Прошлое Вселенной

17 September 2018

В XX веке астрономия стала заниматься не только тем, что мы видим на небе, но и тем, откуда все это произошло и как выглядело в прошлом.

Есть такая область человеческих знаний, которая интересуется почти исключительно прошлым, - это история. Историки имеют в своем распоряжении свидетельства прошлого - исторические документы и памятники. Историкам сильную поддержку оказывают археологи. Они обнаружили следы древних культур даже там, где не сохранились письменные источники.

В области естественных наук историзм проявился в первую очередь в геологии и биологии. Геологи, например, установили последовательность смены геологических эпох в истории Земли. Слои горных пород, отвечавшие более поздним эпохам, лежали, естественно, выше более древних слоев. Потом появилась возможность датировать эти слои по содержанию в них определенных веществ - радиоактивных элементов и продуктов их распада. Некоторые элементы распадаются хотя и с постоянным периодом полураспада, но очень медленно, так что время образования содержащей такой элемент породы можно установить по тому, какая часть вещества уже распалась, а какая еще нет.

Подход к наблюдаемым явлениям как к результату длительного развития природной среды был в свое время утвержден биологами - фундаментальный труд Чарлза Дарвина назывался «Происхождение видов». Палеонтологи находят окаменелые остатки древних организмов, сильно отличающихся от современных обитателей Земли. Стало ясно, что человек как природное существо является продуктом длительной эволюции органической материи, чем бы эта эволюция ни была вызвана.

Казалось бы, в астрономии проблемы, связанные с прошлым Вселенной, несут в себе непреодолимые трудности. Дело даже не столько в том, что мы не можем наблюдать небесные тела в прошлом; их прошлое еще и отделено от нас колоссальными промежутками времени, намного превосходящими и время человеческой жизни, и время существования всей нашей цивилизации. И все-таки человеческий разум сумел уловить в современной ему Вселенной следы ее далекого прошлого.

Источники этих сведений разные. Мы не можем проследить жизнь отдельной звезды - это миллионы и миллиарды лет. Но мы видим одновременно множество звезд, находящихся на разных стадиях их жизни - молодые, только что родившиеся; устойчивые звезды главной последовательности; старые, почти израсходовавшие запасы энергии. Это помогает выстроить общую картину жизни звезды. А вот планетную систему мы хорошо знаем только одну - нашу собственную. Но у других звезд есть такие образования - газопылевые диски, из которых почти наверняка со временем образуются планеты. Изучая их, мы как бы погружаемся в прошлое нашей планетной системы. Основной источник наших сведений о мире небесных тел - свет - приходит к нам с очень больших расстояний. А так как его скорость хоть и очень велика, но имеет конечную величину, требуется время для того, чтобы он достиг Земли. Для планет Солнечной системы это время измеряется минутами или часами, а для далеких галактик - миллиардами лет. Мы видим их такими, какими они были в далеком прошлом.

Но самое главное - астрономы убедились в том, что во всей Вселенной действуют одни и те же физические законы, которые можно описывать одними и теми же математическими уравнениями. Есть основания думать, что те же самые законы действовали и в прошлом, хотя, возможно, в совсем других условиях. Это дает возможность строить модели поведения космических систем, включая их далекое прошлое. Основные требования к этим моделям: они должны опираться на известные физические законы; они должны приводить к результатам, подтвержденным наблюдениями.

Присоединяйтесь к нам и узнавайте больше интересных фактов о нашем Космическом пространстве.