О конце, за которым должно следовать начало

Жизнь человека занимает во времени некоторый отрезок. Один его конец отмечает рождение человека, другой- смерть. То же можно сказать и о любом живом организме и даже, более того, о любом отдельно взятом объекте, будь то атом, камень или планета.

«Все возникающее достойно гибели», — говорили древние философы. Ни одна из вещей, наблюдаемых нами в мире, не вечна. Она когда-то возникла, то есть имела начало, и, возникнув, рано или поздно неизбежно должна исчезнуть — таков конец всех вещей. Весь научный опыт человечества, вся многовековая человеческая практика подтверждает закон вечной изменчивости природы: возникающее должно погибнуть.

Все сказанное, относится, разумеется, и к звездам.

Возникнув однажды из какой-то дозвездной формы материи, каждая звезда должна прожить невообразимо долгую по человеческим меркам жизнь. Но ее жизненный путь, как и у человека, изображается во времени не лучом, исходящим из точки в бесконечность, а вполне определенным, но все же ограниченным отрезком.

Ни в чем, пожалуй, астрономы так не единодушны, как в вопросе о конце эволюционного пути звезд. Тут, собственно, и вопроса-то никакого нет. Рано или поздно, так или иначе, но каждая звезда непременно охладится и погаснет. Источники энергии, питающие звезды, только по земным масштабам кажутся неиссякаемыми. Время, однако, сделает свое дело — ядерные процессы, поддерживающие лучеиспускание звезды, иссякнут, и покрывшаяся вначале тонкой твердой корой погасшая звезда в конце концов превратится в огромный полностью затвердевший темный шар.

Можно спорить о том, какая форма агонии будет предшествовать этому концу. Некоторые астрономы полагают, что, исчерпав весь водород, звезда превратится в белого карлика. В состоянии белого карлика звезда может находиться очень долго — ведь расход энергии во внешнее пространство у этих звезд так невелик, что звезда может довольствоваться скудным запасом внутренней энергии.

Вещество белых карликов находится в так называемом вырожденном состоянии. Оно представляет собой смесь электронов и «ободранных» ядер атомов, находящихся под большим давлением, — то, что астрофизики называют вырожденным газом. В этом хаосе главенствующая роль принадлежит электронам, тогда как ядра атомов фактически не влияют на свойства вырожденного газа.

Существуют большие различия между газом в обычном состоянии и вырожденным газом. Чтобы уменьшить объем обычного газа в восемь раз, надо во столько же раз (при неизменной температуре) увеличить его давление. Сжать во столько же раз, вырожденный газ гораздо труднее — для этого давление надо увеличить не в восемь, а в тридцать два раза.

У обычных звезд с увеличением массы объем возрастает. У белых карликов все наоборот: чем массивнее белый карлик, тем меньше его объем.

Белые карлики практически полностью состоят из вырожденного газа. По теоретическим расчетам, окутывающая их обычная газообразная атмосфера должна иметь толщину не более нескольких метров!

Трудно представить себе, что произойдет с белым карликом после его полного остывания. Каким образом вырожденный газ сможет превратиться в молекулярные соединения, которые должны образовать твердое тело погасшей звезды? А может быть, погаснув, белый карлик останется газовым? Все это загадки, еще далекие от полного разрешения.

Путь гибели звезды, нарисованный нами сейчас, вероятно, не единственный. Звезды и «рождаются» и «умирают» по-разному. Но какова дальнейшая судьба погасших звезд? Есть ли в природе силы, способные возродить к новой жизни эти остывшие звездные трупы?

Вопрос о судьбе погасших звезд — один из самых трудных в современной астрономии. О нем обычно избегают говорить в популярных книгах по астрономии. Но в книге, посвященной загадкам мироздания, эту великую загадку обойти нельзя.

Наши выводы о погасших звездах имели пока умозрительный характер. Подтверждаются ли они какими-нибудь фактами, наблюдениями?

Вряд ли нужно доказывать, что погасшая звезда — очень трудный объект для наблюдений. Ее нельзя увидеть ни в один самый мощный телескоп, но проявить свое присутствие она все же может.

Когда звезда перестает излучать свет, то у нее по-прежнему сохраняется масса. Расчеты показывают, что за всю свою долгую жизнь звезды превращают в излучение сравнительно небольшую долю своей первоначальной массы. Поэтому погасшие звезды должны быть телами массивными. Обращаясь вокруг центра нашей звездной системы — Галактики, погасшие звезды своим притяжением должны оказывать влияние на движение еще «живых», светящихся звезд. По этому влиянию и можно приближенно подсчитать общую массу погасших звезд, которые входят в состав Галактики. Подобным методом может быть учтена и другая «темная материя», находящаяся в Галактике, но недоступная прямому наблюдению, — темные облака межзвездной пыли и газа.

По подсчетам, проведенным Π. П. Паренаго в 1945 году, общая масса «темной материи» нашей звездной системы составляет долю от общей массы входящих в нее светящихся звезд. Выделить из этой общей массы «темной материи» ту часть, которая приходится на погасшие звезды, — дело будущего.

