Занимательная астрофизика

Как общественная формация человечество подчиняется своим особым специфическим закономерностям — законам общественного развития, открытым и исследованным Карлом Марксом, Фридрихом Энгельсом и Владимиром Ильичем Лениным.

Но с точки зрения естественных наук мы — часть Вселенной. И подчиняемся действующим во Вселенной физическим и другим закономерностям. Не только целый ряд условий нашей жизни, но и само существование земной цивилизации во многом зависят от того, что представляет собой наша Вселенная, как она развивается, какие физические законы в ней действуют, какие физические процессы протекают.

Конечно, прежде всего человек сталкивается с теми условиями, которые окружающего на Земле. Он не только обитает в этих условиях на протяжении тысячелетий, но все практические свершения человечества на протяжении очень долгого времени были ограничены чисто земными рамками. Однако в XX веке, в особенности во второй его половине, положение вещей существенно изменилось.

Конец 50-х годов ознаменовался величайшим событием в истории человечества — выходом в космос. Первый советский искусственный спутник Земли, выведенный на орбиту в октябре 1957 года, открыл людям путь во Вселенную. Столь грандиозное свершение, разумеется, не было простой случайностью — его подготовил весь предшествующий ход развития земной цивилизации…

На протяжении очень долгого времени астрономия была «лидером» естествознания. В частности, именно астрономические наблюдения послужили исходным фундаментом для открытия законов механики и закона всемирного тяготения, т. е. для построения основ современной науки о природе. В дальнейшем на первое место выдвинулась физика, создавшая в начале XX в. такие фундаментальные теории, имеющие принципиальное значение для познания окружающего мира, как теория относительности и квантовая механика.

Однако в последние десятилетия значение астрономических исследований вновь возросло. Несколько лет тому назад выдающийся советский физик академик Л. А. Арцимович выступил в печати со статьей, которую озаглавил: «Будущее принадлежит астрофизике». Почему же один из руководителей советской физики, известный физик-ядерщик, решил отдать предпочтение не физике, а астрономии?

Дело в том, что в нашу эпоху особенно важное значение приобретают фундаментальные научные исследования — изучение основополагающих, всеобъемлющих законов мироздания. От успешного развития фундаментальных исследований непосредственно зависит научно-технический прогресс. И прежде всего от фундаментальных исследований в области физики, познания наиболее глубоких закономерностей строения материи. Многое в этом направлении уже сделано, но, как справедливо заметил один древний мудрец, чем шире круг наших знаний, тем больше линия соприкосновения с неизвестным.

Однако на пути дальнейшего развития физических исследований лежат определенные трудности. Целый ряд явлений, которые можно было изучить в земных лабораториях, уже исследован, И для того, чтобы существенно продвинуться дальше, необходимо наблюдать материю в предельных, экстремальных состояниях. Температуры в сотни миллионов кельвинов. Давления в десятки миллионов атмосфер. Чудовищные плотности в сотни миллионов и миллиарды тонн в кубическом сантиметре. Огромные энергии, сравнимые с энергией взрыва термоядерного заряда с массой, равной массе десятков тысяч солнц. Космический вакуум.

Вот далеко не полный перечень тех условий и состояний, которые необходимы современному физику. Но ни в одной современной физической лаборатории воспроизвести подобные условия и состояния в полной мере, к сожалению, невозможно.

И все же лаборатория, где физические процессы, о которых идет речь, происходят, реально существует. Это — бесконечно разнообразная лаборатория Вселенной, созданная самой природой!

И нет ничего удивительного в том, что астрономические исследования позволили обнаружить целый ряд таких явлений, изучение которых не только расширило наши представления о космических процессах, но и внесло весьма существенный вклад в дальнейшее развитие физической науки.

В современной физике есть одно понятие, которое играет чрезвычайно важную роль в понимании окружающего нас мира. Это понятие энтропии. Дело в том, что в ходе различных природных процессов все виды энергии постепенно переходят в тепловую, а она рассеивается и теряет способность производить какую-либо работу — обесценивается. Рассеяние энергии ведет к затуханию физических процессов. Степень этого рассеяния и измеряется величиной энтропии. Во всех природных процессах энтропия накапливается, и ее значение является как бы мерой рассеяния энергии, ее омертвлениям.

В определенном смысле накоплению энтропии противостоит разумная деятельность человека, в ходе которой он создает маловероятные состояния, которые не могли бы сами собой появиться в результате течения природных процессов. Образно можно сказать, что вся практическая деятельность людей — это постоянная борьба с энтропией. И в этой борьбе чрезвычайно важную роль играет информация.