Впрочем, не все астрономы придерживаются гипотезы протозвезд. Школа академика Амбарцумяна, к примеру, полагает, что звезды образовались из некоего дозвездного вещества, но об этой теории в учебнике не упоминается. Не проще ли, не логичнее ли полагать, не видя ни одного объекта, могущего быть настоящим звездным "предком", что звезды созданы примерно в нынешнем своем виде и не столь уж давно?
Но вернемся к предложенной школьникам модели звездной эволюции. Что ожидает протозвезду после "зажигания" и превращения в обычную звезду? Указываются три возможных конечных стадии: или это просто потухший белый карлик, или нейтронная звезда, или "черная дыра". Здесь просто вещи не названы своими именами, но все три исхода представляют собою
стояние тепловой смерти. В самом деле, потухшая звезда, в которой "сгорели" все легкие элементы, превратившись в средние (см. диаграмму ядерных потенциалов) - не имеет уже никаких собственных источников энергии. Образовавшееся в ней вещество находится в тепловом равновесии с окружающей средой. Никаких дальнейших перспектив развития у потухшей звезды не видится. Что же касается нейтронной звезды или "черной дыры", то в рамках известных законов природы для них также нет перспектив развития. Некорректно вообще говорить об их тепловой энергии, поскольку в них нет вещества в обычном понимании, ни его теплового движения. Вся "дыра" представляет собою одно сжатое гравитацией гигантское "ядро". Никакой направленной энергии, никакой упорядоченной структуры здесь не найти.
Такое состояние можно назвать не тепловою, а гравитационною смертью, но суть дела от этого не меняется - в любом случае мы можем видеть только деградацию звезды, но никак не эволюцию. Эволюция предполагает восходящее развитие. Дрова в печке не претерпевают эволюции, хотя и проходят какие-то стадии: от серого к красному и далее к черному. Подобно тому и в "эволюции" звезд. Источники "термоядерного горючего" исчерпаемы и "выгорание" необратимо превращается в тепло, излучаемое в окружающую среду. Других источников энергии не указывается. О какой эволюции после этого может идти речь?
Совершенно неправдоподобным и произвольным представляется высказанное в учебнике предположение, что взрывы сверхновых обогащают межзвездное пространство тяжелыми элементами. Действительно, для синтеза тяжелых ядер нужна значительная энергия. Но эта энергия должна быть направленной. Взрывы, как известно, производят разрушение и хаос, но не порядок и не структуру. Если при высокой температуре взрыва возникнет случайно более тяжелое и менее устойчивое ядро, оно гораздо легче распадется благодаря той
же самой высокой температуре при первом же столкновении с любой частицей. То же самое касается и химических соединений: случайно возникшие более сложные и потому менее устойчивые молекулы тут же разлагаются обратным ходом реакции, так что для направленного синтеза продукты реакции необходимо быстро выводить из реактора. Впрочем, подробнее о химических соединениях будет сказано ниже.
Итак, происхождение тяжелых элементов во Вселенной остается загадкой. Равным образом совершенно непонятно в рамках традиционных представлений материализма происхождение звезд и какие-либо поступательные пути их развития. А что предполагают ученые о происхождении Вселенной в целом?
ТЕОРИЯ "БОЛЬШОГО ВЗРЫВА"
В школьном учебнике астрономии излагается распространенная до недавнего времени теория о том, что Вселенная возникла в результате так называемого "большого взрыва" первоначального сверхплотного ядра, разделившегося впоследствии на газо-пылевую массу, из которой и сформировались сначала протозвезды, а затем и звезды. Какие причины привели к взрыву ядра, какая энергия обусловила взрыв? На этот вопрос ответа пока не дается, на том трудно оспоримом основании, что в столь сверхплотном состоянии материи могли действовать совершенно неведомые нам законы природы. Так или иначе, энергия этого взрыва должна была быть столь огромной, чтобы преодолеть колоссальные силы гравитации и кроме того, обеспечить потенциальную энергию будущих ядерных превращений.
Основанием этой теории служит предполагаемое разбегание всех галактик друг от друга, то есть расширение Вселенной. Известно, что излучение от удаляющегося источника любых волн воспринимается с меньшей частотой (и большей длиной волны), чем
ственная частота удаляющегося источника. Это явление называется эффектом Допплера, оно рассматривается в школьном учебнике и должно быть знакомо учащимся. Наглядной иллюстрацией эффекта Допплера служит наблюдение за кругами на воде, расходящимися от пловца. Перед пловцом волны как бы сплюснуты, а позади него значительно шире, чем если бы он колебал воду, находясь на одном месте (рис. 3).
Собственная частота излучения звезд определяется по их спектрам. Каждый элемент, например водород или гелий, обладает определенным набором собственных частот излучения. Оказывается, что спектры удаленных звезд воспроизводят почти в точности спектры известных на земле элементов, но с небольшим смещением всех линий спектра в сторону увеличения длины волны - в красную сторону спектра. Это явление в астрономии названо "красным смещением" и трактуется как следствие разбегания всех астрономических объектов и эффекта Допплера.
В учебнике астрономии приводится простой способ определения скорости удаления излучающего объекта по величине "красного смещения", если последнее действительно обусловлено эффектом Допплера. Таким образом можно экспериментально определить скорости "разбегания" всех астрономических объектов.
Но что дает нам скорость удаления объекта от нас? Используя простейшие приемы сложения векторов, легко показать, что если две точки удаляются от третьей
со скоростями, пропорциональными расстояниям до нее, то и друг от друга эти две точки удаляются со скоростью, пропорциональной расстоянию между ними, причем с тем же коэффициентом пропорциональности (рис. 4). Исходя из того, что никакая звезда во Вселенной не должна обладать каким-то особым качеством, логично предположить, что все звезды и галактики удаляются друг от друга со скоростями, пропорциональными расстоянию между ними, и таким образом вся Вселенная расширяется.
Это предположение дается в школьном учебнике под названием закона Хаббла, который гласит, что скорость удаления галактики от нас пропорциональна расстоянию до нее.
