АСТРОНОМИЯ: ВЗГЛЯД В БУДУЩЕЕ
Развитие астрономии испокон веков волновало человечество. То же самое происходит и сегодня. Об этом свидетельствуют и многочисленные научные публикации. Одна из них в журнале «Природа» — посвящена астрономическим проблемам будущего. Ее автор — доктор физико-математических наук В.П. Решетников (Санкт-Петер-бургский государстаенный университет), обобщая достижения ученых в последние десятилетия, ссылаясь, в частности, на академика В.Л. Гинзбурга, отметил: эти задачи (естественно, меняющиеся со временем) формируют некий «физический минимум», с которым должен быть знаком каждый исследователь.
Речь идет об обшей теории относительности — ее экспериментальной проверке; гравитационных волнах, их детектировании. Сюда же примыкают и вопросы связи между космологией и физикой высоких энергий; нейтронные звезды и пульсары; сверхновые звезды и черные дыры; квазары и ядра галактик; темная материя (скрытая масса) и ее обнаружение; космические лучи со сверхвысокой энергией и их происхождение; гамма-всплески и гиперновые, нейтрино в физике и астрономии, нейтринные осцилляции и т.д.
В.П. Решетников подчеркивает: эти научные направления весьма актуальны и носят фундаментальный характер. Однако они отражают точку зрения на астрономию прежде всего физика. Чем же она отличается от взгляда на перечисленные про-
блемы «специалистов по небесным делам» определить довольно сложно, хотя разница есть. Возможно, она состоит в относительно большем внимании последних к самим объектам исследования (звездам, галактикам, газовым туманностям и т.п.), а не только к физическим процессам в них. Кроме того, астроном гораздо лучше физика представляет реальную точность тех чисел и оценок, которые извлекаются из наблюдений.
Указанные выше вопросы наиболее обстоятельно обсуждались на состоявшейся в 1997 г на Канарских островах конференции. Тематика докладов здесь охватила все разделы современной астрономии. Именно поэтому труды ученых данного форума бьши опубликованы под заголовком «Вселенная в целом».
Конференцию открьш известный американский ученый А. Сэндидж. Его имя прочно связано с рядом крупнейших достижений наблюдательной космологии, с появлением нынешних представлений о формировании, эволюции звезд и галактик, с современной школой определения расстояний во Вселенной. Он сформулировал 23 задачи, решение которых, вероятно, будет найдено в последующие 30 лет. Они были сгруппированы им в три раздела, касающихся общих свойств галактик, Млечного Пути и наблюдательной космологии.
Первый раздел посвяшен морфологической классификации, предложенной выдающимся американским астрономом Э. Хабблом еше в
20-х годах XX в., которая делит галактики на эллиптические и спиральные. Этот подход, связанный с их формой, бьш основан на том, как выглядят галактики в оптическом диапазоне. Позднее, однако, выяснилось, что их «внешний вид» отражает ряд физических характеристик — массу, светимость, количество атомарного и молекулярного газа, пыли, тип звездного населения, темп рождения звезд и т.д.
Автор статьи не анализирует подробно выдвинутые А. Сэндиджом задачи, а лишь кратко сводит их к следующему фундаментальному вопросу: как формировались наиболее крупные окружающие нас галактики? Вначале считали, что они создавались на ранних стадиях эволюции Вселенной. Позднее мнения ученых изменились. В результате сложился альтернативный сценарий: галактики рождались в процессе эволюции, попутно развивалось их взаимодействие со своим окружением (межгалактической средой, другими галактиками). Недавно обнаружены некоторые факты, весомо свидетельствующие в пользу такого подхода. Например, оказалось, что доля взаимодействующих галактик очень быстро растет с увеличением красного смещения, т.е. при рассмотрении все более ранних эпох в эволюции Вселенной. Так, когда она была вдвое моложе, от трети до половины всех галактик, по-видимому, находились в состоянии сильного внешнего гравитационного возмущения или в процессе слияния с себе подобными. Поэтому несомненно, что взаимо-
11ареплетГб.
лл9'
гз'
пз^"
эллиптические галактики
ЕО ЕЗ
Е7
50
в:
5а 58а
5Ь
БВЬ Л
V"
~ИКИ с
ПеРе/и,
5с
5Вс
-•-г«
Г
Ь1ЧК0Й (баром)
Хаббловская
последовательность
галактик.
Фрагмент изображения глубокого поля Космического телескопа им. Хаббла.
Изображение центральной области Галактики по данным спутника «СОВЕ».
действия и слияния и фал и важную роль при формировании галактик*.
