопросом: каким должен быть механизм явления, разбрасывающего в разные стороны звезды? Скорее всего это должен быть мощнейший взрыв, супервзрыв. Но отчего бы ему произойти? Может быть, существуют в космосе силы, сжимающие гигантские массы газа до состояния коллапса? Тогда на каком-то этапе неудержимого сжатия в недрах этого сгустка вещества с массой, во много раз превосходящей массу Солнца, начнутся незатухающие ядерные реакции. Сжатие остановится. А затем коллапс перейдет в антиколлапс — в грандиозный взрыв.

Читатель, наверное, уже заметил, что ход рассуждений английского астронома очень похож на размышления о гипотетических превращениях «черных дыр» в «белые дыры». Но при этом не следует забывать, что высказывания Т. Голда относятся ко времени, когда этой проблемой, кроме школы В. Амбарцумяна, занималось в мире не так уж много теоретиков. Не то что сейчас.

Выступая на Сольвейской конференции, Т. Голд развил свою гипотезу. «Предположим, — говорил он, — что подобные взрывы могут происходить еще в больших масштабах. Тогда мы приблизились бы к концепции коллеги В. Амбарцумяна…»

Идея была заманчивой, и кое-кто из астрономов-теоретиков тут же принялся за расчеты возможных моделей. А 60-е годы все продолжали и продолжали «работать на В. Амбарцумяна». В рамки его гипотезы укладывались и «голубые галактики Аро», и компактные — Цвикки, галактики и квазаги Сэндиджа. А уж взрыв в ядрах галактик был просто подарком молодому коллективу. Со временем бюраканские астрономы пришли к выводу, что галактические ядра могут, по-видимому, взрываться неоднократно, хотя их активность должна падать. Тогда вполне вероятно, что среди бесчисленных звездных архипелагов могут попадаться и галактики, утратившие способность к эруптивности, как любят говорить специалисты (то есть способность к извержениям), и зрелые галактики, в которых указанные процессы идут с полной силой. Должны быть и такие, в ядрах которых космогоническая активность еще не проявилась.

Интересно, что именно в тот день, когда автор писал эти строки, почтальон принес газету с любопытной заметкой. Корреспондент из Алма-Аты писал, что на высокогорной обсерватории Астрофизического института Академии наук Казахской ССР аспирант Л. Кондратьев обнаружил в созвездии Змеи весьма необычную туманность, состоящую из материи, находящейся в чрезвычайно ранней стадии развития, о которой науке пока известно очень мало. Любопытное сообщение. На чьи весы ляжет оно дополнительным грузом? На чашу сторонников классического взгляда на формирование галактик из диффузной материи или его запишут себе в актив ратоборцы новой гипотезы?..

Теоретики сегодня довольно далеко отстали в своих попытках осмыслить и объяснить факты, представляемые наблюдениями. Все понимают, что в ядрах галактик, в условиях, пока совершенно нам неведомых, могут быть обнаружены явления, которые «могут привести к противоречию с законом сохранения энергии (и вещества) в его современной форме, ограниченной известными нам формами энергии, и потребовать обобщения этого закона». Так писал В. Амбарцумян в 1962 году. Об этом говорил и другой советский астроном — ленинградский профессор Н. Козырев.

Новые источники энергии звезд?! Не сжатие, не ядерный пожар?! Тогда что?..

Идут годы. Труд ученого тяжело оценить в количественных единицах. Для неспециалистов, для потребителей научной продукции всегда важен результат. А каков результат исследования широковещательно объявленных возможностей, таящихся в галактическом ядре? Конкретно о нем говорить рано. Как не добились пока армянские астрофизики построения теории сверхплотных, массивных тел, теории, которая полностью удовлетворяла бы требованиям новой тенденции, так и теоретическая разработка возможных новых источников энергии внегалактических объектов, предпринятая Н. Козыревым, тоже пока повсеместного признания не получила…

За последние годы ряды астрофизиков пополняются все больше и больше «чистыми» физиками, отдавшими своей науке немало лет жизни. Наверное, так и должно быть. Тесны становятся стены земных лабораторий современной физике.

С древних времен философы пытались связать время с движением, чтобы глубже проникнуть в природу первого. Эту связь отмечал еще Аристотель в своей «Физике». Однако в древности, да и в средние века, течение времени чаще всего соотносилось лишь с видимым движением небесного свода. Философы той поры понимали под движением обычное механическое перемещение, и выяснение характера связи являлось часто камнем преткновения для всего философского учения.

Немало интересовались связью течения времени с движением и естествоиспытатели, физики и математики. Так, Н. Лобачевский в своих лекциях по механике говорил: «Движение, бесконечно продолжающееся одинаково, называется равномерным, и одно из таковых движений взято для сравнения с другим, и оно называется время».

Теория относительности показала, что время не просто измеряется движением, а по самой своей природе связано с ним и в зависимости от движения может изменять свое течение.

Вспомним, что с диалектической точки зрения движение понимается не как простое перемещение, а как любое изменение, превращение и развитие материи.

Время однонаправленно. По выражению А. Эддингтона оно характеризуется «стрелой времени». В связи с этим путешествия в прошлое возможны только в фантастических романах. А. Эйнштейн еще в 20-х годах нашего столетия говорил: «Время, обозначаемое в физических формулах буквой t, может, конечно, входить в уравнения с отрицательным знаком; это дает возможность вычислять время в обратном направлении. Но тут мы и имеем дело именно с одним только вычислением, из чего никак нельзя заключить, что и само течение времени может стать отрицательным. Здесь корень всего недоразумения в этом смешении того, что допустимо и даже необходимо как прием вычисления, с тем что возможно в действительности».

Кажется, все предельно ясно. И вместе с тем ни в физике, ни в механике нет ни одного закона, который, учитывая направление времени, становился бы абсурдным при перемене знака у буквы t. Получается, что будущее согласно этим законам неотличимо от прошлого?

Но тогда из изучаемого нами мира исчезает едва ли не главное его свойство всеобщей объективной закономерности и причинной обусловленности; исчезает детерминизм. А мир, в котором разорваны причинно-следственные связи, непознаваем. В таком мире невозможно жить. Вы только представьте себе этакую «вселенскую анархию». Солнце всходит и заходит, когда ему вздумается, а посредине июля природе ничего не стоит развлечься снежной метелью и морозом… Нет, мир, который изучает наука, строго детерминирован.

А как быть тогда с физическими законами? Призванные отображать объективную реальность, они тем не менее игнорируют главное свойство вселенной — причинность!

Выход один — ввести принцип причинности и направленность времени в законы физики и механики.

Здесь уместно вспомнить, что идея сведения временнóго порядка к причинному была выдвинута впервые Г. Лейбницем. Немецкий математик и философ считал, что пространство и время вообще являются лишь формами динамических отношений между вещами и не имеют самостоятельного значения. Время же Г. Лейбниц рассматривал как порядок последовательности явлений. Но где доказательство, что эта последовательность может идти лишь в одном направлении? В законах физики, отражающих суть природных явлений, его нет!

И вот уже много лет специалисты разных направлений пытаются отыскать в природе определенные необратимые процессы, чтобы взять их в качестве соотносительных понятий — коррелятов необратимости хода времени. Другими словами, ученые ищут такой закон природы, который ясно показал бы одностороннее направление времени во вселенной.

В XIX столетии физик Л. Больцман связал с направлением времени изменение энтропии. Тогда энтропию называли «тенью царицы мира», наделяя царским титулом энергию. Взаимодействие энергии с энтропией рисовали довольно мрачными красками. «Над всем, что совершается в беспредельном пространстве, в потоке преходящего времени властвует энергия, как богиня, как царица, — здесь даря, там отнимая, а в общем, не даря и не отнимая. Она властвует со строгой справедливостью, беспрестанно озаряя своим спокойствием, вечно ровным светом одинаково былинку и гениального человека.

Но где свет, там и тень, которую бросает властительница мира — энергия, глубока и темна, многообразна и подвижна… Глядя на эту тень, нельзя подавить в себе смутного страха: она — злой демон, стремящийся умалить, если не совсем уничтожить, все то великое, прекрасное, доброе, что создает светлый демон. Этому злому демону мы даем название энтропии; как оказывается, он постоянно растет — и медленно, но уверенно раскрывает свои злые наклонности… Энергия остается постоянной, энтропия растет. Солнце светит, но тени становятся все длиннее. Всюду рассеяние, выравнивание, обесценивание…»

И дальше, естественно, автор приведенного эссе в стиле ушедших времен переходит к похоронному повествованию о «тепловой смерти вселенной».

Сегодня на кошмары прошлого смотрят более по-деловому. Энтропия? Пожалуйста. Вот ее определение: она «…функция состояния, характеризующая направление протекания самопроизвольных процессов в замкнутой термодинамической системе». И все. Да, вот еще добавление: «существование энтропии постулируется вторым началом термодинамики».

А как быть с «тепловой смертью»? Ведь и первая формулировка второго начала термодинамики, принадлежавшая Р. Клаузиусу, гласила: невозможен процесс, при котором тепло переходило бы самопроизвольно от тел более холодных к телам более нагретым… Р. Клаузиус писал: «…во всех явлениях природы совокупная величина энтропии всегда может лишь возрастать, а не уменьшаться, и мы получаем поэтому, как краткое выражение всегда и всюду совершающегося процесса превращения, следующее положение: энтропия вселенной стремится к некоторому максимуму».

Потом была другая формулировка У. Томсона. Были споры, чья лучше. Но в конце концов и в современной термодинамике второе начало формулируется хоть и без драматизма, но как закон возрастания энтропии. Конечная же гибель галактик и вообще вселенной объявлена несостоятельной, потому что, во-первых, никто пока не знает, что конкретно происходит в недрах галактик и по какому пути они развиваются; во-вторых, нет оснований считать вселенную замкнутой и изолированной системой, и, в-третьих, не исключено, что где-то имеют место процессы, идущие в прямо противоположном направлении, чем к тому обязывает второе начало термодинамики и здравый смысл обитателей планеты Земля.

Обсуждая вопрос связи энтропии со временем, не следует забывать, что второе начало термодинамики — закон статистический. Он может применяться для большей совокупности объектов. А время? Оно ведь существует для каждого единичного объекта. Да и теория относительности говорит, что система отсчета (в том числе и времени) может быть связана с любым единичным объектом, будь он хоть частицей, разгоняющейся в синхрофазотроне. Так что, пожалуй, жестко связывать время с энтропией — занятие опасное. Нельзя ли поискать других коррелятов?

Английские физики О. Пенроуз и Дж. Персивал пытаются все же ввести направление времени в физические законы, опираясь на теорию вероятностей. Но и у них время получается чисто статистическим, усредненным понятием, годным для ансамбля объектов. А с этим согласиться трудно.

Наконец, американский астроном Т. Голд считает, что «ответственным за направление времени является расширение вселенной». Он пишет: «Картина мировых линий галактик ясно показывает направление времени; это именно то направление, в котором мировые линии расходятся».

Однако, кроме расширяющейся модели вселенной, существуют сегодня и другие, в том числе и пульсирующие, в которых на каком-то этапе расширение должно сменяться сжатием. Означает ли это, что и время в них должно идти назад? При этом мы снова возвращаемся к проблеме: что такое время?

Много есть на эту тему разных высказываний, разных точек зрения. Заинтересовавшемуся читателю самому придется решить, к какой категории отнести представления о времени профессора Н. Козырева, ради которого мы и пустились в приведенные выше воспоминания.

Прежде всего, что подразумевает создатель новой теории под термином «ход времени»? После затянувшегося предисловия понять это становится несложно. «Ход времени» у Н. Козырева — это скорость протекания физических процессов. Каких? Любых! Иными словами, это скорость превращения причины в следствие. Для различных процессов эта величина, естественно, различна, но ограничивается она скоростью света в вакууме. Это тоже понятно, потому что никакая материальная система двигаться быстрее не должна. Так новая величина получает не только физическую определенность, но и размерность, и предельное значение. Попробуем уточнить ее дальше.

Известно, что в физике одни величины обладают только размерами и называются потому скалярами. Это, к примеру, длина, площадь, а также длительность промежутка времени — секунда, час, век. Сюда же можно отнести и массу, плотность, температуру и многие другие величины, определяющие вещество, его состояние и движение.

