Виктор Комаров - Занимательная астрофизика

Виктор Ноевич Комаров, Борис Николаевич Пановкин

Занимательная астрофизика

Предисловие

Настоящая книга не является систематическим изложением современной астрофизики — науки, цель которой — изучение физических процессов во Вселенной. Эта наука отличается разнообразием методов исследования, обилием теоретических изысканий, большим числом проблем, как решенных, так и требующих дальнейшего изучения. Она очень быстро развивается — чуть ли не каждый день приносит с собой новые факты, иногда совершенно неожиданные. Их осмысление требует от ученых немалых усилий.

Уже по этим причинам одна научно-популярная книга не в состоянии отразить все содержание современной астрофизики. Тем более что многие проблемы этой науки самым тесным образом связаны с весьма глубокими и сложными разделами современной физики. Авторы ставили перед собой более скромную задачу: представить в занимательном плане некоторые наиболее интересные вопросы, связанные с изучением физических явлений во Вселенной.

В то же время авторы всячески стремились избежать фрагментарности, добиться логической последовательности изложения.

С этой целью книга построена по следующему плану:

Глава I показывает расширение диапазона астрофизических исследований с освоением новых источников информации о космических процессах. Авторы знакомят читателя с тем, какие новые возможности открывает применение этих источников.

Глава II — это рассказ о конкретных открытиях, сделанных благодаря превращению астрономии из науки оптической в науку всеволновую.

Глава III посвящена теоретическим исследованиям в области строения и эволюции нашей Вселенной. Авторы ставили своей задачей показать, как теория, основанная на результатах наблюдений и проверяемая наблюдениями, постепенно раскрывает закономерности космических явлений, в том числе происходивших на ранних стадиях развития Вселенной, и заглядывает в ее все более отдаленное будущее…

Заключительный раздел этой главы посвящен некоторым аспектам одной из самых увлекательных проблем в современной науке о Вселенной — проблеме поиска разумной жизни во Вселенной и внеземных цивилизаций. Хотя проблема эта, разумеется, не чисто астрофизическая, но астрофизические данные составляют значительную часть ее научного фундамента.

Создавая книгу, авторы исходили из своего понимания занимательности. По нашему мнению, занимательным в науке являются не только поражающие воображение числа и впечатляющие сравнения, но и само содержание научных представлений об окружающем мире и прежде всего новые неожиданные факты, оригинальные гипотезы и теории, выявление неочевидных связей между, казалось бы, разнородными явлениями, осмысление привычного с необычных позиций, столкновение различных точек зрения, наконец, связь результатов научных исследований с практической деятельностью людей.

И, конечно, основополагающие научные проблемы и оригинальные идеи и методы, привлекаемые для их решения. Великий датский физик Нильс Бор говорил, что проблемы важнее решений; решения могут устареть, а проблемы остаются. А выдающийся советский физик-теоретик академик Л. Д. Ландау придавал первостепенное значение методам исследования. Метод важнее Открытия, утверждал Ландау, ибо правильный метод исследования обязательно рано или поздно приведет к новым еще более выдающимся открытиям.

Авторы решили также применить прием, который уже был использован в книге В. Н. Комарова «Новая занимательная астрономия», — включить в текст научную фантастику с соответствующими комментариями. Фантастика не только делает более зримыми отвлеченные научные идеи и тем самым способствует их более глубокому осмыслению, но и одушевляет эти идеи в художественной форме, раскрывает их связь с человеком. К сожалению, популярное изложение научных достижений и проблем обычно воспринимается читателем несколько отвлеченно. Между тем результаты научных исследований так или иначе влияют на нашу жизнь. В книгу включены два научно-фантастических рассказа, написанные В. Н. Комаровым. Эти рассказы отнюдь не являются беллетризованным изложением соответствующих проблем астрофизики. Их задача иная — дать возможность читателю ощутить значение этих проблем для людей.

Разделы «Они „слушают“ космос» и «Из разных точек» написаны Б. Н. Пановкиным. Раздел «Игра во внеземные цивилизации по научному» — совместно В. Н. Комаровым и Б. Н. Пановкиным. Остальные разделы — В. Н. Комаровым.

