Реферат: А. Барбараш

А. Барбараш


(Анатолий Никифорович БАРБАРАШ

E-mail: barbarash@farlep.net)




(Теории и гипотезы)

Новая редакция


Оглавление



ГИПОТЕЗЫ О ВСЕЛЕННОЙ 3

4.5.1. Жизнь наша, неземная … 3

4.5.2. Загадки астрофизики 8

4.5.3. Несимпатичные объяснения 16

4.5.4. Круговорот материи во Вселенной 22

4.5.5. Неужели Земля растёт?! 34

4.5.6. Иллюзия расширения Вселенной 41

4.5.7. Вершина загадок 47

4.5.8. Если предположить … 55

4.5.9. Математика не учла границ законов 59

4.5.10. Кризис раздробленной науки 65

4.5.11. О пределах возможностей Разума 71

4.5.12. Заключение 76



Предыдущий раздел


Общее оглавление


^ ГИПОТЕЗЫ О ВСЕЛЕННОЙ


4.5.1. Жизнь наша, неземная …
Но вернёмся к истокам земной жизни.

Вырисовалась достаточно чёткая картина. От 4,6 до 3,9 млрд. лет назад шли формирование и интенсивный разогрев Земли, во время которых ни о какой жизни не могло быть и речи. Очень плотная водородно-гелиевая атмосфера с давлением 6000 атм создавала сильнейший парниковый эффект и поднимала температуру земной поверхности до 600–1000ºС.

Но вдруг подавляющая часть атмосферы покинула Землю и рассеялась в космическом пространстве (чего с Венерой не произошло до сих пор, вопреки её меньшей массе и более сильному нагреву Солнцем). Резко уменьшился парниковый эффект, упала температура, водяные пары сконденсировались и выпали дождями. Такой результат обнаружен на отметке 3,8 млрд. лет назад. И в это же время на Земле впервые отмечаются следы жизни в виде продуктов фотосинтеза. Они зарегистрированы косвенно, в виде первых отложений окисленного трёхвалентного железа в гематите Fe2O3 и магнетите FeO·Fe2O3, а также непосредственно – в виде вкраплений графитизированного углерода с изменённым в ходе фотосинтеза соотношением изотопов 12С и 13С. Тем самым подтвердился давний вывод В.И. Вернадского (1922 г.) о том, что даже наиболее древние осадочные породы содержат следы жизни.

Отмеченный геологией и палеонтологией характер изменений атмосферы показал, что их причиной не могло быть никакое одноразовое воздействие. Такой ход перемен мог быть вызван только внезапным изменением условий динамического равновесия атмосферы, сохраняющимся до сих пор. Единственным событием, способным привести к таким последствиям, можно считать искусственный перенос Луны из глубин Солнечной системы к Земле.

Если бы предбиологическая эволюция протекала на Земле, она должна была бы уложиться в промежуток между 3,9 и 3,8 млрд. лет назад, что маловероятно. Автономному зарождению жизни на Земле противоречит также отсутствие эволюционного родства между разными таксонами прокариот при общих основах их биохимии. Это может быть объяснено лишь искусственным занесением на Землю нескольких видов одноклеточных водорослей (и бактерий), прошедших перед тем длительную эволюцию, и прошедших вне Земли этап далекого расхождения друг от друга свойств разных таксонов.

Иначе говоря, перед нами картина целенаправленного воздействия на Землю иной цивилизации – снижения плотности атмосферы путём переноса Луны из глубин космоса к нашей планете и посева в Океан нескольких видов примитивных водорослей (и бактерий).

* * *

В ряду фактов, подкрепляющих гипотезу, приобрела особый вес концентрация во времени четырёх разнородных событий:

– уменьшения интенсивности метеоритной бомбардировки Луны примерно в 100 раз – около 4 млрд. лет назад [Грив, 1990];

– резкого перелома графика интенсивности магнитного поля Луны – около 3,9 млрд. лет назад [Ранкорн, 1988];

– снижения плотности земной атмосферы от 6000 до единиц атмосфер, снижения температуры и появления жидкой воды – после 3,9 млрд. лет назад [Резанов И.А., 1985];

– появления первых признаков жизни, геологических отложений фотосинтетического происхождения – 3,8 млрд. лет назад [Schidlowski, 1988].

