CC BY
71
НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, ЗАМЕТКИ
РИТМЫ МАТЕРИИ И ВСЕЛЕННОЙ В ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ КАРТИНЕ МИРА
Г.А. Карцева, С.В. Семенов
Kartseva G.A., Semenov S.V. Rhythms of the matter and the Universe in natural science’s vision of the world. The article surveys differing views of the issue and also contains the authors’ own understanding of it.
С древних времен ученые стремились проникнуть в тайны происхождения и строения мира, выдвигая различные гипотезы, часто противоречащие одна другой. В 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл сделал два открытия, которые до сегодняшнего дня являются фундаментом научной космологии. Подсчитывая количество галактик, он установил, что галактики распределены в пространстве однородно, тем самым был практически доказан единый ритм строения Вселенной. Еще более значительным стало другое открытие Э. Хаббла, связанное с изучением спектрального состава света далеких звезд. Он обнаружил, что как в нашей Галактике, так и в галактиках, удаленных от нас, звезды обладают одним и тем же набором цветов, одинаково сдвинутых к красному концу спектра. Согласно эффекту, открытому австрийским физиком и астрономом XIX века Кристианом Доплером, звуковые и оптические волны приближающегося предмета воспринимаются как увеличивающие частоту, соответственно удаляющегося - как понижающие. Человеческий глаз воспринимает свет разных частот как разные цвета, при этом самые низкие частоты соответствуют красному концу спектра, а самые высокие - фиолетовому. Таким образом, спектры удаляющихся звезд будут смещены в красную сторону, а спектры приближающихся звезд - в фиолетовую. Хаббл выявил,
что красное смещение возрастает пропорционально увеличению расстоянию до галактик, что доказывало удаление галактик от нас со скоростью, увеличивающейся с увеличением расстояния, причем, в какой бы части неба ни велось наблюдение, везде происходит быстрое удаление абсолютно всех галактик. Скорости, с которыми галактики удаляются друг от друга, исчисляются десятками тысяч километров в секунду. Вывод был однозначным — Вселенная расширяется. Значит, ее объекты ранее были ближе друг к другу и когда-то даже находились в одном месте, следовательно, плотность Вселенной была бесконечно большой. Закон Хаббла при условии экстраполяции его на всю историю Вселенной дал возможность определять ее возраст - около 15-20 миллиардов лет.
В 1927 году Жорж Леметр выдвинул концепцию Большого взрыва, согласно которой 15-20 миллиардов лет назад Вселенная была сконцентрирована в малом объеме 10 сантиметра сверхплотного вещества. Идея Большого взрыва в настоящее время считается стандартной моделью возникновения Вселенной. Современное естествознание здесь опирается на модель «горячей Вселенной», основы которой были заложены американским физиком русского происхождения Джорджем (Георгием Антоновичем) Гамо-вым в конце 40-х годов XX века. Согласно его теории, на ранних стадиях расширения
Вселенная характеризовалась не только высокой плотностью вещества, но и огромной температурой. При Большом взрыве выделилось гигантское количество энергии в виде тепла. По мере расширения Вселенной температура падала вплоть до возникновения условий для образования звезд и галактик. Сегодня концепция Большого взрыва плавно соединяется с гипотезой инфляционной Вселенной, в основе которой лежит мысль о существовании силы космического отталкивания такой невероятной величины, которая смогла преодолеть гигантский размер силы гравитации Вселенной, разорвать ритм ее сжатия и вызвать ее расширение, продолжающееся и по сей день. Такая сила отталкивания была связана с тем, что начальное состояние Вселенной было вакуумным. Известно, что физический вакуум, несмотря на отсутствие вещества и излучения, характеризуется активностью, сосуществованием в нем различных энергий и отрицательных давлений, последние из которых как раз и создают гигантскую силу космического отталкивания. Импульс, заданный при взрыве, привел к тому, что Вселенная расширялась с ускорением в арифметической прогрессии. Такой тип расширения и был назван «инфляцией». Но отрицательный вакуум неустойчив и стремится к распаду, приводящему к исчезновению отталкивания. С завершением инфляции Вселенная переходит к состоянию обычного гравитационного притяжения. Энергия послужила основой возникновения вещества и антивещества, затем по мере остывания Вселенной стали выкристаллизовываться все наблюдаемые сегодня ее элементы.
