Айзек Азимов - Взрывающиеся солнца. Тайны сверхновых

АЙЗЕК АЗИМОВ

ВЗРЫВАЮЩИЕСЯ СОЛНЦА. ТАЙНЫ СВЕРХНОВЫХ

ГЛАВА 1

НОВЫЕ ЗВЕЗДЫ

НЕБО, КОТОРОЕ НЕ МЕНЯЕТСЯ

Вглядываясь в небо звездной безлунной ночью, мы проникаемся впечатлением его полнейшей постоянности. Звезды в своих неизменных узорах сияют с неизменной яркостью. Изо дня в день они медленно кружат по небу, совершая полный оборот за 24 часа вокруг центра близ Полярной звезды (если мы в Северном полушарии).

Каждую ночь картина неба слегка смещается, как если бы Солнце двигалось относительно звезд, но гораздо медленнее, чем их суточное вращение. Солнце завершает это более медленное смещение за 365 1/4 дня. Оба движения — солнечное и земное — совершенно правильны, и поэтому рисунок звезд не меняется.

Греческий философ Аристотель (384–322 до н. э.) воспринимал это постоянство неба как закон природы. На Земле, считал он, все вещи изменяются: они возникают, развиваются, потом разрушаются; на небе все иначе: там все неизменно, постоянно и совершенно. Все, что есть на Земле неживого, стремится к сохранению покоя или падению, все, что на небе, никогда не знает покоя, но кружится в постоянном нескончаемом хороводе. Аристотель считал, что Земля и небо по своему строению в корне отличны друг от друга. Все земное состоит из четырех основных видов материи — земли, воды, воздуха и огня.

Небо и все, что на небе, состоит из пятого элемента — совершеннейшей, лучезарной материи, которую Аристотель назвал эфиром (от греч. aither — лучезарный).

Были, конечно, и другие древние мыслители, верившие в неизменность небес, но Аристотель был самый знаменитый; его сочинения пережили века, и именно он всегда считался высшим авторитетом в этом вопросе.

Взгляд Аристотеля, впрочем, это вполне разумный взгляд на вещи, потому что он сходится с нашими привычными наблюдениями. Ежедневно каждый из нас видит собственными глазами, как все на Земле возникает, меняется, стареет, разрушается и гибнет. Солнце, как и другие небесные тела, кажется нам существующим вечно, никогда не меняющимся.

Существуют, однако, явления, готовые поспорить с Аристотелем относительно неизменности небес, и если мы будем тщательны в наших наблюдениях, мы их заметим. В небесах есть изменения, и даже весьма заметные. Например, облака приходят и уходят, то сгущаясь в сплошную завесу, то совершенно тая в воздухе. С неба на Землю низвергаются дождь, снег и другие осадки. Однако облака и осадки — это явления, происходящие в воздухе, а воздух — одни из четырех аристотелевых элементов, т. е. все-таки часть Земли. Так рассуждал Аристотель, и современные астрономы в этом с ним абсолютно согласны. Аристотель считал, что атмосфера простирается до Луны — ближайшего к нам небесного тела. Эфир неба и свойство неизменности начинаются за Луной и включают все, что выше ее, и не включают ничего, что ниже.

Однако на небе бывают и другие перемены, не считая перемен погоды. Наблюдая небо в ночное время, вы можете порой заметить искру света, стремительно прочерчивающую темный небосклон, угасающую на лету и скоро пропадающую из виду. Люди думают, что звезда скатилась с неба и, скользнув по нему, упала на Землю. Мы назовем это «падающими звездами», на самом же деле это, конечно, не звезды, потому что, сколько их ни падало, в итоге с небосвода не пропала еще ни одна звезда.

Для Аристотеля падающие звезды тоже были явлениями, происходящими внутри воздушной оболочки Земли, внутри ее атмосферы. Поэтому мы и называем их метеорами, т. е. с греческого «предметы в воздухе». Этот термин, собственно, относится только к полоске света, оставленной метеором, и в этом смысле Аристотель был прав, так как эта блестящая полоса — след метеора — появляется действительно в атмосфере. Она вызывается небольшими объектами, размером от валуна до булавочной головки, которые проносятся в космосе и, бывает, сталкиваются с Землей. Пересекая атмосферу Земли с очень большой скоростью, они испытывают сопротивление воздуха, который нагревает их до белого каления.

