Чтение онлайн

Если эти звезды расположить на графике, где абсциссе будет соответствовать спектральный тип, а ординате — яркость, окажется, что они укладываются на диаграмме не случайно, а формируют группы, включая диагонально расположенный пояс, известный как главный ряд, который включает подавляющее большинство всех звезд. В итоге диаграмма Херцшпрунга — Рассела (Х — Р) имеет следующий вид:

Описание Амбарцумяном жизненного цикла звезд следовало их расположению на X — Р диаграмме, и он обращался лишь к звездам главного ряда. Они формируются, по его словам, группами от нескольких десятков до даже тысяч членов, эти нежесткие связки молодых звезд известны астрономам как «ассоциации». Он полагал, что такие ассоциации формируются из материи в дозвездном состоянии в нашей собственной галактике в настоящее время; другими словами, описываемый процесс имел значение как в историческом плане, так и на современном этапе. Изначально эти новые звезды появлялись на X — Р диаграмме на позициях, которые обычно располагались выше срединной линии главного ряда; позже они сдвигались к центру этой линии в результате изменения своего состояния. Причиной этих изменений, по Амбарцумяну, было «мощное истечение» вещества изнутри звезды в окружающее пространство [984] . Так, молодые звезды теряют массу, немного снижают яркость и входят в главный ряд по всему его фронту. Со входом в главный ряд состояние звезды начинает стабилизироваться; истечение вещества продолжается, но оно уже намного более слабое, а те звезды, которые имели значительный момент вращения, почти полностью его теряют. Амбарцумян полагал, что средней звезде для передвижения в главный ряд требуется около нескольких десятков миллионов лет. С точки зрения многих (сейчас часто говорят о 15) миллиардов лет «возраста» нашей галактики такой подход демонстрирует ощутимую скорость.

Согласно этой схеме, звезды постоянно рождаются, но не из «ничего», как, по словам Амбарцумяна, это излагалось некоторыми зарубежными астрономами. Точные детали рождения звезд были одной из самых трудных проблем. Взгляды Амбарцумяна по этому вопросу хотя со временем претерпели некоторые изменения, отличались от мнения других советских астрономов. Из его уже изложенного положения о том, что звезды выбрасывают большое количество вещества за время своего жизненного цикла, вытекало наличие определенного количества вещества для дополнительного образования звезд. Но Амбарцумян признавал, что специфический характер протозвезд был слабым местом его теории. Многие советские астрономы, включая Фесенкова, полагали, что звезды были сформированы из диффузной материи. Амбарцумян, однако, был уверен, что протозвезды, возможно, являлись «глобулами» или плотными темными облаками сферической формы с диаметром в несколько световых месяцев [985] . При этом он признавал, что работа Фесенкова по звездным цепям поддерживала положение о формировании звезд из диффузной материи.

Описывая теорию физика из ФРГ П. Иордана, Амбарцумян как на главный пункт указывал на то, что звезды не возникали «из ничего» [986] . Амбарцумян писал, что Иордан не только не утверждал о спонтанном и беспричинном появлении звезд, но и что этот взгляд был включен в описание Леметром рождения Вселенной. Амбарцумян рассматривал употребленные Иорданом термины «рождение» и «возраст» Вселенной как неточные. Тем не менее он отдавал должное большей части работы Иордана.

Теория Амбарцумяна скорее описывала жизненные процессы звезд непосредственно после их рождения, чем само рождение. И даже в этих рамках она описывала лишь звезды главного ряда, а такие типы звезд, как белые карлики или холодные гиганты в ней, либо описывались неясно, либо просто опускались. Более того, в этой теории не описывались и конечные фазы звезд главного ряда. Однако в области космогонии ни один теоретик не может претендовать на законченность своих взглядов. Теория Амбарцумяна о возникновении звезд вполне обоснованно принесла ему репутацию одного из ведущих исследователей в этой области [987] .

