Феликс Зигель - Вселенная полна загадок

• Название: Вселенная полна загадок
• Автор: Феликс Зигель
• Издательство: Государственное издательство детской литературы
• Жанр: Детская образовательная литература
• Год: 1960

В книге Ф Ю. Зигеля «Вселенная полна загадок» рассказывается о некоторых, пока еще не решенных проблемах современной астрономии.

Издательство и автор выражают глубокую благодарность доктору физико-математических наук Алле Генриховне Масевич за ее ценную помощь в работе над этой книгой.

---

Нельзя рассматривать и звездные коридоры, как своеобразное видоизменение приливных горбов. Ведь по теории приливов, приливные горбы у своего основания значительно толще, чем у вершины. Совсем иное мы видим в звездных коридорах.

Было время, когда даже спиральную форму галактик пытались объяснить действием приливных сил. По приливной теории получалось, что две спиральные ветви, выходящие из ядра галактики, должны быть закруглены в одну сторону.

Природа и на этот раз показала, что она сложнее, чем мы о ней думаем. Среди множества спиральных галактик паломаоского атласа найдено несколько уникальных экземпляров, в которых ветви закручены в противоположные стороны.

Астрономы Бюраканской обсерватории на Кавказе в последние годы тщательно исследуют удивительные голубые галактики, которые по неизвестным пока причинам очень сильно излучают ультрафиолетовые лучи.

А в апреле тысяча девятьсот пятьдесят девятого года мне с помощью американских астрономов удалось открыть совершенно новый, неизвестный до сих пор тип небесных тел — исполинские спирали из светящегося газа, своеобразные газовые галактики. В отличие от обычных галактик звезд в них очень мало и в основном они сформированы из ионизированных газов. Свечение газовых галактик еще не нашло себе полного объяснения.

Вывод, мне кажется, ясен. Силы тяготения не могут объяснить многообразие галактик. В мире звездных систем действуют, по-видимому, какие-то новые, незнакомые нам пока силы. В одних случаях мы видим несомненные следы мощного отталкивания, совершенно, конечно, не объяснимого ньютоновским законом притяжения. В других случаях действует притяжение, но изменяется оно, как показывают некоторые факты, обратно пропорционально не квадрату, а, скорее всего, кубу взаимного расстояния тяготеющих тел. Взаимодействие галактик не похоже и на проявление электрических или магнитных сил, — говорит в заключение Борис Александрович. — Повторяю, и в этом я убежден: не все в Космосе можно описать с земной точки зрения, используя законы только известных нам на Земле сил. Даже на Солнце, например, в движении протуберанцев мы видим такое, что заставляет нас задуматься. Это у нас под боком, на расстоянии каких-нибудь полутораста миллионов километров. Что же удивительного, если в мире известных нам галактик, из которых наиболее далекие отстоят от Земли на миллиарды световых лет, происходит что-то для нас новое, пока еще непонятное?

БЕСКОНЕЧНА ЛИ ВСЕЛЕННАЯ?

Как-то однажды, еще в школьные годы, мне попалась в руки необычная книжка. Название ее я позабыл, но содержание книги запомнилось на всю жизнь.

Книжка была написана лет тридцать назад, когда об атомах и электронах знали еще мало. Атом представляли себе тогда как «миниатюрную солнечную систему»; роль Солнца выполняло ядро, вокруг которого в качестве планет обращались электроны.

Увлеченный, по-видимому, этой аналогией, автор заинтересовавшей меня книжки утверждал, что вся Вселенная построена по принципу подобия. Электроны, по его мнению, это действительно крошечные планетки. На некоторых из них обитают еще более крошечные живые существа. Жителям электронов ядра атомов кажутся чем-то вроде звезд. Поэтому, если бы мы смогли уменьшиться настолько, что электрон показался бы нам величиной с земной шар, Вселенная предстала бы нам почти в таком же виде, в каком мы ее сейчас и наблюдаем.

Но тогда, рассуждал автор, почему бы не предположить, что Земля наша — электрон, а солнечная система — атом, входящий в состав какого-то невообразимо большого Тела. Другие атомы, или, точнее, ядра атомов, того же Тела мы называем звездами и так как наши размеры чрезвычайно малы по сравнению с Телом, то мы и не можем представить себе его внешний вид.

Если, однако, продолжает автор, мы увеличились бы настолько, что Тело по отношению к нам стало бы таким небольшим предметом, как, например, эта книга, то мы попали бы тогда в какой-то неведомый нам мир гигантских, исполинских предметов. Таинственный, не поддающийся нашему воображению сверхмир, как называют его те, кто убежден, что он реально существует! Мысль о нем как будто подчеркивает потрясающее нас чувство ничтожества Земли.