Другие же величины, помимо размеров, характеризуются еще и направлением. Называют их векторами. Примерами могут служить скорость, ускорение, сила…

«Ход времени», по Н. Козыреву, оказался ни тем и ни другим; он относится к псевдовекторам. Что это такое? А вот что: если вы утром мчитесь к автобусной остановке — ваша скорость вектор. Она определяет направление движения. А теперь представьте себя чемпионом фигурного катания. Заключительная фигура вашего, конечно, блестящего, выступления — вращение волчком. Чем является теперь ваша скорость? Теперь она псевдовектор. Угловая скорость, момент сил и момент количества движения — типичные псевдовекторы. К этой же категории величин относит Н. Козырев и «ход времени». Более того, поскольку направление времени всегда одно и то же, наш псевдовектор, как говорят математики, имеет «нулевой ранг», то есть становится псевдоскаляром.

Мы знаем, что время связано с пространством, как одна форма бытия материи с другой. По-видимому, и свойства их должны в чем-то определять друг друга.

Важным свойством пространства является его изотропность. То есть независимость его свойств от направления. С этим связана симметрия нашего мира. Однако подробное изучение свойств атомов и молекул, кристаллов и даже живых существ убеждает нас в том, что какое-то принципиальное абсолютное различие в природе между левым и правым быть должно. С чем это связано, пока неизвестно. Ведь сами по себе оба понятия, левое — правое, условны. Во всей физике не найти пока никакого указания на внутреннее различие между левым и правым.

Такая же асимметрия, по-видимому, должна существовать и между прошлым и будущим. Причина и следствие при повороте «стрелы времени» не должны давать абсолютного тождества. И эта асимметрия времени, по мнению Н. Козырева, может явиться могучим источником энергии.

Вывод «сногсшибательный»! Но чем он может быть подтвержден? Тут-то мы и подходим к самому интересному.

Известно, что вращение — форма движения, присущая всем небесным объектам. При этом линейная скорость любой точки на поверхности вращающегося тела имеет размерность, одинаковую с размерностью хода времени. А если их сложить?.. Получится, что для тела, вращающегося в одну сторону, линейные скорости точек к «ходу времени» нужно прибавить. А у тел, вращающихся в другую сторону, те же скорости нужно вычесть из «хода времени». Кроме того, на разных параллелях вращающихся галактик, звезд и планет ход времени в сумме с линейными скоростями будет разным. И эта разница немедленно даст и различие в количествах движения. Следовательно, должны появиться дополнительные силы. Пусть они парные; пусть действуют в разные стороны, но это силы. Не сдвигая с места центра тяжести вращающейся системы, они могут изменить полную энергию тела… Впрочем, опыт, только результат опыта может убедить нас в справедливости сказанного. И Н. Козырев проводит серию взвешиваний вращающегося в разные стороны волчка-гироскопа. Если выводы его теории правильны, то в одном случае гироскоп должен быть легче, в другом — тяжелее…

Конечно, волчок, весы — все это не просто грубые, примитивные орудия, с помощью которых мы хотим поймать следы самого неуловимого свойства природы — времени. И надо отдать должное, исследователи понимали это и не спешили с опубликованием выводов. Результаты получались не слишком надежные. Но чем больше накапливалось записей в рабочей тетради, тем яснее проступали закономерности. И в конце концов, Н. Козырев с сотрудниками пришли к выводу, что эффект «похудания и потолстения» есть! 90-граммовый гироскоп показывал разницу в весе примерно в ±4 миллиграмма. Этот результат позволил не только вычислить абсолютную величину «хода времени» (Н. Козырев обозначил ее С₂), оказавшуюся равной примерно 700 км/ч, но и найти ее направление. Так, для нашего мира «ход времени» оказался положительным в левой системе координат, в той самой, к которой мы привыкли со школьной скамьи, и отрицательным в правой — ее зеркальном отражении. Это дало возможность впервые объективно определить понятия левого и правого в пространстве через время.

Опыты с гироскопами дали исследователям чрезвычайно интересные результаты. Создавалось впечатление, что именно теперь можно попытаться определить силу причины, то есть отличить активную силу физических законов от пассивной реакции. Для этого надо только узнать, какая из них увеличивается при данном направлении вращения, а какая уменьшается. Кроме того, изменение «хода времени» проявилось в виде появления дополнительных сил, действующих вдоль оси вращения в противоположных направлениях. Такие силы раньше в теоретической механике известны не были. Между тем влияние их весьма важно.