Автор книги не является первоначальным автором главных гипотез, излагавшихся в прошлых разделах четвёртой части книги. О возможном перемещении Луны ранее писали К. Вейцзеккер, Х. Альвен, Г. Юри, М.Васильев и Р.Щербаков, наш соотечественник В. Коваль и др. О „посеве” на Земле первых клеток писали С. Аррениус, Ф. Крик, Л. Оргел, Ф. Хойл, Ч. Викрамасингх и др. Среди предшественников фигурировали крупные учёные, почётные академики, лауреаты Нобелевских премий, что, казалось бы, уже ранее должно было обеспечить благосклонность научной общественности к изложенным предположениям. Ан, нет! Этого не произошло! Мешали, в первую очередь, разбросанность сведений по разным дисциплинам, сомнения в возможности межзвёздных перелётов, сомнения в столь широких возможностях неизвестной цивилизации.

Такие сомнения поставили вопрос о принципиальных пределах возможностей разумных существ. Этот аспект подробнее будет рассмотрен ниже, в гл. 4.5.11. Здесь же, не углубляясь в подробности, можно привести лишь общий вывод – предполагаемые крупномасштабные действия иной цивилизации типа межзвёздного перелёта и переноса Луны оказываются скорее выполнимыми, чем невыполнимыми.

^ Большинство гипотез данной части книги разработано представителями узких научных дисциплин ради решения своих профессиональных проблем. Автор доработал их, сопоставил по времени, дополнил фактами из других дисциплин, прояснил вопрос о степени выполнимости межзвёздных перелётов. И хотя сумма гипотез не получила исчерпывающих доказательств, в объединённом виде она обрисовала намного более убедительную и логически стройную картину. Снова обнаружилось, что если не крошить науку на дольки, доступные пищеварению среднего Homo sapiens, а воспринимать как целостную систему, то непонятные факты выстраиваются в прочный ряд и объясняют самые, казалось бы, безнадёжные загадки. Проявился эффект системы. Как собранный автомобиль способен на большее, чем комплект деталей и канистра бензина, так и здесь, совокупность гипотез и исходных фактов осветила ситуацию неизмеримо ярче, чем все они порознь.

* * *

Учёные, занимающиеся поисками иных цивилизаций, считают, что для обнаружения братьев по Разуму нужно искать во Вселенной „чудеса”, противоречащие естественному ходу событий. Хорошая мысль. Но разве не стало таким чудом внезапное прекращение интенсивной метеоритной бомбардировки Луны, резкий перелом в эволюции лунного магнитного поля и тут же – неожиданное исчезновение подавляющей части земной атмосферы, создавшее условия для появления жизни? Разве не явилось ярчайшим чудом мгновенное возникновения земной жизни – сразу вслед за появлением пригодных для этого условий, без ожидавшейся очень долгой предбиологической эволюции?

Всё это разве не показывает, что мы уже уверенно обнаружили иную цивилизацию? Правда, цивилизацию, отделённую от нас миллиардами лет ... Впечатляют черты высокой морали неведомых существ – яркий альтруизм и забота о Жизни в её самом безбрежном понимании. Цивилизация „Отцов” не получала выгоды от перемещения Луны и изменения атмосферы Земли, она не колонизировала нашу планету! А ведь, при таких способностях, им не составило бы труда даже сейчас уничтожить высокоразвитые страны, например, устроив столкновение Земли с несколькими небольшими астероидами. Затем можно было бы без помех заселить привлекательное зелёное небесное тело. Но ничего подобного не произошло, и, как можно понять, принципиально не могло произойти!

Проясняются трудности наших контактов с отцовской цивилизацией. Её представители не для того миллиарды лет ждали встречи с нами, чтобы до срока нарушить естественный ход уникального развития землян. Земная цивилизация насчитывает всего десятки тысяч лет, а „Инженеры Космоса” существуют в сотни тысяч раз дольше! Если 3,8 млрд. лет назад они прилетали на Землю, то уже тогда превышали сегодняшних людей по уровню развития. С тех пор земная эволюция прошла путь от микроорганизмов до человека. Значит, с учётом ускорения эволюции, ныне потомки древних космонавтов должны биологически отличаться от нас намного существеннее, чем человек отличается от одноклеточных водорослей!

