Газета "Содружество", № 11, июль - октябрь 2003 г.
12	В ЛУЧАХ ЛАБОРАТОРНЫХ

Роль астрономии в формировании новой картины мира

Известно, что интерес к небесным телам и процессам появился на заре существования Homo sapience. Наблюдения за небом позволили установить связь между астрономическими явлениями и сменой времен года, определявшей весь строй жизни древнего человека. Повторяемость большинства астрономических событий давала возможность с большой точностью предсказывать соответствующие земные процессы и явления. Так возникла первая наука – астрономия, а за ней математика, химия, выросшая из алхимии, география, геология, биология, наконец, физика. Но астрономия долгое время оставалась ведущей наукой, которая имела не только прикладное значение, например, для мореплавания, но и определяла основы мировоззрения, миропонимания людей. Достижения в области астрономии не раз кардинально меняли картину мира. Достаточно вспомнить полную драматизма историю перехода от геоцентрического представления о строении мира к гелиоцентрическому. Или отказ от понятия тверди небесной и принятие бесконечности Вселенной и множественности населяющих ее миров и галактик.

Во второй половине XIX века на ведущие позиции в области естественных наук вышла одна из самых молодых наук – физика. Революционные открытия физики конца XIX – начала XX века легли в основу новой картины мира, и в науке укоренилось представление, что законы, необходимые для объяснения любых явлений, в том числе и астрономических, либо уже открыты «земной» физикой, либо лежат в области ее предмета исследования. Астрономии стала отводиться роль пассивно наблюдательной науки, которая лишь ставит теоретические задачи перед физикой. Однако астрономия тоже не стояла на месте. В свою очередь, опираясь на успехи физики, достижения современного приборостроения и выход человечества в Космос, эта древняя наука как бы приобрела второе дыхание. Из пассивного наблюдателя ученый-астроном превратился в активного исследователя околоземного пространства и ближайших планет: Луны, Венеры, Марса. Полеты автоматических аппаратов, возможные благодаря такой области астрономии, как астрометрия – наука, изучающая «географию» Вселенной, позволили человечеству шагнуть в своем эмпирическом познании к пределу Солнечной системы. Фотографические обзоры всего неба и последующие измерения положений зафиксированных на фотопластинках звезд и галактик, в сочетании с другими методами наблюдений, дали ученым возможность составить модель крупномасштабной структуры Вселенной. Успехи другой области астрономии – астрофизики – принесли человечеству знания о химическом составе, строении и эволюции других миров – звезд и галактик. Новые инструменты и методы наблюдений позволили решить давно мучивший человека Земли вопрос – является наше Солнце, имеющее систему планет, исключением или планеты есть и у других звезд. В настоящее время уже обнаружено около ста звезд-кандидатов, предположительно имеющих планеты-гиганты, подобные Юпитеру. Но это только начало. Ибо с развитием наблюдательной техники и повышением чувствительности аппаратуры возрастет вероятность обнаружения и планет размера Земли.

И именно астрономии последних лет принадлежат открытия, способные в очередной раз перевернуть картину мира. Данные, полученные в результате новейших астрономических экспериментов и основанных на них расчетах, требуют осмысления с иных мировоззренческих позиций, побуждают к поиску новых подходов в постановке экспериментов, к применению новых методов и средств наблюдений. В этом можно убедиться на примере бурного прогресса в изучении так называемой «скрытой материи» Вселенной и «черных дыр». Изучая динамику движения скоплений галактик, астрономы обнаружили, что масса скоплений должна быть на порядок больше, чем доля видимого вещества в них (главным образом звезд). Исследования показали, что в межзвездном пространстве существует нечто, обладающее силой притяжения и не регистрируемое существующими приборами и методами. Оказалось, что некоторые процессы, происходящие во Вселенной, можно объяснить только присутствием неведомого вещества.

По некоторым оценкам, лишь около 4% полной массы Вселенной составляет знакомая нам барионная форма материи (протоны, нейтроны и т. п.), из которой состоят звезды, планеты и человек. Ученые предполагают, что часть неизвестного вещества (около 26% массы Вселенной) должна состоять из слабовзаимодействующих массивных частиц неизвестной природы, которые предсказываются современной теорией элементарных частиц, но пока не открыты в земных лабораториях. Остальные 70% энергии Вселенной составляют не частицы, а поля тоже неизвестной пока природы. Предполагается, что эти поля обладают отрицательным давлением и, как следствие этого, вызывают гравитационное отталкивание, а не притяжение. В результате этого гравитационного отталкивания Вселенная расширяется с ускорением на больших расстояниях. Таким образом, астрономы вплотную подошли к открытию принципиально новой формы материи (ее еще иногда называют «темной материей»), природу которой ученым предстоит разгадать в ближайшие десятилетия.

Как и все принципиально новое, идея существования скрытой материи во Вселенной пробивалась с большим трудом. Еще в начале сороковых годов великий ученый и мыслитель В.И. Вернадский писал: «Сейчас мы стоим перед разгадкой «пустого» мирового пространства – вакуума. Это лаборатория грандиознейших материально-энергетических процессов». Ученый предвидел и формы существования материи-энергии этого пространства, выдвигая как рабочую научную гипотезу следующее положение: «…чем меньше материальных тел в них находится, тем выше их «температура», которая будет выражать нам как бы скопление свободной энергии для этих просторов – поле сил». Эта гипотеза ученого, удивительно созвучащая положениям «Тайной Доктрины» Е.П. Блаватской о непроявленной материи, существующей в латентном состоянии, долгое время была вне внимания экспериментальной науки и лишь сейчас, более чем полвека спустя, подтверждается новейшими достижениями астрономии.

В эти же десятилетия астрономами был обнаружен целый ряд явлений, которые свидетельствуют о концентрации огромных масс материи в сравнительно небольших областях пространства. Эти объекты получили название «черных дыр». Предполагается, что черные дыры образуются в результате гравитационного коллапса звезды (катастрофического сжатия вещества под воздействием гравитационных сил). Гравитационное поле «черной дыры» оказывается настолько чудовищным, что его не может преодолеть не только самое быстрое физическое тело - даже световой луч. Эксперименты последних лет показывают, что все необходимые условия, накладываемые на наблюдательные проявления «черных дыр» общей теорией относительности (ОТО) Эйнштейна, выполняются. Это дает основание серьезно задуматься о следствиях существования «черных дыр». Если они существуют, значит, ОТО верна, и гравитация связана с кривизной пространства - времени. Но тогда, изменяя кривизну пространства - времени, человек может научиться управлять ходом времени и, по крайней мере, теоретически может когда-нибудь построить машину времени, с помощью которой будет путешествовать в будущее и прошлое.

Таким образом, астрономическая наука, опирающаяся в своих исследованиях на наблюдения и измерения, дает доказательство существования во Вселенной материи в форме, недоступной пока человеческому восприятию. Выявление этой материи, постижение ее природы, так же как и изучение пространственно-временных проблем, связанных с существованием «черных дыр», требует новых мировоззренческих подходов, новой методологии исследований. Так достижения астрономии способствуют формированию новой картины мира.

Т.П. Сергеева,
старший научный сотрудник
Главной астрономической обсерватории НАН Украины
 

Перейти к оглавлению