«КІНЕЦЬ СВІТУ»… ВІДКЛАДАЄТЬСЯ?!
Наближається день зимового протистояння Сонця — 21 грудня 2012 року — і в деяких, не надто вибагливих ЗМІ, знову мусується чергова страшилка про те, що, мовляв, за календарем стародавнього американського індіанського племені майя, цього дня людство завершить своє існування... Хоча спеціалісти з історії майя переконливо спростовували міф, пояснювали, що в календарі майя йдеться про завершення в цей день лише певної їхньої(!) історичної епохи, а не про кінець людської цивілізації, невтомні мисливці за мас-медійними «качками» не вгамовуються.
Так у громадську думку «вкинуто», з посиланням на тибетського ламу, прогноз про інший грудневий поточного року катаклізм. Мовляв, нашу Землю на два тижні закриє суцільна імла. Причина? Відоме науці явище — так званий парад планет, коли чотири з них опиняться немов з одного боку Сонця. Але ж таке періодично трапляється, астрономи його наперед вираховують і жодних неприємних наслідків для Землі воно не має.
Про «Хаябуса», «Вояджери»
У наші дні наука розвивається стрімко. Зокрема, така її світоглядна галузь, як астрономія дивує людство новими цікавими відомостями про Всесвіт і про надзвичайно складні фізичні процеси, що вирують у космічному просторі. За допомогою приладів, що передають астрофізичну інформацію з навколоземних і навколосонячних орбіт, астрономи постійно одержують інформацію про різноманітні небесні об’єкти і структури. Здобутки вчених, котрі вивчають таємничі колись «небеса», подекуди набагато більш хвилюючі, ніж пусті просторікування про всілякі армагедони...
Друге десятиліття на орбіті функціонує телескоп-ветеран імені Габбла. За його допомогою і наземних радіотелескопів науковці тепер спостерігають галактичні структури на відстані мільярдів світлових років від Сонячної системи. Спостереження таких віддалених об’єктів і структур дає змогу зазирнути в дитинство Всесвіту, краще зрозуміти його минуле, сучасне і майбутнє. Торік, скажімо, «Габбл» передав на Землю знімок Галактики, що перебуває від нас на відстані 13,1 млрд світлових років.
Аби її сфотографувати, телескопу довелося тримати зоряну родину в фокусі об’єктива аж дві доби. Це найстаріша Галактика, яку вдалося поки що знайти на небосхилі. Як визначили астрономи, вона сформувалася лише через 600 млн років після народження нашого Всесвіту в процесі Великого Вибуху, що стався 13,7± 0,2 млрд років тому.
У травні 2003 р. японські вчені запустили в космос автоматичний апарат «Хаябуса» («Сокіл»). У вересні 2005-го він зробив посадку на астероїд Ітокава на відстані 300 млн км від Землі. Мав узяти зразки речовини і повернутися на Землю. Хоча подібне схоже на фантастику, таке відбулося.
«Хаябуса» 2010 р. повернувся до рідної планети і скинув у Тихий океан капсулу з космічною здобиччю. Незважаючи на те, що на поверхні астероїда екскаваторний агрегат належно не спрацював, усе-таки земний посланець зумів захопити у капсулу невелику за обсягом, але надзвичайно цінну астероїдну речовину, що тепер досліджується. Вчені вважають експеримент удалим, бо матеріал є реліктом тих часів, коли формувалася Сонячна система. Отже, є можливість заглянути в епоху, віддалену від нас на 4–5 млрд років.
Уже 35 років борознять космічні простори два американських апарати «Вояджер-1» і «Вояджер-2», запущені в космос 1977-го. Як повідомив журнал «Вселенная. Пространство. Время», «Вояджер-1» нинішньої осені вийшов із геліосфери (тобто простору, де панує корпускулярне — з дрібних частинок матерії — випромінювання Сонця) і тепер, напевно, входить у так звану геліопаузу, де Сонячний вітер мусить зупинити свій стрімливий політ, «упершись у стіну» міжзоряного газу. Незважаючи на те, що апарати-побратими віддалилися від Землі майже на 20 млрд км, вони й далі передають унікальну інформацію про взаємодію випромінювання Сонця з міжзоряним середовищем. Учені вважають подібний успіх етапним в освоєнні космосу.
