



Âñåëåííàÿ, çâåçäû, ïëàíåòû |
Êîñìè÷åñêèå ìàñøòàáû; ìåòîäû èññëåäîâàíèÿ; ðàñïðåäåëåíèå âåùåñòâà âî Âñåëåííîé; çâåçäû è èõ ýâîëþöèÿ; àíîìàëüíîå ðàçâèòèå çâåçä; êîñìîëîãè÷åñêàÿ ïðîáëåìà; Ñîëíå÷íàÿ ñèñòåìà; ïëàíåòû Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû.
"...È òîëüêî äâå âåùè óäèâëÿþò ìåíÿ: çâåçäíîå íåáî íàä ìîåé ãîëîâîé è ìîðàëüíûé çàêîí âî ìíå."
È.Êàíò
"...Âåäü åñëè çâåçäû çàæèãàþò -
Çíà÷èò - ýòî êîìó-íèáóäü íóæíî?"
Â.Ìàÿêîâñêèé
Ðàññìîòðåíèå ñîâðåìåííûõ åñòåñòâåííîíàó÷íûõ êîíöåïöèé ìû íà÷íåì ñ ìåãàìèðà - òîé ÷àñòè îêðóæàþùåãî ìèðà, êîòîðóþ ìîæíî îáíàðóæèòü, ïîñìîòðåâ íî÷üþ íà íåáî. ×òî çà ñâåòÿùèåñÿ òî÷êè âèäíû òàì íà ÷åðíîì ôîíå (è ïî÷åìó, êñòàòè, ôîí ÷åðíûé, à íå ãîëóáîé, êàê äíåì?)? Ñâåòÿùèåñÿ òî÷êè íà ÷åðíîì ôîíå - òàê íàçûâàåìûå çâåçäû - âîò, ñîáñòâåííî, âñå, ÷òî ìû ìîæåì âîñïðèíÿòü ñ ïîìîùüþ îðãàíîâ ÷óâñòâ. Ãäå-òî îíè ðàñïðåäåëåíû ãóùå, ãäå-òî ðåæå. Áîëüøèíñòâî èç íèõ îáðàçóþò óñòîé÷èâûå êîíôèãóðàöèè - ñîçâåçäèÿ - ÷àñ çà ÷àñîì äâèãàþùèåñÿ ïî íåáó, íåêîòîðûå - ïëàíåòû - ìåäëåííî, ìåñÿö çà ìåñÿöåì ïåðåìåùàþòñÿ îòíîñèòåëüíî äðóãèõ. Ìîæíî îãðàíè÷èòüñÿ êîíñòàòàöèåé ýòîãî ôàêòà, ìîæíî ïóòåì ïðîäîëæèòåëüíûõ íàáëþäåíèé ïîïûòàòüñÿ íàéòè çàêîíîìåðíîñòè âèäèìûõ ïåðåìåùåíèé. Ïîæàëóé, ýòî âñå. Åñëè íå çàäàâàòü âîïðîñîâ, ÷òî ýòî çà îáúåêòû è ïî÷åìó îíè äâèãàþòñÿ òàê, à íå èíà÷å.
Ïåðâûå ïîïûòêè îáúÿñíåíèÿ îðèåíòèðîâàëèñü íà âîëþ ñâåðõúåñòåñòâåííûõ ñóùåñòâ - áîãîâ, óïðàâëÿþùèõ äâèæåíèåì íåáåñíûõ òåë. Âïîñëåäñòâèè ñîïîñòàâëåíèå ãåîìåòðè÷åñêèõ è âðåìåííûõ êîîðäèíàò íåáåñíûõ òåë ñ ñóäüáàìè ëþäåé ïðèâåëî ê âîçíèêíîâåíèþ àñòðîëîãèè. Íè òî, íè äðóãîå íå ÿâëÿåòñÿ ïðåäìåòîì åñòåñòâåííîíàó÷íîãî ïîçíàíèÿ, â ïåðâîì ñëó÷àå ïî îïðåäåëåíèþ, âî âòîðîì - ïîñêîëüêó íå îòâå÷àåò íà âîïðîñû, âûäåëåííûå êóðñèâîì. Ê êîíöó ÕÕ âåêà ñëîæèëèñü êîíöåïöèè, íà îñíîâå êîòîðûõ ìû íå òîëüêî ñóìåëè çàäàòü ìíîæåñòâî íîâûõ áîëåå êîíêðåòíûõ âîïðîñîâ è îòâåòèòü íà íèõ, íî è ñâÿçàòü ñâîè ïðåäñòàâëåíèÿ î ìèðå íåáåñíûõ òåë ñ ïðèðîäîé ÿâëåíèé, íàáëþäàåìûõ â ëàáîðàòîðèÿõ.
Íàøå óíèêàëüíîå äíåâíîå ñâåòèëî - Ñîëíöå - ñòàëî îäíîé èç çâåçä íåáîñêëîíà, åãî òåïëî è ñâåò îêàçàëèñü òîé æå ïðèðîäû, ÷òî è åäâà çàìåòíûé ñâåò çâåçä, à èõ èñòî÷íèê - ÿäåðíûå ðåàêöèè - âîñïðîèçâåäåí â çåìíûõ óñëîâèÿõ. Ïëàíåòû, ïðîÿâëÿÿ â ñâîåì äâèæåíèè çàêîíû ìåõàíèêè, ñòàëè äâèãàòüñÿ ïî îðáèòàì âîêðóã öåíòðàëüíîãî òåëà - Ñîëíöà - â ñîîòâåòñòâèè ñ çàêîíîì âñåìèðíîãî òÿãîòåíèÿ.
Îäíîé èç ïðîáëåì, â ñâÿçè ñ êîòîðûìè âñå ýòî äîëãîå âðåìÿ íå áûëî ïîíÿòî, ÿâèëèñü êîñìè÷åñêèå ìàñøòàáû. Åñëè ïðåäñòàâèòü ñåáå Ñîëíöå â âèäå øàðà äèàìåòðîì 7 ñì, òî áëèæàéøàÿ ê íåìó ïëàíåòà (Ìåðêóðèé) áóäåò íàõîäèòüñÿ íà ðàññòîÿíèè 2,8 ì, íàøà Çåìëÿ - â âèäå øàðèêà äèàìåòðîì 0,5 ìì áóäåò íà ðàññòîÿíèè 7,6 ì, à ñàìàÿ äàëüíÿÿ ïëàíåòà Ïëóòîí - â 300 ì îò Ñîëíöà. Ñàìàÿ æå áëèçêàÿ èç äðóãèõ çâåçä - Ïðîêñèìà Öåíòàâðà - ðàñïîëîæèòñÿ â 2000 êì, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ðàññòîÿíèþ îò Ñ-Ïåòåðáóðãà äî Ñóõóìè. Íåóäèâèòåëüíî, ÷òî îäèíàêîâàÿ ïðèðîäà Ñîëíöà è äðóãèõ çâåçä äîëãîå âðåìÿ íå áûëà îñîçíàíà. Âðåìåííûå ìàñøòàáû, õàðàêòåðíûå äëÿ Âñåëåííîé, òîæå íå îòñòàëè. Åñëè íà÷àòü îòñ÷åò âðåìåíè ñ òàê íàçûâàåìîãî Áîëüøîãî Âçðûâà - ãèïîòåòè÷åñêîé ñèòóàöèè, êîãäà âñå âåùåñòâî Âñåëåííîé íàõîäèëîñü â îäíîé åäèíñòâåííîé áåñêîíå÷íî ìàëîé òî÷êå, à ïîòîì íà÷àëî ðàçëåòàòüñÿ - è ñîïîñòàâèòü åìó 0 ÷. 0 ìèí. ïåðâîãî ÿíâàðÿ, à âñþ ïîñëåäóþùóþ èñòîðèþ ðàçâèòèÿ Âñåëåííîé äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè óëîæèòü â îäèí ãîä, òî Ñîëíöå îáðàçîâàëîñü òîëüêî 9 ñåíòÿáðÿ, Çåìëÿ 14 ñåíòÿáðÿ, áàêòåðèè ïîÿâèëèñü 9 îêòÿáðÿ, ïåðâûå êëåòêè ñ ÿäðîì 15 íîÿáðÿ, äèíîçàâðû 24 äåêàáðÿ, à ïåðâûå ëþäè òîëüêî â 22 ÷. 30 ìèí. 31 äåêàáðÿ. À âåäü ÷åëîâåê ñóùåñòâóåò óæå íåñêîëüêî ìèëëèîíîâ ëåò.