Сами эти объекты называются теперь метеороидами или метеорными телами. Мелкие метеороиды полностью испаряются, еще не достигнув поверхности Земли, и тихо опадают вниз в виде тончайшей пыли. Крупные выдерживают это испытание огнем, по крайней мере частично, и один или несколько обломков могут удариться о Землю. Вот эти уцелевшие обломки и называются метеоритами. (Еще в начале прошлого века ученые противились мысли, что с неба могут падать твердые тела.) Время от времени в небе могут появляться и исчезать кометы, имеющие странную неправильную (и потому несовершенную) форму. Иногда они каждую ночь меняют свой вид. Но для Аристотеля кометы были областью светящихся паров в верхних слоях атмосферы и поэтому принадлежали Земле, а не небу. (Здесь он сильно ошибался; его ошибка не была выявлена вплоть до XVI в.)

Если мы исключим погоду, метеоры и кометы, то все, что остается для рассмотрения, — это Луна и небесные объекты за ней.

Сама Луна, безусловно, выказывает перемены. Она меняет свою форму каждую ночь в соответствии с последовательностью лунных фаз (от греч. phasis — появление). Даже в период полнолуния, когда Луна напоминает гладкий светлый круг (являя тем самым совершенство формы, которого ждут от небесного тела), на ней все же имеются пятна и тени, которые суть явные несовершенства.

Это отступление от правила объяснялось двояко. Мудрецы древности и средневековья считали, что поскольку из всех небесных тел Луна ближе всех к Земле, то она больше всех других испытывает влияние несовершенной, «испорченной» Земли. Лунные пятна, стало быть, — это вредоносные земные испарения.

Другое толкование изменений Луны звучало так. В совершенном небе изменение допустимо, если само это изменение циклично, т. е. повторяется бесконечно снова и снова. К тому же неправильность не обязательно должна быть несовершенством, коль скоро эта неправильность никогда не меняется. Так, лунные пятна никогда не меняются, а фазы Луны повторяются настолько регулярно, что можно предсказать заранее, какой будет лунная фаза в любую из ночей на годы вперед.

Еще одна загадка Луны заключалась в следующем. Хотя Луна восходит на востоке, движется по небу в западном направлении и заходит на западе, как Солнце и звезды, она все-таки не совсем точна в их сопровождении по небу.

Каждую ночь Луна относительно звезд оказывается в разных частях небосклона, и более тщательные наблюдения показывали, что она постоянно смещается с запада на восток относительно этого звездного фона, совершая полный обход неба за неполных 28 дней.

Солнце относительно звезд тоже постоянно смещается с запада на восток, как было сказано выше. Только движение Солнца значительно медленнее, чем лунное, ибо для совершения полного круга ему нужно 365 1/4 Дня. Движение Луны и Солнца относительно звезд в глазах древних было не совсем правомочно, но еще более странным был тот факт, что пять из числа самых ярких звезд тоже перемещались относительно звездного фона! Этим звездам древние наблюдатели присвоили имена богов, и мы до сих пор пользуемся этими римскими именами.

Эта пятерка — Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Они не движутся постоянно с запада на восток в направлении, обратном движению звезд, как Луна и Солнце. Они вдруг замедляют свое движение, затем поворачивают и двигаются «задним ходом» с востока на запад. Затем они поворачивают и опять какое-то время двигаются обычным порядком, повторяя этот процесс снова и снова. Они позволяют себе обратное движение от одного раза (Марс) до двадцати девяти раз (Сатурн) в год.

Эти семь объектов — Луну, Солнце, Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн — греки назвали планетами (по-гречески planetes — блуждающий), потому что они блуждают среди звезд.

Чтобы объяснить себе особенность необычного движения планет, греки предположили, что каждая из планет соединена с отдельной сферой, окружающей Землю, а эти сферы входят одна в другую. Чем быстрее планета движется по небу, рассуждали греки, тем ближе она к Земле. Поэтому Луна вставлена в самую внутреннюю сферу, в следующую — Меркурий, далее по порядку Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. Каждая сфера была абсолютно прозрачной («хрустальной») и потому невидимой. (Еще и поныне благодаря грекам и их сферам мы говорим небеса во множественном числе.) Предполагалось, что сферы вращались, и этим вращением объяснялось движение планет по небу.

Платон (427–347 до н. э.), который был учителем Аристотеля, считал, что совершенны только правильные круговые движения. Что же касается неправильных движений, то их следует понимать как совокупность комбинаций правильных круговоротов движений, если небеса принимать как совершенные. Аристотель и его последователи даже пытались разработать сложные комбинации круговых движений, согласно которым планеты двигались бы неправильно, т. е. как они наблюдались, и в то же время не выглядели бы несовершенными.