Приходится признать, что наиболее молодые из звёзд — самые яркие и горячие, в несколько раз большие, чем Солнце, возникают из скоплений газа, пыли или камешков очень быстро, — так быстро, что мы поблизости от солнечной системы не встречаем звёзд в состоянии, предшествующем их превращению в яркую и горячую звезду. Найти поблизости зарождающуюся звезду очень трудно.
Сжимающийся быстро огромный комок газа или пыли по законам физики очень быстро разогревается, так что и пыль превращается в пары, в газ. Когда он достигает известной температуры, в нём должны начаться процессы превращения одних химических элементов в другие, сопровождающиеся выделением огромного количества энергии. А это поведёт к ещё большему разогреванию сжимающегося вещества, превращающегося в огромную, ярко светящуюся и горячую газовую звезду[1]. Тогда начинается основной вид превращения элементов — превращение водорода в гелий. Водород — самый лёгкий и обильный газ во вселенной. Он образует главную составную часть возникающих звёзд. Запасов водорода в звёздах так много, что по подсчётам превращение его в гелий с выделением такой энергии, какая наблюдается в звёздах, может занять миллиарды лет.
Но при сжатии вещества в шар, превращающийся в звезду, как правило, возникает быстрое вращение. Наблюдение показывает, что горячие и яркие молодые звёзды вращаются быстрее всего. На их экваторе вращение происходит со скоростью, доходящей до 500 км в секунду, тогда как скорость вращения Солнца на экваторе составляет всего 2 км/сек, а Земли — 400 метров в секунду. При подобной скорости вращения возникшей звезде угрожает распадение, подобно тому, как может разорваться слишком быстро вращающееся маховое колесо машины. Эту опасность создаёт так называемая центробежная сила, развивающаяся при вращении и стремящаяся удалить вращающееся тело и его частицы от оси вращения.
С другой стороны, мощный поток энергии, излучаемый звездой, происходящие на её поверхности потоки и взрывы вещества тоже стремятся оторвать от звезды её наружные слои. Этому способствуют и явления электрического отталкивания между наэлектризованными частицами в атмосфере звезды. Как показывают подсчёты академика В. Г. Фесенкова и других советских учёных (В. А. Крата и С. Б. Пикельнера), горячие звёзды, особенно при быстром вращении, должны постепенно терять часть своего вещества, которое рассеивается в мировое пространство. У некоторых горячих звёзд мы непосредственно наблюдаем такое выбрасывание вещества.
В результате потери вещества вес звезды уменьшается, а её химический состав, как мы видели, меняется при превращении водорода в гелий. Как показали расчёты советской исследовательницы А. Г. Масевич, горячая звезда должна постепенно охлаждаться, уменьшаться в размерах и уплотняться, приходя в то состояние, в котором сейчас находится Солнце. Этот путь развития занимает несколько миллиардов лет. Дальнейшее охлаждение Солнца будет происходить так медленно, что еще много миллиардов лет люди смогут пользоваться на Земле его теплом и светом. Человечество существует еще ничтожно малый срок в сравнении с тем временем, который обеспечен для его развития за счёт солнечной энергии. Холодные звёзды гигантских размеров могут, по-видимому, возникать при некоторых особых условиях развития горячих и молодых звёзд, и дальнейший путь их развития еще не вполне ясен.
Так, Солнце имело свою длинную историю, прежде чем стало таким, каким мы его видим. Множество таких же солнц одновременно с ним пережило такие превращения, другие родились раньше его и сейчас холоднее, чем оно, а третьи звёзды сейчас еще только зарождаются.
3. Происхождение солнечной системы
Выяснить, как произошла солнечная система, гораздо труднее, чем установить историю возникновения звёздных систем и жизненного пути Солнца и звёзд. Причина этого состоит в том, что, кроме нашей солнечной системы, мы не можем пока еще наблюдать другие планетные системы и сравнивать их с нашей. Вероятно, около других звёзд также существуют планеты, но они пока не могут быть видны в современные телескопы. Только в самые последние годы около некоторых звёзд удалось обнаружить спутники, значительно меньшие, чем звёзды, но эти спутники всё же гораздо больше и тяжелее Юпитера — самой большой и тяжёлой из планет солнечной системы. Вероятно, эти спутники — наиболее крупные из планет, окружающих звёзды. Такого рода спутники звёзд нам в телескопы пока еще не видны, и их существование обнаружено лишь при помощи расчётов (так же, как было обнаружено существование Нептуна), по неправильностям в движении звёзд, вокруг которых спутники вращаются.
Вопрос о подробностях происхождения солнечной системы еще не вполне выяснен.
Академик В. Г. Фесенков, исследуя имеющиеся данные, полагает, что планеты должны были образоваться за счёт солнечного вещества, которое от него когда-то отделилось. Это отделение наш учёный представляет себе так.
В промежутки времени, когда один вид превращения химических элементов, дающий энергию, сменялся другим, выработка энергии прекращалась и, по законам физики, в эти периоды Солнце должно было быстро сжиматься, а это неизбежно вело к ускорению его вращения. Но мы уже говорили, что чрезмерно быстрое вращение ведёт к распаду тела. Твёрдое маховое колесо должно разорваться, а газовая звезда по расчётам должна приобрести вытянутую форму, напоминающую очень длинную грушу, после чего маленький выступ отрывается и охлаждается. Известно, что маленькое тело остывает гораздо быстрее, чем большое. Отделившийся таким образом от Солнца сгусток, застывая, превращается в планету, постепенно отдаляющуюся от Солнца, так как сила притяжения Солнца вследствие уменьшения его веса (о чем говорилось раньше) также уменьшалась. Этому же способствовало и торможение движения образовавшейся планеты тем разреженным веществом, которое тогда создавалось вокруг Солнца отделением от него мелких частиц и зародышей планет, отрывавшихся одна за другой длительное время. Значит, быстрое вращение молодых звёзд могло быть причиной образования вокруг них планетных систем, которых во вселенной должно быть бесконечно много.
Другие учёные, например академик О. Ю. Шмидт, считают, что солнечная система образовалась в результате прохождения нашего Солнца через огромное облако, состоявшее из пыли и мелких камешков. Мы уже говорили о том, что во вселенной существуют такого рода пылевые туманности; они в большом числе разбросаны среди звёзд в мировом пространстве. Проходя через такое облако, Солнце увлекло за собой множество мелких камешков, которые стали обращаться вокруг него почти в одной и той же плоскости. Более крупные камешки притягивали к себе мелкие или просто сталкивались с ними. Таким образом, происходил рост небольших небесных тел — будущих планет. Другими словами, образование планет было похоже на образование снежного кома, на который всё время налипают новые и новые частицы. Столкновение частиц и происходящие в них явления радиоактивности вели к разогреванию образующихся планет, вследствие чего тяжёлые элементы опустились к центру. Эта гипотеза происхождения солнечной системы была научно разработана в Советском Союзе в 1944 г.
1
Такие превращения химических элементов настолько хорошо изучены учёными, что им удалось искусственно добиться освобождения атомной энергии в земных условиях.