Однако существуют и другие точки зрения на ритм развития Мира, в частности -модель пульсирующей Вселенной. Суть ее заключается в том, что удаление галактик друг от друга в какой-то момент может приостановиться и начаться их сжатие, что приведет к коллапсу, то есть взрыву вследствие стягивания бесконечно большой массы в малую точку - точку сингулярности. И, таким образом, процессы расширения и сжатия будут сменять друг друга (а возможно, это уже происходило) бесконечное число раз, создавая циклические ритмы огромного по продолжительности масштаба. Эта концепция сегодня не является официальной, так как для того, чтобы процесс расширения Вселен-
ной перешел в противоположно направленный процесс, необходима сила гравитации такой неимоверной величины, которой было бы под силу остановить это расширение. Но для этого масса физического вещества во Вселенной должна значительно превышать ту, которая, по примерным подсчетам современной науки, действительно имеется. Однако следует обратить внимание на так называемую скрытую массу, которая рождается из неизученного вещества, и величина ее до сих пор неизвестна даже приблизительно. Поэтому полностью отказываться от модели Вселенной с пульсирующим ритмом существования, видимо, нецелесообразно.
Одна из последних моделей происхождения Вселенной принадлежит Н.В. Макарову. Он считает, что теория Большого взрыва ничем не оправдана, так как не было, да и не могло быть такого момента во Вселенной, когда вся материя была сосредоточена в одной сингулярной точке и взрывом гигантской силы разбросана во все стороны, образовав при этом звезды, галактики и другие космические структуры. Материя, утверждает Макаров, существует вечно, в бесконечной ритмичной смене циклов жизни и смерти. Из разрушенных миров она переходит в первоначальное протозвездное состояние, из которого создаются новые миры. Основным законом этого процесса является, по Макарову, закон кратности, или закон креста, который гласит, что небесные тела зарождаются не поодиночке, а попарно, после чего пары удваиваются. По его мнению, про-тозвездная материя, оставшаяся после разрушенных миров, неоднородна и состоит из вещества, находящегося как в газообразном, так и другом, пока неизученном состоянии. Под воздействием силовых полей согласно закону Космоса, по которому любое тело в нем обязательно вращается, космическая материя начинает закручиваться, что приводит к ее дифференциации. Газовые структуры засасываются в центр вращения, что соответствует законам газодинамики, и распределяются по плоскости эклиптики, вытягиваясь в длинные рукава, которые при постоянно увеличивающейся скорости вращения разрываются на сгустки, постепенно принимающие сферическую форму. А затем, по закону креста, две сферы приступают к вращению вокруг общего центра, одновременно вращаясь
и вокруг собственной оси, потом две другие пары начинают тот же процесс, постепенно сжимаясь, под действием постоянно увеличивающейся скорости. Сжатие приводит к увеличению температуры и в результате — к появлению мини-звезд.
Определенному ритму подчинено не только возникновение и развитие Вселенной, но и материальный состав ее вещества. Представление о строении материи является одним из главных в научной картине мира. Этот вопрос интересовал ученых с глубокой древности. Еще античные мыслители заметили, что мир и изменчив, и единообразен одновременно, поэтому напрашивался вывод, что в основе мироздания лежит некая единая субстанция, из которой состоит все. Правда, эта субстанция у различных философов была неодинаковой: у Фалеса - вода, у Анаксимена - воздух, у Гераклита - огонь, у Ксенофана - земля. Аристотель в понимании состава вещества во Вселенной придерживался мнения, что оно состоит из всех четырех основных элементов - земли, воздуха, огня и воды, причем, под действием силы тяжести земля и вода направлены вниз, а сила легкости влечет огонь и воздух вверх. Необходимо заметить, что деление всего в мире на вещество и силы сохраняется и по сей день. По Аристотелю, вещество непрерывно, оно бесконечно дробится на кусочки. Однако среди древнегреческих философов известна была и другая точка зрения. В V веке до н.э. Эпикур и Демокрит высказали мнение о том, что наша материя делима не до бесконечности, и что на определенном этапе ее деления остаются невидимые невооруженным глазом находящиеся в постоянном движении первичные мельчайшие неделимые частички -сущности, составляющие основу всего окружающего. Они были названы началами. Материя по своей природе имеет зернистую структуру, и все в мире состоит из большого числа разных атомов (греч. - «аиэтоэ» - неделимый). Так возникла теория атомического строения окружающего мира, распространившаяся, в том числе, и на космос. Согласно ей, атомы, двигаясь беспорядочно, постоянно сталкиваются и отскакивают друг от друга, и время от времени в разнообразных сочетаниях происходит их сцепление, что приводит к образованию различных вещей, которые живут, старятся и гибнут, но состав-
ляющие их атомы остаются: они разъединяются и образуют другие вещи. Они вечны. Концепция атомизма была забыта в средние века, и лишь в XVII веке получила новое развитие в Европе, а в 1803 году создатель химического атомизма английский химик и физик Джон Дальтон показал, что факт соединения химических веществ в обязательных пропорциях можно объяснить, предположив, что атомы объединяются в группы, которые называются молекулами. В 1860 году, когда Дмитрий Иванович Менделеев обнаружил зависимость свойств элементов от их атомного веса, концепция атомизма получила реальное подтверждение. В 1869 году на основе выясненной им ритмической закономерности строения химических элементов Менделеевым была создана их периодическая таблица. В ходе дальнейших исследований учёные вывели планетарную модель строения атомов, согласно которой атом состоит из ядра, имеющего положительный заряд, и вращающихся вокруг него по определенным орбитам отрицательно заряженных электронов.