Коэффициент этой пропорциональности приближенно оценили по наблюдениям за относительно близкими объектами, до которых можно определить расстояния геометрическими методами (по годичным параллаксам).
Приняв приближенно некое значение этого коэффициента и назвав его постоянной Хаббла, определили по "закону Хаббла" расстояния до всех далеких астрономических объектов по величине "красного смещения" линий в их спектрах.
ВОЗРАЖЕНИЯ ПРОТИВ ТЕОРИИ "БОЛЬШОГО ВЗРЫВА"
Следует особо внимательно остановиться на этом вычислении. Все миллионы и миллиарды световых лет, которыми измерены астрономические расстояния, а значит, и миллионы и миллиарды лет эволюции звездных объектов, найдены только по закону Хаббла со всеми его допущениями, и не поддаются экспериментальной проверке другими методами. Пытаться определить расстояние до далеких звезд геометрическим наблюдением равносильно тому, чтобы найти расстояние до маячащей на горизонте башни, посмотрев на нее сначала правым, а потом левым глазом. Следовательно, если предположения о "красном смещении" окажутся неверными, теорию "большого взрыва" и расширяющейся Вселенной придется пересмотреть, равно как и значения возрастов астрономических объектов в миллиарды лет.
Повторим еще раз использованные, но недоказанные предположения для закона Хаббла:
- "красное смещение" в спектрах далеких галактик обусловлено исключительно только допплеровским эффектом;
- расстояния до галактик пропорциональны скоростям разбегания.
Что касается второго предположения, то непонятно, какие силы против общей гравитации Вселенной обеспечивают ускоренное разбегание галактик. Это не может быть ни одно из известных в природе взаимодействий: ни гравитационное (которое должно . ствовать разбеганию), ни электромагнитное, ни внутри ядерное, ни "слабое".
Кроме того, в школьном учебнике признается, что видимая часть Вселенной имеет ячеистую структуру, скопления галактик чередуются с огромными пустыми пространствами. Однако вместе с тем предполагается, что в целом Вселенная однородна и изотропна, подобно куску камня пемзы, который в целом однороден, несмотря на многие поры и пустоты. Вряд ли даже такая структура могла быть результатом взрыва, но оказывается, что, как было обнаружено в 1989 году, видимая Вселенная существенно неоднородна и неизотропна. Была открыта целая "стена" из групп галактик, простирающаяся над севером от горизонта до горизонта и содержащая основную массу вещества Метагалактики. Такое неравномерное строение Вселенной никак не может быть результатом "большого взрыва".
Еще одна трудность теории разбегающейся Вселенной состоит в том, что большинство видимых галактик имеет четко выраженную спиральную структуру и осевое вращение вокруг центра. Самопроизвольное возникновение такого "закрученного" состояния галактик противоречит закону сохранения момента импульса. Мы не говорим о том, что такую упорядоченную структуру, как спиральная вращающаяся галактика, взрыв может не создать, а только разрушить.
Одним из последствий "большого взрыва" полагали наличие "реликтового" излучения, которое и было обнаружено. Энергия его столь мала, что соответствует температуре около 3 К. Последние исследования с помощью космического телескопа имени Хаббла показали, что фоновое излучение неравномерно настолько, что не может считаться эхом взрыва. Впрочем, какоето фоновое излучение должно быть во Вселенной по той причине, что все тела, имеющие температуру выше абсолютного нуля, должны что-то излучать. Чем ближе Вселенная продвигается к своей тепловой смерти, тем большим должно быть это низкотемпературное излучение. При этом его неравномерность должна
ветствовать неравномерности распределения вещества во Вселенной.
Все это вместе довольно серьезно опровергает теорию "большого взрыва" и разбегающейся Вселенной. Во всяком случае, если это можно назвать взрывом, то он абсолютно не похож на любые известные науке взрывы и протекал вовсе не по существующим законам природы. Сторонники теории готовы признать это. Но как потом в ходе взрыва существующие законы природы все же установились? В любом случае желаемое материалистам течение дел по принципу "само собой" никак не объясняет реальности.
В принципе, акт сотворения Богом космоса можно назвать и взрывом дело не в словах. Дело в том, что Вселенная, ее упорядоченная энергия и ее структура не могут быть причинами самих себя, они должны были иметь стороннюю причину своего возникновения.
ТРУДНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЙ ПО ЭФФЕКТУ ДОППЛЕРА
Мы уже отмечали, что все расстояния до удаленных объектов во Вселенной определены по красному смещению, истолкованному эффектом Допплера. Это дало астрономам цифры в миллиарды световых лет и миллиарднолетние возрасты звезд и галактик. Но и здесь реальность оказалась гораздо сложнее схемы.
Наибольшие трудности, как и следовало ожидать, дали наиболее "удаленные" по такой теории астрономические объекты, прежде всего так называемые квазары. Если их размеры, скорость и расстояние до них рассчитать по эффекту Допплера и красному смещению и принять во внимание то, что их светимость обратно пропорциональна квадрату расстояния до них, как и для всех источников света, то окажется, что никакие известные науке источники энергии, включая термоядерный синтез, не могут обеспечить столь высокого уровня излучения, каковое наблюдается у
заров во всем диапазоне частот. Об этом нам также сообщает школьный учебник без каких-либо комментариев.
Кроме того, обнаружены весьма удаленные объекты во Вселенной, относительные скорости которых, будучи рассчитаны по эффекту Допплера приближаются к скорости света. Об этом также сообщает школьный учебник, но умалчивает, что рассчитаны значения относительных скоростей, в некоторых случаях во много раз превышающие скорость света. Рассчитаны они, естественно, также по эффекту Допплера.
Далее, если по красному смещению и закону Хаббла определить размеры и скорости удаленных галактик, а по ним рассчитать их массы, то окажется, что эти массы в 50 раз меньше, чем необходимо для поддержания гравитационной стабильности скопления. Предположение о том, что недостающую "скрытую массу" обеспечивают "черные дыры", - а эта "скрытая масса" должна составить 98 % массы скопления, - не подтверждается наблюдениями, так как "черные дыры" можно было бы обнаружить по рентгеновскому излучению, но они не найдены.
