Материя в космосе, газовые туманности

В созвездии Ориона темными зимними ночами можно рассмотреть слабо светящееся туманное пятнышко. Его впервые заметили еще в 1618 г., и с тех пор на протяжении трех с половиной веков туманность Ориона служит предметом тщательного исследования.

Невооруженному глазу туманность Ориона кажется величиной с Луну. На фотоснимках, полученных с помощью мощных телескопов, она занимает почти все созвездие! Это невообразимо большое и очень сложное по своей структуре межзвездное облако космических газов находится от Земли на расстоянии 1800 световых лет.

Туманность Ориона - типичный представитель первой группы межзвездных объектов - газовых туманностей.

Вторая, не менее многочисленная группа межзвездных образований представлена в том же созвездии. Это знаменитая темная туманность, благодаря своим причудливым внешним очертаниям названная Конской головой (рис. 25). Её исполинские размеры станут более ощутимыми, если читатель узнает, что наибольшей поперечник «головы» в 20000 раз превышает расстояние от Земли до Солнца.

Конская голова состоит из мельчайшей твердой космической пыли, которую, пожалуй, вполне уместно называть космическим дымом. Облако пыли задерживает свет расположенных за ним звезд, и поэтому на фоне звездного неба некоторые из пылевых туманностей имеют вид зловещих черных пятен. Из образований подобного рода наиболее заметна знаменитая развилка Млечного Пути. В темные августовские ночи, когда созвездие Лебедя в наших широтах близко к зениту, Млечный Путь, начиная с Денеба - самой яркой звезды в Лебеде, двумя сверкающими потоками ниспадает к горизонту. Раздвоение Млечного Пути только кажущееся. Оно вызвано колоссальными и сравнительно близкими к нам облаками космического дыма, который и создает эффект развилки.

Темные и светлые туманности, подобные описанным выше, легко доступны для наблюдения. Гораздо труднее обнаружить необычайно разреженную и почти совершенно прозрачную газовую среду, которая получила название межзвездного газа.

Известно, что межзвездный газ на самом деле представляет собой смесь разнообразных химических элементов - водорода, кальция и др. Непрерывно заполняют они межзвездное пространство нашей Галактики, и нет направления, в котором бы спектрограф не обнаружил присутствия разреженной межзвездной среды.

Газ и пыль заполняют межзвездное пространство. Но есть и другие формы вещества, которые совсем не оставляют места для пустоты.

Солнце и звезды, а также, возможно, и некоторые другие, пока неизвестные нам источники выбрасывают в пространство великое множество мельчайших частиц - корпускул. Среди них преобладают протоны и альфа-частицы, представляющие собой ядра наиболее легких химических элементов - водорода и гелия. Нет сомнения в том, что межзвездное пространство пронизывается корпускулярными потоками, или, как говорят, корпускулярным излучением звезд. По существу это тоже газ, но движется он с околосветовыми скоростями.

К этому добавляются потоки электромагнитного излучения, испускаемого не только звездами, но и самой межзвездной средой. Часть этого излучения человеческий глаз воспринимает в форме света, другие электромагнитные волны, например радиоволны, могут быть уловлены с помощью тех или иных приемников. Вся эта лучистая энергия сплошь заполняет космос. Нельзя указать ни одной точки пространства, куда бы не доходило в той или иной форме электромагнитное излучение.

Есть, наконец, еще свойство материи, повсеместное распространение которого не вызывает сомнений. Это - тяготение. Оно обнаруживает себя повсюду, в любом уголке изучаемого нами мира.

В самом деле, из закона всемирного тяготения следует, что любой предмет может обнаружить свою притягательную силу на любом, сколь угодно большом расстоянии. Область пространства, в которой обнаруживается действие каких-нибудь сил, называется полем этих сил. Следовательно, поле тяготения любого тела, строго говоря, беспредельно. Оно, если угодно, может считаться своеобразным продолжением данного тела.

Поле хотя и не вещественно (т.е. не состоит из элементарных частиц вещества - электронов, протонов, нейтронов и т.п.), тем не менее вполне материально. Ведь под материей понимается любая объективная реальность, т. е. все то, что существует независимо от нас и, воздействуя на наши органы чувств, порождает в нас ощущения. Кто не верит в реальность полей, тому достаточно при ходьбе споткнуться о какой-нибудь предмет, и он получит возможность убедиться в объективном существовании по крайней мере одного поля - гравитационного.

Два тела, состоящие из вещества, не могут одновременно занимать один и тот же объем пространства. Для полей тяготения такого ограничения нет. Они совершенно беспрепятственно перекрывают друг друга, и в данном объеме пространства могут действовать совместно много полей.

Все сказанное о гравитационном поле в полной мере относится и к полям электромагнитным, наличие которых в космосе также можно считать твердо установленным.

Наконец, межзвездное пространство пронизывается во всех направлениях космическими лучами - потоками протонов, электронов, ядер атомов, летящих в пространстве со скоростью более 100000 км/с.

Пустоты в природе нет. Всюду мы наблюдаем вечно движущуюся и изменяющуюся материю в различных её формах.