Загадки мироздания - Айзек Азимов

У астрономов появилась долгожданная возможность. Допустим, что все или почти все источники радиоволн — это отдаленные галактики, подвергающиеся неким катастрофам, например сталкивающиеся или взрывающиеся, и поэтому испускающие радиоволны в чрезмерно большом количестве. Понятно, что такие катастрофы происходят далеко не с каждой галактикой, но галактик во Вселенной — миллиарды, так что ничего нет удивительного в том, что несколько тысяч «радиогалактик» в ней найдется. Этого достаточно.

Логично предположить, что чем более размыты радиоволны, тем дальше находится испустившая их галактика. Исходя из этого предположения, родилась идея подсчитать количество радиогалактик на различных расстояниях от Земли. Если верна теория Непрерывного творения и Вселенная всегда была одинакова, то и количество катастроф во все времена должно быть примерно одним и тем же, а значит, радиогалактики должны быть более-менее равномерно распределены по степени удаления от Земли.

Если же, напротив, верна теория Большого взрыва, то в молодые годы Вселенной в ней было и горячее и теснее, чем сейчас, а значит, и катастрофы случались чаще. Значит, количество радиогалактик должно по мере удаления от Земли не оставаться прежним, а возрастать, ведь сигналы, получаемые нами с больших расстояний, отправлялись раньше, чем с малых.

В середине 1950-х годов английский астроном Мартин Райл тщательно подсчитал источники радиоволн и объявил, что количество их действительно возрастает по мере возрастания расстояния от Земли, что укладывается в положения теории Большого взрыва.

Правда, доклад Райла выглядел не совсем убедительно. Он был основан на данных об обнаружении и измерении очень слабых источников радиоволн, и малейшие ошибки, которые вполне могли произойти, лишали бы оснований все выводы Райла. Поэтому сторонники теории Непрерывного творения хоть и помрачнели, но не отступились от своих представлений.

По мере все более и более точного установления источников радиоволн некоторые из них начинали привлекать все больше непосредственного внимания. Эти источники оказывались столь малыми, что напрашивался вывод о том, что это скорее не галактики, а отдельные звезды, а если так — то они находятся очень близко (на больших расстояниях отдельных звезд не различить) и выводы Райла ошибочны, поскольку основаны на той предпосылке, что все источники радиоволн — это отдаленные галактики. Так теория Непрерывного творения снова обрела право на жизнь.

Среди таких «компактных» источников радиоволн было несколько известных под названиями 3С48, 3С147, 3С196, 3C273 и 3С286. «3С» во всех этих названиях означает «Третий Кембриджский каталог радиозвезд» — этот список составляли Райл с коллегами, — а следующие за ним цифры являются порядковым номером звезд в каталоге.

Многие пытались установить, какие же именно видимые звезды соответствуют этим 3С. В Америке Аллан Сендидж тщательно обшаривал области расположения радиозвезд с помощью пятиметрового телескопа в обсерватории Mayнт-Паломар, готовый наброситься на любую подходящую звезду. В Австралии Сэрил Хазард сфокусировал радиотелескоп на 3C273 и стал дожидаться Луны. Как только Луна встала между ним и 3C273, радиосигнал прекратился. Понятно, что это произошло именно в тот момент, когда край Луны оказался непосредственно между ученым и источником сигнала.

Таким образом, к 1960 году звезды были обнаружены. Ни одна из них не была открыта заново — все эти звезды ученые уже видели ранее на фотопроекциях, но раньше их считали просто слабенькими звездами нашей собственной Галактики. Полученная информация об этих звездах, да еще вдобавок к данным об их повышенной радиоактивности, заставила взглянуть на них совершенно по-новому. Пара из них оказалась, по-видимому, закрытой облаками вещества, a 3C273 — испускающей в пространство нечто непонятное.

Более того, когда двое американских астрономов, Джесси Гринштейн и голландец по происхождению Маартен Шмидт, получили спектр этих звезд, он оказался очень странным. Те несколько полос, что в нем присутствовали, были так странно расположены, что их нельзя было отождествить ни с одним из известных элементов. Загадка поставила ученых в тупик, и ее решение отложили до лучших времен.