Несколько легче обнаружить звезды, не полностью погасшие, а погасающие. На некотором этапе своей агонии звезда должна испускать невидимые глазом инфракрасные тепловые лучи. Так, во всяком случае, ведет себя остывающий кусок раскаленного железа, который, доведенный до белого каления, начинает затем желтеть, потом становится красным и наконец вовсе перестает светиться, хотя тепло от него (то есть посылаемые им инфракрасные лучи) еще продолжает исходить. Может быть, подобным образом ведут себя и некоторые остывающие звезды. Тогда среди них должны найтись такие, основное излучение которых будет сосредоточено в инфракрасной части спектра.

Инфракрасные звезды существуют. Они были обнаружены сравнительно недавно на фотоснимках, полученных в инфракрасных лучах. Температура их поверхности близка к 1000 градусов. Но среди инфракрасных звезд есть колоссальные полностью газообразные звезды-гиганты, которые никак нельзя причислить к умирающим звездам. Наоборот, по-видимому, это звезды-«младенцы», еще только начинающие жить. Пока «старичков» среди инфракрасных звезд не обнаружено. Все это, конечно, усложняет загадку, и картина конечной стадии жизни звезд остается, к сожалению, столь же таинственной и скрытой от наших взоров, как и картина их рождения.

Мы в изобилии наблюдаем и другое — непрерывное разрушение звезд. На наших глазах звезды любого возраста безжалостно расточают свое вещество. Они выбрасывают его с поверхности в форме сверхбыстрых и покидающих поэтому звезду протуберанцев. Они испускают непрерывные потоки корпускул — ядер атомов различных элементов — и свободные электроны. Они, наконец, непрерывно превращают часть своего вещества в излучение, в те потоки света и тепла, которые и являются главным выражением жизнедеятельности звезды.

Но материя неуничтожима, и потому за «смертью» одних вещей должно следовать «рождение» других. Наблюдаемые нами процессы разрушения должны непременно где-то и когда-то сопровождаться противоположными процессами — процессами созидания и возрождения. С этих единственно верных принципиальных позиций и следует подходить к решению загадки о дальнейшей судьбе погибших звезд.

Здесь еще многое неясно. Сознаемся, что мы еще не знаем, как и во что превращаются «звездные трупы». В прошлом веке шведский астроном Сванте Аррениус полагал, что погасшие звезды могут затем, случайно столкнувшись, превратиться в молодую — новую — раскаленную звезду. По его мнению, вспышки так называемых новых звезд и есть вестники возрождения погибших миров.

Гипотеза Аррениуса не выдерживает критики. Во-первых, столкновения звезд крайне маловероятны, и если бы возрождение звезд происходило таким способом, наша Галактика, наверное, давно уже состояла бы почти только из погасших звезд. Во-вторых, вспышки новых звезд вызваны вовсе не столкновением «погасших солнц», а совсем другими причинами. К сожалению, другой способ возрождения погасших звезд нам пока неизвестен.

Лучше известна дальнейшая судьба того вещества и излучения, которые выбрасываются звездами в окружающее их пространство.

Газы, покинувшие звезды, рассеиваясь в межзвездном пространстве, образуют затем туманности и облака межзвездного газа. Возможно, что из газовых туманностей образуется твердая космическая пыль, которая совместно с газом выполняет роль «дозвездной материи» хотя бы для некоторых из звезд.

Выброшенные звездой корпускулы частично оседают на планетах (это мы видим в солнечной системе), частично дополняют собой межзвездную среду.

Что же касается потоков излучения, то, с первого взгляда, они беспредельно рассеиваются в бесконечной Вселенной без всякой надежды на какое-нибудь обратное возрождение.

Вещество превращается в свет — это мы видим на примере Солнца и за счет этого процесса мы и существуем. Но может ли происходить обратное, может ли свет превратиться в частицы вещества?

Современная физика отвечает на этот вопрос утвердительно. В естественных условиях (в космических лучах) и при лабораторных экспериментах «порция света»- фотон — иногда может превращаться в две частицы вещества — позитрон и электрон^[6].

Излучение, свет может превращаться в вещество! Следовательно, энергия, излучаемая звездами, не пропадает бесследно, но где-то, говоря словами Энгельса, «она должна снова накопиться и функционировать».

Во Вселенной происходит вечный круговорот материи. На смену отжившим мирам возникают новые. Рождение и смерть всегда сопутствуют друг другу. За концом жизни звезды (как и любого предмета) обязательно должно следовать какое-то новое начало — ведь именно в этом и выражается круговорот вещей.

Мы еще не знаем, как выглядит картина круговорота материи хотя бы в наблюдаемой нами части Вселенной. В этой картине нам удается пока разглядеть лишь отдельные мазки. Но мы уверены, что круговорот материи не есть простое повторение уже пройденного этапа в ее развитии.

Нет, не простое и однообразное движение по кругу, а реальное восхождение по спирали — таково образное изображение круговорота материи, совершаемого во Вселенной.

Материя никогда не повторяется, и в этом выражается ее неисчерпаемость. То, что было, уже никогда полностью и во всех деталях не повторится. На новом этапе круговорота непременно возникнет что-то новое, небывалое.

Это усложняет задачу исследователя. Но это и дает ему уверенность в том, что во Вселенной нет конца, за которым бы не следовало какое-то новое, пусть пока неведомое, но вполне познаваемое начало.