Мир глазами геолога

О каком центре мира можно говорить, если Вселенная бесконечна? Все звезды и галактики находятся в движении. Но куда они движутся? В 1842 г. австрийский ученый К. Доплер установил изменение частоты волн при движении источника или приемника волн. При их сближении наблюдается повышение частоты, при удалении — понижение. Читатель, наверное, сам наблюдал это явление неоднократно для звуковых волн. Для человека, сидящего в поезде, гудок паровоза (или сигнал электрички) звучит в одном тоне. Для человека, стоящего на платформе, гудок приближающегося паровоза с более высоких тонов переходит на более низкие после прохождения. В световом спектре то же явление отражается в смещении спектральных линий в фиолетовую сторону при сближении наблюдателя и источника света и в красную сторону — при удалении. В 1900 г. русский астроном А. А. Белопольский впервые использовал эффект Доплера для изучения звезд. Оказалось, что спектральные линии звезд смещены в красную сторону. Значит, звезды удаляются. Но тогда можно предположить, что Вселенная расширяется. Так и думают многие ученые, во всяком случае, по отношению к видимой нами части Вселенной. Научное обоснование этой гипотезы приведено в трудах академика Р. З. Сагдеева.

К каким последствиям может привести расширение Вселенной? Ответить на этот вопрос строго научно пока трудно, не так уж много мы знаем. Если предположить, что возраст видимой нами расширяющейся Вселенной порядка 10–15 млрд лет (для такого предположения есть основания) и что Вселенная расширяется неограниченно, то можно прийти к несколько неожиданным довольно пессимистическим выводам. Видимо, все наблюдаемые солнца погаснут. Наше Солнце закончит свою активную эволюцию через несколько миллиардов лет и превратится в белый карлик размером с Землю, который будет постепенно остывать. Звезды массивнее Солнца проживут еще меньше и в зависимости от массы в конце концов превратятся либо в нейтронные звезды, либо в черные дыры — плотные образования во Вселенной, у которых гравитационное поле настолько сильное, что даже лучи света, попав в него, не могут уже отразиться. Вследствие отсутствия отражения черная дыра наблюдателю так и представляется черным пятном. Спустя 10³² лет все ядерное вещество полностью распадется, звезды и планеты превратятся в фотоны и нейтрино. К возрасту Вселенной 10¹⁰⁰ лет в мире останутся практически только электроны и позитроны, рассеянные в пространстве с ничтожной плотностью. Все это возможно, если… и еще раз если. Но могут быть и другие если, которые по расчету приведут уже к сжимающейся Вселенной.

Наше Солнце движется вокруг центра Галактики со скоростью примерно 250 км/с, совершая полный оборот за 200 млн лет. Земля мчится по своей орбите вокруг Солнца со скоростью 30 км/с. Находясь в лесу, на поляне, мы лишь догадываемся о вращении Земли вокруг своей оси с запада на восток, наблюдая за медленным движением небосвода в обратном направлении. Мы совершенно не замечаем ни скорости движения Земли вокруг Солнца, ни стремительного бега вместе с Солнцем вокруг центра Галактики. Смена времени суток определяется обращением Земли вокруг своей оси, а смена времени года — вращением Земли вокруг Солнца. Но если мы не замечаем этих движений непосредственно, то нельзя ли наблюдать какие-либо следствия этих движений на Земле?

Французский ученый Г. Кориолис в 1835 г. установил воздействие на движущиеся тела дополнительной силы, возникающей вследствие центробежной силы вращения Земли. Эти силы, названные именем ученого (силы Кориолиса), искривляют траекторию движущихся тел. Максимально они проявляются на экваторе, а на полюсах равны нулю. Под действием сил Кориолиса реки северного полушария подмывают правые берега и стремятся обойти встречаемые препятствия с правой стороны. Реки южного полушария отклоняются влево. Это же правило распространяется на морские течения. Точно так же ведут себя воздушные массы: в северном полушарии ветры отклоняются вправо, в южном — влево. Движущиеся массы воды и воздуха служат основными факторами, видоизменяющими поверхность Земли. Они в значительной степени влияют на рельеф, стремясь его сгладить, определяют характер и скорость накопления осадков. Таким образом, вращение Земли вокруг своей оси лежит в основе многих геологических явлений.