Все эти три трудности заставляют поставить вопрос: а может быть, эти удаленные объекты расположены не так уж далеко, и летят не так быстро, и существуют не столь давно? Если так, то и квазарам хватит энергии, и галактическим скоплениям хватит массы для поддержания своей светимости и стабильности.
По последним данным существует не случайное распределение, а дискретный набор величин красного смещения. Красное смещение, как и собственная частота излучения атома, оказывается, не может быть произвольным. Если так, то никакого "закона Хаббла" просто не существует, поскольку скорости разбегания звезд и галактик должны были бы расти скачками, а не по линейной зависимости. Во всяком случае, объяснять далее "красное смещение" эффектом Допплера уже невозможно. Для науки проблема вновь остается
крытой: разбегается ли Вселенная, каковы ее размеры, каков ее возраст?
Есть предположение, что "красное смещение" объясняется потерей энергии излучения, проходящего большие расстояния. По известной формуле Планка это уменьшение энергии света должно понижать его частоту - отсюда и "красное смещение". Но есть и иные предположения.
ГИПОТЕЗА ТРОИЦКОГО-САТТЕРФИЛДА
В 1987 году независимо друг от друга ученые В. С. Троицкий из радио-физического института в Нижнем Новгороде и австралийский астроном Б. Саттерфилд пришли к выводу, что с течением времени скорость света снижается, притом экспоненциально, так что за время, порядка 10000 лет должна была бы уменьшиться в десять миллионов раз. Измерения скорости света известны на протяжении 200 лет и дают основания заметить тенденцию к снижению ее. Но этот срок наблюдений сравнительно мал, а погрешность первых измерений выше нынешних. Уменьшение же скорости света за два века составляет гдето всего лишь 0,5 % (рис. 5).
Если в непосредственных измерениях заметить изменение скорости света со временем трудно, то гораздо проще уловить полупроцентное расхождение во времени астрономических часов с часами, основанными на радиоактивном распаде, ход которых пропорционален скорости света. За несколько лет легко заметить расхождение двух типов часов на одну секунду и тем самым обнаружить изменение скорости света с точностью до тысячной доли процента.
И такое расхождение часов действительно обнаружено! Скорость света действительно понижается со временем.
Гипотеза Троицкого-Саттерфилда смела лишь своими масштабами. Восстановить сейчас динамику
менения скорости света за тысячелетия вряд ли возможно. Однако эта гипотеза позволяет объяснить, как свет от дальних галактик мог относительно быстро достигнуть земли, а тем самым снизить предполагаемый возраст Вселенной до нескольких тысяч лет. Легко объясняются и "сверхсветовые" относительные скорости объектов, которые мы видим такими, как во времена значительно большей скорости света.
"Красное смещение" тоже получает простое объяснение в гипотезе Троицкого-Саттерфилда. Если скорость света в прошлом была выше, то и для поддержания той же энергии излученного когда-то света длина волны его должна быть меньше, что и вызывает "красное смещение".
Снимается и проблема "скрытой массы" в дальних скоплениях галактик. Если скорректировать удаленность этих объектов, а следовательно и размеры их в сторону уменьшения, то требуемая для стабильности масса скопления сама собою снизится.
Наконец, самое удивительное открытие, совершенное лишь в 1996 году состоит в том, что величина "красного смещения" для разных объектов не может быть любою, а составляет ряд дискретных величин, подобно собственным частотам спектра любого атома. Если это подтвердится, то "красное смещение" вообще нельзя считать следствием эффекта Допплера, и тогда мы решительно ничего не можем сказать о расстоянии до дальних звезд, тем более об их возрасте.
Как бы то ни было, дает ли нам "красное смещение" хотя бы какие-то исходные цифры для расчетов или не дает, у нас нет оснований утверждать, что возраст Вселенной - миллиарды или даже миллионы лет. С научной точки зрения это просто недоказанное и неясное предположение. Между тем существуют более надежные
СВИДЕТЕЛЬСТВА ОТНОСИТЕЛЬНО МОЛОДОГО ВОЗРАСТА КОСМОСА
1. Шаровые скопления
Так называются очень тесные группы из нескольких десятков тысяч звезд, связанных гравитационными силами и движущимися, как единое целое. Только в нашей Галактике их насчитывается более ста. Эволюционисты считают шаровые скопления самыми старыми объектами Галактики на том основании, что они состоят из звезд-гигантов, а такие размеры звезд принято считать концом их эволюции.
Однако скорости движения шаровых скоплений таковы, что даже за миллион лет они бы вышли за пределы Галактики. Причем эти скорости и расстояния рассчитаны геометрически, а не по "красному смещению", а потому более надежно.
Кроме того, если бы эти скопления миллионы лет пребывали бы в нашей галактике, они должны были бы вытянуться в сторону ее центра под действием
тации и таким образом потерять свою форму. Но этого также не происходит.
Еще одна проблема - солнечный ветер, то есть потоки частиц, выбрасываемые каждой звездой. Для одной звезды эти рассеивающиеся потоки не слишком велики, но будучи помножены на десятки тысяч звезд и на миллиарды лет, должны были бы составить существенные массы межзвездного газа (по оценкам - до 50 солнечных масс), которых однако не обнаружено ни в одном из 50 исследованных шаровых скоплений Галактики.
Все это позволяет сделать вывод, что шаровые скопления - самые древние объекты Галактики существуют не более миллиона лет.
2. Спиральные галактики Большинство из наблюдаемых галактик имеют спиральную форму. Они вращаются вокруг своего центра, т. к. в противном случае все звезды просто упали бы на этот центр под действием гравитации. О вращении галактик свидетельствует и "красное смещение", разное от разных частей галактики: одна половина движется "от нас", а другая - "на нас", поэтому для сравнительно близких галактик здесь не должно возникать трудностей с применением эффекта Допплера. Наблюдения показывают, что закручивающиеся спирали галактик совершили не более одного-двух оборотов, а скорость их закручивания, определяемая по эффекту Допплера или же из равенства гравитационных и центростремительных сил, составляет порядка одного оборота в 100 млн. лет. Итак, этим галактикам никак не может быть более 200 млн. лет, поскольку существовать не вращаясь они не могли бы никогда за всю свою историю. На самом же деле они еще гораздо моложе, поскольку и начали существовать в уже закрученном состоянии (рис. 6).
