Читать книгу "Научное мировоззрение изменит вашу жизнь. Почему мы изучаем Вселенную и как это помогает нам понять самих себя? - Евгений Плисов"

Безопасное место

Мы живем на крохотной каменной планете, вращающейся вокруг заурядной, средней по размеру звезды. Наше Солнце – лишь одна из ~250 трлн звезд, входящих в галактику Млечный Путь, а та, в свою очередь, – одна из 2 трлн галактик, входящих в состав космоса. Наша звезда находится ближе к краю галактики, нежели к ее центру, где-то между двух ее рукавов, и вместе с другими звездами Солнце вращается вокруг центра галактики со скоростью 220–240 км/с, делая один оборот примерно за 200 млн лет. Если мы основываемся на этих данных, а они имеют свойство меняться год от года, то получается, что за все время существования Земля облетела центр галактики не более 30 раз. Нам повезло находиться между двух рукавов, которым мы дали названия «рукав Стрельца» и «рукав Персея», и двигаться аккурат с той же скоростью, что и рукава. Такая зона одинаковых скоростей звезд и рукавов называется «коротационный круг», и это самое безопасное место в галактике. Если вы находитесь вне этого круга, то вы двигаетесь либо быстрее, либо медленнее рукавов и, значит, порой их пересекаете. Галактические рукава – не самые приятные места для непосредственного пребывания: они полны жесткого излучения и космической пыли, и бурные процессы, происходящие там, с легкостью убивают все живое. Поэтому, можно сказать, нам и нашей звезде повезло находиться в такой «зоне безопасности» галактики Млечный Путь.

Ваше местоположение в галактике Млечный Путь

В принципе, если посмотреть в космос с точки зрения, будто бы он для кого-то создан, то этот «кто-то» явно не мы. Вселенная – страшно опасная штука, для нас смертельны примерно 99,99999999999… % ее пространства. Если бы наша звезда изначально сформировалась не в коротационном круге, наша планета не смогла бы протянуть настолько долго, чтобы на ней сформировалась разумная жизнь. Про жизнь вообще я не говорю, поскольку как само явление жизнь появилась на планете достаточно быстро, но вот появление сложных форм органической материи, скорее всего, было бы недостижимой задачей.

В космосе куча смертельных мест. Если вы смотрите на фотографии красивых туманностей или скоплений газа, знайте, что они быстро уничтожают все то, что им не принадлежит. Только в фильмах бывает, что космический корабль несется сквозь такие облака невредимым – сделать подобное достаточно сложно. В космосе обширный букет всевозможных излучений: радиоизлучение, микроволновое, инфракрасное, ультрафиолет, рентген, гамма-излучение, – и ни одно из них человеческий глаз не способен уловить. Нет, глаз их ловит, но в другом смысле. Поймает их – и все тело почти в любом случае облучится либо поджарится.

Сам по себе вакуум не так опасен, как то, что в нем может находиться. Космическое «пустое» пространство на самом деле пронизывает колоссальное количество частиц. Относительно общего объема их мало, но и этого окажется достаточно, особенно если вспомнить, что они проносятся с огромными скоростями. Солнечный ветер состоит как раз из них. Любая звезда испускает поток частиц и излучения, который распространяется по Вселенной на неограниченное расстояние, только если ни с кем не столкнется. Например, с вами. Звезд тем временем огромное число, и многие из них гораздо больше Солнца. Полярная звезда, которая, вопреки распространенному заблуждению, не самая яркая на небе, больше Солнца в 37,5 раза. А вот самым ярким является Сириус, и хотя его размер больше солнечного всего в 1,7 раза, светит он в 25 раз ярче. Денеб в созвездии Лебедя больше Солнца в 210 раз. Гигантская звезда Бетельгейзе, находящаяся в созвездии Ориона, радиусом примерно в 1000 раз больше, чем наша звезда. Ну и конечно, UY Щита, находящаяся, как можно догадаться, в созвездии Щита, радиусом в 2100 раз больше солнечного. Для наглядности представьте себе объект меньше миллиметра. По сравнению с вами он примерно настолько же мал, как и Солнце по сравнению с UY Щита. То есть ничтожно мал. Если наша звезда столкнется со звездой такого размера, то вторая ничего не почувствует. Абсолютно.

Звезда Денеб (слева) в сравнении с Солнцем

Оказавшись в космосе 10 млрд лет назад, вы наблюдали бы воистину прекрасную картину – нестерпимо яркий свет тысяч горящих квазаров. Сейчас их почти не осталось, они формируются обычно на ранних этапах развития галактик. «Квазар» переводится как «квазизвездный источник радиоизлучения» (quasi-stellar radiosource), или же просто похожий на звезду радиоисточник. Это забавно, ведь он он излучает практически во всех диапазонах излучения, но поскольку квазары зарегистрировали впервые именно радиотелескопы, назвали их так. А похожими на звезду их называют из-за размеров – обычно диаметр такого объекта не сильно превышает диаметр нашей Солнечной системы. Квазар светит подобно звезде, если регистрировать его с Земли, но загвоздка в том, что они сейчас находятся на огромном расстоянии от нас. Настолько огромном, что ни одна звезда не могла бы светить так ярко, чтобы ее свет нас достиг, а квазары могут. Из-за гигантского расстояния до нашей планеты их можно использовать как своеобразные маяки, поскольку относительно неба они почти не двигаются. Самый яркий известный нам квазар светит как 600 трлн Солнц, а расстояние до него – примерно 12,8 млрд световых лет. Когда его свет достигает ваших глаз, хотя вы его не увидите, знайте, что этот свет был испущен, когда Вселенная только-только вышла из колыбели.

Итак, квазар – объект космоса, способный испускать свет ярче, чем вся галактика Млечный Путь вместе с ее 250 млрд звезд, и при этом занимать по космическим меркам крохотные размеры. По современным представлениям, квазары являются активными ядрами галактик на начальном этапе развития, в которых сверхмассивная черная дыра поглощает окружающее вещество, формируя так называемый аккреционный диск. Все начинается с того, что в центре галактики появляется черная дыра (или, наоборот, галактика вокруг черной дыры), о которых мы еще поговорим, и все вещество вокруг нее начинает к ней стремиться под действием огромной гравитации. Попасть непосредственно в черную дыру не так просто, если только не падать в нее под прямым углом. Вещество, падая по касательной, будет описывать вокруг черной дыры круги, а точнее спираль, но чем ближе к черной дыре окажется вещество, тем быстрее оно начнет ускоряться. Во время этого бега вокруг черной дыры газ и пыль трутся сами о себя, нагреваясь до немыслимых температур. Скорость такого вращения ограничена лишь скоростью света, к которой и будет приближаться все вокруг абсолютно черной бездны. В итоге в космос станет распространяться свет сверхнагретого вещества, пока оно таки не упадет в черную дыру. В какой-то момент вещества не останется, и квазар перестанет светить, став просто центром уже взрослой галактики. Внутри нашей галактики тоже есть черная дыра, но галактика уже «взрослая» и так не светит. Квазары также могут повторно зажечься, когда обычные галактики сливаются и окрестности черной дыры наполняются свежим источником вещества. Высказано предположение, что квазар может образоваться после столкновения соседней галактики Андромеды с нашей собственной галактикой Млечный Путь примерно через 3–5 млрд лет.