Где мы?

Если вы ночью увидите человека, считающего звезды, не смейтесь над ним. Он совсем не стремится объять необъятное, он просто добывает знания. Даже в ясную безлунную ночь он насчитает их не более 2 - 3 тысяч. Счет заметно усложнится при вооружении глаз биноклем. Число различимых светил возрастет до десятка тысяч.

Пойдем дальше. Заменим бинокль мощным современным телескопом, а глаз - высокочувствительной фотопластинкой. Число различимых светящихся точек на небе фантастически возрастет. Оно станет равным 3 000 000 000. Три миллиарда звезд!

Такие числа мы будем записывать принятым компактным способом, который сводится к счету числа нулей и записи их в виде степени числа 10. Вместо 100 будет 102, вместо 50 000 будет 5·10⁴. Следовательно, наше число различимых звезд примет совсем скромный (лишь по записи!) вид - 3·10⁹.

Рис. 4

Но это еще не все. Подавляющее число звезд из-за своей удаленности не различается телескопами. Они нам кажутся в виде светящихся звездных скоплений, туманностей и т. д. Поэтому общее число звезд можно приблизительно оценить только с помощью статистических методов. Эти методы дают общее число звезд, равное 1021. (Речь идет, конечно, только о видимой части вселенной.)

Дадим каждой из этих звезд нежное имя или скучный номер и попытаемся занести их в единую книгу. Сколько страниц содержал бы этот звездный справочник? Их оказалось бы больше, чем страниц во всех книгах, напечатанных на нашей планете за всю историю человечества. Знаменитый однотомный словарь Вебстера, содержащий 600 тысяч слов на 3500 страницах, рядом с этим космическим справочником выглядел бы песчинкой по сравнению с самой высокой вершиной Земли - Джомолунгмой.

Несмотря на такое количество звезд, непосильное нашему воображению, главное качество вселенной все же пустота. На каждый кубический сантиметр вещества приходится 10³⁰ кубических сантиметров почти пустого пространства.

Это есть следствие гигантских просторов вселенной. Так, наиболее удаленные от Земли звезды и их скопления расположены настолько далеко, что их лучи достигают наших телескопов спустя миллиарды лет.

В связи с огромными расстояниями, разделяющими звезды, встает естественный вопрос: связаны ли как-то звезды между собой или это просто хаотически разбросанные в пространстве изолированные сгустки материи?

Оказывается, звезды группируются в огромные системы, именуемые галактиками (пишутся с малой буквы). Но одна такая система гордо пишется с большой буквы. Этой счастливицей является Галактика, в которой обитаем мы с вами, читатель.

Выделение нашей системы отнюдь не связано с ее исключительностью в семье галактик. Просто своя рубашка оказалась ближе к телу и в земной астрономии.

Наша звездная система - это известный нам с детства Млечный Путь (название происходит от буквального значения греческого слова "галактика" - млечный, молочный). Состоит этот Путь из "млечных" братьев и сестер нашего Солнца, которых в этом семействе набралось ни мало ни много, как 10¹¹.

Чем же можно измерить межзвездные расстояния? Ведь земные меры длины здесь безнадежно малы. Человек нашел блестящий выход. Измерителем расстояний стал световой луч. Почему именно он? Потому что луч света, как и радиоволна, движется с предельно возможной в природе скоростью - около 300 000 километров в секунду.

Единицей расстояний стал путь, который пробегает световой луч не за секунду, и не за час, и не за сутки, а за... год! Имя этой единицы - световой год. Лента с "космической рулетки" в один световой год будет сматываться целый год, если ее начало ухитрится зацепить за световой луч или квант. Но если зацепим начало нашей ленты за современный космический корабль, летящий со второй космической скоростью (11,19 километра в секунду), то ему придется разматывать ленту длиной в один световой год - 27 000 лет!

Рис. 5

На фоне грандиозной длины в один световой год размеры нашей солнечной системы выглядят более чем скромно. Так, вспышку на Солнце мы видим с запаздыванием всего лишь на 8,3 минуты, время, которое требуется световым лучам для преодоления расстояния Солнце - Земля. Луч этой вспышки достигнет самой удаленной планеты - Плутония - меньше чем за 6 часов.

Выразим световой год в привычных для людей, путешествующих по земному шару, километрах. Умножая расстояние, пробегаемое световым лучом в секунду, на число секунд в году, находим, что световой год равен 9,5·10¹² километров, то есть почти десять тысяч миллиардов километров.

Рис. 6

Возьмем в руки "мерительную рейку" длиной в один световой год (9,5·10¹² километров) и попробуем измерить диаметр нашей Галактики. Оказывается, нам пришлось бы отложить эту рейку 85 тысяч раз. Следовательно, он составляет 85 тысяч световых лет.

Галактика, по современным, наблюдениям, имеет форму гигантской спирали, толщина которой в 12 раз меньше диаметра. Точное определение ее структуры затруднено тем, что Солнце - одна из звезд этой же системы. Поэтому земляне могут наблюдать Галактику только изнутри и практически только из одной точки пространства (наблюдения с космических кораблей и с разных точек земной орбиты не меняют дела, поскольку при этом наше положение в Галактике меняется ничтожно).

Где-то на задворках Галактики, в одном из крайних витков этой спирали, затеряна наша солнечная система, которую когда-то земляне наивно считали центром мироздания.

Наша Галактика окружена другими галактиками. Наблюдения и расчеты для видимой части вселенной показывают, что их число также огромно - 10¹⁰.

Очертания наблюдаемых галактик, часто называемых внегалактическими туманностями, весьма разнообразны.

Ближайшая к нам галактика - туманность Андромеды - удалена от нашей "всего лишь" на величину, превышающую миллион световых лет. По красоте и величию она достойна прекрасной дочери Кассиопеи, чье имя она носит. Как все красавицы, Андромеда, естественно, не могла обойтись без внешних украшений. Их роль успешно выполняет свита из четырех существенно меньших звездных систем - спутников. По структуре туманность Андромеды - исполинская звездная спираль, сходная с нашей, но превосходит ее по размерам.

Если обратиться снова к нашей аналогии, то галактики можно уподобить огромным городам, разбросанным на колоссальные расстояния друг от друга. В области этих "городов" средняя плотность вещества существенно возрастает. Тяготеющие друг к другу "города" образуют более крупные соединения. Так, наша Галактика вместе с туманностью Андромеды, Магеллановыми Облаками и рядом других объединяются в так называемую Местную систему галактик.

Все наблюдаемые галактики образуют гигантскую звездную систему - Метагалактику.

По мере совершенствования приборов и методов наблюдения человек в конце концов охватит всю Метагалактику. Тогда может создаться видимость исчерпания существующих миров.

Но, проникая еще дальше в бесконечные просторы, человек откроет другие метагалактики, другие скопления материи, и так без конца...

Как упражнение к этому разделу давайте вместе, читатель, составим адрес жителя нашей планеты. Письмо пусть следует к нам из области вселенной, лежащей за пределами Метагалактики. Получателем письма пусть будет первая в солнечной системе женщина летчик-космонавт, имя которой вместе с именем Юрия Гагарина перешагнет, наверное, пределы солнечной системы.

Вот этот многоэтажный адрес.

Рис. 7

Это и есть наша "точка стояния" в таинственной стране, имя которой - вселенная. Дальнейшее развитие науки будет ее уточнять и повышать многоэтажность нашего адреса.

Очерченный контур окружающего мира можно назвать "статическим". На самом деле это не так. Все галактики находятся в стремительном движении.