Êàê æå ìîæíî áûëî ñäåëàòü ïîäîáíûå îöåíêè? Àñòðîíîìè÷åñêèå íàáëþäåíèÿ âåäóòñÿ â òðåõ äèàïàçîíàõ ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí: ðàäèî, îïòè÷åñêîì è ðåíòãåíîâñêîì ñ ðàçíûõ òî÷åê çåìíîé îðáèòû. Çíàÿ åå äèàìåòð è èçìåðÿÿ óãëû, ïîä êîòîðûìè âèäíû òå èëè èíûå ñâåòèëà, ìîæíî íàéòè ðàññòîÿíèÿ äî íèõ. Àíàëèçèðóÿ ñïåêòðû èçëó÷åíèÿ çâåçä, ìîæíî óñòàíîâèòü èõ õèìè÷åñêèé ñîñòàâ, à êðîìå òîãî, îáíàðóæèòü òàê íàçûâàåìîå êðàñíîå (ò.å. â ñòîðîíó áîëåå äëèííûõ âîëí) ñìåùåíèå ýòèõ ñïåêòðîâ íà øêàëå ÷àñòîò îòíîñèòåëüíî èõ îáû÷íîãî ðàñïîëîæåíèÿ. Ý.Õàááë ïðåäïîëîæèë, ÷òî êðàñíîå ñìåùåíèå ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî çâåçäû óäàëÿþòñÿ îò íàñ (ýôôåêò Äîïïëåðà), ïðè ýòîì îêàçàëîñü, ÷òî ÷åì äàëüøå ðàñïîëîæåíî îò íàñ òî èëè èíîå ñêîïëåíèå çâåçä (ãàëàêòèêà), òåì áîëüøå ñäâèã, òåì áûñòðåå âñå îíè äâèãàþòñÿ îò íàñ. Òàêîå ðàçáåãàíèå ãàëàêòèê ãîâîðèò î òîì, ÷òî ðàíüøå âñå îíè áûëè ðÿäîì. Èçìåðåíèå ñêîðîñòè ïîçâîëÿåò íàéòè âðåìÿ, êîãäà èìåííî îíè áûëè ðÿäîì, è, òàêèì îáðàçîì, ñäåëàòü ïðèâåäåííûå îöåíêè.
Èç ÷åãî æå ñîñòîèò Âñåëåííàÿ? Õîðîøî âèäèìàÿ íà íî÷íîì íåáå ïîëîñà, ãóñòî óñåÿííàÿ çâåçäàìè, - Ìëå÷íûé ïóòü - ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé "âèä â ïðîôèëü" íàøåé ãàëàêòèêè, òîé ê êîòîðîé ïðèíàäëåæèò Ñîëíöå. Êðîìå Ñîëíöà, â íåå âõîäèò åùå ïîðÿäêà 150 ìèëëèàðäîâ çâåçä. Ãàëàêòèêà îãðîìíà, è, êàê âèäíî èç ïðèâåäåííîãî ïðèìåðà ñ Ïðîêñèìîé Öåíòàâðà, ìåæçâåçäíûå ðàññòîÿíèÿ íàìíîãî ïðåâîñõîäÿò ðàçìåðû ñàìèõ çâåçä. Ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî çâåçäû â ãàëàêòèêå ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ÷ðåçâû÷àéíî ðàçðåæåííûé ãàç ÷àñòèö. Íî íàøà ãàëàêòèêà íå åäèíñòâåííà. Ñóùåñòâóåò ìíîæåñòâî äðóãèõ, ñòîëü æå ãèãàíòñêèõ, îáðàçóþùèõ Ìåòàãàëàêòèêó - âñþ íàáëþäàåìóþ Âñåëåííóþ.  ñâîþ î÷åðåäü ìåæãàëàêòè÷åñêèå ðàññòîÿíèÿ ñðàâíèìû ñ ðàçìåðàìè ñàìèõ ãàëàêòèê, ïîýòîìó ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî, ðàññìàòðèâàÿ ãàëàêòèêè êàê ÷àñòèöû, ìû èìååì âåñüìà âÿçêóþ ñðåäó.
Ý.Õàááë ïðåäëîæèë ñëåäóþùóþ êëàññèôèêàöèþ ãàëàêòèê:
* ýëëèïòè÷åñêèå, ñôåðîèäû ðàçëè÷íîé ñïëþñíóòîñòè, ñîñòîÿùèå â îñíîâíîì èç ñòàðûõ çâåçä (êàê, êñòàòè, îïðåäåëèòü èõ âîçðàñò?);
* ñïèðàëüíûå, â "ðóêàâàõ" êîòîðûõ íàõîäÿòñÿ ìîëîäûå çâåçäû;
* íåïðàâèëüíîé ôîðìû.
Âñå îíè îáðàçîâàëèñü èç ïðîòîîáëàêîâ ìåæçâåçäíîãî âåùåñòâà, îáëàäàþùèõ ðàçëè÷íûìè ìàññàìè è ðàçëè÷íûìè ìîìåíòàìè êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ - õàðàêòåðèñòèêîé, ïîêàçûâàþùåé, êàê äâèãàëèñü ðàçëè÷íûå ÷àñòè îáëàêîâ îòíîñèòåëüíî äðóã äðóãà.  öåíòðàõ ãàëàêòèê íàõîäÿòñÿ ÿäðà - êîìïàêòíûå ñêîïëåíèÿ îãðîìíîãî êîëè÷åñòâà çâåçä, âûäåëÿþùèõ ãèãàíòñêèå ýíåðãèè âî âñåõ äèàïàçîíàõ äëèí âîëí.
Ïðîñòðàíñòâî ìåæäó ãàëàêòèêàìè è ìåæäó çâåçäàìè âíóòðè ãàëàêòèê íå ïóñòî.  êàæäîì êóáè÷åñêîì ñàíòèìåòðå ìåæçâåçäíîãî ïðîñòðàíñòâà â ñðåäíåì íàõîäèòñÿ îäèí àòîì âåùåñòâà. Åñëè àòîìîâ â êàæäîì êóáè÷åñêîì ñàíòèìåòðå íàáåðåòñÿ ñ äåñÿòîê, òî î òàêîé îáëàñòè ïðîñòðàíñòâà ãîâîðÿò êàê îá îáëàêå. Îíî ìîæåò áûòü îáíàðóæåíî ñ ïîìîùüþ ðàäèîòåëåñêîïîâ è õîðîøî çàìåòíî íà îêðóæàþùåì ôîíå. Äëÿ ñðàâíåíèÿ íàïîìíèì, ÷òî â âîçäóõå, êîòîðûì ìû äûøèì, ñîäåðæèòñÿ ïîðÿäêà 1019 àòîìîâ â êàæäîì êóáè÷åñêîì ñàíòèìåòðå, à â ñàìîì ëó÷øåì âàêóóìå, êîòîðûé ìîæåò áûòü ïîëó÷åí â çåìíûõ ëàáîðàòîðèÿõ, â êàæäîì êóáè÷åñêîì ñàíòèìåòðå ñîäåðæèòñÿ 105 àòîìîâ.
 1963 ãîäó áûëè îáíàðóæåíû çàãàäî÷íûå êâàçèçâåçäíûå îáúåêòû (êâàçàðû), ïðåäñòàâëÿþùèå ñîáîé ÷ðåçâû÷àéíî êîìïàêòíûå îáðàçîâàíèÿ, ðàçìåðîì ñî çâåçäó, íî èçëó÷àþùèå, êàê öåëàÿ ãàëàêòèêà.  èõ ñïåêòðå íà ñïëîøíîì ôîíå èçëó÷åíèÿ âèäíû ÿðêèå ëèíèè, ñèëüíî ñìåùåííûå â êðàñíóþ ñòîðîíó, ÷òî ãîâîðèò î òîì, ÷òî êâàçàðû óäàëÿþòñÿ îò íàñ ñ îãðîìíîé ñêîðîñòüþ (è ðàñïîëîæåíû î÷åíü äàëåêî îò íàøåé ãàëàêòèêè).
Îäíàêî, ñàìûì ðàñïðîñòðàíåííûì îáúåêòîì âî Âñåëåííîé ÿâëÿþòñÿ çâåçäû. Êàê íè ñòðàííî, ìû çíàåì î çâåçäàõ áîëüøå, ÷åì î Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå. Íî îíà âåäü ó íàñ ïîä ðóêîé îäíà, à çâåçä - î÷åíü ìíîãî. Ñîïîñòàâëÿÿ äàííûå äëÿ ðàçëè÷íûõ çâåçä, ìîæíî ïîëó÷èòü îáùèå çàêîíîìåðíîñòè è ïðîâåðèòü èõ âûïîëíåíèå íà ïðèìåðàõ äðóãèõ çâåçä. Îáñóäèì ïîäðîáíåå, ÷òî ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé çâåçäû - ýòè ñâåòÿùèåñÿ òî÷êè íà íåáîñêëîíå - â ñâåòå ñîâðåìåííîé êîíöåïöèè.