В 1963 году Шмидт снова взялся за спектр 3C273. В нем было шесть полос, и его вдруг осенило, что расположение четырех из них напоминает знакомую последовательность полос, которой, правда, положено находиться совсем в другой части спектра. Чтобы они оказались там, где показывает анализ, должен был иметь место красный сдвиг небывалого масштаба. Возможно ли это? Шмидт взялся за изучение спектров других радиозвезд. При условии допущения красного сдвига такого масштаба можно было опознать каждую полосу из имевших место.

В течение следующих двух-трех лет в результате усиленного поиска по небесам было обнаружено около сорока подобного рода объектов. Был установлен спектр более половины из них, и везде имел место колоссальный красный сдвиг. В частности, оказалось, что одно из этих небесных тел удаляется от нас со скоростью 240 000 километров в секунду, находясь при этом на расстоянии около девяти миллиардов световых лет от нас (80 миллиардов триллионов километров).

Да, если допустить наличие такого значительного красного сдвига, то эти очевидные «звезды» должны находиться очень далеко от нас, поскольку теория расширяющейся Вселенной гласит, что причиной значительного красного сдвига всегда является большое расстояние до Земли. На самом деле получалось, что эти загадочные небесные тела находятся дальше от нас, чем любой другой известный объект во Вселенной.

То, что с такого расстояния выглядит звездой, явно является чем-то другим. Обычную звезду с такого расстояния увидеть просто невозможно. Поэтому новому классу звездоподобных небесных тел дали отдельное имя — «квазары», от латинского слова, означающего «подобный».

Квазары представляют для астрономов множество загадок. Если объяснять красный сдвиг и вправду эффектом расширения Вселенной и квазары действительно отстоят от нас на миллиарды световых лет, то они должны обладать поистине необычными свойствами. Чтобы обладать на таком далеком расстоянии той яркостью, какой они обладают, эти тела должны светиться сильнее, чем десятки галактик. А между тем есть основания полагать, что размер их невелик, скорее всего, от одного до десяти световых лет в диаметре (сравните с сотнями тысяч световых лет протяженности обычной галактики).

Что же это за тела такие, если их вещество, умещающееся в столь малых размерах, при этом светит как десятки галактик? Тут, конечно, сколько астрономов — столько теорий, но что касается представлений о Непрерывном творении, то их судьба была решена и без дополнительных теорий, самим фактом существования квазаров.

Главное здесь тот факт, что обнаружено множество квазаров вдали от нас и ни одного — в пределах миллиарда световых лет. Получается, что в далеком прошлом Вселенной квазаров существовало множество, а сейчас их нет. Количество квазаров (которые, видимо, и являются источником всего или почти всего радиоизлучения, которому уделил столько сил Райл) с расстоянием только увеличивается, а значит, чем моложе была Вселенная, тем больше в ней было квазаров. Это означает, что со временем во Вселенной происходит как минимум одно значительное изменение — уменьшается количество квазаров. Этого уже достаточно, чтобы поставить крест на теории Непрерывного творения. Но лишь в том случае, если квазары действительно находятся так далеко от нас. Это предположение основано на предпосылке, что причина столь значительного красного сдвига спектра квазаров — расширение Вселенной. А если это не так?

Допустим, что квазары — это небольшие куски соседних галактик, летящие прочь из ядер этих галактик вследствие некоего мощного взрыва. В последние годы действительно были отмечены примеры взрывающихся галактик, и сейчас астрономы тщательно следят за всеми галактиками, которые по какой-либо причине — странная форма, большое количество туманных пятен, признаки внутренних содроганий — выглядят нетипично. Несколько квазаров было обнаружено именно неподалеку от этих «странных галактик».

Совпадение? Может быть, квазары просто оказались на той же линии взгляда, что и «странные галактики»? Или их как раз вышвырнуло из галактик взрывом, затронувшим миллионы звезд? Если верно последнее предположение, то квазары могут находиться не так уж и далеко от нас. То есть одни могут находиться далеко, а другие — близко, что в целом не заставляет нас отказываться от теории Непрерывного творения.

Теоретически ничего невозможного в этом нет, но существуют аргументы против такой гипотезы. Допустим, что квазары действительно выбрасываются из галактик с такой силой, что обретают близкие к световым скорости. Тогда лишь часть из них двигалась бы по направлению от Земли и их спектр имел бы огромный красный сдвиг, сбивающий ученых с толку и заставляющий считать квазары страшно далекими небесными телами.