Сергей Язев - Лекции о Солнце

Идея Майера, на самом деле, абсурдной не является. Сравнительно недавно (по тем временам) было признано, что камни действительно могут падать с неба. В те годы еще продолжалась знаменитая «столетняя война» между учеными, объяснявшими многочисленные кратеры на Луне падениями крупных метеоритов, и учеными, которые связывали кратеры с лунным вулканизмом. Все больше доводов приводилось в пользу ударной гипотезы. Огромные воронки (кратеры), достигавшие в диаметре многих десятков (иногда – сотен!) километров, свидетельствовали о том, что в космосе бывают катастрофические столкновения. Большое число кратеров указывало на то, что на Луну могла быть привнесена этими ударами значительная энергия.

Становилось ясно, что, если уж вся Луна покрыта следами ударов, то Земля тоже должна быть вся в шрамах, – даже в большей степени (Земля как мишень больше Луны, и притяжение у нее сильнее). Если сегодня вся поверхность Земли не покрыта кратерами, то только потому, что активные процессы стирают их с лица нашей планеты: это вода, ветер, землетрясения – факторы, которых нет на Луне (лунотрясения, как показали прямые измерения американских сейсмометров, в тысячу раз слабее землетрясений). И даже несмотря на это на поверхности Земли все-таки обнаружены десятки так называемых астроблем (в переводе с греческого «звездных ран») – древних следов столкновений с астероидами.

Солнце, как уже было известно во времена Майера, вместило в себя более 99,9 % всей массы Солнечной системы. Это самый крупный объект с диаметром почти 1 400 000 километров. Понятно, что шансы упасть на Солнце у любого небесного тела гораздо больше, чем столкнуться с любой планетой. Более мощное поле тяготения Солнца должно разгонять до огромных скоростей падающие тела, и сила ударов также должна быть значительной. Отсюда, в рамках этой логики, и тепло нашего светила…

Однако в науке любые рассуждения должны подкрепляться доказательствами. В данном случае несложно, зная мощность излучения (или, как говорят астрофизики, светимость ) Солнца, прикинуть, сколько же метеоритов должно на него падать, чтобы обеспечить необходимый приток энергии.

Оценки, сделанные В. А. Бронштэном, таковы. Нужно, чтобы на Солнце каждую секунду падали два триллиона тонн метеоритного вещества! В год набирается примерно одна сотая масса Земли. Сегодня мы знаем, что Солнце существует около пяти миллиардов лет. За это время на светило должно было непрерывным потоком высыпаться вещество, масса которого в 150 раз больше массы самого Солнца! Кстати говоря, из этого потока и на Землю бы что-то попадало, и тогда на нашу планету из космоса обрушивалось бы примерно в миллион раз больше, чем мы наблюдаем на практике. Идея приводит к явным нестыковкам.

Возможно, для спасения своей гипотезы Майер и предложил (впервые!) идею о том, что масса Солнца со временем уменьшается, поскольку солнечные излучения уносят с собой часть массы светила. Это действительно так: Солнце является источником так называемого солнечного ветра – непрерывного потока частиц (ядер атомов водорода и гелия). Кроме того, на Солнце иногда происходят импульсные события – выбросы плазмы, когда в межпланетное пространство выбрасываются многие миллиарды тонн солнечного вещества. Майер ничего не знал ни о солнечном ветре, ни о выбросах (его гипотеза оказалась верным прогнозом). Но организовать баланс за счет этого фактора все равно не удается: часть массы действительно уносится, но она на много порядков величины меньше и гипотетического притока метеоритов, требуемого для обеспечения энергетического выхода Солнца, и массы самого Солнца.

В дальнейшем мы узнаем, что благодаря так называемым термоядерным реакциям масса Солнца ежесекундно уменьшается примерно на четыре миллиона тонн. Но это тоже мизерная величина по сравнению с огромной массой светила. Естественно, об этом эффекте Майер тоже не мог даже догадываться.

Существовал еще один мощный довод против гипотезы Майера: потемнение солнечного диска к краю. Этот факт, отмечавшийся наблюдателями еще со времен Галилея и Шейнера, можно объяснить только тем, что энергия Солнца поступает из его недр. Разогрев метеоритами, несомненно, должен был приводить к разогреву снаружи.

Заметим, что согласно современной теории, гипотеза Майера объясняет высокую светимость Солнца очень давно, более 4,5 миллиардов лет тому назад. Тогда в центре масс огромного газопылевого облака под воздействием силы тяготения формировался обширный сгусток вещества – тех же самых газа и пыли. Этот сгусток притягивал к себе окружающее вещество, и постоянный поток газа и пыли, ускоряясь, обрушивался на него. Кинетическая энергия падающего потока превращалась в тепло – центральный сгусток быстро нагревался и начал светиться. Расчеты показывают, что светимость протосолнца была достаточно высокой, и фактор падения вещества на него (астрофизики такое падение под воздействием гравитации называют аккрецией ) вполне объясняет, почему молодое Солнце ярко светилось. Со временем, когда падение вещества закончилось (бóльшая часть того, что могло упасть на Солнце, уже упала), фактор аккреции должен был уменьшиться и в конечном итоге исчезнуть. Подобные процессы мы и сейчас наблюдаем в молодых газопылевых дисках, где происходит на наших глазах формирование новых звезд. Но светимость зрелых звезд, на которые уже ничего не падает, объяснить гипотезой Майера не получается.