Но почему, собственно, ничтожества? Ведь по принципу подобия, рассуждает автор необычной книжки, миры разного масштаба не ограничиваются только тремя ступенями — микромиром, нашим миром и сверхмиром. Вселенная, по его мнению, это лестница с бесчисленным множеством ступеней. Планеты сверхмира являются электронами в еще более грандиозном «сверхсверхмире», и так до бесконечности. Бесконечность есть и в другую сторону: электроны микромира также должны состоять из мельчайших сверхэлектронсв, которые в «микромире» должны играть роль планет. Такое уменьшение миров также продолжается до бесконечности. Мы же, наш мир, находимся где-то посередине между этими двумя бесконечностями.

Признаюсь, что не сразу я понял, о чем идет речь. А потом, когда до моего сознания дошла идея автора, она показалась мне грандиозной, как сама Вселенная. Захватывало дух и становилось жутко, когда я пытался представить себе построенную по принципу подобия бесконечную Вселенную. В моем сознании проносились какие-то «микрокоровки», пасущиеся на лугах одного из электронов, и фантастически незнакомые очертания предметов сверхмира.

С тех пор прошло много лет, и теперь совершенно ясно, что автор поразившей меня книжки ошибался. Его принцип подобия бесконечно обеднял природу. Настоящая, реальная Вселенная гораздо сложнее, чем та, в которой однообразно повторяются разные по масштабам, но очень близкие по свойствам миры. Нет, про такую Вселенную хочется сказать словами великого русского писателя Ф. М. Достоевского, что это «скучища неприличнейшая».

Вы ждете конкретных опровержений принципа подобия? Они уже давно найдены современной физикой.

Между солнечной системой и атомом различий гораздо больше, чем сходств. Перечислим только некоторые из них.

Планеты обращаются вокруг Солнца по определенным устойчивым орбитам. Иначе ведут себя электроны: вокруг ядра атома один и тот же электрон может обращаться по разным орбитам, перескакивая время от времени с одной орбиты на другую.

Можно ли назвать ядра атомов звездами, то есть раскаленными газообразными шарами? Даже сам вопрос звучит неясно — ведь понятие «раскаленный газ» чисто земное понятие, прямо не применимое к микромиру. Электроны и ядра атомов ни в коем случае нельзя представлять себе в виде маленьких твердых шариков. На самом деле их природа, их свойства гораздо сложнее, и аналогию между небесными телами и микрочастицами провести очень трудно.

Наконец, в микромире господствуют иные силы, чем в окружающем нас Космосе. Закон всемирного тяготения не играет здесь существенной роли. Электроны обращаются вокруг ядер атомов, подчиняясь электростатическим силам взаимного тяготения. Частицы, входящие в состав атомных ядер — протоны и нейтроны, — удерживаются в нем особыми ядерными силами, природа которых еще неясна, но которые, безусловно, нельзя отождествить ни с силами тяготения, ни с другими известными нам силами.

Микромир — это особый мир чрезвычайно сложных явлений, мир, управляемый особыми, совсем неземными законами природы.

Значит, уже первый шаг вниз по уводящей в бесконечность лестнице показывает, что природа богаче, чем мы иногда о ней думаем. Она ни в чем не повторяется, и с уменьшением размеров мира коренным образом меняются и качественные стороны явлений.

Числовая ось.

Во Вселенной иначе и не может быть — количественные изменения всегда и непременно должны сопровождаться изменениями качественными. В этом выражается один из основных, главных законов природы, закон перехода количества в качество.

Что же касается сверхмира… Не будем, впрочем, забегать вперед. Мы еще вернемся к таинственному сверх-миру, а сейчас попробуем ответить на главный вопрос, который поставлен в заголовке этой главы: бесконечна ли Вселенная?

Слово «бесконечность» мы употребляем часто, не всегда, однако, правильно понимая его смысл. В математике, знакомой вам с первых лет обучения в школе, бесконечность встречается постоянно. Вспомним некоторые примеры из области математики, которые помогут нам лучше понять, что такое бесконечность.

На рисунке изображена числовая ось. Это бесконечная прямая, на которой выбрано начало отсчета, направление отсчета и определенный масштаб. В этом случае на числовую ось можно нанести все, например, натуральные (то есть целые положительные) числа.

Сколько их всего, этих чисел? Я почти слышу ваш ответ: «Бесчисленное множество». Это означает, что среди натуральных чисел нет наибольшего числа, что легко доказать от противного.