Итак, ученые пришли к убеждению, что ритм строения как солнечных систем, так и атомов, един. Однако предложенная модель имела существенный недостаток, так как при неизменности ядра электроны при вращении забирали бы его энергию и, в конечном счете, упали на него. Дальнейшие научные изыскания помогли преодолеть и этот пробел. В 1900 году немецкий физик Макс Планк впервые ввел понятие квантов, показав, что тела испускают свет, рентгеновские лучи и другие волны не непрерывно, а в характерном ритме: определенными порциями -
квантами. Каждый квант несет известное количество энергии, возрастающее пропорционально увеличению частоты волн. В 1905 году, накануне создания специальной теории относительности, А. Эйнштейн написал статью, в которой обратил внимание на то, что нерегулярное, хаотическое движение мельчайших частичек, взвешенных в воде, носящее название броуновского движения, можно объяснить ударами атомов жидкости об эти частички. Это положение было использовано датским физиком Нильсом Хендриком Давидом Бором, который в 1913 году заявил, что электроны могут двигаться не по любым орбитам, а только по тем, которые
лежат на определенном расстоянии от ядра. Находясь на основных орбитах, электроны не излучают свет, поэтому и не теряют энергии, следовательно, атом существует устойчиво. Излучение же происходит только при переходе электрона с более высокого энергетического уровня на более низкий.
В 1926 году один из создателей квантовой механики немецкий ученый физик Вернер Гейзенберг сформулировал знаменитый принцип неопределенности. В квантовой механике частицы, вместо определенных и не зависящих друг от друга показателей скорости и положения в пространстве, характеризуются квантовым состоянием, которое представляет собой некую комбинацию положения и скорости. Особенность этой механики заключается в том, что она предсказывает не какой-то определенный результат, а ряд разных результатов и дает вероятность каждого из них. Мы можем предсказать, во скольких примерно случаях результат будет одним, во скольких - другим, но точно его определить невозможно. Таким образом, квантовая механика вносит в науку неизбежный элемент непредсказуемости или случайности. М. Планк утверждал, что, хотя световое излучение состоит из волн, его излучение и поглощение происходит только в виде порций или квантов, то есть поведение света сходно с поведением вещества, образованного частицами. Принцип же неопределенности Гейзенберга говорит о том, что и частицы в каком-то смысле ведут себя как волны, так как их положение в пространстве определяется с некоторым распределением вероятности. Иначе говоря, в квантовой механике в одних случаях частицы удобно считать волнами, а в других лучше мыслить волны частицами. Тем самым квантовая механика расширила понимание ритма движения электронов - волн, представляющих собой сгустки электромагнитного поля. Поле отличают от вещества тем, что оно представляет собой непрерывную субстанцию, а вещество - дискретную. С понятием поля неразрывно связано и понятие элементарных частиц.