Вероятно, мы имеем сходные с „Отцами” биохимические константы. Но мы разительно отличаемся друг от друга по уровню развития – проходим совершенно разные этапы биологической эволюции, стоим на далеко разнесённых по высоте ступенях общественного прогресса. Если бы сейчас вдруг возник устойчивый контакт с отцовской цивилизацией, и была удовлетворена наша безграничная любознательность, в неокрепшие головы землян хлынул бы такой поток информации из мира, опередившего нас на миллиарды лет, что наша собственная цивилизация была бы оглушена, психологически раздавлена своей отсталостью, была бы сбита с естественного пути развития.

Вряд ли учёные и инженеры Земли могли бы после этого с прежней энергией развивать собственные технологии, науку, производство. Они слишком хорошо видели бы их несовершенство рядом с технологиями, наукой и производством иного Разума.

С другой стороны, даже при огромном обоюдном желании, земляне не могли бы не только перенять, но даже просто понять во всей глубине невиданные технологии, незнакомую науку, ошеломляющее производство. Подойти к ним можно лишь постепенно, должно быть, за века, через новую систему образования и воспитания, новую структуру общества, новое искусство, новую культуру. Растянувшееся на века время перемен – способна ли выдержать его молодая, не окрепшая цивилизация?

Но даже если бы мы достигли желаемого – полностью переняли бы высокую науку, новые технологии, потрясающее по эффективности производство и, соответственно, другие экономические отношения, новую структуру общества, чужое искусство, более развитую культуру – мы стали бы карикатурной копией Отцов, утратили бы свою уникальность, свою ценность в Космосе. К тому же, возник бы диссонанс между высоким уровнем развития цивилизации и намного более низким уровнем биологического развития её членов. Можно не сомневаться, что между уровнями развития разумных существ и их цивилизаций неизбежна корреляция. Изменение одного уровня при неподвижности другого создаёт гротескную ситуацию. Племя неандертальцев, пытающееся управлять атомными электростанциями и космическими кораблями, вероятно, было бы лишь бледным подобием того, как могут выглядеть наши современники в среде технологий, обогнавших нас на миллиарды лет.

* * *

Инженерные проекты, связанные с Землёй, это, должно быть, лишь крохотная часть программы распространения Жизни во Вселенной, сообща выполняемой многими цивилизациями. Без сомнений, подразумевается и наше будущее участие в программе. В таком освещении мир становится сложнее, величественнее … и привлекательнее. Иную окраску получают даже бесконечные трудности и заботы повседневной жизни. Они выглядят неизбежной ступенью на сложном пути к столь же неминуемым космическим свершениям.

Действия, подготовившие и запустившие биологическую эволюцию на Земле, могли быть применены и к Венере. Но этого не произошло. Венера осталась в таком состоянии, в каком была Земля около 4 млрд. лет назад. Не предложен ли нам тем самым тест на космическую зрелость? Возможно, когда мы поймём Главную Задачу и решим её хотя бы по отношению к своей ближайшей соседке, Венере, это станет сигналом о достижении нами уровня, достойного контактов с развитыми цивилизациями ...

* * *

Книга прояснила ряд вопросов. Но их не стало меньше. Продвижение обнаруживается лишь по тому, что на авансцену выходят новые проблемы, да обостряются некоторые из старых проблем. Среди них, прежде всего – проблема первоначального возникновения Жизни. Возвращаясь к определению из первой части книги, с учётом последующих глав, можно дать такое уточнение.


Жизнь – это высшая форма существования материи, возникшая неизвестным образом и отличающаяся информационным способом формирования сходных структур, с передачей им на молекулярном уровне информации для дальнейшего воспроизведения. Развитие живой материи направлено к повышению способности изменять вероятности событий в свою пользу, к расширению многообразия форм и ареала обитания.


Соответственно, возникновением жизни является момент перехода от физических, химических и др. способов формирования структур к информационному способу, неотделимому от передачи новым структурам информации молекулярного уровня для дальнейшего воспроизведения. Информация же – это закодированное обозначение характеристик объектов. Поэтому главным условием возникновения Жизни является выработка кода, т.е. установление одного из возможных вариантов соответствия между характеристиками Живого (например, между последовательностями аминокислот в белках) и их обозначениями в виде генетического кода.

Здесь таится основная загадка. Как появились код и реализующие его молекулярные механизмы? Выше отмечено, что, по-видимому, возможна эволюция генетического кода от простейшего до того кода, какой знаком нам. Простейший код, вероятно, обозначал последовательность из двух типов аминокислот с помощью двух типов нуклеотидов РНК. Но даже в этом примитивном варианте система генетического кодирования в целом далеко не так проста, чтобы с приемлемой степенью вероятности возникнуть случайно.