3. "Мосты" из вещества
В отдаленных галактических скоплениях между некоторыми галактиками существуют "мосты" из
ства, при этом галактики разбегаются друг от друга со значительными скоростями. Очевидно, что за миллионы лет такого разбегания эти "мосты" разрушились бы. Более того, миллионы лет назад галактики должны были касаться друг друга.
Заканчивая разговор о космогонии в целом, приведем некоторые высказывания специалистов по астрофизике.
1989 год. Журнал "Nature": "Мало того, что теория "большого взрыва" неприемлема с философской точки зрения, - она представляет чрезвычайно упрощенный взгляд на происхождение Вселенной и вряд ли проживет еще хотя бы 10 лет. Во всех отношениях (кроме, разумеется, удобства) этот взгляд на происхождение мира абсолютно несостоятелен. Возникновение Вселенной - следствие, причину которого нельзя ни познать, ни даже обсудить".
Д-р Уильям Соундерз из Оксфорда: "Сейчас мы впервые за последние 10 лет остались без какой бы то ни было приемлемой теории, объясняющей космогонию в целом".
1990 год. Журнал "New scientist": "Многие признанные теории формирования галактик рассыплются в прах, если накопленные данные будут и впредь подтверждать неизотропность фонового излучения. ..Теорию "большого взрыва" ожидают большие неприятности".
СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА МОЛОДА
Существуют и в нашей солнечной системе свидетельства ее молодого возраста. Рассмотрим некоторые из них.
1. Кометы
Кометы - довольно малые астрономические тела, вращающиеся вокруг Солнца по сильно вытянутым "сосискообразным" эллиптическим орбитам. Проходя вблизи Солнца, комета, состоящая в основном из смеси замерзших газов и паров - метана, аммиака, углекислоты и др., теряет всякий раз часть своей массы, которая образует характерный светящийся "хвост" (рис. 7). Кометы с малым периодом обращения, теряя свою массу такими же темпами, как сейчас, полностью испарились бы за примерно 10 тысяч лет, а для комет большого периода эта цифра составляет не более миллиона лет. Количество комет солнечной системы исчисляется уже сотнями.
Для спасения теории миллиарднолетнего возраста солнечной системы было высказано предположение, что за ее пределами существует некое облако комет, которое постоянно восполняет их недостаток. Однако ничего похожего обнаружено не было, хотя максимальное удаление комет от Солнца не столь велико - порядка радиуса орбиты Плутона. Единственный выход- признать, что кометы существуют не столь долго.
2. Метеоритная пыль
Искусственными спутниками Земли были получены данные о том, сколько пыли ежегодно выпадает из космоса на землю и каков ее состав. За предполагаемые 4,5 миллиарда лет на Земле должен был бы накопиться такими темпами 18-метровый слой пыли. Атмосфера и вода, естественно, должны были бы смести эту пыль и смешать со всеми осадочными породами. Но, оказывается, что в земной коре обнаружена огромная недостача никеля - основного компонента космической пыли. Действительное его содержание в сто раз меньше того, которое должно было быть принесено только космической пылью за миллиарды лет.
На Луне же нет ни воды, ни атмосферы. Космическую пыль с ее поверхности практически ничто не удаляет. При посадке космических станций на Луне предполагалась, что станция полностью утонет в пыли. К спускаемому аппарату были приделаны широкие "лапы", чтобы он не слишком глубоко увяз. Но предосторожности оказались излишними. Слой пыли на Луне оказался по разным измерениям от одного до трех миллиметров, что соответствует для нынешних темпов осаждения пыли возрасту не более 10 тысяч лет.
При этом следует отметить, что общее количество пыли в солнечной системе должно только уменьшаться со временем. Пыль непрерывно движется под действием притяжения к Солнцу, планетам и астероидам и под действием светового давления. Таким образом, она должна постоянно "выметаться" или "выдуваться" из
нечной системы. Малые величины ее осаждения и само ее наличие в солнечной системе (пыль не успела стать "выметенной") свидетельствуют о возрасте солнечной системы не более чем в 10 тысяч лет.
3. Молодая Луна
О возрасте Луны косвенно свидетельствуют следующие данные. Во-первых, Луна продолжает остывать, ее поверхность излучает тепла больше, чем получает от Солнца. Во-вторых, Луна имеет магнитное поле, а приборы, оставленные на ней, фиксировали лунотрясения. Об этом сообщает даже школьный учебник, не делая впрочем очевидного вывода, что у Луны имеется горячее жидкое ядро, которого не могло бы быть у такого малого тела, не имеющего защитной теплоизолирующей атмосферы, если бы этому телу было около миллиарда лет.
Кроме того, найдено, что Луна удаляется от Земли со скоростью примерно 5 см в год. Два миллиарда лет назад с такими темпами удаления она должна была быть столь близко к Земле, что или упала бы на нее, или вращалась бы столь быстро вокруг Земли, что уничтожила бы всю жизнь на ней гигантскими приливными деформациями.
4. Солнечное сжатие
В 1979 году известный астроном Джек Эдди из обсерватории "Хай Олтитьюд" (Колорадо, США) обнаружил, что Солнце сжимается, причем с такой скоростью, что если сжатие не прекратится, то оно исчезнет в . течение сотни тысяч лет. Этот вывод был подтвержден хорошо известной редкостью солнечных нейтрино, отсутствие которых, видимо, означает, что горение Солнца происходит не за счет процессов термоядерного синтеза, как долгое время считали, а благодаря энергии гравитационного сжатия.
Впоследствии факт сжатия Солнца был неоднократно подтвержден, хотя скорость этого сжатия принимают как можно меньшей - надо же, в конце концов,
спасти миллиарднолетний возраст! Но и при самых малых темпах сжатия, оцениваемых в 0,1 секунды дуги в сто лет, миллион лет назад Солнце на нашем небе должно было быть вдвое больше, чем теперь - и это в разгар предполагаемого тогда ледникового периода!
Но вернемся к предложенной школьникам модели звездной эволюции. Что ожидает протозвезду после "зажигания" и превращения в обычную звезду? Указываются три возможных конечных стадии: или это просто потухший белый карлик, или нейтронная звезда, или "черная дыра". Здесь просто вещи не названы своими именами, но все три исхода представляют собою
стояние тепловой смерти. В самом деле, потухшая звезда, в которой "сгорели" все легкие элементы, превратившись в средние (см. диаграмму ядерных потенциалов) - не имеет уже никаких собственных источников энергии. Образовавшееся в ней вещество находится в тепловом равновесии с окружающей средой. Никаких дальнейших перспектив развития у потухшей звезды не видится. Что же касается нейтронной звезды или "черной дыры", то в рамках известных законов природы для них также нет перспектив развития. Некорректно вообще говорить об их тепловой энергии, поскольку в них нет вещества в обычном понимании, ни его теплового движения. Вся "дыра" представляет собою одно сжатое гравитацией гигантское "ядро". Никакой направленной энергии, никакой упорядоченной структуры здесь не найти.
Такое состояние можно назвать не тепловою, а гравитационною смертью, но суть дела от этого не меняется - в любом случае мы можем видеть только деградацию звезды, но никак не эволюцию. Эволюция предполагает восходящее развитие. Дрова в печке не претерпевают эволюции, хотя и проходят какие-то стадии: от серого к красному и далее к черному. Подобно тому и в "эволюции" звезд. Источники "термоядерного горючего" исчерпаемы и "выгорание" необратимо превращается в тепло, излучаемое в окружающую среду. Других источников энергии не указывается. О какой эволюции после этого может идти речь?
Совершенно неправдоподобным и произвольным представляется высказанное в учебнике предположение, что взрывы сверхновых обогащают межзвездное пространство тяжелыми элементами. Действительно, для синтеза тяжелых ядер нужна значительная энергия. Но эта энергия должна быть направленной. Взрывы, как известно, производят разрушение и хаос, но не порядок и не структуру. Если при высокой температуре взрыва возникнет случайно более тяжелое и менее устойчивое ядро, оно гораздо легче распадется благодаря той
же самой высокой температуре при первом же столкновении с любой частицей. То же самое касается и химических соединений: случайно возникшие более сложные и потому менее устойчивые молекулы тут же разлагаются обратным ходом реакции, так что для направленного синтеза продукты реакции необходимо быстро выводить из реактора. Впрочем, подробнее о химических соединениях будет сказано ниже.
Итак, происхождение тяжелых элементов во Вселенной остается загадкой. Равным образом совершенно непонятно в рамках традиционных представлений материализма происхождение звезд и какие-либо поступательные пути их развития. А что предполагают ученые о происхождении Вселенной в целом?
ТЕОРИЯ "БОЛЬШОГО ВЗРЫВА"
В школьном учебнике астрономии излагается распространенная до недавнего времени теория о том, что Вселенная возникла в результате так называемого "большого взрыва" первоначального сверхплотного ядра, разделившегося впоследствии на газо-пылевую массу, из которой и сформировались сначала протозвезды, а затем и звезды. Какие причины привели к взрыву ядра, какая энергия обусловила взрыв? На этот вопрос ответа пока не дается, на том трудно оспоримом основании, что в столь сверхплотном состоянии материи могли действовать совершенно неведомые нам законы природы. Так или иначе, энергия этого взрыва должна была быть столь огромной, чтобы преодолеть колоссальные силы гравитации и кроме того, обеспечить потенциальную энергию будущих ядерных превращений.
Основанием этой теории служит предполагаемое разбегание всех галактик друг от друга, то есть расширение Вселенной. Известно, что излучение от удаляющегося источника любых волн воспринимается с меньшей частотой (и большей длиной волны), чем
ственная частота удаляющегося источника. Это явление называется эффектом Допплера, оно рассматривается в школьном учебнике и должно быть знакомо учащимся. Наглядной иллюстрацией эффекта Допплера служит наблюдение за кругами на воде, расходящимися от пловца. Перед пловцом волны как бы сплюснуты, а позади него значительно шире, чем если бы он колебал воду, находясь на одном месте (рис. 3).
Собственная частота излучения звезд определяется по их спектрам. Каждый элемент, например водород или гелий, обладает определенным набором собственных частот излучения. Оказывается, что спектры удаленных звезд воспроизводят почти в точности спектры известных на земле элементов, но с небольшим смещением всех линий спектра в сторону увеличения длины волны - в красную сторону спектра. Это явление в астрономии названо "красным смещением" и трактуется как следствие разбегания всех астрономических объектов и эффекта Допплера.
В учебнике астрономии приводится простой способ определения скорости удаления излучающего объекта по величине "красного смещения", если последнее действительно обусловлено эффектом Допплера. Таким образом можно экспериментально определить скорости "разбегания" всех астрономических объектов.
Но что дает нам скорость удаления объекта от нас? Используя простейшие приемы сложения векторов, легко показать, что если две точки удаляются от третьей
со скоростями, пропорциональными расстояниям до нее, то и друг от друга эти две точки удаляются со скоростью, пропорциональной расстоянию между ними, причем с тем же коэффициентом пропорциональности (рис. 4). Исходя из того, что никакая звезда во Вселенной не должна обладать каким-то особым качеством, логично предположить, что все звезды и галактики удаляются друг от друга со скоростями, пропорциональными расстоянию между ними, и таким образом вся Вселенная расширяется.
Это предположение дается в школьном учебнике под названием закона Хаббла, который гласит, что скорость удаления галактики от нас пропорциональна расстоянию до нее.
Коэффициент этой пропорциональности приближенно оценили по наблюдениям за относительно близкими объектами, до которых можно определить расстояния геометрическими методами (по годичным параллаксам).