Элементарными называются такие частицы, которые уже нельзя более разделить. Это - стабильные частицы: электроны, протоны, нейтроны, фотоны и нейтрино (уникальная частица, испытывающая воздействие только слабых сил). Каждой частице соот-
ветствует античастица, отличающаяся от своей противоположности только зарядом, поэтому в системе частиц и античастиц сумма зарядов равна нулю. Помимо стабильных частиц также известны и нестабильные, как, например, позитрон, имеющий такую же массу как электрон, но противоположный по знаку заряда, мюоны, по своим свойствам похожие на электроны, но в 200 раз тяжелее их и имеющие как положительные, так и отрицательные заряды. Существуют и так называемые странные частицы, не имеющие прямого отношения к образованию вещества, но предположительно существующие, начиная от самой ранней стадии эволюции Вселенной. Характерной особенностью всех элементарных частиц является неизменность и одинаковость частиц одного вида в условиях равномерного ритма их существования, однако, при взаимодействии частиц, особенно при их сталкивании, могут рождаться новые, а старые исчезать. Все элементарные частицы, согласно ритму их взаимодействия, могут быть разделены на две части: адроны -частицы, участвующие в сильных взаимодействиях, и лептоны - частицы, не участвующие в сильных взаимодействиях. В настоящее время принято считать, что адроны состоят из кварков, существующих только внутри адронов и как самостоятельные частицы не встречающиеся. Помимо кварков в ядре есть еще частицы - глюоны, осуществляющие взаимодействие между кварками. Материя обязательно существует в своем ритме, выражающемся в движении и взаимодействии ее частиц. Характерным свойством всех фундаментальных взаимодействий является то, что участвующие в них частицы могут находиться на значительных расстояниях друг от друга, а их взаимодействие осуществляется через поле, которое воздействует на любую частицу, попадающую в область его функционирования. Результатом такого воздействия может быть изменение скорости их движения, его траектории. Каждая частица имеет собственное поле, его воздействие на окружающий мир очень мало, но при соединении с аналогичными полями сила общего поля пропорционально возрастает и подчиняет частицы, создавшие поле, единому ритму. Гравитационное взаимодействие рождается гравитонами - безмассовыми частицами, скорость движения которых может
достигать скорости света. Электромагнитное поле создается электронами и так далее.
Любое вещество состоит из атомов. Если оно образовано атомами одного вида, оно называется элементом. Простейшим элементом является водород, та как его атом состоит всего из двух частиц - протона и электрона. Следующий простейший элемент - гелий, каждый атом которого содержит шесть частиц: ядро состоит из двух протонов и двух нейтронов, вокруг которого вращаются два электрона, связанные с ядром электрическим притяжением. В известных науке в настоящий момент атомах естественного происхождения содержится от одного (водород) до девяносто двух (уран) протонов, это количество и представляет главное отличие их друг от друга. Исследования показали наличие одних и тех же элементов во всей наблюдаемой части Вселенной. Правда, распространенность их различна: около 90 процентов всех атомов во Вселенной приходятся на атомы водорода, а большинство оставшихся -гелия. Более тяжелые атомы, характерные для земного вещества, составляют во Вселенной лишь ничтожно малую часть.
Современная космология придерживается мнения о том, что процесс эволюции материи как на уровне микромира, так и мега-мира, происходил в определенном едином ритме. Один из наиболее авторитетных умов современности английский ученый Стивен Хокинг, внесший огромный вклад в развитие и распространение релятивистской космологии, считает, что по мере расширения и охлаждения Вселенной после Большого взрыва, вакуум, из которого она первоначально состояла, проходил через быструю последовательность изменений, называемых фазовыми переходами [!]• Хокинг привел пример наиболее известных фазовых переходов воды при ее охлаждении, когда после пара она становится жидкостью и после жидкости -льдом. Фазовые переходы часто переводят симметричные состояния в несимметричные, например, кристалл менее симметричен по сравнению с жидкостью, которая, в отличие от него, одинаково распространена во всех направлениях. Фазы, обозначенные Хокингом, есть ритмические единицы, называемые космическими эрами, для каждой из которой характерна своя организация материи и определенный вид взаимодействия. Первую эру
называют эрой Великого объединения. Она охватывает промежуток времени приблизительно в 10 0 секунды и включает в себя превращение материи из возбужденного вакуума через его разрушение в сверхплотное вещество. В пространстве и времени на этой ступени действовала так называемая суперсила, которая стала разделяться по мере развития.