Сложность в том, что возникновению системы генетического кодирования не может помочь ни сам по себе естественный отбор, ни его участие в механизме ароморфозов. Для возникновения ароморфозов требуется генетическая память и, значит, готовая система генетического кодирования. Да и естественный отбор способен благоприятствовать лишь тем объектам и свойствам живой материи, которые превосходят другие объекты и свойства по степени приспособленности к требованиям окружающей среды. Соответственно, естественный отбор не может выработать систему кодирования, достоинства которой начинают проявляться лишь в полностью готовом виде. Незавершённая система кодирования не может показать своих преимуществ, как не способен к гонкам автомобиль без одной из деталей, скажем, без одного из колёс, или ключа в замке зажигания, или трубки бензопровода и проч.

Тот, кто объяснит появление исходной информации, организовавшей передачу по наследству генетического кода хотя бы одного белка, тот решит проблему возникновения Жизни. И, наоборот, вне выяснения этих информационных вопросов проблема появления Жизни неразрешима, сколько бы физических, химических и прочих объяснений ни приводилось.

Исходный минимум информации, обеспечивающий формирование простейшей системы генетического кодирования (аналогов рибосом, транспортных РНК, вспомогательных молекул), составляет, вероятно, около десятка килобит. Казалось бы, не так много. Но для случайного возникновения и реализации этой информации, скажем, в виде цепочки нуклеотидов, требуется время, многократно превышающее 13–15 миллиардов лет, что ориентировочно отводятся астрофизиками на существование Вселенной после Большого Взрыва.

Иначе говоря, современная наука не показывает путей, которые могли бы привести неживую материю к формированию системы кодирования, и, следовательно, к возникновению Жизни. Такой путь, несомненно, существует – раз есть генетический код и есть Жизнь. Но он очень далёк от парадигм современной земной науки.

Неоспоримо лишь то, что этот путь не был пройден на Земле. Если бы зарождение Жизни (вопреки нехватке времени) протекало на Земле, то неминуемо сохранились бы и следы предбиологической эволюции, и следы промежуточных вариантов биохимии, как сохранились бесчисленные следы более поздней эволюции, проведшей Жизнь от водорослей до человека.


Наш великий современник Андрей Дмитриевич Сахаров анализировал удивительную гипотезу о периодической перемене направления вектора времени. По гипотезе, от момента Большого Взрыва, создавшего нашу Вселенную, до момента её наибольшего расширения время идёт в привычном для нас направлении, а затем, когда, по современной парадигме, должно начаться сжатие, его вектор перебрасывается в противоположное положение. Процесс сжатия Вселенной до нового Большого Взрыва, по этой гипотезе, проходит при обратной направленности вектора времени, так что все события протекают как бы уже не при сжатии, а при новом этапе расширения. А в момент Большого Взрыва вектор времени опять перебрасывается в „нормальное” положение.

Зачем А.Д. Сахарову понадобилась такая невероятная гипотеза? Конечно, это не было простой игрой ума. Исключительно серьёзный учёный пытался таким неожиданным, экстравагантным способом объяснить непонятные для него факты окружающего мира, которые более простыми гипотезами объяснить не удавалось. Можно предположить, что он искал объяснение как раз феномену возникновения Жизни.

Вероятно, он считал невозможным случайное формирование не более, чем за десяток миллиардов лет внеземной предбиологической эволюции такого сложного информационного комплекса, как рибосома, ДНК- и РНК-полимеразы, десятки необходимых обслуживающих молекул и т.д. Действительно, для физика, сознающего всё совершенство, сложность и согласованность этих изощрённых молекулярных машин, трудно представить себе возникновение и становление настолько слаженной системы в результате случайных процессов за единицы миллиардов лет. Должно быть, он отводил на это срок, далеко не укладывавшийся в рамки существования нашей Галактики и даже всей Вселенной. То, что в центре раздумий была как раз проблема исходного минимума биологической информации, можно понять по цитате из книги А.Д. Сахарова „Воспоминания”.

„Может быть, высокоорганизованный разум, развивавшийся миллиарды миллиардов лет, в течение цикла находил возможность передать в закодированном виде какую-то самую ценную часть имеющейся у него информации своим наследникам в следующих циклах, отделённых от данного цикла … Эта возможность, конечно, совершенно фантастична, и я не решался писать о ней в научных статьях, но на страницах этой книги дал себе волю.” (Цитировано по работе [Комаров, 2000].)

