Астрономия. Популярные лекции - Владимир Георгиевич Сурдин

характерным вспышкам рентгеновского и гамма-излучения из тех областей, где подозревается наличие массивных черных дыр в ядрах галактик, мы понимаем, что это как раз происходят стадии захвата звезды, вещество которой размазывается в аккреционный диск и постепенно поглощается черной дырой.

Рис. 9.5. Разрушение звезды, подлетевшей близко к черной дыре. Вещество бывшей звезды образует диск вокруг черной дыры. Рисунок.

Сквозь дырку в пространстве

С приливами связана еще и такая полуфантастическая история. Дело в том, что внутри горизонта событий черной дыры пространство-время настолько сильно деформируется, что это может приводить к возникновению пространственно-временных каналов. По-английски их называют wormhole, формальный перевод — «червоточина», но мы обычно говорим «кротовая нора». Несколько десятилетий назад появилась идея, что эти туннели пространства и времени могут связывать коротким путем две удаленные (в нормальном эвклидовом пространстве) точки. Например, между Солнцем и Вегой (если лететь по прямой в космическом пространстве) около 26 световых лет, но если рядом с Солнцем поместить одну черную дыру, а рядом с Вегой — другую, то между ними, может быть, получится канал, который сократит этот путь. Эта идея обыгрывается в романе Карла Сагана «Контакт», по которому снят очень хороший фильм, получивший, к сожалению, весьма непрофессиональный перевод в нашем прокате. Например, главная героиня, когда надо развернуть радиотелескоп, командует: «Right ascension… Declination…»; эти английские термины означают «прямое восхождение» и «склонение» — два угла в экваториальной системе небесных координат. А переводчик представил это как «подъем справа» и «отклонение». И подобных ляпов там немало. Уверен, вы будете переводить астрономические тексты лучше.

Рис. 9.6. Двумерная схема червоточины в гиперпространстве: короткий туннель может соединять две разнесенные в обычном пространстве области Вселенной или даже две разные вселенные. Открыта математическим путем в 1916 г. Людвигом Фламмом как решение уравнения поля Эйнштейна.

Вообще говоря, идея образования червоточин в пространстве очень старая. Когда сто лет назад Эйнштейн только-только создал свою теорию относительности, был сделан расчет, показавший, что такие явления могут быть. Но использованием пространственно-временных туннелей для перемещения людей впервые заинтересовался Карл Саган, знаменитый астрофизик и популяризатор астрономии. Он захотел использовать этот эффект в фабуле романа, чтобы героиня куда-то перенеслась, и, чтобы не попасть впросак, озадачил этим вопросом самого известного ныне специалиста в области гравитации — Кипа Торна. Тот в ответ на просьбу Сагана сначала лишь улыбнулся, но затем стал делать расчеты — и увидел, что можно создать такую конфигурацию, чтобы пара черных дыр была связана таким странным туннелем. Кстати, очень советую его изумительную книжку «Черные дыры»: в ней очень много интересного не только про американскую физику, но и про нашу, отечественную, ведь Кип Торн в дни своей молодости провел много времени в Москве, в группе академика Я. Б. Зельдовича.

Однако не будем забывать о приливном эффекте. Если мы захотим нырнуть в одну дыру и вынырнуть из другой, то это может плохо кончиться: когда мы приблизимся к черной дыре, приливный эффект будет настолько силен, что нас растянет в спагетти. Но и саму червоточину приливный эффект делает неустойчивой, а гравитационная неустойчивость всегда пытается поломать любую конструкцию. Однако в последнее время возникла идея о том, что можно стабилизировать червоточину, если в природе существует пятая сила, которую называют «темной энергией». В космологии это сегодня одна из главных тем. По сути это антигравитация, расталкивающая массивные объекты, и она может стабилизировать пространственно-временной туннель, сделать его устойчивым — и тогда пусть не человек, а для начала хотя бы какой-нибудь межзвездный робот сможет через него пройти.

Приливные явления в галактиках

В масштабах галактик приливы играют гораздо большую роль хотя бы потому, что галактики — объекты крайне малоплотные. Они представляют собой скопище звезд и газа между ними с концентрацией в пару атомов на кубический сантиметр, по сути — «видимое ничто». Если посмотреть на окрестности галактики M31, называемой Туманностью Андромеды (рис. 9.7), и обратить внимание на форму ее галактик-спутников, то можно даже невооруженным глазом увидеть последствия приливного эффекта: одна из них (NGC 205) сильно деформировалась, с ее внешней оболочки срываются слабосвязанные звезды, поток которых утекает в сторону, к огромной махине M31: так она ее «раздевает». А другая мелкая галактика (M32) уже «раздета»: мои расчеты показывают, что раньше она была далеко от Туманности Андромеды, двигалась вокруг нее по орбите и — главное — была значительно крупнее. Но сейчас она приближается к M31 по спирали, внешние слои с нее уже сорвало, но ядро еще сопротивляется. Правда, осталось ему недолго: через несколько миллиардов лет оно просто утонет в ядре большой галактики, перестанет существовать как отдельная звездная система — и не будет маленького спутника.

Рис. 9.7. Туманность Андромеды, ближайшая к нам крупная галактика, имеет несколько маленьких галактик-спутников.

Рис. 9.8. Светлые кольца вокруг галактики NGC 5907 — это не дефект фотографии, а поток звезд, в который превратился один из спутников этой галактики. Поначалу это было небольшое самостоятельное звездное скопление, но приливом его вытянуло вдоль орбиты и размазало по ней.

Иногда, если галактика расположена к нам ребром и ее диск не мешает нам обозревать окрестности, можно разглядеть интересные вещи: «размазывание» мини-галактики в узкую полосу вдоль орбиты вследствие приливного разрушения (рис. 9.8). Отдельные звезды и немного газа при этом продолжают кружиться, но скоро размажутся окончательно, и орбита перестанет быть видимой. Вот насколько серьезное влияние оказывают массивные галактики на своих малых соседей.

Рис. 9.9. Взаимодействующие галактики NGC 4676, или «Мышки». Фото космического телескопа «Хаббл», Advanced Camera for Surveys (NASA).

Бывают также встречи типа «кита со слоном», когда непонятно, кто кого переборет. Если две одинаковые галактики встретились, то обе очень сильно деформируются. Любителям астрономии известна такая пара — их называют «Мышки», потому что у них торчат длинные хвостики, вытянутые приливным эффектом (рис. 9.9). Что ожидает их в дальнейшем? Скорее всего, они пару раз покувыркаются друг вокруг друга