Ñíà÷àëà ôîðìèðóåòñÿ ïðîòîçâåçäà. ×àñòèöû ãèãàíòñêîãî äâèæóùåãîñÿ ãàçîïûëåâîãî îáëàêà â íåêîòîðîé îáëàñòè ïðîñòðàíñòâà ïðèòÿãèâàþòñÿ ìåæäó ñîáîé çà ñ÷åò ãðàâèòàöèîííûõ ñèë. Ïðîèñõîäèò ýòî î÷åíü ìåäëåííî, âåäü ñèëû, ïðîïîðöèîíàëüíûå ìàññàì âõîäÿùèõ â îáëàêî àòîìîâ (â îñíîâíîì àòîìîâ âîäîðîäà) è ïûëèíîê, ÷ðåçâû÷àéíî ìàëû. Îäíàêî ïîñòåïåííî ÷àñòèöû ñáëèæàþòñÿ, ïëîòíîñòü îáëàêà íàðàñòàåò, îíî ñòàíîâèòñÿ íåïðîçðà÷íûì, îáðàçóþùèéñÿ ñôåðè÷åñêèé "êîì" íà÷èíàåò ïîíåìíîãó âðàùàòüñÿ, ðàñòåò è ñèëà ïðèòÿæåíèÿ, âåäü òåïåðü ìàññà "êîìà" âåëèêà. Âñå áîëüøå è áîëüøå ÷àñòèö çàõâàòûâàåòñÿ, âñå áîëüøå ïëîòíîñòü âåùåñòâà. Âíåøíèå ñëîè äàâÿò íà âíóòðåííèå, äàâëåíèå â ãëóáèíå ðàñòåò, à, çíà÷èò, ðàñòåò è òåìïåðàòóðà. (Èìåííî òàê îáñòîèò äåëî ñ ãàçàìè, êîòîðûå áûëè ïîäðîáíî èçó÷åíû íà Çåìëå). Íàêîíåö, òåìïåðàòóðà ñòàíîâèòñÿ òàêîé áîëüøîé - íåñêîëüêî ìèëëèîíîâ ãðàäóñîâ, - ÷òî â ÿäðå ýòîãî îáðàçóþùåãîñÿ òåëà ñîçäàþòñÿ óñëîâèÿ äëÿ ïðîòåêàíèÿ ÿäåðíîé ðåàêöèè ñèíòåçà: âîäîðîä íà÷èíàåò ïðåâðàùàåòüñÿ â ãåëèé. Îá ýòîì ìîæíî óçíàòü, ðåãèñòðèðóÿ ïîòîêè íåéòðèíî - ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö, âûäåëÿþùèõñÿ ïðè òàêîé ðåàêöèè. Ðåàêöèÿ ñîïðîâîæäàåòñÿ ìîùíûì ïîòîêîì ýëåêòðîìàãíèòíîãî èçëó÷åíèÿ, êîòîðîå äàâèò (ñèëîé ñâåòîâîãî äàâëåíèÿ, âïåðâûå èçìåðåííîé â Çåìíîé ëàáîðàòîðèè Ï.Ëåáåäåâûì) íà âíåøíèå ñëîè âåùåñòâà, ïðîòèâîäåéñòâóÿ ãðàâèòàöèîííîìó ñæàòèþ. Íàêîíåö, ñæàòèå ïðåêðàùàåòñÿ, ïîñêîëüêó äàâëåíèÿ óðàâíîâåøèâàþòñÿ, è ïðîòîçâåçäà ñòàíîâèòñÿ çâåçäîé. ×òîáû ïðîéòè ýòó ñòàäèþ ñâîåé ýâîëþöèè ïðîòîçâåçäå íóæíî íåñêîëüêî ìèëëèîíîâ ëåò, åñëè åå ìàññà áîëüøå ñîëíå÷íîé, è íåñêîëüêî ñîò ìèëëèîíîâ ëåò, åñëè åå ìàññà ìåíüøå ñîëíå÷íîé. Çâåçä, ìàññû êîòîðûõ ìåíüøå ñîëíå÷íîé â 10 ðàç, î÷åíü ìàëî.
Ìàññà ÿâëÿåòñÿ îäíîé èç âàæíûõ õàðàêòåðèñòèê çâåçä. Ëþáîïûòíî îòìåòèòü, ÷òî äîâîëüíî ðàñïðîñòðàíåíû äâîéíûå çâåçäû - îáðàçóþùèåñÿ âáëèçè äðóã äðóãà è âðàùàþùèåñÿ âîêðóã îáùåãî öåíòðà. Èõ íàñ÷èòûâàåòñÿ îò 30 äî 50 ïðîöåíòîâ îò îáùåãî ÷èñëà çâåçä. Âîçíèêíîâåíèå äâîéíûõ, âåðîÿòíî, ñâÿçàíî ñ ðàñïðåäåëåíèåì ìîìåíòà êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ èñõîäíîãî îáëàêà. Åñëè ó òàêîé ïàðû îáðàçóåòñÿ ïëàíåòíàÿ ñèñòåìà, òî äâèæåíèå ïëàíåò ìîæåò áûòü äîâîëüíî çàìûñëîâàòûì, à óñëîâèÿ íà èõ ïîâåðõíîñòÿõ áóäóò ñèëüíî èçìåíÿòüñÿ â çàâèñèìîñòè îò ðàñïîëîæåíèÿ ïëàíåòû íà îðáèòå ïî îòíîøåíèþ ê ñâåòèëàì. Âåñüìà âîçìîæíî, ÷òî ñòàöèîíàðíûõ îðáèò, âðîäå òåõ, ÷òî ìîãóò ñóùåñòâîâàòü â ïëàíåòíûõ ñèñòåìàõ îäèíàðíûõ çâåçä (è ñóùåñòâóþò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå), íå îêàæåòñÿ ñîâñåì. Îáû÷íûå, îäèíàðíûå çâåçäû â ïðîöåññå ñâîåãî îáðàçîâàíèÿ íà÷èíàþò âðàùàòüñÿ âîêðóã ñâîåé îñè.
Äðóãîé âàæíîé õàðàêòåðèñòèêîé ÿâëÿåòñÿ ðàäèóñ çâåçäû. Ñóùåñòâóþò çâåçäû - áåëûå êàðëèêè, ðàäèóñ êîòîðûõ íå ïðåâûøàåò ðàäèóñà Çåìëè, ñóùåñòâóþò è òàêèå - êðàñíûå ãèãàíòû, ðàäèóñ êîòîðûõ äîñòèãàåò ðàäèóñà îðáèòû Ìàðñà. Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ çâåçä ïî ñïåêòðîñêîïè÷åñêèì äàííûì â ñðåäíåì òàêîé: íà 10000 àòîìîâ âîäîðîäà ïðèõîäèòñÿ 1000 àòîìîâ ãåëèÿ, 5 àòîìîâ êèñëîðîäà, 2 àòîìà àçîòà, 1 àòîì óãëåðîäà, îñòàëüíûõ ýëåìåíòîâ åùå ìåíüøå. Èç-çà âûñîêèõ òåìïåðàòóð àòîìû èîíèçèðóþòñÿ, òàê ÷òî âåùåñòâî çâåçäû ÿâëÿåòñÿ â îñíîâíîì âîäîðîäíî-ãåëèåâîé ïëàçìîé - â öåëîì ýëåêòðè÷åñêè íåéòðàëüíîé ñìåñüþ èîíîâ è ýëåêòðîíîâ.  çàâèñèìîñòè îò ìàññû è õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà èñõîäíîãî îáëàêà îáðàçîâàâøàÿñÿ çâåçäà ïîïàäàåò íà òîò èëè èíîé ó÷àñòîê òàê íàçûâàåìîé ãëàâíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè íà äèàãðàììå Ãåðöøïðóíãà-Ðåññåëà. Ïîñëåäíÿÿ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êîîðäèíàòíóþ ïëîñêîñòü, íà âåðòèêàëüíîé îñè êîòîðîé îòêëàäûâàåòñÿ ñâåòèìîñòü çâåçäû (ò.