Как было бы прекрасно, если бы Жизнь бесконечно долго колебалась между Большими Взрывами, не погибая от разрушения всех молекулярных структур! К сожалению, даже гипотеза о перемене направления времени не обещает такой благостной картины, так как каждый второй поворот вектора времени, по гипотезе, происходит в нулевой момент возраста новой Вселенной, когда вся она, к началу Взрыва, предельно сжата в результате коллапса, и молекулярные структуры уже разрушены.


* * *

Да, сомнения в возможности зарождения Жизни за время после Большого Взрыва достаточно обоснованы. Взгляды оптимистически настроенных на этот счёт учёных (например, А.И. Опарина) отличаются игнорированием информационного аспекта биологических явлений, тогда как именно он является решающим. Такие учёные переносят акцент на химические и физические процессы, которые, конечно, тоже не должны забываться, но никак не могут считаться главными. Это касается, в частности, усиленно разрабатывавшихся А.И. Опариным представлений о коацерватных каплях.

После сообщения о быстром возникновении жизни вслед за появлением на Земле подходящих для неё условий, внимание некоторых учёных привлекли автокаталитические химические реакции, якобы объясняющие молниеносность предбиологической эволюции. Да, автокатализ, вероятно, присутствует в рассматриваемых процессах. Но он, как и коацерватные капли, не объясняет главного, не объясняет информационного аспекта событий.

Как возникла информация, проявившая себя геологическими следами фотосинтеза, протекавшего 3,8 млрд. лет назад? Как могла сформироваться эта информация на Земле, если ещё 3,9 млрд. лет назад температура земной атмосферы достигала 1000°С? Полагать, что случай способен так быстро извлечь из Хаоса, скажем, сто килобит полезной информации, задавшей и зафиксировавшей принципы всей земной биохимии от архея до наших дней – значит, совершенно не понимать подобные процессы.

Таким образом, из нерешённых фундаментальных проблем биологии наиболее загадочной осталась проблема первоначального возникновения Жизни во Вселенной. Появление Жизни зависит от рождения хотя бы самого примитивного варианта генетического кодирования – основы информационного способа воспроизведения сходных структур.

При обсуждении проблемы перед автором не раз ставился вопрос – а почему не считать, что на Земле, действительно, возник простейший вариант генетического кодирования, а затем прошло его быстрое совершенствование в конкурентной борьбе разных видов клеток, пока один опередивший всех вариант биохимических констант ни вытеснил остальные?

Против подобного сценария говорят такие соображения.

1. В качестве следов такого сценария должно было бы сохраниться родство между всеми прокариотами и их общим предком (даже если сам предок не дошёл до нас). Должно было бы вырисоваться филогенетическое древо прокариот, тогда как наука пришла к выводу, что обозначить такое древо невозможно!

2. Невероятно, чтобы вся эволюция биохимических констант прошла на первом, очень коротком этапе развития (даже не отразившемся в палеонтологической летописи!), а последующие миллиарды лет уже не принесли никаких изменений, хотя достигнутые константы представляли собой далеко не лучший, а промежуточный вариант!

3. Взаимоотношения между организмами с разными генетическими алфавитами и кодами менее антагонистичны, чем борьба видов внутри одного варианта биохимических констант, отчего сомнительно 100%-ное вытеснение других вариантов констант, не оставивших на Земле никаких следов.

Можно ещё предположить, что родства между прокариотами не видно потому, что первоначально возникло несколько неродственных вариантов жизни с разными биохимическими константами, и лишь затем их вытеснил один вариант, обогнавший всех благодаря наиболее удачному сочетанию констант. Но тогда уж определённо, у всех прокариот должно было бы отмечаться родство с этим удачным вариантом. Да и два другие сомнения остаются. И добавляется четвёртое. Ведь возникновения генетического кода и Жизни представляется редчайшим событием во Вселенной – как же поверить, что за столь короткий срок (ускользнувший от палеонтологов) подобное событие произошло на Земле несколько раз?