Вторая космическая эра - Адронная, в начале которой и произошел Большой взрыв, -занимает промежуток от 10 ъ до 10 6 секунды. После этого взрыва единая суперсила распалась на гравитационную и межмолеку-лярную. Результатом такого разделения стало формирование кварков и лептонов, а на их основе и адронов, из которых образовались протоны и нейтроны - основные элементы Вселенной.
Следующими космическими эрами была Лептонная, включающая промежуток времени от 10~6 до одной секунды, и затем - Фотонная эра - от одной секунды до одного миллиона лет. Температура Вселенной начала снижаться в эту эру, образовался гелий и атомарный водород. По мере дальнейшего расширения Вселенной и ее охлаждения появлялись газовые облака, из которых постепенно стали возникать протогалактики, в результате уплотнения которых к ним притягивалось остальное вещество, вследствие чего происходило возрастание силы гравитации.
Пятым этапом в эволюции Вселенной была эра образования галактик и звезд и последним -Современная эпоха.
Мы знаем, что большая часть видимого вещества в известной нам части Вселенной (98-99 процентов) сосредоточена в звездах -мощнейших источниках энергии. Необходимо разобраться в их материальной природе. Вещество звезд представляет собой плазму -это четвертое, наряду с твердым, жидким и газообразным, состояние вещества. Возникновение звезд подчинено определенному ритму. Большинство астрофизиков считают, что звезды образуются путем конденсации облаков газово-пылевой межзвездной среды. Затем из этого облака под влиянием силы всемирного тяготения образуется газовый шар - протозвезда, продолжающая сжиматься, вследствие чего температура ее повышается, а размеры становятся меньше. Импульсом, дающим начало ритмическому процессу
конденсации облака в протозвезду, служит ударная волна, возбуждённая в межзвёздной среде вспышкой новой звезды или звёздным ветром массивных светил. Ударная волна изменяет весь ритм газо-пылевого облака: при прохождении через него она увеличивает плотность газа в четыре раза, силы тяготения могут в свою очередь увеличиться до такой степени, что превысят силы газового давления, и облако начнет сжиматься. На первых порах оно недостаточно плотно, а избыток тепловой энергии, вырабатывающейся во время процесса сжимания, превращается в электромагнитное излучение, которое беспрепятственно выходит в открытый космос сквозь достаточно прозрачное облако, поэтому сначала температура уменьшается и сжатие ускоряется.
В определенный момент плотность газа возрастает до такой степени, что кванты электромагнитного излучения перестают свободно проникать через вещество протозвезды и, оставаясь в нем, начинают передавать свою энергию молекулам и пылинкам. В процессе сжатия атомы газа все чаще и чаще сталкиваются друг с другом, двигаясь все с большими и большими скоростями. Температура внутри протозвезды начинает стремительно повышаться. Когда температура достигает величины, достаточной для совершения термоядерной реакции, водород начинает превращаться в гелий, и протозвезда постепенно становится звездой. После начала термоядерных реакций сжатие ещё некоторое время продолжается до тех пор, пока энергия этих реакций, происходящих с выделением огромного количества тепла, не доведет давление газа до величины, уравновешивающей гравитационное притяжение, после чего газ перестает сжиматься. Затем наступает следующий, самый длительный этап в ритме эволюции звезды - этап горения водорода. Скорость развития звезды зависит от процессов превращения водорода в гелий при термоядерных реакциях в центральных областях звезды. Надо сказать, что водород -это не только главная составная часть вещества Космоса, но и важнейший вид ядерного горючего в звездах, его в них очень много (около 90 процентов), поэтому ядерные реакции могут протекать в течение миллиардов лет, практически не меняя облик звезды. Такое длительное стационарное состояние
звезды объясняется присущим ей внутренним ритмом, уравновешивающим в каждом ее слое внутреннее давление газа действием сил тяготения. Это состояние называется гидростатическим равновесием. Стационарное состояние звезды характеризуется еще и тепловым равновесием, что означает ритмическую сбалансированность процессов выделения энергии в недрах звезд с процессами теплоотвода энергии из недр к поверхности и процессами излучения энергии с поверхности.
