Нужны были дополнительные наблюдения, и они появились в 1917 году, когда американский астроном Джордж Ричи, работая в обсерватории Маунт Вильсон в Лос-Анджелисе, случайно (помните, я говорил о случайности многих астрономических открытий) обнаружил новую звезду в другой спиральной туманности - NGC 6946. Новая была очень слабенькой, в максимуме достигала всего 15-й звёздной величины. Её и видно-то было только в крупный телескоп. Но главная характеристика - ход изменения блеска - была подобна изменению блеска обычных новых звёзд. Раньше никому не приходило в голову, что новые звёзды могут быть такими слабыми. Их трудно заметить, просматривая фотографии туманностей. Если так, то не исключено, что в туманностях были и другие аналогичные вспышки, оставшиеся незамеченными. Ричи начал изучать прежние фотографии спиральных туманностей, особенно Туманности Андромеды, и действительно нашёл две новые звезды, на которые раньше не обратил внимания. Эти очень слабые новые не шли ни в какое сравнение с S Андромеды. Поистине, она оказалась монстром в мире новых звёзд!
Ричи случайно обратил внимание на слабенькую вспышку в NGC 6946. Обычно исследователь видит прежде всего то, что хочет видеть. Он ищет новые звёзды, по опыту зная, что вспышка бывает яркой. Если кто-то скажет ему, что в данном конкретном случае новая может оказаться слабее в тысячи раз, он отмахнется. Хотя потом, когда случайно всё-таки обратит внимание на такую очень слабую новую, объяснение найдётся легко. Ведь ясно: чем дальше от нас вспыхивает звезда, тем она слабее. И если она настолько слабая, то какие же бездны пространства нас разделяют!
В каждой обсерватории в те годы были "стеклянные библиотеки", где хранились тысячи фотопластинок - фотографий различных участков неба. После сообщения Ричи астрономы стали просматривать фотопластинки и (теперь они знали, что искать!) нашли слабые вспышки новых не только в М 31, но и в других спиральных туманностях. За два месяца исследователи обнаружили одиннадцать таких вспышек. Из них четыре - в туманности М 31, не считая знаменитой и ни на что не похожей S Андромеды.
Однако даже после этого никто не обратил внимания на разительное отличие вспышек новых от S Андромеды. Все наблюдали одно и то же, но "видели" разное!
Физическую природу М 31 разгадали лишь в 1924 году Эдвин Хаббл и Джордж Ричи. Они получили прекрасные фотографии туманности Андромеды, на которых было видно, что её спирали на самом деле вовсе не туманные пятна, а россыпи звёзд. Более того, Хаббл обнаружил среди них обычные переменные звёзды цефеиды, каких много в нашей Галактике.
Излучение цефеид пульсирует строго периодически, причём период пульсаций так же строго связан с их светимостью в максимуме. Поэтому цефеиды называют "звёздными маяками". Расстояния до цефеид определяют точнее всего, ведь период пульсаций звёзд этого типа можно измерить с высокой степенью надежности, и по величине периода определить светимость звезды в максимуме. А если известна светимость звезды и её яркость на небе, легко вычислить расстояние. По цефеидам определяют расстояния до звёздных скоплений в нашей Галактике и до других относительно близких галактик, в которых удаётся обнаружить "звёздные маяки".
Хаббл оценил, наконец, расстояние до М 31, оказавшееся равным 1,5 миллиона световых лет. В 300 раз больше, чем полагал Бери! Вот почему вспышки новых в этой туманности выглядели такими слабыми - звёзды эти оказались на самом деле в 300 раз дальше, чем предполагали исследователи.
К концу двадцатых годов ХХ века астрономам стало ясно, что вспышка новой - вовсе не свидетельство смерти звезды. Конечно, такая вспышка бесследно для звезды не проходит. От неё с большой скоростью - до нескольких тысяч километров в секунду - отделяется облачко звёздного вещества и уносится в межзвёздное пространство. Удалось даже оценить, сколько именно вещества выбрасывает звезда. Оказалось, немного - всего одну стотысячную долю массы Солнца.
S Aндромеды - исключение из правила. Американский астроном Гебер Кертис, один из сторонников идеи "островных Вселенных", писал, что не все новые звёзды "обязаны" иметь в максимуме одинаковую светимость. Природа разнообразна, одна вспышка ярче, другая слабее. S Андромеды отличалась от обычной новой, как луч прожектора от пламени свечи. В галактике М 31 насчитываются сотни миллиардов звёзд, и, тем не менее, S Андромеды светила всего в несколько раз слабее, чем все эти звезды вместе! И звезда Тихо была очень яркой новой, и звезда Кеплера, и звезда-гостья 1054 года... Возможно, Кертис провёл бы аналогию с ними, но он просто не знал об этих вспышках.
Таким образом, постановка задачи определяет и подход к её решению. Кертис исследовал туманности, и S Андромеды была для него досадным исключением. А тем временем шведский астроном Кнут Лундмарк читал исторические документы, составляя список ярких вспышек, описанных в старых хрониках. В списке Лундмарка такие яркие новые, как звезды Тихо и Кеплера, и им подобные явления, были не исключением, а правилом. В 1921 году Лундмарк опубликовал список звёзд, содержавший 60 объектов, которые он так же как и Кертис, называл новыми звёздами.
