История астрономии. Некоторые эволюционные идеи современности

Возрождение идеи о том, что процесс звездообразования продолжается и в наше время, дало новый стимул звездно-космогоническим исследованиям на традиционной, заложенной В. Гершелем основе — гравитационной конденсации разреженной материи. Здесь в качестве подтверждающих наблюдательных данных рассматривается, в частности, открытие в 1947 г. Б. Боком (США) в газово-пылевых туманностях чрезвычайно плотных для такой материи небольших образований — «глобул». Это — маленькие темные туманности круглой формы, размерами от 100 тыс. а. е. до 1 - 2 световых лет и массами от 0,001 до 0,1 массы Солнца. Существенную роль для развития космогонических представлений сыграли исследования одного из ведущих советских астрофизиков академика В. Г. Фесенкова (1889—1972). В 50-годы он выдвинул и разработал идею о существенной роли в эволюции космической материи процессов резких сжатий, в результате которых образуются плотные волокна, и в них может начаться процесс звездообразования. Эта идея в дальнейшем получила неожиданное развитие при осмыслении космогонических процессов совершенно различных масштабов. Так, оригинальную идею подобного механизма звездообразования выдвинул в 60-х годах советский астрофизик Э. А. Дибай (1931—1983). Это — звездообразование, стимулируемое уже возникшими ранее молодыми массивными и потому особенно активными быстро эволюционирующими звездами, с сильным звездным ветром или даже взрывающимися как сверхновые. Стремительное расширение вещества в окрестностях такой звезды вызывает на границе неподвижного нейтрального и быстро движущегося от звезды ионизованного газа ударные волны, которые, встречая случайные уплотнения, резко обжимают их, ускоряя превращение их в звезды. Объект при этом приобретает характерный вид «кометообразной туманности». Интересно, что еще В. Гершель описал такие загадочные для него туманности как «кисть электрического разряда», истекающего из одной точки. Идея Дибая закладывает фундамент новой, нелинейной космогонии. Идея космогонической роли кратковременных сжатий позволила и самому В. Г. Фесенкову дать объяснение происхождения наиболее загадочных метеоритов — углистых хондритов. В своей последней статье (1972) он сделал вывод, что эти самые старые по космическому возрасту, рыхлые массы космического вещества, изредка выпадающие па поверхность Земли,— результат столкновений и кратковременного разогрева в околозвездном (протопланетном) облаке сгустков вещества кометных размеров. Наконец, идея кратковременных сжатий отдельных областей первичного вещества наблюдаемой Вселенной легла в основу современной идеи формирования крупномасштабной структуры Вселенной (теория космических «блинов» академика Я. Б. Зельдовича). В настоящее время стало общепринятым в качестве вероятных зон наблюдаемого звездообразования рассматривать именно упоминавшиеся холодные молекулярные облака в окрестностях уже образовавшихся молодых звезд. Таким образом, можно думать (и на это наводят исторические примеры подобных дискуссий, например, о природе лунных кратеров, о природе света...), что обе концепции — интеграции и дезинтеграции вещества отражают лишь разные стороны одного общего, более сложного космогонического процесса. Они, возможно, сосуществуют либо в разных областях пространства, либо сменяют друг друга во времени в качестве преимущественных в ту или иную эпоху развития Вселенной. После первого шага Лапласа и до недавнего времени никто не пытался увядать между собой процессы плането- и звездообразования. Учитывали только общий вывод о времени жизни звезд. Представления об этом сильно менялись с самого начала их научного обсуждения в середине XIX в. и вплоть до наших дней (от 106 до 1015 лет; современные оценки: 1010—1011 лет). С 60-х годов XX в. было обращено внимание (особенно В. Г. Фесенковым) на необходимость (1) объединенного исследования проблем планетной и звездной космогонии и (2) более детального учета многоаспектности космогонического процесса: учета данных не только небесной механики, астрофизики, геологии, но и других наук о Земле, а главное, метеоритики, не говоря уже о ядерной физике, магнитогидродинамике и т. п. Именно эти две тенденции стали в наши дни определяющими в космогонических исследованиях, где сейчас работают многие десятки специалистов.

