Знак Вопроса 2005 № 04

В самом деле. Проведем простой эксперимент в гравитационном поле Земли (можно мысленно). Подсоединим шланг к водопроводному крану и протянем его на балкон. Откроем кран и пустим воду через перила на землю. Сначала струя будет сплошной, а потом она разорвется и вниз полетят раздробленные капли. Почему? В поле тяготения Земли скорость частиц воды с удалением от обреза шланга будет увеличиваться на 9,8 метров в секунду за каждую секунду полета. Мы увидим, что раздробленные капли движутся с разными скоростями не только относительно земли, но и по отношению друг к другу. Расстояния между ними увеличиваются, и относительные скорости тем больше, чем дальше капли друг от друга (все происходит почти по Хабблу). Не такую ли картину видят астрономы, наблюдая за удаляющимися друг от друга с нарастающей скоростью галактиками?

Правда, если бы некий гипотетический микроисследователь на одной из капель мог вести наблюдение за другими каплями, он установил бы иную закономерность их взаимного разбегания, согласующуюся с механикой Ньютона. Закон Хаббла: v = Н × r (скорость удаления галактики пропорциональна расстоянию до нее) — противоречит закону всемирного тяготения. В ускоренном движении по Ньютону не может быть линейной зависимости между изменениями скоростей и пройденными расстояниями. Пока еще никто не опроверг применимости законов Ньютона к космическим макросистемам. Конечно, наблюдателю на капле вести расчеты проще, чем Хабблу. Он знает исходное состояние своей «микрогалактики». По расстоянию от обреза шланга можно установить свою скорость: v = √2gr. И в конце концов определить скорости удаления других капель по более сложной, чем у Хаббла, формуле, отражающей нелинейную зависимость скоростей от расстояний. Собственно, это подтверждают и сами астрономы. В учебниках астрономии для 11 класса сказано, что закон Хаббла справедлив только для очень далеких галактик, расстояние до которых превышает 5-10 Мпк (по учебнику А. В. Засова и Э. В. Кононовича — 1996 г.) или 100–300 Мпк (по учебнику Е. П. Левитана — 1994 г.). В применении к галактикам, расположенным ближе, закон дает сбои, и линейная зависимость не подтверждается. Это отсутствие универсальности закона Хаббла как раз и объясняется тем, что при удалении по оси расстояний кривая функции скорости выполаживается и зависимость скорости от расстояния приближается к линейной. Скорость света может быть достигнута только в бесконечности. Тогда как скорости галактик, вычисляемые по формуле Хаббла, при их удаленности на 4500 Мпк и более превышают световую.

Усложним мысленный эксперимент и выпустим струю жидкости далеко в космосе так, чтобы капли (или, для большей нар лядности, цепочка льдин) превратились в спутники Земли с удлиненными эллиптическими орбитами. Тогда в соответствии с законами небесной механики (а именно, со вторым законом Кеплера) после того, как эти искусственные кометы, разогнавшись до скоростей, превышающих первую космическую, минуют перигей, в действие вступит негатив закона Хаббла — скорости их станут уменьшаться, льдины начнут сближаться (и линии спектра, если бы они были, смещались бы в фиолетовую сторону). После того, как укоротившаяся цепочка перевалит апогей, она снова начнет растягиваться за счет ускоренного разбегания небесных тел до максимальных скоростей в перигее. Затем на пути к апогею небесные тела снова сблизятся и скорости их в апогее снизятся до неких минимальных значений. И все это будет многократно повторяться.

Не правда ли, получается что-то похожее на расширяющуюся до определенных размеров и сжимающуюся Вселенную Александра Фридмана? Только предлагаемый эксперимент в отличие от расчетов Фридмана более оптимистичен: принятая модель Вселенной никогда не коллапсирует в точку космологической сингулярности.

БУДЕТ ЛИ ЗЕМНОЙ ШАР

РАСШИРЯТЬСЯ В ДАЛЬНЕЙШЕМ?

Как видите, уважаемый читатель, на вопрос в заглавии статьи «Влияют ли звезды на судьбу Земли?» можно отвечать утвердительно! В Галактике все-таки существуют условия для сближения звезд. Реальные встречи происходят. Редко, но бывают! Надо думать, что это случается в областях пересечения потоков звезд диска и спиральных рукавов Галактики. И судьба Земли несомненно зависит от таких встреч. Наша планета ступенчато увеличивается в размерах, меняет облик. На ней развивается жизнь.

Вероятно, все это будет повторяться до тех пор, пока спиральные потоки звезд будут пересекать диск Галактики и пока вещество ядра Земли будет находиться в агрегатном состоянии сжатой плазмы.