Сборник статей - Библия и наука

Найденная зависимость «период-светимость» цефеид стала рабочим инструментом в руках X. Шепли (1885–1972). Он первым в полном объеме использовал ее возможности для измерения гигантских расстояний. В 1918 г. он заново определил светимость 11 звезд-цефеид нашей Галактики и воспользовался этим для определения расстояний шаровых звездных скоплений, в которых цефеиды были обнаружены. Затем Шепли смог определить расстояния шаровых звездных скоплений, не содержащих цефеид, предполагая, что ярчайшие звезды таких скоплений имеют примерно одинаковую светимость. Он установил, что центр системы шаровых звездных скоплений, концентрирующихся к созвездию Стрельца, находится на расстоянии около 10 кпс от Солнца, и отождествил его с центром всей звездной системы Млечного Пути – Галактики. Таков был первый вклад звезд-цефеид в наши знания о мире. Позднее эта работа Шепли получила название галактоцентрической революции, так как он показал, что Солнце не находится в центре Галактики, к чему склонялись результаты предыдущих исследований. Параллельно голландец Я. Оорт разработал методику, позволяющую по измерениям параллаксов (а с ними и расстояний) и светимостей всех ближайших к Солнцу звезд определить характер движения этих звезд и Солнца вместе с ними в 3-х мерном пространстве, а также их собственные движения (т. е. движения в проекции на небесную сферу). Оказалось, это движение можно описать всего двумя константами (названными константами Оорта). Согласно результатам, выяснилось, что все близлежащие звезды вращаются вокруг некоего центра по круговым орбитам, а константы дают комбинацию линейной скорости движения Солнца относительно центра и галактоцентрического расстояния и радиальное изменение этой линейной скорости. Период галактического обращения Солнца оценивается величиной порядка 200 миллионов лет.

В результате галактоцентрической революции современное строение нашей Галактики «Млечный путь» таково: диаметр 25 кпс от одного ее края до другого, как от одного края колеса до диаметрально противоположного. Солнце расположено не на краю Галактики, а на расстоянии около 8 кпс от ее центра, то есть примерно на 2/3 ее радиуса, если считать от центра. Кроме того, Солнце немного приподнято над плоскостью диска галактики – на 0,7 кпк над ним [7].

В центре нашей Галактики находится галактическое ядро – сферический «балдж», или центральная «выпуклость» над диском. От ядра отходят 4 «ветви» – это наблюдаемые кусочки спиральных ветвей нашей Галактики. «Ветвь» Ориона, в которой находится наша Солнечная система, – это скорее не ветвь, а небольшое ответвление. Солнечная система расположена между мощными ветвями Стрельца (именно ее мы видим как самую яркую часть Млечного пути на небе. Именно в созвездии Стрельца находится центр нашей Галактики) и Персея. Как и все другие звезды, Солнце вращается по своей орбите быстрее, чем вращаются спирали, и соответственно изменяет свое положение относительно спиралей. Оценки говорят, что для орбиты Солнца спирали должны обращаться примерно раза в два медленней, чем сама звезда. Таким образом, если мы считаем числом главных спиралей галактики 4, то Солнце будет заходить в одну из главных спиралей примерно раз в сотню с небольшим (где-то 140) миллионов лет.

В нашей Галактике более 100 миллиардов звезд. Достоверным методом тригонометрического параллакса измерены расстояния примерно до нескольких тысяч звезд. Согласно доминирующей модели Галактики, центр ее находится на расстоянии около 8000 пс от Солнца. Заметим, что область применения достоверного метода определения расстояний составляет линейно менее 7 % от гипотетического галактического центра.

Со времен Птолемея, насчитавшего 1056 звезд на небесах, видных невооруженным взглядом, прямые наблюдения звездного неба отнюдь не свидетельствуют о расширении вселенной. Предположение о расширяющейся вселенной имеет скорее теоретическую природу и некие косвенные факты. Начнем с теории. Любопытные ученые начали раздумывать над уравнениями общей теории относительности, приложенными ко всей вселенной. Оказалось, что эти уравнения сами по себе не имеют стационарного решения (аналогично ньютоновской вечной вселенной), т. е. решения, при котором все стояло бы на своих местах и не двигалось. Даже А. Эйнштейн, разрабатывая в 1915 г. общую теорию относительности, был уверен в статичности вселенной и, чтобы избавиться от этой неприятной ситуации, ввел в уравнение некую небольшую добавку, чтобы стационарное решение появилось. Эту добавку он назвал «космологическим» членом, а ее происхождение относилось к каким-то космологическим силам, которые, может быть, когда-нибудь откроют.