Позиция, занятая Амбарцумяном по вопросу о красном смещении, представляет ключ к пониманию большей части его представлений по космологии и космогонии. Советские ученые, которые в то время интерпретировали Вселенную с позиций диалектического материализма, не обязательно ставили под сомнение идею расширения. Они часто принимали интерпретацию красного смещения с точки зрения допплеровского эффекта, так же как и заключение о расширении обозримой Вселенной, но они обычно выдвигали сильные оговорки таким понятиям, как «творение» или «возраст» Вселенной как целого. Существует явная связь между вопросами «расширения» и «возраста». Если бы астрономы могли прийти к постоянной скорости расширения или изменяющейся скорости расширения, которая могла бы описываться математически, то они могли бы экстраполировать назад ко времени, когда Вселенная была сжата в одну бесконечно малую материальную точку: этот момент и стал бы «рождением» Вселенной, а время от этого момента до настоящего времени и было бы ее «возрастом». Это и есть экстраполяция, против которой предостерегали такие советские астрономы, как Амбарцумян [988] . Существовало несколько логически обоснованных альтернатив «теориям творения». Можно утверждать, что не существует строгого доказательства рассчитываемой на долгий период скорости расширения. Можно также утверждать, что расширение есть лишь одна фаза в истории Вселенной, которая поочередно то расширяется, то сжимается. Или можно утверждать, что расчет момента, с которого существующая Вселенная начала расширение, несомненно, может иметь важное значение, не сопровождаемое заключением о том, что этот же момент был началом всего времени и всех Вселенных.

Амбарцумян постарался занять срединное положение между теми, кто, с одной стороны, отвергал интерпретацию, в которой красное смещение объяснялось расширением Вселенной, и теми, кто, с другой стороны, утверждали о возможности экстраполяции назад ко времени рождения всей Вселенной, на основе этого расширения. Когда в 1958 г. его спросили о возможности существования другого объяснения красного смещения, основанного не на допплеровском эффекте, то Амбарцумян ответил: «Нет, невозможно. Во всяком случае, пока не было предложено никакого другого правдоподобного истолкования. Поэтому приходится считать, что система окружающих нас галактик и скоплений галактик расширяется. Это является одним из самых фундаментальных фактов современной науки». Амбарцумяна спросили также относительно его отношения к «релятивистской космологии», на что он ответил: «Космология может быть только релятивисткой» [989] . Соответственно упрощенные обсуждения советских взглядов на космологию, утверждающие или подразумевающие отбрасывание советскими космологами как эйнштейновской относительности, так и концепции расширяющейся Вселенной, были огромным сужением значительно более широкого обсуждения.

Амбарцумян критиковал как идеалистические, так и механистические космологические школы. Идеалисты, по его словам, играли на отсутствии знания и затруднениях, возникавших при попытках ответить на необычайно сложные вопросы, обращаясь либо к эпистемологическому идеализму, либо к религии. Механисты, напротив, упрощали природу, пытаясь объяснить все на основе уже известных принципов и не будучи в силах понять необходимость новых концептуализаций, Амбарцумян применил эту модель двух ошибочных космологических школ к проблеме явления красного смещения и его применения к структуре Вселенной. Он отмечал, что некоторые физики и астрономы допускали, что метагалактика идеально однородна, и далее выдвигали мысль о том, что этот тип системы заполняет всю Вселенную [990] . Принимая во внимание красное смещение, они применяли эйнштейновскую интерпретацию гравитации к гипотезе однородной Вселенной и далее делали заключение о том, что Вселенная конечна и расширяется (такая модель выше указывалась как модель Эйнштейна — де Ситтера, IIa). По словам Амбарцумяна, в этот момент вмешались философы-идеалисты и соответственно настроенные физики, они выдвигали эффектные заключения о творении мира и таинственной силе, ответственной за его создание. Согласно Амбарцумяну, этот последний шаг был полностью необоснованным. Он имел место, по его словам, лишь благодаря неадекватности знания о структуре метагалактики, оставлявшей место для «необузданных экстраполяций, которые увели эти гипотезы довольно далеко от настоящей науки…» [991] .

Но позиции противоположного лагеря, представленного механистами, были не более обоснованны. «Без какого-либо экспериментального основания пытались утверждать, что красное смещение не связано с эффектом Допплера, а имеет какую-то другую причину». Такой попыткой была гипотеза о том, что фотоны «стареют» за долгие промежутки времени; согласно этой интерпретации, смещение в сторону красного конца спектра будет результатом не скорости удаления, а изменения природы самого света. Причина того, что эти изменения не были до сих пор отмечены, по словам сторонников теории старения, заключалась в недостатке времени при лабораторных исследованиях. Амбарцумян, как и большинство других астрономов, полагал, что эта гипотеза старения была очень произвольной, она была объяснением, разработанным специально для того, чтобы избежать гипотезы расширения. Не существует других подтверждений старения фотонов, кроме астрономического красного смещения. Ученые не прибегают к объяснениям, зависящим от неизвестных и неподтверждаемых явлений, в случае, когда существует другое, хотя бы частично проверенное, объяснение, которое так же хорошо объясняет имеющиеся данные. Таким существующим объяснением являлся эффект Допплера. Амбарцумян писал об усилиях механистов и консерваторов, отрицавших интерпретацию Допплера, что они «потерпели полнейший крах» [992] .