По мере выгорания водорода, то есть превращения его в гелий, внутри звезды постепенно образуется гелиевое ядро. Водородные термоядерные реакции перемещаются в тонкий слой близ поверхности этого ядра. В ядре же они прекращаются из-за дефицита топлива, в результате чего выработка тепла уменьшается и, соответственно, давление падает, поэтому ядро вновь начинает сжиматься, что приводит к его разогреванию. В ходе звездной эволюции процессы сжатия и расширения ритмично чередуются вновь и вновь. В то время как выгоревшее ядро сжимается, внешняя оболочка - расширяется, при этом рост температуры в центре звезды сопровождается сохранением внешней на относительно низком уровне. Звезда увеличивается в размерах, становясь красным гигантом. В результате сжатия ядра температура в недрах звезды достигает достаточной величины для начала новой термоядерной реакции, в которую включаются все более тяжелые ядра и в результате которой осуществляется синтез химических элементов. Теперь происходит слияние ядер гелия с образованием углерода и кислорода. После исчерпания и этой термоядерной реакции в эволюции звезды наступает новый этап. Когда полностью истощаются внутренние термоядерные источники энергии, дальнейшая судьба звезды зависит от ее массы: небольшая звезда отделяет от ядра свою наружную оболочку, которая, расширяясь, все дальше отходит от него. Со временем эта оболочка рассеивается, и остается только небольшая плотная звезда - центральная часть бывшего красного гиганта, которая постепенно остывает, превращаясь в белый карлик. Остывая далее, белые карлики становятся невидимыми холодными мертвыми звездами большой плотности и очень маленьких размеров (меньше земного шара) - черными карликами.
Массивные звезды имеют более продолжительный ритм развития. После того, как в них выгорает весь гелий, центральная часть звезды, состоящая из углерода и кислорода, вновь теряет устойчивость и начинает сжиматься с повышением температуры. Температура повышается и в прилегающей к звездному ядру гелиевой оболочке, и во внешних слоях звезды, состоящих из водорода. Поэтому вскоре начинается горение гелия и водорода в тонкой оболочке вокруг уже неактивного ядра, а затем в ядре возникает горение углерода и кислорода с образованием более тяжёлых элементов - неона, магния, кремния и серы. После исчерпания и их, ядро снова будет сжиматься и нагреваться до тех пор, пока в реакцию не вступит еще одно топливо, и так снова и снова, включая все новые и новые слои, сопровождаясь все большим и большим сжатием ядра и повышением температуры вплоть до образования в центре звезды железного ядра, после чего термоядерная реакция прекращается.
В результате роста давления, пульсаций и других ритмических процессов красный гигант непрерывно теряет вещество, выбрасываемое в межзвездное пространство. Ядро звезды начинает резко сжиматься, приводя к коллапсу, при котором выделяется колоссальное количество гравитационной энергии и возникает мощная ударная волна, взрывающая оболочку звезды, состоящую из водорода и гелия. При взрыве происходит сбрасывание огромного количества вещества, которое постепенно рассеивается в космосе, а массивное ядро остаётся. Продолжая сжиматься, оно в дальнейшем превращается в нейтронную звезду - объект звездной массы, в котором давление достигает таких колоссальных величин, что это вновь вызывает ритм движения элементарных частиц вокруг атомных ядер: электроны объединяются с протонами, разрушая ядра и образовывая свободные нейтроны, которых, в конце концов, становится избыточное количество. Нейтронная звезда обладает огромной плотностью при чрезвычайно маленьких размерах, относительно которых вес ее громаден, и обладает свойствами сверхтекучей жидкости. Она устойчива, так как давление нейтронной жидкости уравновешивает силы гравитации, поэтому она не взрывается и не сжимается, но очень быстро остывает, соот-
ветственно, слабеет ее свечение, но интенсивно излучаются радиоволны по направлению магнитной оси. Очень часто магнитная ось не совпадает с осью вращения, и тогда их радиоизлучение фиксируется в виде ритмично повторяющихся импульсов. Поэтому-то нейтронные звезды и называют пульсарами. Для некоторых звёзд, чья масса достаточно велика для того, чтобы сила их гравитации преодолела давление нейтронной жидкости, стадия нейтронной звезды не завершает ритм их эволюции. Нейтронная звёзда продолжает сжимать вещество до такого состояния, когда радиус звезды достигает критического значения и гравитационное поле у ее поверхности становится настолько сильным, что свет больше не может выйти наружу. По теории относительности А. Эйнштейна ничто не может двигаться быстрее света; следовательно, любой объект также будет втягиваться назад гравитационным полем. Нейтронная звезда превращается в черную дыру - состояние с бесконечной плотностью. Границу черной дыры называют горизонтом событий. Она совпадает с путями тех световых лучей, которые первыми из всех теряют возможность выйти за пределы черной дыры. Любое вещество, упавшее в такую дыру, должно разрушиться, и снаружи будет ощущаться лишь гравитационное воздействие его массы.