В заключение еще раз подчеркнем, что настоящая книга не является последовательным изложением современной астрофизики. Если воспользоваться аналогией с литературными произведениями, то ее можно сравнить ее с повестью, где обычно прослеживается одна сюжетная линия, а скорее с многоплановым романом. Хотя в романе много сюжетных разветвлений, у читателя после его прочтения должно сложиться отчетливое представление о событиях, в нем описанных.

Если читатели этой книги хотя бы в самых общих чертах представят себе, что такое современная астрофизика и какие проблемы ее волнуют, авторы сочтут свою задачу выполненной.

Авторы выражают глубокую благодарность члену-корреспонденту АН СССР Н. С. Кардашеву, доктору физико-.математических наук И. Д. Новикову, а также кандидату философских наук В. В. Казютинскому за полезные советы, которые были даны в процессе работы над книгой.

В Н. Комаров, Б. Н. Пановкин

Среда обитания — космос

Человек! Затерянный среди пустынь

Вселенной, один на маленьком куске

Земли, несущейся с неуловимой

быстротой куда-то в глубь безмерного

пространства, терзаемый мучительным

вопросом — «зачем он существует»,

он мужественно движется — вперед!

и выше — по пути к победам над всеми

тайнами Земли и неба…

В 1963 г. было сделано одно из самых поразительных открытий XX века на очень больших расстояниях от Земли, у самых границ наблюдаемой Вселенной были обнаружены удивительные объекты, излучающие невиданные потоки энергии. В дальнейшем они получили название квазаров.

Комментируя это событие, известный советский астрофизик доктор физико-математических наук И. Д. Новиков заметил:

— Если бы до открытия квазаров нам описали их свойства, мы со всей уверенностью заявили бы, что подобные объекты в природе просто не могут существовать…

Открытие квазаров явилось неожиданностью, одним из тех поразительных сюрпризов, которые время от времени: преподносит нам бесконечно разнообразная Вселенная. Но само по себе появление подобных сюрпризов уже давно перестало быть неожиданностью. Наш век научно-технической революции требует от современного естествознания все более глубокого проникновения в тайны строения окружающего мира, познания наиболее фундаментальных свойств материи, в том числе и закономерностей Вселенной. И это не только внутренняя потребность саморазвития науки, но и задача, поставленная перед современным естествознанием всем ходом развития общества…

У известного американского ученого и писателя Айзека Азимова есть рассказ «Поющие колокольчики». Действие этого рассказа происходит в далеком будущем, когда полеты на другие небесные тела стали столь же обычным делом, как в наши дни поездка на автомобиле. Поющие колокольчики — особые куски лунной породы, издающие при ударе ни с чем не сравнимые чарующие музыкальные звуки. Эти уникальные произведения природы ценятся на Земле дороже золота и драгоценностей.

Главное действующее лицо рассказа Луис Пейтон тайком отправляется на Луну на антигравитационном корабле, чтобы попытаться отыскать тайник с поющими колокольчиками, которые украдкой собрал один лунный старатель.

Пробыв две недели на Луне, Пейтон находит клад, убивает своего спутника и возвращается на Землю. Убийство обнаруживают, и подозрение падает на Пейтона. Но он умело запутал следы и к тому же подготовил себе надежное алиби: убедительные доказательства того, что он за последнее время не покидал Землю.

По просьбе полиции за дело берется доктор Эрт. Подозреваемого Луиса Пейтона доставляют к нему. Доктор Эрт достает из своей коллекции поющий колокольчик и неожиданно бросает его сидящему в нескольких метрах Пейтону. Пейтон успевает поймать волшебную вещицу.

Не дав ему опомниться, Эрт приказывает:

— Бросьте его мне, мистер Пейтон. Скорее!

Машинально Луис Пейтон бросает колокольчик. Но бесценный комочек пемзы, не долетев до протянутой руки доктора Эрта, падает на пол и разбивается…

Эксперимент решает судьбу Пейтона. За две недели пребывания на Луне его мышцы привыкли к ослабленной силе тяжести и еще не успели вновь приспособиться к земному притяжению. Это — неопровержимое свидетельство того, что Пейтон покидал Землю и некоторое время находился на каком-то небесном теле, значительно уступающем по массе и размерам Земле…