å. êîëè÷åñòâî ýíåðãèè, èçëó÷àåìîé åé â åäèíèöó âðåìåíè), à íà ãîðèçîíòàëüíîé - åå ñïåêòðàëüíûé êëàññ (õàðàêòåðèçóþùèé öâåò çâåçäû, êîòîðûé â ñâîþ î÷åðåäü çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû åå ïîâåðõíîñòè. Ïðè ýòîì "ñèíèå" çâåçäû áîëåå ãîðÿ÷èå, ÷åì "êðàñíûå", à íàøå "æåëòîå" Ñîëíöå èìååò ïðîìåæóòî÷íóþ òåìïåðàòóðó ïîâåðõíîñòè ïîðÿäêà 6000 ãðàäóñîâ) (ðèñ.2). Òðàäèöèîííî ñïåêòðàëüíûå êëàññû îò ãîðÿ÷èõ ê õîëîäíûì îáîçíà÷àþòñÿ áóêâàìè O,B,A,F,G,K,M (ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ëåãêî çàïîìíèòü ñ ïîìîùüþ ìíåìîíè÷åñêîãî ïðàâèëà "O, Be A Fine Girl, Kiss Me"), ïðè ýòîì êàæäûé êëàññ äåëèòñÿ íà äåñÿòü ïîäêëàññîâ. Òàê, íàøå Ñîëíöå èìååò ñïåêòðàëüíûé êëàññ G2. Íà äèàãðàììå âèäíî, ÷òî áîëüøèíñòâî çâåçä ðàñïîëàãàåòñÿ âäîëü ïëàâíîé êðèâîé, èäóùåé èç ëåâîãî âåðõíåãî óãëà â ïðàâûé íèæíèé. Ýòî è åñòü ãëàâíàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü. Íàøå Ñîëíöå òàêæå íàõîäèòñÿ íà íåé. Ïî ìåðå "âûãîðàíèÿ" âîäîðîäà â öåíòðå çâåçäû åå ìàññà íåìíîãî ìåíÿåòñÿ è çâåçäà íåìíîãî ñìåùàåòñÿ âïðàâî âäîëü ãëàâíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè. Çâåçäû ñ ìàññàìè ïîðÿäêà ñîëíå÷íîé íàõîäÿòñÿ íà ãëàâíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè 10-15 ìëðä. ëåò (íàøå Ñîëíöå íàõîäèòñÿ íà íåé óæå îêîëî 4,5 ìëðä. ëåò). Ïîñòåïåííî ýíåðãèè â öåíòðå çâåçäû âûäåëÿåòñÿ âñå ìåíüøå, äàâëåíèå ïàäàåò, ÿäðî ñæèìàåòñÿ, è òåìïåðàòóðà â íåì âîçðàñòàåò. ßäåðíûå ðåàêöèè ïðîòåêàþò òåïåðü òîëüêî â òîíêîì ñëîå íà ãðàíèöå ÿäðà âíóòðè çâåçäû.  ðåçóëüòàòå çâåçäà â öåëîì íà÷èíàåò "ðàçáóõàòü", à åå ñâåòèìîñòü óâåëè÷èâàòüñÿ. Çâåçäà ñõîäèò ñ ãëàâíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè è ïåðåáèðàåòñÿ â ïðàâûé âåðõíèé óãîë äèàãðaììû Ãåðöøïðóíãà-Ðåññåëà, ïðåâðàùàÿñü â òàê íàçûâàåìûé "êðàñíûé ãèãàíò". Ïîñëå òîãî, êàê òåìïåðàòóðà ñæèìàþùåãîñÿ (òåïåðü óæå ãåëèåâîãî) ÿäðà êðàñíîãî ãèãàíòà äîñòèãíåò 100-150 ìëí. ãðàäóñîâ, íà÷èíàåòñÿ íîâàÿ ÿäåðíàÿ ðåàêöèÿ ñèíòåçà - ïðåâðàùåíèå ãåëèÿ â óãëåðîä. Êîãäà è ýòà ðåàêöèÿ èñ÷åðïàåò ñåáÿ, ïðîèñõîäèò ñáðîñ îáîëî÷êè - ñóùåñòâåííàÿ ÷àñòü ìàññû çâåçäû ïðåâðàùàåòñÿ â ïëàíåòàðíóþ òóìàííîñòü. Ãîðÿ÷èå âíóòðåííèå ñëîè çâåçäû îêàçûâàþòñÿ "ñíàðóæè", è èõ èçëó÷åíèå "ðàçäóâàåò" îòäåëèâøóþñÿ îáîëî÷êó. ×åðåç íåñêîëüêî äåñÿòêîâ òûñÿ÷ ëåò îáîëî÷êà ðàññåèâàåòñÿ, è îñòàåòñÿ íåáîëüøàÿ î÷åíü ãîðÿ÷àÿ ïëîòíàÿ çâåçäà. Ìåäëåííî îñòûâàÿ, îíà ïåðåõîäèò â ëåâûé íèæíèé óãîë äèàãðàììû è ïðåâðàùàåòñÿ â "áåëûé êàðëèê". Áåëûå êàðëèêè, ïî-âèäèìîìó, ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé çàêëþ÷èòåëüíûé ýòàï íîðìàëüíîé ýâîëþöèè áîëüøèíñòâà çâåçä.
Íî âñòðå÷àþòñÿ è àíîìàëèè. Íåêîòîðûå çâåçäû âðåìÿ îò âðåìåíè âñïûõèâàþò, ïðåâðàùàÿñü â íîâûå çâåçäû. Ïðè ýòîì îíè êàæäûé ðàç òåðÿþò ïîðÿäêà ñîòîé äîëè ïðîöåíòà ñâîåé ìàññû. Èç õîðîøî èçâåñòíûõ çâåçä ìîæíî óïîìÿíóòü íîâóþ â ñîçâåçäèè Ëåáåäÿ, âñïûõíóâøóþ â àâãóñòå 1975 ãîäà è ïðîáûâøóþ íà íåáîñâîäå íåñêîëüêî ëåò.
Íî èíîãäà ñëó÷àþòñÿ è âñïûøêè ñâåðõíîâûõ - êàòàñòðîôè÷åñêèå ñîáûòèÿ, âåäóùèå ê ïîëíîìó ðàçðóøåíèþ çâåçäû, ïðè êîòîðûõ çà êîðîòêîå âðåìÿ èçëó÷àåòñÿ ýíåðãèè áîëüøå, ÷åì îò ìèëëèàðäîâ çâåçä òîé ãàëàêòèêè, ê êîòîðîé ïðèíàäëåæèò ñâåðõíîâàÿ. Òàêîå ñîáûòèå çàôèêñèðîâàíî â êèòàéñêèõ õðîíèêàõ 1054 ãîäà: íà íåáîñâîäå ïîÿâèëàñü òàêàÿ ÿðêàÿ çâåçäà, ÷òî åå ìîæíî áûëî âèäåòü äàæå äíåì. Ðåçóëüòàò ýòîãî ñîáûòèÿ èçâåñòåí íàì òåïåðü êàê Êðàáîâèäíàÿ òóìàííîñòü (ðèñ.3), "ìåäëåííîå" ðàñïðîñòðàíåíèå êîòîðîé ïî íåáó ìû íàáëþäàåì â ïîñëåäíèå 300 ëåò. Ñêîðîñòü ðàçëåòà åå ãàçîâ â ðåçóëüòàòå âçðûâà ñîñòàâëÿåò ïîðÿäêà 1500 ì/ñ, íî îíà íàõîäèòñÿ î÷åíü äàëåêî. Ñîïîñòàâëÿÿ ñêîðîñòü ðàçëåòà ñ âèäèìûì ðàçìåðîì Êðàáîâèäíîé òóìàííîñòè, ìû ìîæåì ðàññ÷èòàòü âðåìÿ, êîãäà îíà áûëà òî÷å÷íûì îáúåêòîì, è íàéòè åãî ìåñòî íà íåáîñêëîíå - ýòè âðåìÿ è ìåñòî ñîîòâåòñòâóþò âðåìåíè è ìåñòó ïîÿâëåíèÿ çâåçäû, óïîìÿíóòîé â õðîíèêàõ.
Åñëè ìàññà çâåçäû, îñòàâøåéñÿ ïîñëå ñáðîñà îáîëî÷êè "êðàñíûì ãèãàíòîì" ïðåâîñõîäèò ñîëíå÷íóþ â 1,2-2,5 ðàçà, òî, êàê ïîêàçûâàþò ðàñ÷åòû, óñòîé÷èâûé "áåëûé êàðëèê" îáðàçîâàòüñÿ íå ìîæåò. Çâåçäà íà÷èíàåò ñæèìàòüñÿ, è åå ðàäèóñ äîñòèãàåò íè÷òîæíûõ ðàçìåðîâ â 10 êì, à ïëîòíîñòü âåùåñòâà òàêîé çâåçäû ïðåâûøàåò ïëîòíîñòü àòîìíîãî ÿäðà. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî òàêàÿ çâåçäà ñîñòîèò èç ïëîòíî óïàêîâàííûõ íåéòðîíîâ, ïîýòîìó îíà òàê è íàçûâàåòñÿ - íåéòðîííàÿ çâåçäà. Ñîãëàñíî ýòîé òåîðåòè÷åñêîé ìîäåëè ó íåéòðîííîé çâåçäû èìååòñÿ ñèëüíîå ìàãíèòíîå ïîëå, à ñàìà îíà âðàùàåòñÿ ñ îãðîìíîé ñêîðîñòüþ - íåñêîëüêî äåñÿòêîâ èëè ñîòåí îáîðîòîâ â ñåêóíäó. È òîëüêî îáíàðóæåííûå (èìåííî â Êðàáîâèäíîé òóìàííîñòè) â 1967 ãîäó ïóëüñàðû - òî÷å÷íûå èñòî÷íèêè èìïóëüñíîãî ðàäèîèçëó÷åíèÿ âûñîêîé ñòàáèëüíîñòè - îáëàäàþò êàê ðàç òàêèìè ñâîéñòâàìè, êàêèõ ñëåäîâàëî îæèäàòü îò íåéòðîííûõ çâåçä. Íàáëþäàåìîå ÿâëåíèå ïîäòâåðäèëî êîíöåïöèþ.
