Вселенная. Путешествие во времени и пространстве

Если расстояния в космосе представить в масштабе 1 см : 200 тыс. км, то расстояние от Земли до Луны составит 2 сантиметра, расстояние от Земли до Солнца будет равно 750 см, а один световой год составит 50 000 км. Часть рисунка с Землей и Луной выполнена в указанном масштабе 1 см : 200 тыс. км. Диаметр Земли в этом масштабе — примерно 1,5 мм. Прочие расстояния не помещаются на странице.

Мы видим, что почти все предшественники Бесселя существенно занижали расстояние до ближайших звезд, и только измерения великих наблюдателей середины XIX века (почти одновременно с Бесселем измерить расстояние до звезд удалось Вильгельму Струве (1793–1864) в Российской империи и англичанину Томасу Гендерсону (1798–1844), наблюдавшему звезды с мыса Доброй Надежды на юге Африки) дали окончательный ответ на этот вопрос.

Вручая премию Бесселю, президент Лондонского астрономического общества, сын Уильяма Гершеля (тоже выдающийся астроном, как и его отец) Джон Гершель заявил на церемонии:

«Я поздравляю вас и себя с тем, что нам посчастливилось увидеть, как огромная и несокрушимая стена, стоявшая на нашем пути в звездную Вселенную, стена, которую мы подрывали так долго и так тщетно, была пробита почти одновременно в трех местах».

Он имел в виду работы Бесселя, Струве и Гендерсона.

Но как далеко простирается пространство, наполненное звездами?

После Николая Кузанского и Джордано Бруно мысль о бесконечности Вселенной не казалось невозможной. Новая картина мира постепенно выстраивалась: бесконечная Вселенная наполнена звездами, находящимися на огромных расстояниях (несколько световых лет) друг от друга. Но телескопы, которые быстро совершенствовались, показывали, что в мире существуют не только сравнительно близкие к нам планеты с кометами, обращающиеся вокруг Солнца, а также звезды, подобные Солнцу.

Световое и инфракрасное излучение городов мешает астрономическим наблюдениям.

В те далекие времена, когда в городах еще не было светового загрязнения и яркие ночные фонари не мешали смотреть на ночное небо, в любой точке земного шара можно было увидеть неровную серебристую полосу — Млечный Путь. Ее происхождение пытались объяснить по-разному (испарения, особый тип облака). То, что это скопление звезд, предположил еще Демокрит (ок. 460 – ок. 370 годы до нашей эры), но доказать это в те времена было невозможно. Лишь в 1609 году Галилей посмотрел на Млечный Путь в телескоп и убедился, что это действительно множество звезд.

Млечный Путь над морем.

«Я наблюдал природу и вещество Млечного Пути. С помощью телескопа его удалось обозреть так по­дробно и с такой зрительной ясностью, что все споры... разрешились!.. Млечный же Путь есть на деле нечто иное, как масса бесчисленных звезд, собранных в скопления…» — писал Галилей в своей книге «Звездный Вестник», изданной в 1610 году.

Но телескопические наблюдения великих астрономов XVII–XVIII веков показали, что в небе помимо звезд можно увидеть слабо светящиеся туманные пятна самой разнообразной формы. Такие пятна получили название небулы, или ­туманности. Гершель в ходе своих многолетних наблюдений открыл более двух тысяч таких туманностей. Многие из них при разглядывании в сильный телескоп распадались на отдельные звезды, и становилось ясно, что это далекие скопления звезд, подобные фрагментам Млечного Пути. Но многие туманности на звезды не разрешались даже при большом увеличении телескопа. Некоторые из них совсем не походили на плотные скопления звезд, отличаясь и по внешнему виду, и по цвету.

Забегая вперед, укажем, что история изучения туманностей тоже, как и история исследований звезд Галактики, содержит множество имен, названий телескопов и отдельных достижений. Не будем задерживаться и сразу перейдем к результатам.

Сейчас мы знаем, что многие туманности — это огромные облака из газа и пыли. Некоторые из них порождены взрывами звезд (оказывается, отдельные типы звезд способны взрываться), и тогда их сорванные оболочки постепенно рассеиваются в пространстве. Есть и другие типы туманностей — например, гигантские облака разреженного газа (в основном водорода).

Итак, оказалось, что вещество во Вселенной не обязательно должно быть собрано в компактные шары, как звезды и планеты, — оно может быть рассеянным, занимая гигантские объемы пространства, иногда многократно превышающие по размерам расстояния между соседними звездами. Так телескопы позволяли обнаруживать новые типы небесных объектов, которыми, как оказалось, населена Вселенная. До появления сильных телескопов мы об их существовании даже не догадывались.