Квазары и рождение Вселенной. Продолжение.

квазары

Квазар, обозначаемый З-С-9, изученный с помощью, как оптических телескопов, так и радиотелескопов, имеет спектр, в котором смещение достигает 215 процентов в сторону более длинных волн. Если, как обычно предполагается, это «красное смещение» вызвано скоростью удаления источника света от наблюдателя и если эта скорость пропорциональна расстоянию (другими словами, если наша Вселенная расширяется), то это красное смещение соответствует скорости удаления, равной 240000 километров в секунду, и расстоянию в 8 миллиардов световых лет.

Самое поразительное то, что эти светила излучают достаточно видимого света, чтобы их можно было наблюдать с таких колоссальнейших расстояний. Видимо, испускаемая ими энергия превышает излучение Солнца более чем в миллион миллионов раз.

На еще больших расстояниях объект оказывается слишком слабым, чтобы можно было измерить красное смещение в его спектре, и наши оптические телескопы пока еще не могут превзойти этот предел. Но расстояние 8 миллиардов световых лет означает, что свет от квазара З-С-9 провел в пути столько же времени. Глядя на этот квазар, мы, в сущности, заглядываем на 8 миллиардов лет в прошлое, а это составляет примерно 80 процентов истории нашей Вселенной.

Хотя сейчас 8 миллиардов световых лет как будто и составляют предел возможности оптических наблюдений, радиоастрономия может повести нас еще дальше. Радиотелескопы помогли обнаружить источники космического радиоизлучения такого же типа, как квазар З-С-9, но слабее его. Если предположить, что все эти радиоисточники имеют одну и ту же абсолютную яркость, то их видимая яркость позволяет оценить предел достижимости радиотелескопов в 9 миллиардов световых лет. Этот предел значительно превзойден новым гигантским радиотелескопом в Пуэрто-Рико

Предполагается, что этот радиотелескоп будет способен зарегистрировать излучение от радиогалактик и квазаров, расположенных на расстояниях 10—12 миллиардов световых лет. Это означает, что становится возможным принять «репортаж» о начале нашей Вселенной.

Эта возможность, фантастичная еще несколько лет назад, становится реальной благодаря чудовищному количеству света и других электромагнитных волн, испускаемому квазарами. Их радиоизлучение — результат одного или нескольких взрывов, разогревших центральное ядро настолько, что оно способно светить, как миллион солнц в течение миллиона лет и даже более. Радиоизлучение от радиогалактик вызывается взрывом подобного же рода, но, видимо, меньшей мощности.

Эти маяки в космосе можно использовать как исходные триангуляционные пункты для построения карты звездного мира во времени и в пространстве. И это дело отнюдь не далекого будущего. Работа по составлению такой карты уже началась, полученные результаты представляют огромный интерес.

Что можно сказать об изменении свойств квазаров со временем? В течение 100 тысяч лет, прошедших после начальной вспышки, излучение должно сохранять постоянную интенсивность, которая затем начинает экспоненциально убывать. Через миллион лет после вспышки мощность излучения составляет всего 1/1000 начальной, а через 10 миллионов лет она падает еще в 1000 раз. На этой стадии квазар настолько ослабевает, что его уже невозможно обнаружить. Не найдено ни одного квазара, возраст которого превышал бы несколько миллионов лет.

Расстояние квазаров и их распределение в пространстве могут быть рассчитаны по их видимой яркости. При этом выясняется, что их пространственная плотность более или менее постоянна в пределах 1—2 миллиардов световых лет. За пределами этого расстояния число квазаров увеличивается во всех направлениях. Их плотность удваивается в сферическом слое с радиусом в несколько миллиардов световых лет. Затем с дальнейшим увеличением расстояния их плотность вновь быстро убывает, и на «радиогоризонте», то есть на расстоянии 9 миллиардов световых лет, их плотность составляет лишь 1/50 наблюдаемой на более близких расстояниях.

Фактически это распределение в пространстве отражает эволюцию во времени: мы наблюдали квазары на расстояниях, соответствующих длительности их существования. Если квазары кажутся наиболее многочисленными на расстояниях в несколько миллиардов световых лет, то это объясняется тем, что в тот далекий период времени их взрывы были наиболее частыми.

Но когда мы заглядываем еще дальше, то отмечаем почти полное отсутствие квазаров, хотя современные радиотелескопы достаточно мощны, чтобы обнаружить их даже на таких огромных расстояниях. Это объясняется тем, что, продвигаясь назад во времени, мы достигли эпохи, предшествующей появлению первых квазаров.

Если у нас есть основания рассматривать квазары в качестве «самовоспламеняющихся» и быстро эволюционирующих ядер различных галактик, то моменты их вспышек можно связать с рождением галактик. Стадия квазара должна быть приурочена к рождению галактики или следовать за ним через некоторое строго определенное время. Таким образом, квазары как бы отмечают на шкале времени рождение галактик, которое в свою очередь свидетельствует о критическом состоянии материи Вселенной, уже достаточно охладившейся после первоначального взрыва. Турбулентность некогда раскаленного космического газа существенно уменьшается, силы тяготения объединяют быстро движущиеся массы в протогалактики, то есть галактики в процессе конденсации.

Из этих наблюдений, видимо, следует, что процесс вспышек квазаров достиг кульминации 8—9 миллиардов лет назад; у нас нет никаких данных, указывающих на многочисленность квазаров в периоды, отстоящие от нашей эпохи еще дальше.

Мы живем в сравнительно спокойный период эволюции Вселенной, когда материя уже длительное время сконцентрирована в галактики и звезды. Но с помощью радиотелескопов можно заглянуть в прошлое, достичь ранних стадий в жизни Вселенной, когда преобладающим фактором были потоки высокотемпературного излучения, а не скопления вещества. Мы уже почти достигли тех времен, когда только забрезжил рассвет мира, когда, возможно, не было звезд и все, что существовало, состояло из аморфной, еще не организованной материи.

Первые результаты этого исследования еще далеки от точности. Приведенные данные о пространстве и времени еще должны проверяться и уточняться. Эта задача и выпадает на долю более крупных телескопов, проектируемых или строящихся. Данные, полученные с их помощью, позволят астрономам и астрофизикам воссоздать историю нашей Вселенной.

Первый радиотелескоп был построен всего четверть века назад, а первый оптический телескоп — три века назад. Человек живет на Земле примерно миллион лет, а жизнь на Земле существует не менее миллиарда лет. Возраст Солнца, Земли и планет — 6—7 миллиардов лет, а Галактики, в которую входит наша солнечная система, 8—9 миллиардов лет. Расширение Вселенной, продолжающееся и ныне, могло начаться 10— 12 миллиардов лет назад. Но чем дальше мы углубляемся в прошлое, тем неопределеннее становятся события, отмечающие предысторию Вселенной.

Прошло не так уж много времени, с тех пор как ученые начали изучать прошлое Человека и Земли. Чтобы не блуждать в лабиринтах гипотез и предположений и не потерять путь в туманных далях пространства и времени, ученые имеют сейчас таких гидов, как квазары, — это маяки, свет и радиосигналы которых дошли до нас через миллиарды лет.

Автор: Дьердь Маркс.

P. S. О чем еще говорят британские ученые: о том, что когда-нибудь человечество таки сможет снарядить космические корабли для полетов к далеким звездам и может даже построить там свои космические станции. И тогда персонал Омеги, современной строительной компании будет заниматься аутсортинговым строительством космических станций, а не просто домов.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *