Тонкое строение человека

Читатель: Тогда поделитесь своими знаниями!

Автор: Вы знаете, астрономия – это довольно сложная наука, и по-моему, нет смысла вдаваться сейчас в ее подробности.

Читатель: Этот ответ не убедил меня. Или вы все объясните – пусть даже сложно, или вашу точку зрения я принять не смогу.

Автор: Хорошо, давайте поговорим о теории большого взрыва и расширения Вселенной, оперируя фактами научной мысли. Начнем с того, что, если смотреть правде в глаза, то настоящей теорией она пока еще не стала. Появилась эта гипотеза, когда в 1913 году американский астроном Весто Мельвин Слифер (Vesto Melvin Slipher) начал изучать спектры света, приходящего из десятка известных туманностей, изаключил, что они движутся от Земли со скоростями, достигающими миллионов миль в час. Подобные же идеи разделял в то время астроном де Ситтер. В свое время научный доклад де Ситтера вызвал интерес среди астрономов всего мира.

Среди этих ученых был также Эдвин Хаббл (Edwin Habble), о котором дальше пойдет речь. Он также присутствовал на конференции Американского Астрономического Общества (American Astronomical Society) в 1914 году, когда Слифер докладывал о своих открытиях, связанных с движением галактик. Вдохновленный этой идеей, Хаббл в 1928 году принялся за работу в знаменитой обсерватории Маунт Вильсон (Mt. Wilson) в попытке соединить теорию де Ситтера о расширяющейся Вселенной и наблюдения Слифера по поводу удаляющихся галактик.

Хаббл рассуждал примерно следующим образом. В расширяющейся Вселенной мы должны ожидать удаления галактик друг от друга, причем более далекие галактики будут быстрее удаляться друг от друга. Это означает, что из любой точки, включая Землю, наблюдатель должен видеть, что все другие галактики удаляются от него, и, в среднем, более далекие галактики удаляются быстрее.

Читатель: Замечательно, все это очень логично.

Автор: Хаббл полагал, что, если это справедливо и имеет место на самом деле, то должна существовать пропорциональная зависимость между расстоянием до галактики и степенью красного смещения в спектре света, приходящего от галактик к нам на землю. Он наблюдал, что в спектрах большинства галактик действительно имеет место это красное смещение, и галактики, находящиеся на более значительных расстояниях от нас, имеют большее красное смещение.

Читатель: Что такое красное смещение?

Автор: Слифер заметил, что в спектрах галактик, которые он изучал, спектральные линии света определенных планет смещены в направлении красного конца спектра. Это любопытное явление было названо «красным смещением». Слифер смело объяснил красное смещение эффектом Доплера, который в то время был хорошо известен. На основании увеличения «красного смещения» можно сделать вывод, что галактики движутся от нас. Это был первый большой шаг к идее, что вся Вселенная расширяется. (Если бы линии в спектре сместились в направлении к голубому концу спектра, то это означало бы, что галактики движутся в направлении к наблюдателю, то есть что Вселенная сужается.)

Читатель: Так, это гениально, пока все понятно! Что было дальше?

Автор: Мне, например, не все в этом понятно. Так, мне не понятно, каким образом Хаббл мог узнать, насколько удалена от нас каждая из исследуемых им галактик, он же не линейкой до них расстояние измерял? Поймите, именно на данных по удаленности галактик он основывал свои наблюдения и выводы. Это действительно был очень трудный вопрос для Хаббла, и он до сих пор остается трудным для современных астрономов. В конце концов не существует измерительного прибора, который мог бы достичь звезд.

Читатель: Но как-то они все же измерили это?

Автор: Да, конечно, их идея не просто плод фантазии. В своих измерениях они придерживались следующей логики: для начала можно оценивать расстояния до ближайших звезд с помощью различных методов; затем, шаг за шагом, можно построить «лестницу космических расстояний», которая позволит оценить расстояния до некоторых галактик.

Читатель: Логично, я поступил бы так же.

Автор: Хаббл, используя свой метод аппроксимации расстояний, вывел пропорциональную зависимость между величиной красного смещения и расстоянием до галактики. Сейчас эта зависимость известна как закон Хаббла. Он полагал, что наиболее далекие галактики имеют наибольшие значения красного смещения и потому движутся от нас быстрее остальных галактик. Он принял это как достаточное доказательство того, что Вселенная расширяется.

Читатель: Интересный вывод.

Автор: С течением времени эта идея так утвердилась, что астрономы начали применять ее прямо наоборот: если расстояние пропорционально красному смещению, то по измеренному красному смещению можно вычислить расстояние до галактик.

Читатель: Что же здесь крамольного?

Автор: Как мы уже отмечали, Хаббл определял расстояния до галактик не прямым их измерением. Они были получены косвенно, основываясь на измерении видимой яркости галактик. Согласитесь, его предположение о пропорциональной зависимости между расстоянием до галактики и красным смещением невозможно проверить. Таким образом, модель расширяющейся Вселенной потенциально имеет два изъяна: во-первых, яркость небесных объектов может зависеть от многих факторов, не только от их удаленности. Таким образом, расстояния, вычисленные по видимой яркости галактик, могут быть недействительными. И, во-вторых, вполне возможно, что красное смещение вообще никак не связано со скоростью движения галактик.

Читатель: И что, у вас есть научные доказательства, которые указывают на эти недостатки современных представлений?

Автор: Конечно, есть. Однако готовы ли вы продолжать эти заумные астрономические рассуждения?

Читатель: Поймите, я настроен во всем этом серьезно разобраться.

Автор: Хорошо, дальше события развивались следующим образом. Хаббл продолжил свои исследования и пришел к определенной модели расширяющейся Вселенной. Для этого он вывел свой закон Хаббла.

Читатель: Интересно, что это за закон?

Автор: Для его объяснения сначала напомню, что, согласно модели большого взрыва, чем дальше находится галактика от эпицентра взрыва, тем быстрее она движется. Согласно закону Хаббла, скорость удаления галактик должна равняться расстоянию до эпицентра взрыва, умноженному на число, называемое постоянной Хаббла. Используя этот закон, астрономы рассчитывают расстояние до галактик, основываясь на величине красного смещения, происхождение которого до сих пор никому не понятно.

В общем, Вселенную решили измерить очень просто. Найдите красное смещение и разделите на постоянную Хаббла, и вы получите расстояние до любой галактики. Таким же образом современные астрономы с помощью постоянной Хаббла рассчитывают размеры Вселенной. Поэтому постоянная Хаббла является чрезвычайно важным числом. Например, если вы удвоите постоянную, то при этом вы также удвоите оцениваемый размер Вселенной.

Читатель: Хорошая идея. Значит, расстояния до разных галактик нам уже известны?

Автор: Известны, если можно так выразиться. Если вам сегодня говорят, что до хлебного магазина один километр, а завтра скажут, что пять километров, то можно ли считать, что вам известно это расстояние?

Читатель: А почему у ученых такие перепады?

Автор: Дело в том, что в разные годы разные ученые оперировали различными значениями постоянной Хаббла.

Читатель: И все же что это за величина?

Автор: Постоянная Хаббла выражается в километрах в секунду на мегапарсек (единица космических расстояний, равная 3.3 миллионам световых лет.)