Про набутки «Кеплера».
І не тільки...
Торік на конференції Американської асоціації сприяння розвитку науки астрономи Національного управління США з аеронавтики й дослідження космічного простору (NASA), проаналізувавши дані, одержані від спеціалізованої автоматичної космічної лабораторії «Кеплер», що кілька років передає інформацію з навколосонячної орбіти, презентували нові дані. В нашій Галактиці Чумацький Шлях існує щонайменше 50 млрд планет. У зоні життя серед них можуть обертатися приблизно до двох мільярдів. Група японських учених з університету Осаки дійшла висновку, що в Галактиці з-поміж наявних десятків мільярдів планет у зоні життя можуть обертатися їх до 4%. Принаймні один-два відсотки з них потенційно придатні для виникнення життя у біологічній формі.
Астрономи нині вважають, що у Чумацькому Шляху приблизно третина усіх зірок має у своїх родинах землеподібні планети. В березні 2012 р. французький дослідник Ксавьє Бонфі з Інституту планетології і астрофізики висловив припущення, що 40% червоних карликів, які є в Чумацькому Шляху, мають «суперземлі», тобто планети, схожі на нашу за геологічною будовою, але трохи більші за масою.
Притому ці «суперземлі» зазвичай обертаються на орбітах у зоні життя. Отже, на їхній поверхні може існувати вода в рідинному стані. Між тим зірки класу «червоний карлик» у Галактиці дуже поширені. Виходячи з цього, знову-таки можна твердити, що таких планет у Галактиці мільярди. Виходить, що неподалік Сонячної системи, тобто в радіусі 30 світлових років, можна нарахувати приблизно до сотні планет земного типу, що обертаються в зоні життя.
Усього в ХХІ ст. астрономи відкрили близько трьох тисяч екзопланет, тобто планет в інших зоряних системах. Чимало з них знайшов саме «Кеплер». Серед них не менш ніж 207 за розміром схожі на Землю; 680 є «суперземлями», бо мають діаметр у 1,25–2,5 раза більший за земний; 1181 — набагато більші, вони мають приблизно такий самий діаметр, як планета Нептун; 203 — ще більші, їх можна порівняти з планетою-гігантом Юпітером; а 55 — навіть більше від Юпітера, масу решти поки не визначено. Ймовірно, що остання категорія є навіть не планетами, а зорями, так званими коричневими карликами. У надрах таких зірок через недостатню масу не розпочалися термоядерні реакції, тому вони не світяться і схожі на планети.
Рік тому ЗМІ повідомили, що «Кеплер» знайшов у Галактиці одразу три планети, схожих на Землю. Дві з них обертаються навколо зірки «Кеплер-20», що за основними характеристиками подібна до Сонця, і перебуває від нас на відстані 950 світлових років. Планета, яку нарекли «Кеплер-20е», за величиною трохи менша від нашої — її радіус дорівнює 0,87 радіуса Землі. Її посестра — планета «Кеплер-20f» — трохи більша за Землю. На жаль, планети обертаються навколо материнського світила дуже близько. Так, рік «Кеплера-20е» триває лише 6,1 дня, а температура на його поверхні сягає 760 градусів за Цельсієм. Рік «Кеплера-20f» також невеликий — 19,6 дня, температура на поверхні — 427 градусів. Отже, хоч ці планети, як вважають астрофізики, за геологічними параметрами скельні, як Земля, температура на їхніх поверхнях надто висока, аби вода могла існувати в рідинному стані.
Більш перспективною в цьому плані є третя знахідка «Кеплера» — «Кеплер-22b», що обертається навколо зорі «Кеплер-22». Відстань до неї набагато менша — 600 світлових років. А головне, планета перебуває в зоні життя, її рік не набагато відрізняється від земного і становить 289 днів.
Щоправда, діаметр планети в 2,4–2,5 раза більше від земного. Отже, відповідно там більша і сила тяжіння. Проте для розвитку життя подібний параметр не критичний. Головне, що середня температура на поверхні дорівнює 20–22 градусам за Цельсієм. Таким чином, є умови для існування води в рідинному стані (звичайно, якщо вода взагалі там наявна). Ще невідомо, чи має планета атмосферу, а якщо має, — який її склад.