Но если взгляды самого Амбарцумяна на интерпретацию Допплера были сходными со взглядами большинства астрономов всего мира, то на каком же основании он критиковал этих астрономов? Вопросом, на котором сосредоточился Амбарцумян в процессе выработки своей собственной интерпретации, по крайней мере до конца 50-х годов, был вопрос об однородности Вселенной. Ко времени формулировки Хабблом отношения красного смещения Амбарцумян предположил, что внегалактическая туманность заполняет пространство с приблизительно постоянной плотностью. Из такого предположения следовало, что соотношение скорость — расстояние было линейным до расстояния 250 миллионов световых лет. С накоплением более полных и точных данных вопрос о линейности или нелинейности соотношения скорость — расстояние становится насущным. Это заключение имело для космологии важное значение: нелинейное отношение могло обозначать, что расширение нашей части Вселенной замедляется или ускоряется, что сделало бы затруднительными исследования и поставило бы под вопрос «возраст» Вселенной. Как отмечал Амбарцумян в 1959 г., «если двадцать лет тому назад можно было пытаться оправдать гипотезу об однородной плотности Вселенной тем, что, при отсутствии достаточных данных о распределении удаленных галактик, предположение об однородности Метагалактики является естественным, хотя, может быть, и очень грубым приближением, и если в то время такой взгляд находил некоторую опору в подсчетах Хаббла, то теперь положение коренным образом изменилось. Новые данные, касающиеся видимого и пространственного распределения галактик, оказались в полнейшем противоречии с предположением об однородности, хотя бы весьма грубо приближенной. Мне кажется, что если попытаться двумя словами охарактеризовать то представление о распределении галактик, которое начинает складываться за последние годы на основе новейших данных, то наиболее удачным выражением будет „крайняя неоднородность“» [993] .

Разрабатывая собственные представления о неоднородной Вселенной, Амбарцумян заявлял о том, что сам по себе факт существования скоплений и групп галактик не обязательно является доказательством того, что они заполняют пространство с приблизительно одинаковой плотностью. Можно утверждать, что скопления и группы являлись лишь малыми островками, в обширном общем метагалактическом поле. Это общее поле может быть однородным или может изменяться в соответствии с непрерывным градиентом. Амбарцумян, однако, чувствовал, что астрономические исследования начала 50-х годов вели к заключению о тенденции к формированию групп и скоплений скорее как основной характеристике Метагалактики, чем как исключительной ситуации. Такое доказательство неоднородности вызвало кризис, так как под удар были поставлены основные космологические модели, — эту перспективу Амбарцумян не находил неприятной с философской точки зрения.

Вопрос однородности или неоднородности Вселенной и впоследствии остался трудным для Амбарцумяна. В конце 50-х годов новые данные привели Амбарцумяна к убеждению, что его теория неоднородной Вселенной все более оказывается под вопросом. До 1957 г. Амбарцумян основывал свои заключения на исследованиях, показывающих неоднородность Вселенной на протяжении до 20 миллионов парсеков [994] . Таким образом, на расстоянии 90 миллионов парсеков от Земли в созвездии Волосы Вероники астрономы могут наблюдать скопление галактик большее, чем все остальные близкие галактики. Если смотреть в других направлениях, то на расстоянии 90 миллионов парсеков нельзя обнаружить ни одной другой галактики таких же размеров. Таким образом, Амбарцумян чувствовал себя уверенным, делая вывод, что для утверждения однородности необходимо говорить об объемах с диаметром более 200 миллионов парсеков. Однако в 1957–1958 гг. Амбарцумян получил отчеты исследований Цвикки на Паломаре о том, что в объемах с диаметрами около миллиарда парсеков можно проследить распределение, приближающееся к однородному. Таким образом, в противоположность ранним взглядам Амбарцумяна, астрономы могли говорить о средней плотности материи на расстоянии миллиарда парсеков, которая была примерно равной плотности в области нашей галактики. Так что довод в пользу существующих космологических моделей вновь набрал силу. (В конце 70-х годов подтверждение однородности, разработанное Г. Рейни и другими астрономами, стало еще более сильным.)