Приняв приближенно некое значение этого коэффициента и назвав его постоянной Хаббла, определили по "закону Хаббла" расстояния до всех далеких астрономических объектов по величине "красного смещения" линий в их спектрах.
ВОЗРАЖЕНИЯ ПРОТИВ ТЕОРИИ "БОЛЬШОГО ВЗРЫВА"
Следует особо внимательно остановиться на этом вычислении. Все миллионы и миллиарды световых лет, которыми измерены астрономические расстояния, а значит, и миллионы и миллиарды лет эволюции звездных объектов, найдены только по закону Хаббла со всеми его допущениями, и не поддаются экспериментальной проверке другими методами. Пытаться определить расстояние до далеких звезд геометрическим наблюдением равносильно тому, чтобы найти расстояние до маячащей на горизонте башни, посмотрев на нее сначала правым, а потом левым глазом. Следовательно, если предположения о "красном смещении" окажутся неверными, теорию "большого взрыва" и расширяющейся Вселенной придется пересмотреть, равно как и значения возрастов астрономических объектов в миллиарды лет.
Повторим еще раз использованные, но недоказанные предположения для закона Хаббла:
- "красное смещение" в спектрах далеких галактик обусловлено исключительно только допплеровским эффектом;
- расстояния до галактик пропорциональны скоростям разбегания.
Что касается второго предположения, то непонятно, какие силы против общей гравитации Вселенной обеспечивают ускоренное разбегание галактик. Это не может быть ни одно из известных в природе взаимодействий: ни гравитационное (которое должно . ствовать разбеганию), ни электромагнитное, ни внутри ядерное, ни "слабое".
Кроме того, в школьном учебнике признается, что видимая часть Вселенной имеет ячеистую структуру, скопления галактик чередуются с огромными пустыми пространствами. Однако вместе с тем предполагается, что в целом Вселенная однородна и изотропна, подобно куску камня пемзы, который в целом однороден, несмотря на многие поры и пустоты. Вряд ли даже такая структура могла быть результатом взрыва, но оказывается, что, как было обнаружено в 1989 году, видимая Вселенная существенно неоднородна и неизотропна. Была открыта целая "стена" из групп галактик, простирающаяся над севером от горизонта до горизонта и содержащая основную массу вещества Метагалактики. Такое неравномерное строение Вселенной никак не может быть результатом "большого взрыва".
Еще одна трудность теории разбегающейся Вселенной состоит в том, что большинство видимых галактик имеет четко выраженную спиральную структуру и осевое вращение вокруг центра. Самопроизвольное возникновение такого "закрученного" состояния галактик противоречит закону сохранения момента импульса. Мы не говорим о том, что такую упорядоченную структуру, как спиральная вращающаяся галактика, взрыв может не создать, а только разрушить.
Одним из последствий "большого взрыва" полагали наличие "реликтового" излучения, которое и было обнаружено. Энергия его столь мала, что соответствует температуре около 3 К. Последние исследования с помощью космического телескопа имени Хаббла показали, что фоновое излучение неравномерно настолько, что не может считаться эхом взрыва. Впрочем, какоето фоновое излучение должно быть во Вселенной по той причине, что все тела, имеющие температуру выше абсолютного нуля, должны что-то излучать. Чем ближе Вселенная продвигается к своей тепловой смерти, тем большим должно быть это низкотемпературное излучение. При этом его неравномерность должна
ветствовать неравномерности распределения вещества во Вселенной.
Все это вместе довольно серьезно опровергает теорию "большого взрыва" и разбегающейся Вселенной. Во всяком случае, если это можно назвать взрывом, то он абсолютно не похож на любые известные науке взрывы и протекал вовсе не по существующим законам природы. Сторонники теории готовы признать это. Но как потом в ходе взрыва существующие законы природы все же установились? В любом случае желаемое материалистам течение дел по принципу "само собой" никак не объясняет реальности.
В принципе, акт сотворения Богом космоса можно назвать и взрывом дело не в словах. Дело в том, что Вселенная, ее упорядоченная энергия и ее структура не могут быть причинами самих себя, они должны были иметь стороннюю причину своего возникновения.
ТРУДНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЙ ПО ЭФФЕКТУ ДОППЛЕРА
Мы уже отмечали, что все расстояния до удаленных объектов во Вселенной определены по красному смещению, истолкованному эффектом Допплера. Это дало астрономам цифры в миллиарды световых лет и миллиарднолетние возрасты звезд и галактик. Но и здесь реальность оказалась гораздо сложнее схемы.
Наибольшие трудности, как и следовало ожидать, дали наиболее "удаленные" по такой теории астрономические объекты, прежде всего так называемые квазары. Если их размеры, скорость и расстояние до них рассчитать по эффекту Допплера и красному смещению и принять во внимание то, что их светимость обратно пропорциональна квадрату расстояния до них, как и для всех источников света, то окажется, что никакие известные науке источники энергии, включая термоядерный синтез, не могут обеспечить столь высокого уровня излучения, каковое наблюдается у
заров во всем диапазоне частот. Об этом нам также сообщает школьный учебник без каких-либо комментариев.
Кроме того, обнаружены весьма удаленные объекты во Вселенной, относительные скорости которых, будучи рассчитаны по эффекту Допплера приближаются к скорости света. Об этом также сообщает школьный учебник, но умалчивает, что рассчитаны значения относительных скоростей, в некоторых случаях во много раз превышающие скорость света. Рассчитаны они, естественно, также по эффекту Допплера.
Далее, если по красному смещению и закону Хаббла определить размеры и скорости удаленных галактик, а по ним рассчитать их массы, то окажется, что эти массы в 50 раз меньше, чем необходимо для поддержания гравитационной стабильности скопления. Предположение о том, что недостающую "скрытую массу" обеспечивают "черные дыры", - а эта "скрытая масса" должна составить 98 % массы скопления, - не подтверждается наблюдениями, так как "черные дыры" можно было бы обнаружить по рентгеновскому излучению, но они не найдены.
