Чтение онлайн

Эддингтон был буквально осыпан наградами: ему были присвоены 12 почётных степеней, присуждена золотая медаль Королевского астрономического общества, в 1930 году он получил дворянство, а в 1938 году – очень почётный орден «За заслуги».

Скончался он скоропостижно. В конце 1944 года здоровье Эддингтона стало ухудшаться, он ещё пытался ездить на велосипеде, но вскоре был вынужден от этого отказаться. Он старался перебороть боль, но ослабел настолько, что был вынужден обратиться к врачу. Его тут же прооперировали и обнаружили неизлечимую форму рака. Вскоре он скончался.

Эддингтона будут помнить за блестящие прозрения и огромные достижения в астрономии. Но в то же время, как мы увидим дальше, Эддингтон встал на пути прогресса в астрофизике, упрямо не соглашаясь с новыми важными идеями.

Располагая результатами Эддингтона, астрономы смогли заняться проблемой эволюции звёзд. Теперь известно, что в центре звезды в самом деле идут ядерные реакции, которые служат источником её энергии; иногда эту внутреннюю область образно называют термоядерной печью. Подробно ход реакций на Солнце проанализировал в 1938 году Ганс Бете. Он показал, что в результате серии реакций водород превращается в гелий, причём этот процесс сопровождается выделением огромного количества энергии. От центра потоки энергии довольно долго добираются до поверхности звезды, а затем излучаются в пространство.

Наше Солнце – всего лишь звезда, такая же, как и сотни других на ночном небосводе. Хотя оно в миллионы раз больше Земли, Солнце – звезда средних размеров. Есть красные гиганты, в тысячи раз больше Солнца, есть маленькие белые карлики, чуть больше Земли. В результате тщательного изучения всех этих звёзд удалось создать теорию, удовлетворительно объясняющую, как образовалось Солнце с окружающими его планетами. Предполагается, что так же развивались и все другие звёзды со своими планетами (если они есть).

По наиболее точным современным оценкам, около 5 миллиардов лет назад существовало гигантское газовое облако, состоящее в основном из водорода с небольшими примесями гелия и совсем малой доли (около 1%) более тяжёлых элементов. Это холодное облако неправильной формы, называемое протосолнечной туманностью, медленно вращалось. По мере того как собственные гравитационные силы вызывали сжатие туманности, её вращение ускорялось, и в результате она приобрела примерно сферическую форму. В какой-то момент направленная вовне сила, создаваемая вращением, стала препятствовать дальнейшему сжатию вещества в какой-то одной плоскости. В других же плоскостях сжатие продолжалось, пока туманность не превратилась в гигантский диск с утолщением в центре.

Газ в утолщении конденсировался, разогревался, и возникшее излучение распространялось в окружающий газ. Этому утолщению, которое на данной стадии называется протозвездой, суждено было в конце концов стать нашим Солнцем. Излучение разорвало некоторые участки, проходя через них, но ему было трудно пробиться сквозь плотные слои газа, и в результате по мере удаления от центра температура постепенно падала.

Затем из туманности стали конденсироваться мельчайшие частицы. В более горячих внутренних слоях образовались зёрнышки железа, никеля и более тяжёлых элементов, подальше – кремния, ещё дальше метана, аммиака и более лёгких элементов. Эти частички падали на центральную плоскость газового диска и в конце концов образовали внутри него гигантское кольцо, подобное кольцам Сатурна, но гораздо больше них. Как и в кольцах Сатурна, внутренние частички двигались быстрее внешних, в результате чего они иногда сталкивались, слипались и превращались в небольшие камешки. Те, в свою очередь, сталкивались и слипались, образуя астероиды. На поверхность астероидов падали мелкие кусочки вещества, а в результате столкновения астероидов образовывались протопланеты – каменистые тела, окружённые плотной атмосферой из водорода и гелия.

Теперь уже всё стало походить на нынешнюю Солнечную систему, правда, за одним исключением. Вся система была целиком погружена в огромное облако водорода и гелия. В центре протосолнца температура стала приближаться к 15 миллионам градусов. По достижении этого магического значения начались ядерные реакции и протосолнце превратилось в звезду. Мощнейшая взрывная волна сорвала газовую оболочку с ближайших планет и очистила Солнечную систему от газового тумана. Наиболее близко расположенные планеты полностью лишились своего газового покрова, обнажилась их каменистая поверхность, а более отдалённым и крупным удалось сохранить основную часть атмосферы.

На протяжении миллионов лет ближайшие к Солнцу планеты, в том числе Земля, не имели атмосферы, как её нет сейчас у Луны. Но постепенно в результате радиоактивного распада их внутренние области стали разогреваться и в конце концов расплавились. Расплавленная лава и сопутствующие газы стали пробиваться к поверхности, образуя вулканы. Выброшенные вулканами газы накапливались, и у Земли вновь появилась атмосфера; она сильно отличалась от современной и в основном состояла из метана, аммиака, азота и водяного пара. С течением времени её состав стал таким, как сейчас. Потом водяные пары сконденсировались в океаны, и, наконец, в них зародилась жизнь.

Все звёзды образовались одинаково. Гигантские облака под действием тяготения превращались в протозвёзды, а когда их недра достаточно разогревались, начинались ядерные реакции и рождалась звезда. Поскольку у большинства протозвёзд, как и у нашего молодого Солнца, видимо, тоже были диски окружавшего их вещества, разумно предположить, что планетные системы, подобные нашей, должны быть широко распространены во Вселенной. В самом деле, имеются серьёзные косвенные причины считать, что вокруг некоторых соседних звёзд обращаются тёмные объекты, хотя непосредственно видеть их мы не в состоянии.

Сейчас наше Солнце находится в равновесном состоянии, мирно сжигая водород в гелий – золу ядерной реакции, и так будет продолжаться ещё несколько миллиардов лет. Но рано или поздно топливо кончится, впрочем, ещё до этого произойдут весьма драматические события. Благодаря наблюдениям и математическим моделям астрономам удалось разработать подробную теорию эволюции звёзд, и теперь они могут предсказывать, что будет происходить со звёздами в течение миллионов и даже миллиардов лет.

Поскольку гелий тяжелее водорода, он по мере сгорания водорода накапливается в центре Солнца. Водород продолжает гореть в окружающих слоях, в результате чего гелиевый шар разрастается. По мере увеличения гелиевого ядра давление в его центре увеличивается, из-за чего повышается и температура.

Рост температуры прежде всего скажется на поверхности Солнца. От неё начнут отделяться наружные слои, температура которых станет падать. Наше Солнце начнёт расширяться, из-за чего очень медленно, в течение миллионов лет будет происходить повышение температуры на Земле. Полярные шапки льда растают, вызвав подъём уровня Мирового океана и затопив большинство прибрежных городов. Жара в экваториальных зонах станет непереносимой, и люди двинутся оттуда к северу и к югу. Когда и там станет слишком жарко, придётся переселиться к полюсам.

По мере роста температуры начнут испаряться океаны и увеличится облачность. Наконец, Землю окутает сплошной туман, начнутся непрекращающиеся дожди. Из-за парникового эффекта, связанного с увеличением облачности, температура возрастёт ещё больше. Случится то же, что и на Венере: температура там очень высока, потому что солнечное излучение проходит сквозь слой облаков, но при отражении от поверхности длина волны излучения изменяется, и обратно через облака оно пробиться уже не может. Многократно отражаясь от поверхности Венеры и от облаков, солнечное излучение сильно разогревает атмосферу.