«Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2007 № 07 (14)

Нелегко построить карту мира, объекты которого находятся в постоянном движении — одновременно и перемещаются относительно друг друга, и разлетаются в разные стороны. “Не будем забывать, что на межзвездных расстояниях понятие одновременности далеко не очевидно”, — писал в одном из своих рассказах про вольных торговцев Пол Андерсон, и это обстоятельство сильно осложняет жизнь исследователям космоса. Вот, например, как определить расстояние до какой-нибудь далекой звезды? До ближней не очень сложно: нужно посмотреть, как она смещается на звездном небе при наблюдении с разных точек орбиты Земли. Измерив смещение, или, как называют его астрономы, параллакс, несложно рассчитать расстояние до звезды. Только это будет расстояние, на котором звезда располагалась в тот момент, когда она испустила свет, а не когда его поймал телескоп.

События же эти порой разделяют миллионы или миллиарды лет. Собственно, тот самый парсек, которым меряют межзвездные просторы астрофизики и писатели-фантасты, как раз обозначает расстояние, которое приводит к параллаксу в одну секунду дуги небесной сферы. (Астрономы пользуются сферической системой координат, в которой положение объекта задано радиусом сферы и двумя углами — долготой и широтой. Древнейший способ использования этих координат — задать положение объекта относительно звезд какого-то созвездия). В астрономических единицах (а.е.), то есть радиусах орбиты Земли, длина парсека превышает 206 тысяч а.е.; в системе СИ парсек обозначают «пк». А расстояние до дальних звезд приходится высчитывать с помощью хитрых математических фокусов, причем заранее выбрав модель космологии. Изменится модель — и результат расчета может оказаться иным.

Большинство астрофизиков полагает, что мы живем в так называемой Фридмановской горячей Вселенной, которая расширяется из-за Большого взрыва, случившегося 13 с лишним миллиардов лет назад. Поведение такой Вселенной описывают уравнения, предложенные советским физиком А.А.Фридманом в начале 20-х годов XX века, когда он исследовал возможность существования нестационарной Вселенной. Некоторое время физики воспринимали расчеты Фридмана как одну из забавных возможностей описать наш мир. И так было до тех пор, пока в 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл не обнаружил странную закономерность: чем дальше от нас находится звезда, тем сильнее в красную сторону смещаются линии ее спектра излучения. Именно уравнения Фридмана для расширяющейся Вселенной давали отличное объяснение этого факта.

NGC 2359 — это замечательная эмиссионная туманность с выразительным названием Шлем Тора. Кому-то может показаться, что из-за похожих на крылья деталей ей больше подходит название “туманность Утка”. Но если бы вы были туманностью, какое имя вы бы выбрали? Как ее ни называй, NGC 2359 — это похожая на пузырь туманность размером около 30 световых лет. Пузырь был выдут мощным ветром от очень горячей звезды, которая видна около центра картинки и относится к звездам Вольфа-Райе. Звезды Вольфа-Райе — это довольно редкие массивные голубые гиганты, скорость звездных ветров от которых достигает нескольких миллионов километров в час. Предполагается, что взаимодействие с близким большим молекулярным облаком является причиной возникновения сложной формы туманности и искривленных структур, характерных для ударных волн. NGC2359 находится на расстоянии около 15 тысяч световых лет в созвездии Большого Пса.

Дальше в историю космологии мы забираться не будем, а обратим внимание на знаменитые уравнения. Точнее, на использованную в них систему координат. Чтобы дать описание странного, летящего и расширяющегося во все стороны мира, ученые придумали так называемые сопутствующие координаты. Хитрость в том, что в такой системе взаимное положение объектов не изменяется, а вот сама система координат расширяется. И это можно описать одним числом — параметром расширения, который зависит от того, сколько времени прошло с момента Большого взрыва.