Философия оптимизма

В отличие от обычной (в указанном выше смысле) эволюции звезд на главной последовательности, где гравитационное сжатие уравновешивается термоядерными и вообще ядерными реакциями, дебюты и финалы жизни звезд приближаются к полной реализации уравнения Е = mс², т. е. к полному превращению энергии покоя в энергию излучения. В условиях сверхвысоких давлений, при плотности, большей, чем плотность атомного ядра, при концентрации всей массы звезды в сфере радиусом несколько километров, при бесконечной (для внешнего наблюдателя) длине излучаемых волн, в этом мире коллапсирующей звезды происходят какие-то пока неясные процессы в субъядерных масштабах. Картина этих процессов не может быть нарисована, если ограничиваться специальной теорией относительности. Здесь тяготение вторгается в микромир. При колоссальной плотности вещества, при встречающихся только здесь, в коллапсирующих звездах, малых расстояниях между частицами гравитационные, т. е. ультраслабые в обычных масштабах атомной физики, взаимодействия становятся весьма интенсивными. Поэтому для понимания таких процессов необходим некоторый синтез квантовой физики микромира и общей теории относительности, т. е. современной теории тяготения.

Таким образом, конечная судьба звезд в основном зависит от их массы: звезды с массой, меньшей, чем 1,2 массы Солнца, становятся белыми карликами; звезды с массой, равной от 1,2 до 2 масс Солнца, превращаются в нейтронные звезды; звезды с массой, больше чем в два раза превышающей массу Солнца, коллапсируют и попадают в «гравитационную могилу». В процессе эволюции возможны потери оболочки, уменьшение массы и соответственное изменение конечной судьбы. Характерная особенность современной астрономии и астрофизики — тесная связь проблем звездной эволюции с проблемами эволюции галактик. Звезды образуются из межзвездного вещества, и оно же является источником пополнения звездного вещества во время катаклизмов, срывающих звездные оболочки. Но эта схема приводит к заключению об убывающем количестве межзвездного вещества в Галактике. Часть его остается в устойчивых карликах, завершающих главную последовательность, другая часть — в медленно эволюционирующих звездах, не превышающих своей массой 1,2 массы Солнца и не успевших за время существования Галактики завершить свою эволюцию. Это — перый вывод о балансе Галактики из схемы звездной эволюции. Он относится к распределению вещества между звездами и межзвездным, газом. Далее, из схемы эволюции звезд вытекает проблема генезиса тяжелых ядер. Первоначальный запас водорода постепенно расходуется на образование гелия. Из гелия образуются кислород и углерод. Но на некотором этапе дальнейшее нарастание нуклонов в ядрах приостанавливается, так как новые ядра оказываются нестабильными и распадаются раньше, чем к ним присоединяются новые нуклоны. Можно предположить, что при взрывах, которые мы называем вспышками сверхновых, положение иное. При происходящих здесь цепных реакциях появляются многочисленные нейтроны, которые захватываются ядрами до их распада. Эти ядра после захвата нейтронов становятся устойчивыми, и рост числа нуклонов, т. е. переход к более тяжелым элементам, происходит беспрепятственно вплоть до элементов, находящихся в самом конце таблицы Менделеева. При вспышках сверхновых тяжелые ядра проникают в межзвездный газ и далее, в образующиеся из него звезды второго поколения.

Вырисовывается следующая картина происхождения Галактики — событий, происходивших 10–15 млрд, лет назад. Первоначальное плазменное облако, состоявшее в основном (может быть, и полностью) из протонов и электронов, сжималось под влиянием тяготения. Конденсация первичного облака происходила неравномерно, образовывались локальные сгущения, из которых потом образовались звездные скопления, и еще меньшие сгущения в пределах этих первых сгущений — будущие звезды первого поколения. Облако стало протогалактикой. Она вращалась, это препятствовало гравитационной концентрации всей плазмы в центре, она сосредоточивалась в плоскости, перпендикулярной к оси вращения.