Всё ведёт к тому, что Жизнь была искусственно принесена на Землю космическим кораблём. И осталась нерешённой проблема первоначального возникновения Жизни во Вселенной, которая зависит от появления хотя бы простейшей системы генетического кодирования. Её не может создать естественный отбор, потому что кодирование приобретает преимущества лишь в завершённом виде, и для самого отбора нужна генетическая память (с системой кодирования). Поэтому первая система генетического кодирования может возникнуть лишь небиологически, случайно. Но вероятность случайного формирования генетического кодирования так мала, требует столько времени, что возраст Вселенной после Большого Взрыва далеко не достаточен. Проблема становится уже не биологической, а космологической, заставляя присмотреться к фактам ещё одной области знаний. А ситуация в этой области очень любопытна.


^ 4.5.2. Загадки астрофизики
Кто не слышал об архитектурной жемчужине Индии, усыпальнице Тадж-Махал?! Вообразите, что ради объяснения загадки её уникальной красоты, некий учёный-востоковед, наслышанный о чудесах индусских фокусников, выдвинул гипотезу, будто Тадж-Махал никто не строил. Просто, в 1652-м году на это место пришёл босоногий факир, взмахнул палочкой, и за 10–35 секунды, вместо рощи, из Ничего возник 74-метровый беломраморный мавзолей с куполами, мозаикой из цветных камней, минаретами и чудесным садом.

Вероятно, ни один здравомыслящий человек не поддержал бы такого востоковеда. Но то, что невозможно для мраморных дворцов и других „малых форм”, почему-то оказалось возможным в космологии! Первой и наибольшей загадкой сегодняшней космологии является господство в умах учёных как раз такого сказочного способа объяснения существования Вселенной. Хотя наука не знает примеров возникновения из Ничего хотя бы камня или травинки, многие астрофизики вполне серьёзно воспринимают гипотезу о Большом Взрыве, приведшем к возникновению из Ничего всего наблюдаемого Космоса. А ведь ещё Михайло Васильевич Ломоносов говаривал: „Что в одном месте прибудет, то в другом убудет”!

Под давлением критики гипотеза „Большого Взрыва” эволюционирует, и сегодня это название перестало соответствовать её новым вариантам, потому что выделение колоссальных количеств энергии – собственно взрыв – уже не предусматривается. Новейшая, „инфляционная” (от inflation – раздувание) модель всерьёз говорит о сказочном расширении пространства Вселенной, вместе с материей, за 10–35 секунды, от неощутимой планковской величины, практически, до современного состояния. Поскольку расширение пространства, по мысли авторов гипотезы, не является движением материи, эта модель не предусматривает затрат энергии на разгон масс, как и гашения этой энергии при торможении. Последнее очень важно, потому что для перемещения за 10–35 секунды 1 грамма материи на макроскопическое расстояние (скажем, на километр) требуется бесконечное количество энергии.

Один из наиболее цитируемых авторов „инфляционной” модели (выпускник Московского, а ныне профессор Стенфордского университета) Андрей Линде пишет:

„Основное отличие между инфляционной теорией и старой космологией становится понятным, если рассчитать размер Вселенной в конце инфляции. Даже если Вселенная в начале инфляции имела размер порядка 10–33 сантиметров, после 10–35 секунд инфляции он достиг немыслимого размера. В соответствии с некоторыми инфляционными моделями, этот размер в сантиметрах может равняться … единице с триллионом нулей! Эти числа зависят от модели, но, в большинстве версий, данный размер на много порядков величины превышает размер наблюдаемой Вселенной, который составляет 1028 сантиметров.” [Линде, 2001]


Как видим, гипотеза о возникновении Тадж-Махала по мановению волшебной палочки, по крайней мере по масштабам, менее фантастична.

* * *

Другой, но уже не психологической, а вполне реальной проблемой астрофизики является загадочное возникновение вещества и энергии в ядрах галактик. Ещё в 1928 г. английский астроном Джеймс Хопвуд Джинс писал: „Настойчиво заявляет о себе предположение, что центры туманностей1 имеют природу точек сингулярности, в которых в нашу Вселенную вливается вещество из каких-то других, совершенно неизвестных нам пространственных измерений и которые проявляют себя в нашей Вселенной как точки, где происходит непрерывное образование вещества”. [Новиков, 1990]

К настоящему времени центральные области множества галактик изучены довольно подробно, но это лишь подтвердило первоначальное представление. Обычно в центре галактики имеется сгущение, называемое ядром, а внутри ядер многих галактик наблюдаются более яркие зоны замысловатой формы – керны. Природа ядер резко отличается от природы остальных частей галактик. В них-то и наблюдается активное выделение вещества и энергии.