Все эти три трудности заставляют поставить вопрос: а может быть, эти удаленные объекты расположены не так уж далеко, и летят не так быстро, и существуют не столь давно? Если так, то и квазарам хватит энергии, и галактическим скоплениям хватит массы для поддержания своей светимости и стабильности.
По последним данным существует не случайное распределение, а дискретный набор величин красного смещения. Красное смещение, как и собственная частота излучения атома, оказывается, не может быть произвольным. Если так, то никакого "закона Хаббла" просто не существует, поскольку скорости разбегания звезд и галактик должны были бы расти скачками, а не по линейной зависимости. Во всяком случае, объяснять далее "красное смещение" эффектом Допплера уже невозможно. Для науки проблема вновь остается
крытой: разбегается ли Вселенная, каковы ее размеры, каков ее возраст?
Есть предположение, что "красное смещение" объясняется потерей энергии излучения, проходящего большие расстояния. По известной формуле Планка это уменьшение энергии света должно понижать его частоту - отсюда и "красное смещение". Но есть и иные предположения.
ГИПОТЕЗА ТРОИЦКОГО-САТТЕРФИЛДА
В 1987 году независимо друг от друга ученые В. С. Троицкий из радио-физического института в Нижнем Новгороде и австралийский астроном Б. Саттерфилд пришли к выводу, что с течением времени скорость света снижается, притом экспоненциально, так что за время, порядка 10000 лет должна была бы уменьшиться в десять миллионов раз. Измерения скорости света известны на протяжении 200 лет и дают основания заметить тенденцию к снижению ее. Но этот срок наблюдений сравнительно мал, а погрешность первых измерений выше нынешних. Уменьшение же скорости света за два века составляет гдето всего лишь 0,5 % (рис. 5).
Если в непосредственных измерениях заметить изменение скорости света со временем трудно, то гораздо проще уловить полупроцентное расхождение во времени астрономических часов с часами, основанными на радиоактивном распаде, ход которых пропорционален скорости света. За несколько лет легко заметить расхождение двух типов часов на одну секунду и тем самым обнаружить изменение скорости света с точностью до тысячной доли процента.
И такое расхождение часов действительно обнаружено! Скорость света действительно понижается со временем.
Гипотеза Троицкого-Саттерфилда смела лишь своими масштабами. Восстановить сейчас динамику
менения скорости света за тысячелетия вряд ли возможно. Однако эта гипотеза позволяет объяснить, как свет от дальних галактик мог относительно быстро достигнуть земли, а тем самым снизить предполагаемый возраст Вселенной до нескольких тысяч лет. Легко объясняются и "сверхсветовые" относительные скорости объектов, которые мы видим такими, как во времена значительно большей скорости света.
"Красное смещение" тоже получает простое объяснение в гипотезе Троицкого-Саттерфилда. Если скорость света в прошлом была выше, то и для поддержания той же энергии излученного когда-то света длина волны его должна быть меньше, что и вызывает "красное смещение".
Снимается и проблема "скрытой массы" в дальних скоплениях галактик. Если скорректировать удаленность этих объектов, а следовательно и размеры их в сторону уменьшения, то требуемая для стабильности масса скопления сама собою снизится.
Наконец, самое удивительное открытие, совершенное лишь в 1996 году состоит в том, что величина "красного смещения" для разных объектов не может быть любою, а составляет ряд дискретных величин, подобно собственным частотам спектра любого атома. Если это подтвердится, то "красное смещение" вообще нельзя считать следствием эффекта Допплера, и тогда мы решительно ничего не можем сказать о расстоянии до дальних звезд, тем более об их возрасте.
Как бы то ни было, дает ли нам "красное смещение" хотя бы какие-то исходные цифры для расчетов или не дает, у нас нет оснований утверждать, что возраст Вселенной - миллиарды или даже миллионы лет. С научной точки зрения это просто недоказанное и неясное предположение. Между тем существуют более надежные
СВИДЕТЕЛЬСТВА ОТНОСИТЕЛЬНО МОЛОДОГО ВОЗРАСТА КОСМОСА
1. Шаровые скопления
Так называются очень тесные группы из нескольких десятков тысяч звезд, связанных гравитационными силами и движущимися, как единое целое. Только в нашей Галактике их насчитывается более ста. Эволюционисты считают шаровые скопления самыми старыми объектами Галактики на том основании, что они состоят из звезд-гигантов, а такие размеры звезд принято считать концом их эволюции.
Однако скорости движения шаровых скоплений таковы, что даже за миллион лет они бы вышли за пределы Галактики. Причем эти скорости и расстояния рассчитаны геометрически, а не по "красному смещению", а потому более надежно.
Кроме того, если бы эти скопления миллионы лет пребывали бы в нашей галактике, они должны были бы вытянуться в сторону ее центра под действием
тации и таким образом потерять свою форму. Но этого также не происходит.
Еще одна проблема - солнечный ветер, то есть потоки частиц, выбрасываемые каждой звездой. Для одной звезды эти рассеивающиеся потоки не слишком велики, но будучи помножены на десятки тысяч звезд и на миллиарды лет, должны были бы составить существенные массы межзвездного газа (по оценкам - до 50 солнечных масс), которых однако не обнаружено ни в одном из 50 исследованных шаровых скоплений Галактики.
Все это позволяет сделать вывод, что шаровые скопления - самые древние объекты Галактики существуют не более миллиона лет.
2. Спиральные галактики Большинство из наблюдаемых галактик имеют спиральную форму. Они вращаются вокруг своего центра, т. к. в противном случае все звезды просто упали бы на этот центр под действием гравитации. О вращении галактик свидетельствует и "красное смещение", разное от разных частей галактики: одна половина движется "от нас", а другая - "на нас", поэтому для сравнительно близких галактик здесь не должно возникать трудностей с применением эффекта Допплера. Наблюдения показывают, что закручивающиеся спирали галактик совершили не более одного-двух оборотов, а скорость их закручивания, определяемая по эффекту Допплера или же из равенства гравитационных и центростремительных сил, составляет порядка одного оборота в 100 млн. лет. Итак, этим галактикам никак не может быть более 200 млн. лет, поскольку существовать не вращаясь они не могли бы никогда за всю свою историю. На самом же деле они еще гораздо моложе, поскольку и начали существовать в уже закрученном состоянии (рис. 6).