Åñëè æå îñòàâøàÿñÿ ìàññà åùå áîëüøå, òî ãðàâèòàöèîííîå ñæàòèå íåóäåðæèìî ñæèìàåò âåùåñòâî è äàëüøå. Âñòóïàåò â äåéñòâèå îäíî èç ïðåäñêàçàíèé îáùåé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè, ñîãëàñíî êîòîðîìó âåùåñòâî ñîæìåòñÿ â òî÷êó. Ýòî ÿâëåíèå íàçûâàåòñÿ ãðàâèòàöèîííûì êîëëàïñîì, à åãî ðåçóëüòàò - "÷åðíîé äûðîé". Ýòî íàçâàíèå ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî ãðàâèòàöèîííàÿ ìàññà òàêîãî îáúåêòà íàñòîëüêî âåëèêà, ñèëû ïðèòÿæåíèÿ íàñòîëüêî çíà÷èòåëüíû, ÷òî íå òîëüêî êàêîå-ëèáî âåùåñòâåííîå òåëî íå ìîæåò ïîêèíóòü îêðåñòíîñòü ÷åðíîé äûðû, íî äàæå ñâåò - ýëåêòðîìàãíèòíûé ñèãíàë - íå ìîæåò íè îòðàçèòüñÿ, íè âûéòè "íàðóæó". Òàêèì îáðàçîì, íåïîñðåäñòâåííî íàáëþäàòü ÷åðíóþ äûðó íåâîçìîæíî, ìîæíî ëèøü äîãàäàòüñÿ î åå ñóùåñòâîâàíèè ïî êîñâåííûì ýôôåêòàì. Äâèãàÿñü â ïðîñòðàíñòâå ïî íàïðàâëåíèþ ê ÷åðíîé äûðå (î êîòîðîé ìû ïîêà íè÷åãî íå çíàåì), ìîæíî îáíàðóæèòü, ÷òî ðèñóíîê ñîçâåçäèé, ðàñïîëîæåííûõ ïðÿìî ïî êóðñó íà÷èíàåò ìåíÿòüñÿ. Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî ñâåò, èäóùèé îò çâåçä è ïðîõîäÿùèé íåïîäàëåêó îò ÷åðíîé äûðû, îòêëîíÿåòñÿ åå òÿãîòåíèåì. Ïî ìåðå ïðèáëèæåíèÿ ê äûðå âîçíèêíåò ïóñòàÿ îáëàñòü, îêðóæåííàÿ ñâåòÿùèìèñÿ òî÷êàìè-çâåçäàìè, â òîì ÷èñëå è òàêèìè, êîòîðûõ ðàíüøå íå íàáëþäàëîñü. Ñâåò îò íåêîòîðûõ çâåçä ìîæåò, ïðîõîäÿ ìèìî äûðû, ïîâîðà÷èâàòü âîêðóã íåå, à çàòåì ïîïàäàòü â ïðèåìíûå óñòðîéñòâà íàáëþäàòåëÿ. Òàêèì îáðàçîì, îäíà çâåçäà ìîæåò äàâàòü íåñêîëüêî èçîáðàæåíèé â ðàçíûõ ìåñòàõ. Âñå ýòî, êîíå÷íî, ïðîòèâîðå÷èò êàê íàøåìó æèçíåííîìó îïûòó, òàê è êëàññè÷åñêèì ïðåäñòàâëåíèÿì, ñîãëàñíî êîòîðûì ñâåò ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ ïðÿìîëèíåéíî. Îäíàêî â ïîëüçó ñóùåñòâîâàíèÿ ÷åðíûõ äûð ãîâîðèò öåëûé ðÿä êîñâåííûõ àñòðîíîìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé, à îòêëîíåíèå ñâåòà ïîä äåéñòâèåì ãðàâèòàöèîííîãî ïðèòÿæåíèÿ ðåãèñòðèðóåòñÿ óæå ïðè ïðîõîæäåíèè ëó÷à ìèìî òàêîãî "íîðìàëüíîãî" îáúåêòà, êàê Ñîëíöå.
Íà ôîíå ïåðå÷èñëåííûõ ñâåäåíèé îá óñòðîéñòâå Âñåëåííîé îñíîâíàÿ êîñìîëîãè÷åñêàÿ ïðîáëåìà - îòêóäà æå âçÿëîñü ïåðâîíà÷àëüíîå îáëàêî ìåæçâåçäíîãî âåùåñòâà, èç êîòîðîãî ïðîèçîøëè âñå ýòè îáúåêòû, - îñòàåòñÿ ïî-ïðåæíåìó çàãàäî÷íîé. Óòâåðæäåíèå "Âñåëåííàÿ ñóùåñòâîâàëà âñåãäà" îñòàâëÿåò ìåñòî äëÿ âîïðîñà, âñåãäà ëè îíà áûëà òàêîé, êàêîé ìû âèäèì åå ñåé÷àñ. Âåäü åñëè Âñåëåííàÿ ñîõðàíÿåò ñâîè ñâîéñòâà âî âðåìåíè è ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé áîëåå èëè ìåíåå ðàâíîìåðíîå ðàñïðåäåëåíèå çâåçä â ïðîñòðàíñòâå, òî âîçíèêàåò ò.í. "ôîòîìåòðè÷åñêèé ïàðàäîêñ": íî÷íîå íåáî äîëæíî ñèÿòü, ïîñêîëüêó â ëþáîì íàïðàâëåíèè áëèæå èëè äàëüøå îò íàñ áóäåò èìåòüñÿ çâåçäà. Íî ýòîãî ìû íå âèäèì. Çàòî ìû îáíàðóæèëè, ÷òî èìååò ìåñòî êðàñíîå ñìåùåíèå. È ïîëàãàåì, ÷òî âñå ãàëàêòèêè ðàçëåòàþòñÿ. Çíà÷èò, êîãäà-òî âñå îíè áûëè ïîáëèçîñòè äðóã îò äðóãà â êàêîé-òî ìàëîé îáëàñòè. À â "îñòàëüíîì ïðîñòðàíñòâå" áûëî ïóñòî, è, çíà÷èò, ãîâîðèòü î òîì, ÷òî ðàâíîìåðíîå ðàñïðåäåëåíèå ñîõðàíÿëîñü ïîñòîÿííî, íå ïðèõîäèòñÿ. Òàêèì îáðàçîì, Âñåëåííàÿ ýâîëþöèîíèðóåò.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ïîëàãàþò, ÷òî ïðèìåðíî 25 ìëðä. ëåò íàçàä âñå âåùåñòâî áûëî ñîñðåäîòî÷åíî â îäíîé òî÷êå. Òàêàÿ ñèòóàöèÿ íå ïîçâîëÿåò ãîâîðèòü î ñóùåñòâîâàíèè äàæå òàêèõ îñíîâîïîëàãàþùèõ ïîíÿòèé, êàê ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ. Íå áûëî òîãäà íè ïðîñòðàíñòâà, íè âðåìåíè â îáû÷íîì ñìûñëå. Çàòåì ïðîèçîøåë Áîëüøîé Âçðûâ, â ðåçóëüòàòå êîòîðîãî îáðàçîâàëèñü ïðîòîíû, ýëåêòðîíû è äðóãèå ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû. Âçàèìîäåéñòâèå èçëó÷åíèÿ ñ âåùåñòâîì íà îïðåäåëåííîì ýòàïå ïðèâåëî ê òîìó, ÷òî èçëó÷åíèå è âåùåñòâî ñòàëè ýâîëþöèîíèðîâàòü ñ ðàçíûì òåìïîì. Îá ýòîì ìû ìîæåì äîãàäàòüñÿ ïî ñóùåñòâîâàíèþ òàê íàçûâàåìîãî ðåëèêòîâîãî èçëó÷åíèÿ, õàðàêòåðèçóþùåãî ðàííþþ ñòàäèþ ðàçâèòèÿ Âñåëåííîé, êîòîðîå ñåé÷àñ íàáëþäàåòñÿ â âèäå îäíîðîäíîãî ôîíà äëèííîâîëíîâîãî èçëó÷åíèÿ, íàáëþäàåìîãî ñ ëþáîãî íàïðàâëåíèÿ. ×àñòèöû ñòðåìèòåëüíî ðàçëåòàëèñü, âçàèìîäåéñòâóÿ ìåæäó ñîáîé â óñëîâèÿõ ãèãàíòñêèõ òåìïåðàòóð, ïîñòåïåííî îáðàçîâàëèñü îáëàêà, çâåçäû, â íåäðàõ êîòîðûõ èäóò ïðîöåññû ÿäåðíîãî ñèíòåçà òÿæåëûõ ýëåìåíòîâ, è ê íàñòîÿùåìó âðåìåíè ìû èìååì òî, ÷òî èìååì. Íî ê ÷åìó æå ýòî âñå ïðèâåäåò? Âñå çàâèñèò îò òîãî, êàêîâà ñðåäíÿÿ ïëîòíîñòü âåùåñòâà âî Âñåëåííîé. Åñëè îíà áîëüøå íåêîòîðîãî êðèòè÷åñêîãî çíà÷åíèÿ, òî ðåàëèçóåòñÿ ìîäåëü çàìêíóòîé Âñåëåííîé. Ïîä äåéñòâèåì ñèë ãðàâèòàöèîííîãî ïðèòÿæåíèÿ ðàñøèðåíèå ïðåêðàòèòñÿ (ïðèìåðíî åùå ÷åðåç 25 ìëðä. ëåò) è íà÷íåòñÿ ñæàòèå, â ðåçóëüòàòå êîòîðîãî âñå âåùåñòâî âíîâü ñîæìåòñÿ â òî÷êó. Åñëè æå ïëîòíîñòü ìåíüøå êðèòè÷åñêîé, òî ãðàâèòàöèîííûå ñèëû íå ñìîãóò îñòàíîâèòü ðàñøèðåíèå. Ðåàëèçóåòñÿ ìîäåëü îòêðûòîé Âñåëåííîé. ×åðåç 1015 ëåò çâåçäû îñòûíóò, ÷åðåç 1019 îíè ïîêèíóò ñâîè ãàëàêòèêè, åùå ÷åðåç íåâîîáðàçèìî áîëüøèå ïðîìåæóòêè âðåìåíè (åñëè èçâåñòíûå ñåé÷àñ ôèçè÷åñêèå çàêîíû âñå åùå áóäóò äåéñòâîâàòü) â ðåçóëüòàòå ðàäèîàêòèâíîãî ðàñïàäà âñå âåùåñòâî ïðåâðàòèòñÿ â æåëåçî, åùå ãîðàçäî ïîçæå æåëåçíûå "êàïëè" ïðåâðàòÿòñÿ â íåéòðîííûå çâåçäû è ÷åðíûå äûðû, êîòîðûå ÷åðåç 1067 ëåò èñïàðÿòñÿ. Îöåíèòü ïëîòíîñòü íàáëþäàåìîé Âñåëåííîé íåïðîñòî, õîòÿ ïîñëåäíèå äàííûå óêàçûâàþò íà òî, ÷òî, âåðîÿòíî, îíà íèæå êðèòè÷åñêîé, è Âñåëåííàÿ ÿâëÿåòñÿ îòêðûòîé.
