Вселенная, жизнь, черные дыры

А. М. Черепащук, А. Д. Чернин
Вселенная, жизнь,
черные дыры

А. М. Черепащук, А. Д. Чернин
Вселенная, жизнь,
черные дыры
Электронное издание
Москва, 2022

УДК524
ББК 22.66
Ч46
Ч46
Черепащук, Анатолий Михайлович.
Вселенная, жизнь, черные дыры / А. М. Черепащук, А. Д. Чернин. — 
Эл. изд. — 1 файл pdf : 320 с. — Москва : ДМК Пресс, 2022. — Систем. 
требования: Adobe Reader XI либо Adobe Digital Editions 4.5 ; экран 10". — 
Текст : электронный.
ISBN 978-5-89818-230-4
Человека всегда интересовало где он живет, откуда это появилось, «есть 
ли жизнь на Марсе» и что со всем этим будет дальше.В предлагаемой книге изложено современное представление о возникновении и развитии Вселенной; о том, как ведутся поиски жизни 
вне Земли и о результатах этих поисков; о загадочных и фантастических 
свойствах черных дыр и о том, как их находят и «взвешивают»; о самых 
последних открытиях в астрофизике — антигравитации, «темной материи» и «темной энергии».
Для чтения книги не требуется никаких специальных знаний, выходящих за рамки школьной физики.
УДК 524 
ББК 22.66---Электронное издание на основе печатного издания: Вселенная, жизнь, черные дыры / 
А. М. Черепащук, А. Д. Чернин. — Москва : ДМК Пресс, 2022. — 317 с. — ISBN 
978-5898181307. — Текст : непосредственный.
В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных 
техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать 
от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации.
ISBN 978-5-89818-230-4
© Век 2, 2003
© Переиздание. ДМК Пресс, 2022

Рассуждай о химерах
на конкретных примерах.
 Борис Заходер «Заходерзости»

Астрономия вступила сегодня в эпоху крупнейших открытий. В последние годы найдены планеты вне Солнечной системы, собраны почти неопровержимые доказательства существования черных дыр, обнаружено всемирное  антитяготение. 
Столь щедрых на революционные открытия лет в истории 
астрономии никогда еще не бывало. На наших глазах древняя 
наука переживает необычайный взлет, и это стало возможным 
благодаря мощным наземным и орбитальным телескопам нового поколения, которые необычайно расширили возможности 
астрономических наблюдений. 
На очереди грандиозные задачи завтрашнего дня, уже обеспеченные совершенной наблюдательной техникой, и самая 
увлекательная среди этих задач — поиск жизни на других планетах.
В этой книге читатель найдет краткий рассказ о новейших 
событиях в астрономии наших дней, о долгожданных и неожиданных наблюдательных открытиях, о дерзких идеях и гипотезах астрономов.
Материал книги охватывает широкий круг тем. Мы говорим об эволюции Вселенной, о галактиках, звездах, черных 
дырах, скрытой материи, о поисках внеземной жизни, опираясь  на твердо установленные наблюдательные факты. 
Затем мы переходим к кос мологии, предметом которой служит са мый большой объект науки — вся видимая Вселенная. В 
современной Вселенной почти безраздельно господствует всемирное  антитяготение, только что открытое  по наблюдениям 
вспышек сверхновых звезд в удаленных галактиках. 
ПРЕДИСЛОВИЕ

Антитяготение создается космическим вакуумом, и этот 
вакуум — не пустота: его энергия больше суммарной энергии 
все х других форм материи на современной стадии эволюции 
мира.
Однако читатель вправе спросить: как можно изучать физические характеристики астрономических объектов, удаленных 
от нас  на такие громадные расстояния. Ведь даже свет идет к 
нам от ближайшей звезды около четырех лет. А от далеких галактик свет идет к нам миллиарды лет. 
Астрономия отличается от лабораторной физики: если 
физик при исследовании объекта может приблизиться к нему, 
нагреть, сжать его и даже расчленить на части, то астроном не 
может непосредственно воздействовать на объект и все , что 
остается делать — это регистрировать различные виды излучения от него. Поэтому астроном при анализе результатов наблюдений чаще всего решает так называемую обратную задачу, 
когда по наблюдаемым следствиям некоторого процесса  необходимо судить о физических причинах, его породивших.
Хотя астрономы при исследовании объектов Вселенной 
находятся в роли пассивных наблюдателей, надежнос ть выводов о физической природе астрономических объектов гарантируется применением современных высокоэффективных методов и средств наблюдений в очень широком диапазоне спектра 
электромагнитных излучений: от гамма-квантов до радиоволн, 
включая оптический, инфракрасный, ультрафиолетовый и рентгеновский диапазоны. 
Если до середины прошлого века астрономы наблюдали 
небо лишь в оптическом диапазоне (длина волны λ меняется 
от 3500 до 7000 ангстрем, то ес ть всего в два раза), то в настоящее  время, благодаря выносу астрономических телескопов 
за пределы земной атмосферы на космических аппаратах, 
удается исследовать астрономические объекты в неизмеримо 
большем диапазоне, когда длина волны регистрируемого излучения меняется не в два раза, а в 1014 раз: от гамма квантов 
(λ10-9 см) до радиоволн (λ10
5 см).
Например, изучая черные дыры в двойных звездных системах, астрономы используют рентгеновский диапазон (λ1 анг

стрем или 10
8 см) совместно с оптическим (λ510
5 см) и 
радиодиапазоном.
Следует осо бо подчеркнуть, что к нас тоящему времени в 
разных странах введена в строй дюжина 8–10 метровых оптичес ких телес копов нового поколения, а эффективнос ть фотоприемников многократно возросла благодаря использованию 
ПЗС-матриц, которые регистрируют до 90 фотонов из каждых 
100, упавших на приемник излучения. 
Огромный прогресс  достигнут в последние годы и в радиоастрономии: например, используя метод интерферометрии со  
сверхдлинной базой, удается достичь углового разрешения в 
1000 раз выше разрешающей способ ности знаменитого космического телескопа Хаббл с зеркалом диаметром в 2,4 метра.
Для чтения этой книги не требуется какихлибо специальных знаний, выходящих за рамки обычной школьной физики 
и астрономии. Мы старались  говорить лишь о самой сути дела, 
не входя в технические подробности и не перегружая текст 
математическими формулами; те немногие формулы, которые 
у нас  все  же приводятся, по существу просты и наглядны. 
В конце книги помещен составленный издательством словарик, поясняющий главные из используемых астрономических 
понятий и терминов.
Авторы благодарны коллегам в Московском Университете 
Л. И. Корочкину, Д. В. Гальцову, Ю. Н. Ефремову, Ф. А. Цицину, которые прочитали отдельные части рукописи и сделали 
множество ценных замечаний. 
Государственный астрономический институт 
им. П. К. Штернберга
Июнь 2003 г.

Истоки астрономии
Наскальные астрономические рисунки, встречающиеся в 
разных частях света, были первой попыткой человека запечатлеть и осоз нать картину мира, в котором мы живем. Древние 
майя чертили такие рисунки более  шести тысячелетий назад. 
Пять тысяч лет назад появились  первые астрономические записи в Египте, Вавилоне, Китае . 
В древнеиндийской «Ригведе», что значит «Книга гимнов», 
можно найти описание — одно из самых первых в истории человечества (X век до н. э.) — все й Вселенной как единого целого. 
Согласно этому описанию, Вселенная устроена не слишком 
сложно. Прежде всего, в ней имеется Земля. Она представляется «обширным пространством» и имеет вид безграничной плоской поверхности. Эта поверхнос ть покрыта сверху небом. А 
небо — это «голубой свод», усеянный звездами. Между небом 
и Землей — «светящийся воздух». 
Очень похожи на эту картину и ранние представления о 
мире у древних греков и римлян — тоже плоская поверхнос ть 
под куполом неба. 
От настоящей науки это еще очень далеко. Но замечательна и грандиозна сама цель — объять мыслью  всю  Вселенную. 
Отсюда берет истоки уверенность в том, что человеческий 
разум способен осмыслить, понять и воссоздать в своем воображении полную картину мира. Наука о мире в целом складываАСТРОНОМИЧЕСКАЯ 
КАРТИНА МИРА
Глава 1
Истоки астрономии

лась  по мере того, как шло накопление конкретных знаний 
о Земле, Солнце, Луне, планетах, звездах, а затем уже и о 
галактиках и их системах. 
Мир Аристотеля 
В VI веке до н. э. Пифагор учил, что Земля шарообразна. Доказательством этому служила, например, круглая тень 
нашей планеты, падающая на Луну во время лунных затмений. 
Парменид, а за ним и Аристотель, всю  Вселенную считали 
шарообразной, сферической. На эту мысль наводит не только 
округлый вид небосвода, но и круговые суточные движения 
небесных светил. 
В центре мира Аристотель помещает Землю. Вокруг нее  
располагаются Солнце, Луна и известные тогда пять планет — Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Каждому 
из этих тел  соответствует своя сфера, обращающаяся вокруг 
нашей планеты. Тело прикреплено к своей сфере и потому оно 
тоже движется вокруг Земли. Самой удаленной сферой, охватывающей все  остальные, считалась  вос ьмая, на которой располагались  звезды. Эта сфера тоже обращается вокруг Земли в 
соответствии с наблюдаемым суточным движением неба. 
Аристотель учил, что небесные сферы, как сами небесные тела, сделаны из ос обого небесного материала — эфира. 
Эфир — это пятая стихия, т. е. квинтэссен ция, после земли, 
воды, огня и воздуха. Он не имеет свойств тяжести или легкости и существует в вечном кругообразном движении. 
Система Птолемея 
Такая гео центричес кая картина мира царила в умах людей 
на протяжении двух тысячелетий — вплоть до эпохи Коперника. Замечательное  ее  усовершенствование осу ществил во 
II веке нашей эры Птолемей, астроном и географ, живший в 
Александрии. Он создал строгую математическую теорию движения планет и на ее  основе мог вес ьма точно вычислять видимые положения светил на небе — где они находятся сей час , где 
Астрономическая картина мира