3. "Мосты" из вещества
В отдаленных галактических скоплениях между некоторыми галактиками существуют "мосты" из
ства, при этом галактики разбегаются друг от друга со значительными скоростями. Очевидно, что за миллионы лет такого разбегания эти "мосты" разрушились бы. Более того, миллионы лет назад галактики должны были касаться друг друга.
Заканчивая разговор о космогонии в целом, приведем некоторые высказывания специалистов по астрофизике.
1989 год. Журнал "Nature": "Мало того, что теория "большого взрыва" неприемлема с философской точки зрения, - она представляет чрезвычайно упрощенный взгляд на происхождение Вселенной и вряд ли проживет еще хотя бы 10 лет. Во всех отношениях (кроме, разумеется, удобства) этот взгляд на происхождение мира абсолютно несостоятелен. Возникновение Вселенной - следствие, причину которого нельзя ни познать, ни даже обсудить".
Д-р Уильям Соундерз из Оксфорда: "Сейчас мы впервые за последние 10 лет остались без какой бы то ни было приемлемой теории, объясняющей космогонию в целом".
1990 год. Журнал "New scientist": "Многие признанные теории формирования галактик рассыплются в прах, если накопленные данные будут и впредь подтверждать неизотропность фонового излучения. ..Теорию "большого взрыва" ожидают большие неприятности".
СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА МОЛОДА
Существуют и в нашей солнечной системе свидетельства ее молодого возраста. Рассмотрим некоторые из них.
1. Кометы
Кометы - довольно малые астрономические тела, вращающиеся вокруг Солнца по сильно вытянутым "сосискообразным" эллиптическим орбитам. Проходя вблизи Солнца, комета, состоящая в основном из смеси замерзших газов и паров - метана, аммиака, углекислоты и др., теряет всякий раз часть своей массы, которая образует характерный светящийся "хвост" (рис. 7). Кометы с малым периодом обращения, теряя свою массу такими же темпами, как сейчас, полностью испарились бы за примерно 10 тысяч лет, а для комет большого периода эта цифра составляет не более миллиона лет. Количество комет солнечной системы исчисляется уже сотнями.
Для спасения теории миллиарднолетнего возраста солнечной системы было высказано предположение, что за ее пределами существует некое облако комет, которое постоянно восполняет их недостаток. Однако ничего похожего обнаружено не было, хотя максимальное удаление комет от Солнца не столь велико - порядка радиуса орбиты Плутона. Единственный выход- признать, что кометы существуют не столь долго.
2. Метеоритная пыль
Искусственными спутниками Земли были получены данные о том, сколько пыли ежегодно выпадает из космоса на землю и каков ее состав. За предполагаемые 4,5 миллиарда лет на Земле должен был бы накопиться такими темпами 18-метровый слой пыли. Атмосфера и вода, естественно, должны были бы смести эту пыль и смешать со всеми осадочными породами. Но, оказывается, что в земной коре обнаружена огромная недостача никеля - основного компонента космической пыли. Действительное его содержание в сто раз меньше того, которое должно было быть принесено только космической пылью за миллиарды лет.
На Луне же нет ни воды, ни атмосферы. Космическую пыль с ее поверхности практически ничто не удаляет. При посадке космических станций на Луне предполагалась, что станция полностью утонет в пыли. К спускаемому аппарату были приделаны широкие "лапы", чтобы он не слишком глубоко увяз. Но предосторожности оказались излишними. Слой пыли на Луне оказался по разным измерениям от одного до трех миллиметров, что соответствует для нынешних темпов осаждения пыли возрасту не более 10 тысяч лет.
При этом следует отметить, что общее количество пыли в солнечной системе должно только уменьшаться со временем. Пыль непрерывно движется под действием притяжения к Солнцу, планетам и астероидам и под действием светового давления. Таким образом, она должна постоянно "выметаться" или "выдуваться" из
нечной системы. Малые величины ее осаждения и само ее наличие в солнечной системе (пыль не успела стать "выметенной") свидетельствуют о возрасте солнечной системы не более чем в 10 тысяч лет.
3. Молодая Луна
О возрасте Луны косвенно свидетельствуют следующие данные. Во-первых, Луна продолжает остывать, ее поверхность излучает тепла больше, чем получает от Солнца. Во-вторых, Луна имеет магнитное поле, а приборы, оставленные на ней, фиксировали лунотрясения. Об этом сообщает даже школьный учебник, не делая впрочем очевидного вывода, что у Луны имеется горячее жидкое ядро, которого не могло бы быть у такого малого тела, не имеющего защитной теплоизолирующей атмосферы, если бы этому телу было около миллиарда лет.
Кроме того, найдено, что Луна удаляется от Земли со скоростью примерно 5 см в год. Два миллиарда лет назад с такими темпами удаления она должна была быть столь близко к Земле, что или упала бы на нее, или вращалась бы столь быстро вокруг Земли, что уничтожила бы всю жизнь на ней гигантскими приливными деформациями.
4. Солнечное сжатие
В 1979 году известный астроном Джек Эдди из обсерватории "Хай Олтитьюд" (Колорадо, США) обнаружил, что Солнце сжимается, причем с такой скоростью, что если сжатие не прекратится, то оно исчезнет в . течение сотни тысяч лет. Этот вывод был подтвержден хорошо известной редкостью солнечных нейтрино, отсутствие которых, видимо, означает, что горение Солнца происходит не за счет процессов термоядерного синтеза, как долгое время считали, а благодаря энергии гравитационного сжатия.
Впоследствии факт сжатия Солнца был неоднократно подтвержден, хотя скорость этого сжатия принимают как можно меньшей - надо же, в конце концов,
спасти миллиарднолетний возраст! Но и при самых малых темпах сжатия, оцениваемых в 0,1 секунды дуги в сто лет, миллион лет назад Солнце на нашем небе должно было быть вдвое больше, чем теперь - и это в разгар предполагаемого тогда ледникового периода!