Совершенно новый стимул развитию планетной космогонии дают современные исследования вещества метеоритов, главным образом космохимические исследования (изучение изотопного состава, выявление короткоживущих изотопов, позволяющих раскрыть историю метеорита в космосе). В наши дни соединились в своеобразном компромиссе и два главных подхода к пониманию феномена Солнечной системы. Прежде одни считали ее редчайшей случайностью, другие — обыденным закономерным следствием развития обычной околозвездной туманности. В настоящее время процесс рассматривается как закономерный, но осуществляющийся в весьма специфических условиях, т. е. не столь уж часто. Сейчас уже ясно, что проблема планетной космогонии более трудна, нежели другие эволюционные проблемы в астрономии, такие как происхождение и развитие галактик, звездообразование или даже возникновение крупномасштабной структуры Метагалактики. Во-первых, мы наблюдаем планетную систему пока в единственном экземпляре (предполагавшееся открытие планетоподобных спутников у ряда звезд, таких как 61 Лебедя, э Эридана, окончательно еще не подтверждено). Во-вторых, в отличие от сверхскоплений галактик, в Солнечной системе мы видим устойчивую систему, «забывшую» свою «историю жизни», по крайней мере, свою динамическую историю. Но здесь в последнее время растет надежда... «оживить» ее память и найти следы космогонического процесса в космохимии, равно как и в минералогии наименее изменившегося со временем материала — метеоритов, особенно таких, как углистые хондриты — самое древнее вещество Вселенной, которого когда-либо касалась рука человека. Новой тенденцией в космогонии стало менее нетерпимое отношение к прежним гипотезам, из запаса которых снова черпаются те или иные забытые или даже отвергнутые некогда идеи, поскольку они оказываются плодотворными в свете новых фактов. (Вплоть до идеи разделения туманностей на «лапласовы кольца».) Современные космогонисты имеют наибольшие возможности убедиться, что через большие промежутки времени полезно бывает обратиться за советом к предшественникам, «...пыль веков от хартий отряхнув...». Об этом напомнили современным ученым, например, удивительно злободневные сейчас высказывания в области космогонии своеобразного астронома начала нашего века Т. Си. Менее одиозной становится и идея участия в космогоническом процессе внешнего тела, случайного события. В наши дни именно взрывом по соседству сверхновой пытаются объяснить многие закономерности состава вещества Солнечной системы. Дело в том, что в общем контексте с развитием всей наблюдаемой Вселенной многие такие «случайности» оказываются более вероятными событиями. В период образования Солнечной системы, около 5 миллиардов лет назад, Галактика также была моложе, интенсивность звездообразования, частота взрывов сверхновых — больше. (Впервые подобную идею высказал Дж. Джинс в последние годы жизни.) Итак, в отличие от физики или, скажем, химии, минералогии, астрономия, подобно биологии, является наукой эволюционной. Объекты ее исследования — от планет и до сверхскоплений галактик, а быть может, и, включая всю Метагалактику в целом, формируются, развиваются, гибнут. В наше время высказываются иногда идеи эволюции и всей мыслимой Вселенной в целом. Но эта проблема остается открытой и требует глубокого философского осмысления (если только... под всей Вселенной не разумеют Метагалактику). И как это ни парадоксально, первой моделью, в значительной степени перешедшей из ранга картины мира в ранг достоверного научного знания, оказалась именно предельно универсальная космогоническая модель—«горячей Вселенной». Открытие предсказанного этой теорией реликтового микроволнового радиоизлучения убедительно показало, что вся наблюдаемая ныне Вселенная в прошлом находилась в сверхплотном состоянии, существенно отличающемся от современного. И поскольку это сверхплотное состояние ее мыслится менее организованным, не содержащим еще всего богатства, например, ядер разных элементов (не говоря уже о космических системах), то отсюда заключают, что Вселенная не просто изменилась, а проэволюционировала за истекшие 15—20 миллиардов лет своего расширения от более примитивного к более совершенному, современному состоянию.