Вторая группа проблем, выдвинутых А. Сэндиджом, прокомментированная автором статьи, посвящена раскрытию структуры и происхождения Млечного Пути. Речь вдето более конкретных вещах, ибо мы находимся внутри нашей звездной системы, и она намного доступнее рассмотрению в деталях (по крайней мере ближайшие окрестности Солнца). Не случайно поэтому в последние несколько лет в исследовании Млечного Пути достигнут большой професс, связанный в первую очередь с работой космических аппаратов. Скажем, обсерватория «HIPPAKCOS» позволила определить расстояния до сотен тысяч звезд в пределах нескольких сотен парсек от светила. В результате структура ближайших окрестностей нашей Галактики стала гораздо яснее. Наблюдения в информационном диапазоне на спутнике «СОВ IZ» впервые дали представление о том, как выгляди т Млечный Путь в целом. В частности, оказалось: цент-
* См.. A.A. Маракушео. Солнечная система и се звездные аналоги. — Наука в России, 2001. № 5 (прим. ред.).
ральная область Галактики есть не что иное, как вытянутая структура, большая ось которой «протянута» в направлении Солнца.
Достигнуты успехи и в ходе наземных наблюдений. Например, при исследовании звезд внешних областей балджа (центрального звездного сгущения) фуппа английских астрономов в 1994 г открыла карликовую галактику, находящуюся практически в пределах Млечного Пути на расстоянии 16 кпк от его центра. Она сильно деформирована приливным возмущением Вселенной и простирается в виде колоссальной дуги почти перпендикулярно ее плоскости. Вспомним и о существовании Большого и Малого Магеллановых Облаков, о гигантском газовом хвосте, соединяющем их с нашей звездной системой (Магелланов Поток), и мы получим четкую картину продолжающегося в настоящее время «строительства» Млечного П^ги.
Третья фуппа задач, поставленных А. Сэндиджом перед астрономами и рассматриваемая в данной статье, касается проблем расширения Вселенной, эволюции формирования первичных галактик, разработки шкалы расстояний до них, определе-
ния состава и происхождения межгалактической среды и др.
В конце публикации В.II. Решетников отмечает, что астрономия сейчас переживает период, сходный, быть может, лишь с 20-ми годами XX в. (открытие галактик, расширение Вселенной) или с 60-ми (обнаружение квазаров, пульсаров, реликтового излучения). Меняется общая картина небесного поля, впервые непосредственным наблюдениям стали доступны галактики от эпохи их формирования до настоящего времени, открываются планеты у других звезд.
Словом, делает вывод автор, точку в астрономических исследованиях ставить нельзя. Перед ученымн-«звездочетами» во все времена возникали и будуг возникать интереснейшие проблемы. И вряд ли список их когда-нибудь закончится!
Решетников II. П.
Астрономические задачи начала XXI века, или 23 проблемы Сэндчджа. — Природа № 2. 2003 г.
Материал подготовил
Я. В. РЕНЬКАС
ПРОЕКТ «РЕЛЬЕФ»
Специалисты Института теплофизики им. С.С. Кутателад-зе СО РАН, проводившие эксперименты по термостабилизации чипов, заметили: в локально нагреваемой жидкости, стекающей под действием гравитации, возникают загадочные структуры, напоминающие некий рельеф или совокупность неровностей. Обнаруженное явление оказалось интересным для физиков и механиков. По сути открыт новый тип неустойчивости. Кроме того, предполагается, что эти структуры, их свойства можно использовать для интенсификации процессов тепло- и массообмена, в частности, в пленочных испарителях, широко применяемых, например, при производстве сахара, фрук-
товых и овошных соков, дистилляции морской воды.
К реализации проекта по изучению выявленных структур привлекли фуппу теоретиков из Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, возглавляемую членом-корреспондентом РАН В.В. Пухна-чевым. Следующим шагом стала программа Copernicus, в которой приняли участие, в том числе, сотрудники Центра исследований по микрофавитацин при Свободном университете Брюсселя (Бельгия), занимающиеся космическими исследованиями и в то же время решающие конкретную задачу дая пищевой промышленности.
Программу успешно выполнили в 2002 г.; по ее итогам перечисленные
научные центры составили совместный доклад. На международной конференции по теплообмену в Гренобле (Франция) с сообщением выступил доктор физико-математических наук О.Л. Кабов — руководитель российских экспериментаторов.
Полученные теоретические и практические результаты по осуществлению программы Copernicus стали основой для подготовки совместного проекта под названием «Рельеф», который планируется реализовать на международной космической станции «Альфа».
Почему же именно в космосе так важно изучать обнаруженные структуры? 11о мнению О.А. Кабова, жидкости и особенно двухфазные потоки сильно подвержены влиянию фави-
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.