Оба учёных одинаково называли два разных явления. Такая путаница была неизбежна. Ведь то, что наблюдали астрономы, само по себе ещё ничего не означало. Если познание невозможно без наблюдений, то оно также невозможно и без интерпретаций. Правильная интерпретация порой может оказаться важнее наблюдений. Пример - туманность Андромеды. Да, её спектр подобен спектру Солнца. Но такой же спектр имеет и Луна! Два совершенно разных небесных тела, а спектры очень похожи. Без дополнительных независимых аргументов нельзя сделать правильных выводов. Таким аргументом стало разделение туманности Андромеды на звёзды.
Когда в двадцатых годах прошлого века астрономы разобрались, наконец, в природе М 31, Вселенная предстала в новом виде. Наша Галактика, которую раньше считали единственным во Вселенной огромным звёздным скоплением, оказалась всего лишь одной из множества других таких же "островных вселенных". Это революционное открытие сравнимо с коперниковским. Коперник в начале ХУ1 века передвинул Землю из центра мироздания и поставил в центр Вселенной Солнце. В XIX веке астрономы убрали Солнце из центра Вселенной, сделав его одной из многих звёзд единственного звёздного острова - Галактики. Сто лет назад учёные доказали, что и Галактика наша - вовсе не центр Вселенной. Туманность Андромеды сделала Млечный путь одним из множества звёздных островов. И в этом её великое историческое значение.
Наука на просторах Интернета
Шимон ДАВИДЕНКО
НЕВИДИМОЕ ВЕЩЕСТВО ВСЕЛЕННОЙ
Мы продолжаем публиковать самые интересные материалы из сетевого научно-популярного издания Live Science.
https://www.livescience.com/
Мы невидимы?
Вопросы о темной материи и парадоксе Ферми
Новый взгляд на старые затруднения
Грант Пайпер
Рис
Фоновое излучение Вселенной
Сразу сказать, что я не астрофизик, чтобы сдержать неизбежные комментарии, которые попытаются дисквалифицировать мои размышления, потому что у меня нет определенной степени. Я не астрофизик и не претендую на то, чтобы быть кем-то другим, кроме того, кем являюсь. Я писатель со степенью в области философии и страстью к размышлениям вопросам и астрономии.
В 1950 году, после окончания Второй мировой войны, физик Энрико Ферми вместе с коллегами посетил Национальную лабораторию Лос-Аламоса. Легенда гласит, что группа ведущих ученых шла пообедать в Фуллер-Лодж, когда возникла тема инопланетян. Физики обсуждали возможность перемещения объектов со скоростью, превышающей скорость света. Они размышляли о том, могут ли летающие тарелки работать на такой технологии. Многие категорически заявили, что летающие тарелки - это розыгрыш. Это была стандартная болтовня между сверстников. Беззаботная и интересная тема, мало чем отличающаяся от тысяч разговоров, которые усердно ведут люди каждый день.
Когда группа вошла внутрь и села есть, Энрико Ферми задал вопрос, который до сих пор не дает нам покоя. "Где все?" Сначала его коллеги нервно смеялись, но Энрико был смертельно серьезен. Это был законный вопрос. Со всем, что человечество узнало за предыдущие полвека о ядерной физике, небесах и вычислениях, идея развитых инопланетных цивилизаций стала более удобоваримой, чем когда-либо.
После того, как он задал вопрос, последовали быстрые вычисления на салфетках и дискуссии, но, в конце концов, никто не получил ответа. На этот вопрос хорошего ответа до сих пор нет. Так родился парадокс Ферми.
Рис
Парадокс Ферми Фотография с бейджа Энрико Ферми в Лос-Аламосе.
Ферми задавал вопрос, который становится неизбежным для любого, кто достаточно долго изучает Вселенную. Если Вселенная так стара, как мы думаем, а звезд и планет так много, почему мы не можем увидеть никаких инопланетных цивилизаций? Расчеты сделать несложно. Даже любители могут оценить количество звезд в Галактике, количество планет земного типа в каждой системе или экстраполировать число известных планет земного типа.
Числа астрономически большие. Если мы возьмем это потенциальное количество жизнеобеспечивающих планет и вставим их в нашу картину Вселенной с миллиардами лет истории, нетрудно понять, что где-то что-то там должно быть. Но нет. По крайней мере, не то, что мы видим.
Интерес к парадоксу Ферми сохраняется и по сей день. Журнал Forbes опубликовал статью с подробным описанием недавнего исследования, в котором был сделан вывод о том, что, скорее всего, только в нашей Галактике существует 36 инопланетных цивилизаций, не говоря уже о сотнях миллионов других галактик.
Но никаких внеземных цивилизаций мы не видим. Почему? Ответы на этот вопрос были самыми разными.
Инопланетные цивилизации убивают себя, прежде чем они смогут достичь звезд.