Все о космосе

Космос. Астрономия. Вселенная. Наука

Leaf
Главная
Новости
FAQ по Астрономии
Астрословарь
Древняя астрономия
Современные теории
Метагалактика
Солнечная система
Статьи о космосе
Космонавтика
Галерея астрофото
Популярно о космосе
Карта сайта
Поиск
Обратная связь
Партнеры

Астрономия


Leaf Главная arrow Метагалактика arrow Звезды arrow Квазары



Квазары PDF Напечатать Е-мейл
Оглавление статей
Квазары
Страница 2
Страница 3
Страница 4
 

 

 

 

Естественно возникает вопрос: как увязать известные данные, чтобы нарисовать цельную картину того, что же на самом деле происходит в космосе. Конечно, можно допустить, что модель, согласно которой квазары расположены на космологических расстояниях, неверна. В принципе, возможно, иное приемлемое объяснение для наблюдаемого красного смещения — действие гравитации. Но здесь мы сталкиваемся с еще большими трудностями.

Как мы уже видели, поставщиком гигантского количества энергии, скорее всего, является гравитация, а не ядерные процессы. Так как гравитационное взаимодействие способно обеспечить почти в 100 раз больше энергии на единицу массы, нежели ядерное, то в трудных ситуациях ученые неизменно призывают гравитацию на помощь, и квазары в этом отношении не являются исключением. Могут ли формироваться спектральные линии в сильном гравитационном поле, которое смещало бы их в красную сторону на столь необычную величину?

Для начала, предположим, существование тела с массой порядка Солнца и сожмем эту массу в сферу радиусом несколько километров. Рассматривая черные дыры, мы обнаружили, что именно такие объекты должны рождаться при катастрофическом гравитационном коллапсе звезды. Однако концепция сильного гравитационного поля неудовлетворительна по нескольким причинам. Во-первых, коллапс происходит столь быстро, что мы никогда не увидели бы квазаров; во-вторых, плотность этих объектов, которая определяется по эмиссионным линиям, оказывается примерно в миллиард раз меньше той, что может быть у массивной звезды. С гравитационной концепцией связана еще одна проблема: что бы ни возникало в результате гравитационного коллапса, он происходит только один раз. Этот процесс не повторяется. А квазары, как мы видели, изменяются периодически. Следовательно, концепция гравитационного коллапса заводит нас в тупик.

Если этого еще не достаточно, чтобы покончить с концепцией гравитационного красного смещения, вернемся к эмиссионному спектру. Когда источник массивен, то ни при каких обстоятельствах не может существовать разреженный газ, возбуждение которого дает эмиссионный спектр. Таким образом, по многим причинам сильное гравитационное поле не может объяснить наблюдаемые свойства квазаров.

Единственная возможность объяснить свойства квазаров связана с убеганием. Но здесь мы также должны сделать выбор: объекты могут либо не находиться столь далеко, либо не быть столь яркими. Джеймс Террел предположил, что квазары являются малыми объектами, выброшенными из нашей Галактики, возможно, около 500 тыс. лет назад со скоростью, близкой к скорости света, и с тех пор они убегают от нас. При исследовании этой гипотезы оказалось, что она связана с проблемой энергии: за счет чего эти массивные объекты получают скорость, превышающую 240 000 км/с? Чтобы привести их в такого рода движение, необходимо невероятно большое количество энергии.

Фред Хойл считает, что эти объекты, возможно, находятся на расстоянии десятков миллионов, а не миллиардов световых лет, как это следует из космологического красного смещения. Фотографии галактик наглядно свидетельствуют о том, что в них происходят гигантские взрывы, в результате которых в течение длительного времени с большой скоростью разлетаются значительные массы вещества. Если предположить, что квазары порождены взрывами в галактиках, то следует ожидать, что часть вещества, возникшего в результате взрывов, будет двигаться к нам, и при этом должно наблюдаться синее смещение. Но такого смещения никогда не наблюдалось.

Далее, если квазары сравнительно близки, то должно обнаруживаться их собственное движение (то есть их перемещение поперек луча зрения). Например, объект, удаленный на расстояние около 30 млн. световых лет и движущийся со скоростью порядка половины скорости света, должен смещаться на 0,005 в год, что уже можно обнаружить. Подобных движений не было замечено. Чтобы объяснить отсутствие синего смещения, предполагалось, что, возможно, гигантский взрыв происходит в довольно близком к нам объекте и все части взрывающегося объекта движутся от Земли, то есть убегают, и поэтому дают только красное смещение. Однако если предположить, что это действительно так, то должно существовать некоторое преимущественное направление, вдоль которого осколки взрыва (при наблюдении с Земли) должны двигаться медленнее, чем в обратном направлении! В этом случае определение расстояния было бы самым трудным делом, так как скорости взрывающихся объектов имели бы два компонента: один, обусловленный общим расширением Вселенной, и второй — взрывом. Трудно представить, как удалось бы разделить эти две скорости, чтобы получить реальную оценку расстояния.

Другие трудности, связанные с этой гипотезой, относятся к самому взрыву. Так как вещество ускоряется до больших скоростей, то начальный взрыв должен быть необычайно мощным. При сильном взрыве и больших скоростях следует ожидать, что вещество в конце концов равномерно рассеется в пространстве. Но это не так. Вещество концентрируется в сгустки. Мы не знаем иного механизма конденсации вещества, кроме гравитации, ее действие оказалось бы подавленным большими начальными скоростями, с которыми разлетаются части взрывающегося объекта.

Еще важнее выяснить, каким образом в квазарах генерируется столько же энергии, сколько в сотне галактик, каждая из которых состоит из 100 млрд. звезд. Ученым никогда не приходилось строить теории для объяснения столь чудовищного количества энергии. По этой причине высказываемые ими соображения и гипотезы весьма спорны. Едва, казалось бы, намечается решение одного из вопросов, как тотчас возникают новые, еще более запутанные и сложные.

Сначала в поисках источников энергии некоторые ученые обратились к сверхновым, которые больше всего излучают энергии за кратчайшие промежутки времени. Возможно, что квазары представляют собой ядра галактик, в которых происходит цепная реакция взрывов сверхновых — буквально каскад последовательных взрывов. Но детальные расчеты показали, что для такого взрыва необходим массовый эквивалент в 100 млрд. звезд. Этот результат поставил ученых перед необходимостью найти еще более мощный источник энергии. Было предложено рассмотреть гравитационный источник энергии, так как гравитация может дать в 100 раз больше энергии, чем сверхновые. Хотя это предложение весьма оригинально и позволяет учесть многие аспекты проблемы, но здесь также существует много неясного, что мешает принять эту концепцию для объяснения механизма генерации энергии в квазарах.

Другое направление поисков — исследование массивных сверхзвезд, которые могли бы в результате коллапса создавать такую энергию. При коллапсе около половины массы покоя вещества объекта может превращаться в энергию. Здесь, однако, возникает одна трудность, которой мы касались при обсуждении черных дыр. У звезд, сжавшихся до размеров гравитационного радиуса, излучение оказывается надежно изолированным от остальной части Вселенной. Выли предложены некоторые модификации этой теории, в которых вводились отрицательные поля энергий, позволяющие сверхзвезде колебаться вблизи гравитационного радиуса, испуская излучение наружу. Но даже если бы подобное оказалось возможным, ученые не знают, в каком виде должна выделяться энергия в таком случае. Модель массивной звезды весьма привлекательна для объяснения генерации энергии, но некоторые наблюдаемые особенности квазаров рождают в высшей степени искусственные и пока неприемлемые концепции.



<Предыдущая   След.>