Большие неожиданности принесло открытие квазаров (квазизвёздных объектов), автором которого явился американец голландского происхождения Мартен Шмидт. Он анализировал загадочный спектр голубой звезды, зарегистрированной под номером 3С 273 (273-я позиция в третьем кембриджском каталоге) и высказал мысль, что непонятный вид спектра объясняется аномально большой величиной красного смещения. Это подтвердилось, и показало, что исследуемый объект находится на расстоянии в несколько миллиардов световых лет от Земли. Выходило, что это вовсе не звезда нашей Галактики, а загадочный объект, находящийся у границ видимой (в 1960-е годы) части Вселенной.

Отсюда следовало, что объект излучает неправдоподобно большое количество энергии, подобное излучению сотни крупнейших галактик! Кроме сверхмощного излучения, объект выбрасывал из себя в разные стороны колоссальные массы вещества со скоростями порядка тысяч километров в секунду, что вызывало расширение спектральных линий. После интенсивных исследований оказалось, что квазары – это очень активные ядра далёких галактик. Иногда, прикрыв яркое ядро, удавалось разглядеть и саму галактику. Полагают, что сегодня в видимой части Вселенной можно насчитать около десяти миллионов квазаров. Распределены они довольно неравномерно, плотнее всего – приблизительно на расстоянии в 2 млрд. световых лет. Но некоторые из них удалены на десятки миллиардов световых лет.

Активность квазаров особенно удивительна потому, что они являются компактными образованиями – их поперечники составляют несколько световых месяцев, максимум – световой год (для сравнения – поперечник нашей галактики Млечный Путь оценивается примерно в 100'000 световых лет). Не только источник вещества, но и источник энергии квазаров непонятен; ясно лишь, что это не термоядерные реакции, поскольку они не могли бы дать такой высокий выход энергии из столь малого объёма.


Активность квазаров проявляется, в частности, в виде истечения газообразного вещества компактными, но очень мощными струями, в двух противоположных направлениях, вероятно, совпадающих с осью вращения квазара. Эти струи принято называть джетами. Длина джетов достигает сотен тысяч световых лет, но иногда они тянутся на мегапарсеки [Мартынов, 1988], что говорит о чрезвычайной активности квазаров много миллионов лет подряд. Выброс такого огромного количества вещества и энергии без одновременного притока их извне не удаётся объяснить никакими известными процессами.


Сегодня известно, что галактики могут пребывать в двух различных состояниях – в активном и в спокойном (что определяется процессами в ядре галактики), а между крайними уровнями активности наблюдается ряд переходных состояний. Судя по тому, что процент активных галактик очень мал, активная стадия составляет лишь небольшую часть общего времени их существования. Остальное время галактики проводят в относительно спокойном состоянии.

Активные галактики отличаются, прежде всего, исключительно мощным ультрафиолетовым излучением. Для них характерно также интенсивное радиоизлучение нетеплового (вероятно – синхротронного) происхождения. Кроме того, они проявляют признаки мощных взрывных процессов. Сильно расширенные линии спектра свидетельствуют о бурных и разнонаправленных движениях вещества. Регистрируется также сверхмощное излучение явно нетеплового происхождения в рентгеновской и инфракрасной областях или в сплошном оптическом спектре. Наблюдаются исключительно высокая светимость ядра и мощное гамма-излучение.

^ Взрывная природа протекающих процессов подтверждается быстрыми вариациями интенсивности излучения и мощными выбросами в пространство огромных масс вещества, проявляющих себя излучением в оптическом и в радиодиапазонах.

Активность квазара трудно назвать взрывом. Она больше напоминает пожар на складе боеприпасов, когда взрывы долго следуют друг за другом. И оптическое, и радиоизлучение квазаров часто проявляет периодичность, отчего некоторые квазары раньше были известны как переменные звёзды.


Рассматривая квазары как разновидность галактик, нужно заметить, что галактическая активность и размеры колеблются в широких пределах. В одних случаях регистрируется аномально сильное излучение ядер сравнительно небольших активных галактик, хорошо видимых благодаря их относительной близости, а в других – сверхмощное излучение ядер галактик, находящихся у границ видимой части Вселенной, когда рядом с сильнейшим излучением ядра наблюдать саму галактику не удаётся.