Давайте представим себе на месте вращающегося волчка планету, ну хотя бы Землю. В средней ее части результирующая дополнительных сил направлена по оси вращения к северу. Но поскольку силы эти не имеют права сдвигать с места центр тяжести планеты, то вблизи полюсов следует предположить существование уравновешивающих сил, направленных к югу. Следовательно, северное полушарие, находясь в тисках сдавливающих сил, будет сжиматься, тогда как южное те же силы будут растягивать.

Планеты не являются абсолютно сферическими телами. Об этом мы знаем уже довольно давно. Но раньше мы предполагали, что земной шар примерно одинаково сдавлен у полюсов. И потому, когда на основании анализа движений искусственных спутников выяснилось, что на севере сила тяжести больше, чем на юге, специалисты несколько растерялись. Появилась даже гипотеза о загадочном различии плотности вещества обоих полушарий Земли.

Учет сил «асимметричной механики», по Н. Козыреву, деформирует Землю. Вместо эллипсоида вращения она приобретает форму вращающейся кардиоиды — сердца. И разница в полярных силах тяготения получает свое «естественное» объяснение. Просто Северный полюс примерно на 200 метров ближе к центру Земли, чем Южный.

Особенно хорошо такая асимметрия заметна на примерах Юпитера и Сатурна — гигантов, состоящих в основном из сгущенного газа. Благодаря большой скорости вращения описываемый эффект должен быть выражен у обеих планет значительно сильнее, чем у Земли. Фотографирование планетных фигур подтвердило теоретические предположения и расчеты. У Юпитера разница в положении полюсов относительно центра составила около 400 километров.

С помощью вновь открытых сил Н. Козырев объясняет и некоторые географические особенности нашей планеты. Например, известно, что северное полушарие Земли значительно богаче сушей. Это могло явиться следствием отжимания материков новыми силами. «Ход времени», по мнению создателя «причинной механики», влияет и на различия в направлениях океанических течений обоих полушарий, и на то обстоятельство, что северная половинка Земли теплее южной…

Опыты с гироскопами и весами дали еще один любопытный результат. Получалось, что дополнительные силы могут прилагаться к разным точкам единой системы. Значит, получается пара сил. И время, которому они обязаны своим рождением, должно уже обладать не только энергией, но и моментом вращения. Пусть пока он только поворачивает коромысло весов. С точки зрения космогонических гипотез важно, что этот момент может быть передан системе.

Конечно, свойства времени трудно представить себе наглядно, опираясь лишь на знакомые аналогии. Слишком много принципиальных отличий. Но если принять предлагаемое толкование результатов проделанных экспериментов, то можно прийти еще к одному выводу: из-за процессов, происходящих в природе, или в результате сознательного воздействия человека плотность времени может меняться. А тогда возникает вопрос: нельзя ли через время воздействовать одной материальной системой на другую? Для этого надо только предположить, что причинно-следственные изменения происходят не только во времени, но и с помощью времени. Или что в любом природном процессе время либо расходуется, либо… образуется…

«Ход времени», как мы выяснили, имеет скорость конечную. Однако само время не передается по вселенной с какой-то конечной скоростью. Время возникло сразу, одновременно с родившимся миром и во всех его уголках одновременно. Может быть, это обстоятельство позволит когда-нибудь, изменяя свойства секунд, мгновенно передавать информацию на всю вселенную независимо от расстояния?

Гипотетическая теория Н. Козырева таит в себе много неожиданного и спорного. В «причинной механике» немало интересных находок, типа гипотезы о прерывности времени или об «атомах времени». Их разработка — дело будущего.

Пока взгляды Н. Козырева разделяют далеко не все, и трудно сегодня оценить степень истинности мнений, высказанных как сторонниками, так и противниками новой теории. Но гипотезы, лежащие в ее основе, поражают и привлекают смелостью даже тех, кто привык к самым революционным поворотам науки нашего столетия.

Время, пожалуй, самая неприступная вершина, на которой держится наше понимание системы мира и наше толкование картины мира. Точные науки пока старались обходить эту вершину стороной, делая вид, будто ее даже и не существует. Но, кажется, пришло и ее время. Что же, счастливого восхождения, как говорят альпинисты.