Следует отметить, что во Вселенной замечены и другие пульсирующие звезды, меняющие свой блеск в характерном ритме -цефеиды. Это мощные светила, которые видны на очень больших расстояниях, поэтому их называют маяками Вселенной. Природа их ритма пока до конца не изучена. Устойчивое мнение гласит, что на таких звездах бывают неоднородные по яркости, температуре и химическому составу участки поверхности, напоминающие пятна на Солнце. При вращении цефеиды движение участков ее поверхности происходит по различным орбитам, причем половину периода, который составляет весьма небольшой промежуток времени - от 1,5 часа до 45 суток - они будут находиться на невидимой для нас стороне небосвода. Скорость же их вращения значительная - до 100 километров в секунду. Все это, по мнению ученых, и создает эффект пульсации.
Надо сказать, что повсюду во Вселенной мы наблюдаем два разнонаправленных рит-
мических процесса: с одной стороны, это образование звезд и галактик, связанное с воздействием энергии, с другой - их распадом, происходящим с истечением энергии в мировое пространство, которая затем становится источником новых процессов звездообразования. Если мы перенаправим внимание на земные предметы, то заметим тот же ритм: развитие геологических объектов тоже характеризуется противоположно направленными процессами. Одни из них протекают с подключением энергии, например, горообразование, другие - с ее рассеиванием, например, выветривание. Единый ритм мы видим и в строении природных объектов, в том числе и космических. Речь идет о спиралях, характерных для газовых и жидких сред, подчиняющихся законам Ньютона. Подобные спирали встречаются даже в гранитоидных массивах. Спирали представляют собой одну из самых распространенных форм проявления преобладающих над другими видами движения турбулентных процессов, а также форм
эволюционного развития и скопления вещества в макромире, микромире, а также в органическом мире (гормоны роста человека, белковые и другие системы). В Космосе спирали существуют в виде звездных скоплений или туманностей. Мы знаем, что наиболее часто встречающаяся форма галактик, в том числе и нашей - спиралевидная. Согревающее нас Солнце расположено внутри одного из спиральных витков Галактики, и его активность сопровождается спиралевидными движениями, зарождающимися в его глубинах с определенной ритмичной периодичностью.
Таким образом, мы замечаем ритмическое единство строения и движения любого материального образования от элементарных частиц до Метагалактики, что доказывает целостность мира и происходящих в нем процессов.
1. Хокинг С. От большого взрыва до черных дыр: Краткая история времени. М., 1990. 166 с.
Б.Н. ЧИЧЕРИН О РОЛИ УНИВЕРСИТЕТОВ В РОССИЙСКОМ ОБЩЕСТВЕ
А.С. Кокорев
Kokorev A.S. B.N. Chicherin on the role of university in Russian society. The article analyses B.N. Chicherin’s views of the activity and role of universities and their significance in the development of science and the education of young people. It also discusses their influence on the sociopolitical, economic and cultural life of the state and society.
В связи с реформами, проводимыми в нашей стране во всех областях общественной жизни, встал вопрос о реформировании университетского образования. Это и вопросы эффективного управления современным университетом, и подготовки квалифицированных специалистов, и степень самоуправляе-мости и публицистичности, и повышения качества его организации в целом. Определенный интерес в этом плане представляют идеи Б.Н. Чичерина, высказанные во второй половине XIX столетия.
Известно, что Б.Н. Чичерин является основателем концепции «Консервативного либерализма», и его взгляды и практические действия по университетскому вопросу ук-
ладывались в эту теорию. Его позиция базировалась на убеждении, что правительственная программа реформ после 1861 года более чем достаточна для решения задач либерального обновления России. Свою программу он изложил в статьях, опубликованных в герце-новских «Голосах из России», где заявлял о том, что пришло время сделать решительный шаг вперед по пути освобождения народа, «искупившего свои анархические стремления» многовековым подчинением железной государственной дисциплине и тем доказавший свою способность к политической жизни; необходимо окончательно «раскрепостить сословия», провозгласив свободу от крепостного состояния, свободу совести,