Галактики можно выстроить в ряд от наиболее активных к спокойным. ^ Наивысшей активностью обладают квазары. Многие из них первоначально попали в звёздные каталоги на правах обычных звёзд, но постепенно выяснилось, что такая „звезда” представляет собой высокоактивное ядро немыслимо далёкой галактики, звёздная часть которой замаскирована интенсивным излучением галактического центра.

„Квазары … не являются объектами, совершенно чуждыми нормальным галактикам .., так как существуют объекты, промежуточные по физическим свойствам между теми и другими.” [Мартынов, 1988]

Меньшей, чем у квазаров, активностью обладают близкие к нам, так называемые N-галактики с относительно слабым звёздным ореолом вокруг компактного ядра. Расширение их спектральных линий, говорящее об интенсивных разнонаправленных движениях вещества, несколько меньше, чем у квазаров (составляет 30–50 ангстрем).

Ещё меньшей (но всё же очень высокой) активностью обладают ядра галактик Сейферта. Наиболее мощное излучение, приближающее сейфертовские галактики по энергетическому выходу к квазарам, наблюдается у них в инфракрасной области спектра. Вместе с тем, растут размеры ядра – если у квазаров они остаются в пределах парсека, то у сейфертовских галактик составляют десятки парсек.

Ещё менее активна группа компактных галактик Цвикки. Их ядра в среднем больше, чем наблюдаемые размеры квазаров, и больше ядер N-галактик, а спектры излучения более разнообразны и приближаются к спектрам обычных звёзд. В группу компактных галактик Цвикки входят и так называемые радиоспокойные квазары, интенсивность радиоизлучения которых не идёт ни в какое сравнение с радиоизлучением типичных квазаров, достигающим 1034 кВт. (!) [Мартынов, 1988]

Описана также группа галактик Маркаряна, выделяемых по избыточному излучению в ультрафиолетовой области спектра. Поскольку такой признак характерен и для других активных галактик, эта группа отчасти совпадает с радиоспокойными квазарами, иногда захватывает галактики Сейферта (в том числе, с особо высокой светимостью) и N-галактики с очень протяжёнными оболочками.

Если сравнить перечисленные космические объекты по их средним абсолютным звёздным величинам1, то они составят убывающий ряд: квазары –25, N-галактики –21, сейфертовские галактики –19, компактные галактики –18 и ядра нормальных (спокойных) галактик –11. Для сравнения отметим, что абсолютная звёздная величина Солнца +4,77. Это значит, что блеск квазара Eкв (абс. звёздн. вел. –25) больше блеска Солнца EС в:

Eкв 10(–25)/(–2,5)

–––– = ––––––––– = 1011,908 = 8,1•1011 раз.

EС 104,77/(–2,5)

Вариации активности ядер галактик размывают границы между разными группами. Так, давно известная звезда X Comae, оказавшаяся ядром N-галактики с почти сейфертовским расширением спектральных линий (ширина водородной линии Hα соответствует скоростям перемещения вещества 4500 км/с), во время вспышки 1911 г. достигла такой абсолютной звёздной величины (–23), что в этот период являлась квазаром. Её блеск за считанные месяцы менялся на 1–3 единицы звёздной величины, после чего следовали длительные периоды покоя.

Самое примечательное у активных галактик – сравнительная скоротечность изменений активности. ^ Отмечались изменения блеска вдвое за месяц, а иногда даже в течение одного-двух дней. У квазара 3С 446 между осенью 1965 и летом 1966 г. интенсивность излучения выросла в 20 раз.

Столь быстрые изменения у объектов размером в один парсек представляются странными и даже невозможными, так как свет проходит парсек за 3,26 года и невозможно представить себе процесс, распространяющийся с более высокой скоростью. Приходится допускать, что быстрые изменения излучения происходят в каких-то небольших образованиях внутри сложной структуры квазара. Но тогда плотность излучения должна достигать ещё более чудовищных (чем тогда, когда они приписываются в среднем всему квазару) и совершенно интригующих величин.


Заметим, что активность ядер нормальных галактик (например, таких, как наш Млечный Путь) также заслуживает уважения. В центральной части нашей Галактики вырисовывается область поперечником около 65 световых лет, существенно отличающаяся от всех других областей. По косвенным данным, подавляющая часть её массы сосредоточена в звёздах. Но газовые облака здесь уско