У 2012 р. учені з французького Інституту Лапласа відкрили нову екзопланету порівняно близько від Сонячної системи — у сузір’ї Терези — «лише» на відстані 20 світлових років. Астрономи визнали планету такою, на якій може розвинутися життя. Назвали знахідку Gliese 581d.
Учені змоделювали клімат і визначили, що він цілком пристойний для існування живих організмів білкового типу. Негативним чинником для життя можна вважати хіба те, що планета завжди обернена до свого світила одним боком. Отже, життя може існувати там тільки на освітленій половині або в перехідній смузі від денної до нічної сторони. Чи є на поверхні планети рідка вода, поки не відомо. У астрономів є підозра, що в системі цієї зірки може бути не одна планета. Загалом до спеціального каталогу, який веде Паризька обсерваторія, станом на 1 січня 2012 р. занесено поки що близько 700 планет.
І новітня сенсація. Загальновідомо, що найближчою зорею — сусідкою Сонця — є Альфа Центавра, що перебуває від нас на відстані «тільки» 4,3 світлових роки і є однією з найяскравіших світил на небосхилі. Вчені з’ясували, що цей гарний зоряний об’єкт є не однією зіркою, а системою, що складається з трьох зірок — Альфа Центавра А, Альфа Центавра В і Проксима Центавра, що обертаються навколо спільного центру мас. Якщо бути точним, то саме остання є найближчою до Сонця, хоч неозброєним оком її побачити не можна, позаяк за світністю є досить тьмяною, бо належить до класу червоних карликів.
Астрономи з ХІХ ст. шукали в цій системі планети, та успіх прийшов лише тепер. Отже, бодай одна планета в системі Альфа Центавра є. Ще раз наголосимо: біля найближчої до Сонця зірки!
Щоправда, життя на відкритій тепер планеті існувати не може, оскільки вона обертається дуже близько навколо зорі Альфа Центавра В — усього за 6 млн км, тому, напевно, розплавлена; її рік триває лише 3,2 дня. (Нагадаємо: відстань від Землі до Сонця становить майже 150 млн км, тобто в 25 разів більша).
Аналізуючи і оцінюючи нове відкриття, астрофізики сповнені надій, що не виключена і наявність у системі Альфа Центавра інших планет, зокрема й у зоні життя. Перший успіх окрилює, тому пошук триває.
Про чорні й білі діри
У наш час нерідко можна прочитати і про такі незвичайні космічні об’єкти, як чорні й біли діри. Підвищений інтерес до них виник уже в останнє десятиліття. Коли за допомогою позаатмосферних орбітальних апаратів астрофізики одержали можливість знаходити і досліджувати подібні екзотичні феномени.
Уперше поняття про чорні діри з’явилося в науці ще у ХVІІІ ст. Думку про масивне космічне тіло, тяжіння якого таке велике, що для його здолання потрібна понадсвітлова швидкість, вперше висловив англійський учений Джон Мічелл у 1784 р.
Звичайно, це було лише теоретичне передбачення того, що подібні об’єкти можуть існувати в природі. Оскільки жодних заборон для їхнього буття з боку фізичних законів немає. Але побачити чорні діри астрономи не могли. Адже чорні діри мають таку величезну силу тяжіння, що ніякий сигнал не може її здолати. Тому астрофізики шукають і вивчають чорні діри за побічними ознаками. Так, на початку 70-х учені звернули увагу на загадковий об’єкт подвійної зоряної системи «Лебідь Х-І», два тіла якої обертаються навколо спільного центру мас. Було визначено, що маса одного з них більш як у п’ять разів перевищує масу Сонця. Та виявити випромінювання цього компонента не вдавалося. Про його існування свідчив лише гравітаційний вплив на поведінку іншого, видимого, партнера. Як таке може бути? Тіло має значну масу, а не спостерігається?! І таємничу невидимку зарахували у спільноту чорних дір.