Îêîëî îäíîé èç çâåçä ýòîé Âñåëåííîé âðàùàåòñÿ äåâÿòü ïëàíåò, â ÷èñëî êîòîðûõ âõîäèò è íàøà Çåìëÿ. À êàê îáðàçîâàëèñü ïëàíåòû? ßâëÿåòñÿ ëè ñóùåñòâîâàíèå ó çâåçä ïëàíåòíûõ ñèñòåì çàêîíîìåðíûì èëè ñëó÷àéíûì ñîáûòèåì? Òàê, È.Êàíò è Ï.Ëàïëàñ áûëè ñòîðîííèêàìè çàêîíîìåðíîñòè âîçíèêíîâåíèÿ ïëàíåò. Îáà îíè ïîëàãàëè, ÷òî âñå íà÷èíàëîñü ñ òóìàííîñòè, êîòîðàÿ âïîñëåäñòâèè ïðåâðàòèëàñü â çâåçäó, âîêðóã êîòîðîé âðàùàëèñü ïëàíåòû. Îäíàêî Êàíò ïîëàãàë, ÷òî òóìàííîñòü áûëà õîëîäíîé, çàòåì îíà ñòàëà ñæèìàòüñÿ, îáðàçîâàëîñü Ñîëíöå, à çàòåì èç íåãî âûäåëèëèñü ïëàíåòû.  òî âðåìÿ êàê Ëàïëàñ ñ÷èòàë, ÷òî òóìàííîñòü áûëà ãîðÿ÷åé, ñæèìàÿñü, îíà ñôîðìèðîâàëà êîëüöà, êîòîðûå âïîñëåäñòâèè ñòàëè ïëàíåòàìè, à çàòåì öåíòðàëüíàÿ ÷àñòü ñæàëàñü åùå ñèëüíåå è ïðåâðàòèëàñü â çâåçäó. "Êðèòè÷åñêèì âîïðîñîì" ê êàæäîé èç ãèïîòåç ÿâëÿåòñÿ âîïðîñ î ðàñïðåäåëåíèè ìîìåíòà êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå. Ñîñòàâèòü ïðåäñòàâëåíèå îá ýòîé õàðàêòåðèñòèêå ìîæíî íà ïðèìåðå ôèãóðèñòà, âûïîëíÿþùåãî âðàùåíèå. Ïîêà åãî ðóêè øèðîêî ðàçâåäåíû â ñòîðîíû, âðàùåíèå äîâîëüíî ìåäëåííî, ÷àñòü ìîìåíòà êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ ñîñðåäîòî÷åíà â íèõ. Åñëè æå ôèãóðèñò ïëîòíî ïðèæìåò ðóêè ê òåëó, åãî âðàùåíèå óñêîðèòñÿ.  Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå 98 % ïîëíîãî ìîìåíòà êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ ïðèõîäèòñÿ íà îðáèòàëüíîå äâèæåíèå ïëàíåò, è òîëüêî 2 % íà âðàùåíèå Ñîëíöà, êîòîðîå, õîòÿ è ñîäåðæèò ïîäàâëÿþùóþ ÷àñòü ìàññû âñåé ñèñòåìû, âðàùàåòñÿ ñðàâíèòåëüíî ìåäëåííî. Ñòàëî áûòü, íåîáõîäèìî îáúÿñíèòü, êàê ìîãëî âîçíèêíóòü òàêîå ïåðåðàñïðåäåëåíèå ìîìåíòà êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ â ïðîöåññå îáðàçîâàíèÿ ñèñòåìû çâåçäà-ïëàíåòû.
Ñòîðîííèêè ñëó÷àéíîãî îáðàçîâàíèÿ ïëàíåò ( Äæèíñ, Øìèäò, Ëèòòëòîí) îáñóæäàëè ðàçëè÷íûå âàðèàíòû ñòîëêíîâåíèÿ (áëèçêîãî ïðîõîæäåíèÿ) äâóõ çâåçä èëè ïðîõîæäåíèÿ çâåçäû ÷åðåç îáëàêî ìåæçâåçäíîé ïûëè, â ðåçóëüòàòå ÷åãî ó çâåçäû è ìîãëè áû îáðàçîâàòüñÿ ïëàíåòû: ëèáî èç ÷àñòè åå âåùåñòâà, âûðâàâøåãîñÿ ïîä äåéñòâèåì ãðàâèòàöèè âòîðîé çâåçäû, ëèáî èç âåùåñòâà îáëàêà. Îäíàêî, õîòÿ è îáîñíîâàííàÿ ðàñ÷åòàìè, ýòà ãèïîòåçà ÿâëÿåòñÿ ìåíåå ïðèâëåêàòåëüíîé, ïîñêîëüêó â ýòîì ñëó÷àå ëèøü ó îäíîé èç ïðèìåðíî 100000 çâåçä ìîãëà áû áûòü ïëàíåòíàÿ ñèñòåìà - óæ ñëèøêîì ìàëîâåðîÿòíûì ÿâëÿåòñÿ òàêîå ñòîëêíîâåíèå èëè äàæå ïðîõîæäåíèå.
Ïî ñ÷àñòüþ, â ðåçóëüòàòå íàáëþäåíèÿ ñïåêòðîâ, èçëó÷àåìûõ êðàÿìè çâåçä, âðàùàþùèìèñÿ "ê íàì" èëè "îò íàñ", áûëî îáíàðóæåíî, ÷òî äëÿ çâåçä âïëîòü äî êëàññà F5 ãëàâíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè õàðàêòåðíî áûñòðîå âðàùåíèå, à çâåçäû ïîñëåäóþùèõ êëàññîâ âðàùàþòñÿ ïðèìåðíî êàê íàøå Ñîëíöå. Ïðè ýòîì, åñëè ìûñëåííî "ñáðîñèòü" âñå ïëàíåòû Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû íà Ñîëíöå, òî èç çàêîíà ñîõðàíåíèÿ ìîìåíòà êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ áóäåò ñëåäîâàòü, ÷òî Ñîëíöå äîëæíî ïîñëå ýòîãî çàêðóòèòüñÿ â 50 ðàç áûñòðåå - â òî÷íîñòè òàê, êàê áûñòðî âðàùàþùèåñÿ çâåçäû. Ýòî íàâîäèò íà ìûñëü îá îáðàçîâàíèè ïëàíåòíûõ ñèñòåì â ïðîöåññå ýâîëþöèè çâåçä: áîëåå ãîðÿ÷àÿ è ìîùíî èçëó÷àþùàÿ çâåçäà â êàêîé-òî ìîìåíò ñáðàñûâàåò â îêðóæàþùåå ïðîñòðàíñòâî ÷àñòü ñâîåãî âåùåñòâà (ýòî è áóäóò âïîñëåäñòâèè ïëàíåòû), ñàìà çàìåäëÿåò ñâîå âðàùåíèå è "ñäâèãàåòñÿ" âäîëü ãëàâíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè â òó åå îáëàñòü, ãäå íàõîäèòñÿ è íàøå Ñîëíöå. Ïðèäóìàëè è âîçìîæíûé ìåõàíèçì ïåðåäà÷è ìîìåíòà êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ. Ïðè îòäåëåíèè âåùåñòâà îò âðàùàþùåéñÿ çâåçäû èõ îáùåå ìàãíèòíîå ïîëå òîðìîçèò âðàùåíèå çâåçäû, à äèñê îòäåëÿþùåãîñÿ âåùåñòâà ïîñòåïåííî îòîäâèãàåòñÿ îò åå ïîâåðõíîñòè. Ýòè ñîîáðàæåíèÿ ïðèâåëè ê òîìó, ÷òî ïî ñîâðåìåííûì îöåíêàì ïðèìåðíî 20% çâåçä èìåþò ïëàíåòíûå ñèñòåìû. Ïîëàãàþò, ÷òî âàæíóþ ðîëü èãðàþò è âñïûøêè ñâåðõíîâûõ, ñòèìóëèðóþùèå îáðàçîâàíèå ñîëíå÷íûõ òóìàííîñòåé, à òàêæå èçëó÷åíèå êîñìè÷åñêèõ ìàçåðîâ.