В том же году два других советских специалиста — В. Комберг и Р. Сюняев предложили иную схему развития галактик. По их мнению, на самой ранней стадии образования формируются сначала из больших скоплений диффузной материи квазизвездные объекты: квазары, квазаги, либо еще какие-нибудь «кваги». В таком, детски-возбужденном состоянии небесные объекты существуют сравнительно недолго, не более миллиона, ну, десятка миллионов лет. Затем наступает юность — промежуточное состояние. Неизвестные «кваги» переходят в ядра сейфертовских галактик, квазары превращаются в «компактные» галактики Цвикки, а квазаги — в ядра «N-галактик». Юность галактик длится примерно на порядок больше времени, чем детство. Затем начинается их зрелость. Внегалактические объекты переходят в основную стадию своего существования, которая длится около 10 миллиардов лет. Из сейфертовских галактик получаются спиральные, из «компактных» — эллиптические, а ядра «N-галактик» становятся ядрами мощных радиогалактик.

И Л. Озерный и В. Комберг с Р. Сюняевым считают хаббловские типы галактик нормальным состоянием внегалактических объектов. Сегодня отдать предпочтение какой-нибудь одной из рассмотренных схем эволюции пока трудно. Скорее всего в споре двоих прав будет кто-то третий. Тот, который потом уступит свое место четвертому, а четвертый пятому и так далее, потому что процесс познания бесконечен и, вопреки всевозможным пророкам заката человеческой культуры, вряд ли когда-нибудь серьезно нам надоест.

Рентгеновская астрономия вообще очень молодая отрасль древней науки о звездах. Ведь первый, после Солнца, космический источник рентгеновского излучения — Скорпион Х-1 — был обнаружен лишь в 1962 году. С тех пор было проведено всего несколько экспериментов с помощью аппаратуры, поднятой за пределы атмосферы на геодезических ракетах и на советских спутниках. В 1970 году американские специалисты запустили первый специализированный спутник «УХУРУ» для наблюдения, систематизации и отождествления источников рентгеновского излучения с оптическими и радиообъектами. И хотя аппаратура на борту этого спутника была еще весьма несовершенной, результаты его работы оказались неплохими. Каталог «УХУРУ» содержал богатую информацию о 163 источниках рентгеновского излучения. Из них 108 были доселе неизвестны.

Собранная спутником информация позволила сделать интересный вывод: в космосе существуют тесные двойные системы, один из компонентов которых — источник рентгеновского излучения. При этом два таких источника (Геркулес Х-1 и Центавр Х-3) являются рентгеновскими пульсарами. Если согласиться с тем, что строгая периодичность излучения обусловлена у них так же, как и у обычных радиопульсаров, быстрым вращением объекта вокруг своей оси, то размеры их должны быть крошечными. Значит, плотность вещества должна быть огромной. Это позволяет предположить, что оба названных рентгеновских пульсара являются нейтронными звездами. Иначе обстоит дело с источником рентгеновского излучения Лебедь Х-1. По расчетам, плотность его должна быть еще большей, чем у названных выше объектов. А это значит, что Лебедь Х-1 может оказаться «черной дырой»!

Более сорока рентгеновских источников из последнего каталога «УХУРУ» отождествлены с внегалактическими объектами. Их изучение продолжили американские искусственные спутники ОСО-7 и «Коперник», а также космический экипаж небесной лаборатории «Скайлэб», запущенной в 1973 году.

В 1973 году по результатам работы счетчиков гамма-квантов, установленных на спутниках Земли, специалисты обнаружили непонятные короткие вспышки гамма-излучений низких энергий, обладающие большой интенсивностью. Возникло предположение, что источники их находятся вне солнечной системы, и не исключено, что и вне пределов Галактики. При этом кратковременность вспышек также говорила о небольших, по-видимому, размерах самих источников. Сейчас теоретики считают возможными кандидатами в источники гамма-вспышек прежде всего нейтронные звезды, которые согласно построенным недавно теориям способны на внезапные извержения радиоактивного вещества из своих недр.

Как всегда, новые средства, призванные помочь в объяснении старых загадок, задают и свои — новые. В этом, наверное, заключается один из законов развития, законов прогресса…