Спливали десятиріччя... І ось перед дослідниками нашої Галактики постала нова проблема. Уже в ХХІ ст., вивчаючи рух зірок, що обертаються поблизу центру Чумацького Шляху, вчені помітили відхилення в їхніх орбітах, що не відповідали відомим законам небесної механіки. Одна із зірок рухалася по витягнутій орбіті так, начебто на неї впливало тяжіння сторонньої величезної маси. Виникла проблема: поблизу існує об’єкт вагою в мільйони сонячних мас, але не світиться. Отже, шукаймо чорну діру...
Які характеристики подібних об’єктів нині відомі вченим? Вважається, що чорна діра є компактною ділянкою простору-часу, гравітаційне тяжіння якої настільки велике, що навіть квант світла, що має граничну, існуючу в природі, швидкість — майже 300 тис. км за секунду, — не може визволитися з міцних обіймів «матінки — чорної діри»...
У сучасній фізиці найбільш визнаною теорією гравітації вважається загальна теорія відносності Альберта Ейнштейна. Нинішнє трактування фізики чорних дір повністю узгоджується з цією теорією.
Як народжуються чорні діри? Наукою розглядаються кілька сценаріїв. Так, за припущеннями космологів, первинні (реліктові) чорні діри (РЧД) утворилися в мить Великого Вибуху при народженні нашого Всесвіту. Висловлюється думка, що значна частина так званої темної матерії, яка становить 22—23% усієї маси/енергії Всесвіту, складається з малих, мікроскопічних за величиною й дуже вагомих за масою, РЧД і «кротових нір», що ними формуються. Астрофізики припускають, що РЧД за розміром можна порівняти з елементарною часткою, але масою сягає близько мільярда тонн. Їхня температура вимірюється мільярдами градусів. Отака екзотика!
Масивні чорні діри можуть утворитися внаслідок колапсу зірок наприкінці їхнього еволюційного життя, коли повністю витрачаються запаси термоядерного палива. Тому раніше подібні об’єкти називали колапсарами, або «зорями, що застигли». Для такого повороту подій маса зірки має бути більшою, ніж 3,6 маси Сонця.
Маса чорної діри може збільшуватися у великих масштабах за рахунок поглинання нею речовини навколишніх зірок, інших небесних тіл і газопилових хмар. Чим масивнішою буде така діра, тим інтенсивніше поглинатиме речовину з космічного простору. Так утворюються надмасивні чорні діри, зокрема у центрах великих еліптичних і спіральних галактик.
У сучасній астрономії розглядаються і такі фізичні об’єкти, як білі діри. Біла діра вважається теоретичною протилежністю чорної діри. Існування білих дір поки що гіпотетичне, імовірне, але науково не доведене. Хоча, з точки зору теорії, немає заборон для існування і таких об’єктів. Деякі вчені припускають, що чорна діра може бути входом у своєрідний тунель («кротову нору») в просторі-часі, яким (тунелем) можна найкоротшим шляхом потрапити в інший простір-час Всесвіту. В разі такого сценарію на виході може реалізуватися біла діра.
Таким чином, підтверджується думка про те, що Всесвіт є найграндіознішою і найскладнішою динамічною, але стабільною і збалансованою енергетичною системою, котра у своїй еволюції не потребує жодного зовнішнього втручання, регулювання чи керування.
Складність, різноманітність, фізична глибина матерії невичерпні. Та з кожним теоретичним і практичним успіхом наука, відкриваючи нові закономірності в природі, поглиблює знання про суще. Такий процес пізнання надихає вчених на нові відкриття. Невипадково зарубіжна наукова спільнота охрестила людство ХХІ ст. суспільством знань.
Дивовижні досягнення астрономічної науки, про мізерну частку яких удалося тут розповісти, не можуть не захоплювати думку і серце читача. Навколо нас, у науці й не тільки в астрономії та астрофізиці, є дивовижне багатство нових ідей, чудових відкриттів, незвичайних здобутків. Навіщо ж засмучувати людей недолугими страшилками про апокаліпсиси, армагедони та інші трагічні сценарії «кінця світу»?
Борис ГВАРДІОНОВ
також у паперовій версії читайте:
назад »»»