Âåùåñòâî ïåðâè÷íîé ñîëíå÷íîé òóìàííîñòè ìîæíî ïî òî÷êàì ïëàâëåíèÿ èëè êèïåíèÿ ðàçäåëèòü íà òðè êëàññà:
* ïîðîäû (ñèëèêàòû, îêèñëû ìåòàëëîâ, êðåìíèé, æåëåçî...), òåìïåðàòóðû ïëàâëåíèÿ ïîðÿäêà òûñÿ÷ ãðàäóñîâ;
* æèäêîñòè è ëüäû (õèìè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ óãëåðîäà, âîäîðîäà, àçîòà è êèñëîðîäà), òåìïåðàòóðû êèïåíèÿ ïîðÿäêà ñîòåí ãðàäóñîâ;
* ãàçû (H2, He, Ne, Ar).
 íàøåé ñîëíå÷íîé ñèñòåìå âáëèçè Ñîëíöà ðàñïîëîæåíû êàìåíèñòûå âåùåñòâà, äàëåå ïîÿâëÿåòñÿ ëåä, åùå äàëüøå çàìåðçøèå ìåòàí è àììèàê. Ðàçëè÷àþò ÷åòûðå âíóòðåííèå ïëàíåòû (Ìåðêóðèé, Âåíåðà, Çåìëÿ, Ìàðñ) è ÷åòûðå âíåøíèå (Þïèòåð, Ñàòóðí, Óðàí, Íåïòóí). Çà Íåïòóíîì íàõîäèòñÿ åùå îäíà ìàëåíüêàÿ ïëàíåòà - Ïëóòîí, êîòîðûé, ïî-âèäèìîìó, ðàíüøå áûë ëóíîé Íåïòóíà. Ìåæäó âíóòðåííåé è âíåøíåé ãðóïïàìè ïëàíåò íàõîäèòñÿ ïîÿñ àñòåðîèäîâ - îáëîìêîâ ðàçëè÷íîãî ðàçìåðà îò ìåòðîâ äî êèëîìåòðîâ â ïîïåðå÷íèêå. Äëÿ âíóòðåííèõ ïëàíåò õàðàêòåðíû ðàäèîàêòèâíûå ïðîöåññû, ïðîòåêàþùèå â íåäðàõ. Ýòî ïðèâîäèò ê ðàñïëàâëåíèþ âåùåñòâà â öåíòðå, ïðè÷åì òÿæåëîå âåùåñòâî - æåëåçî - îêàçûâàåòñÿ â ñàìîì ÿäðå. Ãàçû, âûäåëÿþùèåñÿ â ïðîöåññå ýâîëþöèè ïëàíåòû, ìîãóò áûòü óäåðæàíû åþ, òîëüêî åñëè ìàññà ïëàíåòû äîñòàòî÷íî âåëèêà. Òàê, Ìåðêóðèé ïîëíîñòüþ, à Ìàðñ â áîëüøîé ñòåïåíè íå óäåðæàëè ñâîè àòìîñôåðû. Âíåøíèå æå âåñüìà êðóïíûå ïëàíåòû îáëàäàþò òîëñòûìè àòìîñôåðàìè, ñîñòîÿùèìè â îñíîâíîì èçî ëüäîâ.
Ìåðêóðèé ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ìàëåíüêóþ ïëàíåòó, âåëè÷èíîé ñ íàøó Ëóíó. Îí (êàê, âïðî÷åì, è äðóãèå ïëàíåòû) äâèæåòñÿ âîêðóã Ñîëíöà ïî ýëëèïòè÷åñêîé îðáèòå, ïðè÷åì áîëüøàÿ ïîëóîñü ýëëèïñà ñàìà ïîíåìíîãó ïîâîðà÷èâàåòñÿ. Çàáåãàÿ íåñêîëüêî âïåðåä, õî÷åòñÿ óïîìÿíóòü, ÷òî òîëüêî ïîñëå ïîÿâëåíèÿ òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè - îäíîé èç ñàìûõ àáñòðàêòíûõ òåîðèé ñîâðåìåííîé íàóêè - áûëà ïîëó÷åíà ðàñ÷åòíàÿ ñêîðîñòü âðàùåíèÿ ýòîé ïîëóîñè, ñîâïàäàþùàÿ ñ íàáëþäàåìîé. Òåìïåðàòóðà íà ïîâåðõíîñòè Ìåðêóðèÿ äîñòèãàåò 3400Ñ.
Âåíåðà, äîëãî áûâøàÿ íàäåæäîé ïèñàòåëåé-ôàíòàñòîâ íà îñâîåíèå çåìëÿíàìè â íåäàëåêîì áóäóùåì, îáëàäàåò ïëîòíîé àòìîñôåðîé èç óãëåêèñëîãî ãàçà, ïîëíîé îáëàêîâ. Ýòà àòìîñôåðà ñòðåìèòåëüíî äâèæåòñÿ, è ñêîðîñòü âåòðà íàðàñòàåò îò 3,5 ì/ñ íà ïîâåðõíîñòè äî 100ì/ñ âäàëè îò íåå. Äàâëåíèå ó ïîâåðõíîñòè äîñòèãàåò 90 àòì., à òåìïåðàòóðà 4750Ñ (áîëüøå, ÷åì íà Ìåðêóðèè!), ÷òî îáóñëîâëåíî ïàðíèêîâûì ýôôåêòîì.
Çåìëþ ìû îáñóäèì ïîäðîáíî â ñëåäóþùåé ãëàâå.
Ìàðñ áîëåå ìèðîëþáèâ, ÷åì Âåíåðà. Ðàçðåæåííàÿ àòìîñôåðà èç óãëåêèñëîãî ãàçà (äàâëåíèå îêîëî 0,01 àòì) èìååò òåìïåðàòóðû îò 100Ñ äî -1200Ñ. Ó ïîëþñîâ èìåþòñÿ ïîëÿðíûå øàïêè èç ñóõîãî ëüäà. Áèîýêñïåðèìåíòû, âûïîëíåííûå â ðàìêàõ ïðîãðàììû "Âèêèíã", íå îáíàðóæèëè æèçíè íà Ìàðñå, îäíàêî, ïîëíîñòüþ ýòîò âîïðîñ íå çàêðûò.
