Тяготение: то, с чем надо считаться

Со времен Исаака Ньютона все в астрономии вертится вокруг тяготения. Как объяснил Ньютон, это сила, возникающая между двумя объектами и зависящая от массы и расстояния. Чем больше масса объекта, тем сильнее сила его притяжения. И наоборот, чем больше расстояние, тем слабее сила притяжения.

Альберт Эйнштейн разработал более совершенную теорию гравитации, подтвержденную экспериментами, которых не выдержала старая теория Ньютона. Теория Ньютона хороша для описания тяготения в обычных условиях, например, как силы, заставляющей яблоко упасть ему на голову (если это, конечно, не вымысел). А теория Эйнштейна позволяет предсказать, что происходит рядом с объектами очень большой массы, где сила притяжения чрезвычайно велика. С точки зрения Эйнштейна, в действительности тяготение — это не сила, а искривление пространства и времени объектом большой массы, таким как звезда. Говоря об искривлении, я не имею в виду форму.

Теория Ньютона объясняет следующее.

Почему Луна вращается вокруг Земли, Земля — вокруг Солнца, Солнце — вокруг центра Млечного Пути и т. д.

Почему звезды и планеты круглые.

Почему газ и космическая пыль притягиваются и образуют новые звезды.

Теория Эйнштейна, или общая теория относительности, объясняет следующее.

Почему звезды, наблюдаемые недалеко от Солнца во время его полного затмения, кажутся расположенными немного "не на месте".

Почему возможно существование черных дыр.

Почему Земля, вращаясь, "тащит" за собой искривленное пространство и время. (Одни ученые заявляют, что у них есть данные, подтверждающие существование этого эффекта, а другие считают, что нужно подождать более доказательных фактов.)

О черных дырах мы поговорим в главе 10, но общую теорию относительности, пожалуй, оставим в покое (так что можете вздохнуть спокойно). Разумеется, прочитывая главу за главой, вы будете становиться все умнее и умнее. Но вряд ли друзья назовут вас Эйнштейном; для этого нужно отрастить волосы, везде ходить в грязном старом свитере и показывать язык, когда вас фотографируют.

Но следует отметить, что теория относительности оказала влияние на то, как ученые изучают Вселенную сегодня. Знание о том, что "все относительно" и понимание парадоксальности природы Вселенной (да, свет — это одновременно и частица, и волна) открыли ящик Пандоры с сокровищами астрономических гипотез и фантастических исследований.

Движение — это жизнь

Все в Космосе непрерывно движется и вращается. Космические объекты не могут стоять на месте. Всегда найдется тело, притягивающее любую звезду, планету, галактику или космический корабль. У Вселенной нет центра.

Например, Земля:

вращается вокруг своей оси, делая полный оборот за сутки, или 24 часа;

вращается вокруг Солнца, делая полный оборот за один год, или 365 суток;

движется в составе Солнечной системы по очень длинной орбите вокруг центра Млечного Пути, делая полный оборот примерно за 226 миллионов лет; продолжительность этого путешествия называется галактическим годом ;

движется вместе с Млечным Путем вокруг центра масс Местной Группы Галактик (Local Group of Galaxies), в которую входит два десятка галактик, находящихся в нашем уголке Вселенной;

движется вместе с Местной Группой Галактик в хаббловском потоке галактик в расширяющейся Вселенной, порожденной Большим Взрывом.

И любой житель Земли участвует во всех этих космических движениях, причем всегда: когда ведет машину, идет на работу и даже когда спит, не задумываясь об этом. Поэтому в следующий раз, когда опоздаете на несколько минут, попросите принять сей факт во внимание.

Помните фильм "Джинджер и Фред"? Они танцевали вместе и Джинджер делала все то же самое, что и Фред, только в обратном направлении. Точно так же, как в случае с Джинджер и Фредом, Луна повторяет все движения Земли (хотя и не в обратном направлении), за исключением ее вращения вокруг своей оси. Луна вращается медленнее, делая полный оборот примерно за месяц. И, поворачиваясь вокруг своей оси, она в то же самое время вращается вокруг Земли (и тоже делает полный оборот примерно за месяц).

Большой Взрыв — это гипотетическое событие, давшее начало Вселенной и заставившее ее расширяться с бешеной скоростью. Эта теория позволяет объяснить многие наблюдаемые явления и предсказать то, что нельзя было предсказать раньше. Сегодня она считается лучшей теорией о возникновении Вселенной.

Надеюсь, вы уже поняли, какая это классная книга. Даже первая глава уже заканчивается Большим Взрывом!

Глава 2