Þïèòåð íà 82% ñîñòîèò èç âîäîðîäà è íà 17% èç ãåëèÿ. Åãî äèàìåòð áîëåå ÷åì â 11 ðàç ïðåâîñõîäèò äèàìåòð Çåìëè, à ñóòêè äëÿòñÿ âñåãî 9÷àñ.55ìèí. Ãèãàíòñêàÿ ñêîðîñòü âðàùåíèÿ ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî Þïèòåð ñèëüíî ñïëþñíóò ó ïîëþñîâ. Ïî ýòîé æå ïðè÷èíå çîíû âûñîêîãî äàâëåíèÿ ïåðåìåæàþòñÿ çîíàìè íèçêîãî äàâëåíèÿ è ðàñïîëîæåíû â øèðîòíîì íàïðàâëåíèè (ñ Çåìëè èõ âèäíî êàê ïîëîñû). Õîðîøî çàìåòíî "êðàñíîå ïÿòíî" - ãèãàíòñêàÿ óñòîé÷èâàÿ îáëàñòü àòìîñôåðíîé òóðáóëåíòíîñòè ïîïåðå÷íèêîì â òðè çåìíûõ äèàìåòðà. Îêðàñêà âîîáùå ïðèñóùà àòìîñôåðå Þïèòåðà, ÷òî ãîâîðèò î ïðîòåêàíèè êàêèõ-òî ôîòîõèìè÷åñêèõ ðåàêöèé. Âäîáàâîê èìåþòñÿ ðàçðÿäû àòìîñôåðíîãî ýëåêòðè÷åñòâà, êîòîðûå òàê ñèëüíû, ÷òî âîñïðèíèìàþòñÿ ïðèåìíèêàìè íà Çåìëå. Ýòè îáñòîÿòåëüñòâà íàâåëè Þðè è Ìèëëåðà íà ìûñëü ïðîìîäåëèðîâàòü óñëîâèÿ, õàðàêòåðíûå äëÿ àòìîñôåðû Þïèòåðà, â ëàáîðàòîðèè. Ãàçîâàÿ ñìåñü èç àììèàêà, ìåòàíà, âîäÿíîãî ïàðà è âîäîðîäà áûëà ïîäâåðãíóòà äåéñòâèþ èñêðîâûõ ðàçðÿäîâ â òå÷åíèå ñðàâíèòåëüíî ïðîäîëæèòåëüíîãî âðåìåíè.  ðåçóëüòàòå â îáúåìå áûëè îáíàðóæåíû ñëåäû àìèíîêèñëîò - êîìïîíåíò áåëêîâûõ ñîåäèíåíèé. Äàâëåíèå â íåäðàõ Þïèòåðà äîñòèãàåò 3 ìëí.àòì., ÷òî ïðèâîäèò ê ïåðåõîäó âîäîðîäà â ìåòàëëè÷åñêîå ñîñòîÿíèå, à ýòî, â ñâîþ î÷åðåäü, îáóñëàâëèâàåò ñóùåñòâîâàíèå ó Þïèòåðà ìîùíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ. ×åòûðå ñàìûõ êðóïíûõ ñïóòíèêà Þïèòåðà âèäíû ñ Çåìëè â õîðîøèé áèíîêëü.
Ñàòóðí èçâåñòåí ïðåæäå âñåãî ñâîèìè êîëüöàìè. Êîãäà Õ.Ãþéãåíñ â 1655 ã. îáíàðóæèë ïëàíåòó ñ êîëüöàìè âîêðóã, îí íå ïîâåðèë ñâîèì ãëàçàì è ñîîáùåíèå îá ýòîì, êîòîðîå óòâåðäèëî áû âïîñëåäñòâèè åãî ïðèîðèòåò, çàøèôðîâàë. Ëàòèíñêóþ ôðàçó, ñîäåðæàùóþ óòâåðæäåíèå î ñóùåñòâîâàíèè ïëàíåòû ñ êîëüöàìè, îí ðàçáèë íà áóêâû è ñíà÷àëà âûïèñàë âñå "a", çàòåì âñå "b" è ò.ä. ×åðåç äâà ãîäà, ñêîíñòðóèðîâàâ áîëåå ñîâåðøåííóþ òðóáó è óáåäèâøèñü â ïðàâèëüíîñòè ñâîèõ íàáëþäåíèé, îí ïðèâåë ñâîå ïðèîðèòåòíîå ñîîáùåíèå â íîðìàëüíûé âèä. Êîëüöà Ñàòóðíà ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé òîíêèé ïðåðûâèñòûé ñëîé îáëîìêîâ ðàçíîãî ðàçìåðà, âðàùàþùèõñÿ âîêðóã ïëàíåòû. Íàèáîëåå êðóïíûì ðàçðûâîì â êîëüöå ÿâëÿåòñÿ ùåëü Êàññèíè. Åå ñóùåñòâîâàíèå îáóñëîâëåíî íàëè÷èåì ñïóòíèêà Ñàòóðíà Ìèìàñà, ïåðèîä îáðàùåíèÿ êîòîðîãî ðîâíî âäâîå áîëüøå ïåðèîäà, êîòîðûé ìîã áû áûòü ó òåëà, íàõîäÿùåãîñÿ íà ðàññòîÿíèè îò Ñàòóðíà, ñîîòâåòñòâóþùåì ùåëè Êàññèíè. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî òåëà, ïåðâîíà÷àëüíî íàõîäèâøèåñÿ òàì, ãäå ñåé÷àñ ùåëü, ïåðèîäè÷åñêè ïîïàäàëè â ãðàâèòàöèîííûå óñëîâèÿ, ñìåùàâøèå èõ ñ òîé îðáèòû, è â êîíöå êîíöîâ ýòèõ òåë òàì íå îñòàëîñü.
Óðàí òîæå îáëàäàåò ñèñòåìîé êîëåö, òîëüêî äîâîëüíî òîíêèõ. Îò äðóãèõ ïëàíåò îí îòëè÷àåòñÿ òåì, ÷òî îñü åãî âðàùåíèÿ ðàñïîëîæåíà ïðàêòè÷åñêè â ïëîñêîñòè îðáèòû. Èíûìè ñëîâàìè, ïîëÿðíûå êðóãè Óðàíà ïðàêòè÷åñêè ñîâïàäàþò ñ ýêâàòîðîì.
Íåïòóí èçâåñòåí ñâîåé èñòîðèåé îòêðûòèÿ. Îí ðàñïîëîæåí òàê äàëåêî îò Ñîëíöà, ÷òî îáíàðóæèòü åãî ïðîñòî â ðåçóëüòàòå ïëàíîìåðíûõ íàáëþäåíèé íåáà íå áûëî âîçìîæíîñòè. Êîãäà â äâèæåíèè Óðàíà áûë îáíàðóæåí ðÿä íåîáúÿñíèìûõ ñòðàííîñòåé, íåêîòîðûå ó÷åíûå áûëè ñêëîííû ïðåäïîëîæèòü, ÷òî òàê äàëåêî îò Ñîëíöà çàêîíû ìåõàíèêè íå äåéñòâóþò. Âîò õîðîøèé ïðèìåð ÿñíîãî îñîçíàíèÿ ðîëè êîíöåïöèè â åñòåñòâîçíàíèè. Îäíàêî Àäàìñ è íåçàâèñèìî Ëåâåðüå, ïðåäïîëîæèëè, ÷òî íà äâèæåíèå Óðàíà îêàçûâàåò âëèÿíèå íåêîòîðàÿ ïëàíåòà, êîòîðàÿ ïîêà íå íàáëþäàëàñü. Îíè âû÷èñëèëè åå ïðåäïîëàãàåìûå êîîðäèíàòû, îñíîâûâàÿñü íà ìåõàíèêå Íüþòîíà, è Ëåâåðüå íàïèñàë ïèñüìî íåìåöêîìó àñòðîíîìó Ãàëëå, â êîòîðîì óêàçàë òî÷íûå êîîðäèíàòû ïðåäïîëàãàåìîé ïëàíåòû.  òó æå íî÷ü Ãàëëå îáíàðóæèë åå â óêàçàííîì ìåñòå. Ýòî è áûë Íåïòóí.
Ïëóòîí áûë îáíàðóæåí ñõîæèì îáðàçîì, íî óæå ïî äâèæåíèþ Íåïòóíà. Îí ãîðàçäî ìåíüøå ÷åòûðåõ âíåøíèõ ïëàíåò-ãèãàíòîâ è ïðåäïîëîæèòåëüíî ñîøåë ñ îðáèòû âîêðóã Íåïòóíà, ãäå îí áûë ñïóòíèêîì, â ðåçóëüòàòå áëèçêîãî ïðîëåòà êîìåòû è ñòàë ñàìîñòîÿòåëüíîé ïëàíåòîé.
Ïîìèìî ïëàíåò ê ñîëíå÷íîé ñèñòåìå ïðèíàäëåæàò òàêæå è êîìåòû - íåáåñíûå òåëà, ïåðèîäè÷åñêè ïîÿâëÿþùèåñÿ âáëèçè ïëàíåò ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Êîìåòû äâèãàþòñÿ ïî ãîðàçäî áîëåå âûòÿíóòûì îðáèòàì, ÷åì ïëàíåòû. Ýòè îðáèòû ÷àñòî ðàñïîëîæåíû íå â ïëîñêîñòè îðáèò âñåõ îñòàëüíûõ ïëàíåò, ÷òî óêàçûâàåò íà òî, ÷òî êîìåòû áûëè çàõâà÷åíû Ñîëíöåì èç îêðóæàþùåãî êîñìè÷åñêîãî ïðîñòðàíñòâà, à íå îáðàçîâûâàëèñü îäíîâðåìåííî ñ ïëàíåòàìè. Çà÷àñòóþ êîìåòû ñîñòîÿò èçî ëüäà, êîòîðûé èñïàðÿåòñÿ ñ ïîâåðõíîñòè ïðè ïîïàäàíèè â çîíó äåéñòâèÿ ñîëíå÷íîé ðàäèàöèè, è êîìåòà ïðèîáðåòàåò õâîñò.
| Ðóáðèêè: | Ðàçâëå÷åíèå, çíàêîìñòâî |
| Êîììåíòèðîâàòü | « Ïðåä. çàïèñü — Ê äíåâíèêó — Ñëåä. çàïèñü » | Ñòðàíèöû: [1] [Íîâûå] |