 
|
-
Во Вселенную со Стивеном Хокингом. Рассказ обо всем / Into the Universe with Stephen Hawking. The Story of Everything
Часть 3
Тринадцать с половиной миллиардов лет назад Вселенная состояла в основном из водорода, а сила притяжения стягивала его в огромные облака. Водород это простейший из газов, но у него есть одно особенное свойство. Он – гигантский источник энергии.
Если нагреть водород до 10 миллионов градусов, он производит энергию, заставляющую сиять звезды, и обеспечивает Вселенную теплом и светом. Чтобы увидеть, как это происходит, давайте представим, что здесь на Земле мы можем создать маленькую звезду. Для этого нам в первую очередь нужно много водорода, где-то объемом со спортивный стадион.
Потом надо представить, что мы сгоняем этот водород в кучу, как в космосе это делает сила притяжения. Когда водород сжимается, атомы газа начинают друг от друга отталкиваться и температура поднимается.
Когда воздух сжимается до размеров футбольного мяча, водород достигает критической температуры в 10 миллионов градусов и начинается процесс, называемый ядерным синтезом. Атомы водорода соединяются вместе, образуя более тяжелый газ – гелий. В ходе этого процесса некоторая часть субстанции преобразуется в чистую энергию.
Итак, мы создали мини-звезду. Разумеется, если бы это был настоящий эксперимент, находится поблизости, было невозможно. Энергия, выделяемая даже такой маленькой звездой, все бы уничтожила. Но в процессе образования Вселенной произошло то же самое, только в гораздо большем масштабе. Гравитация сжимала водородные облака в течение многих миллионов лет, пока глубоко в центре водород не стал таким горячим, что произошел ядерный синтез.
Так на свет появилась первая звезда. Выделяя свою энергию в бескрайнюю Вселенную. Она – продукт законов природы и сырья, оставшегося после большого взрыва. Эта звезда была в тысячу раз больше нашего Солнца и была темно-голубого цвета. Вскоре у этой звезды появилась компания.
Звезды начали зажигаться одна за другой. Аналогичный процесс до сих пор происходит в нашем Солнце, благодаря чему и создается так необходимая для нашей жизни энергия. Но чтобы Вселенная стала такой, какой мы видим ее сейчас, предстояло пройти еще очень долгий путь.
Такой мир как наш нельзя построить из таких простых газов как водород и гелий. Нужны и многие другие химические элементы. Например, кислород, углерод, железо и многие другие. Но нам опять повезло. В ходе порождающего звезды процесса так же создаются такие материалы, как кислород, углерод и железо. По случайности звезды оказались гигантскими заводами.
Чтобы увидеть звезду в работе, представим, что я разделил одну из них пополам.
Как и в звезде-футбольном-мяче атомы водорода соединятся вместе и создают гелий, производящий звездную энергию. Но гелий немного тяжелее, чем водород. Поэтому он погружается в центр звезды и теперь атомы гелия занимают центральное положение, соединяясь вместе. Они производят еще больше энергии и создают еще один новый элемент – углерод, необходимый строительный материал для любого живого организма. Этот процесс повторяется снова и снова и звезда как луковица покрывается многими слоями. Очень большая луковица. И чем ближе к центру, тем тяжелее химические элементы. Это неон, кислород и самый последний – железо. Теперь все меняется.
При синтезе железо не производит энергии, поэтому начинает выходить огонь. В ядре звезды создается все больше и больше железа, пока оттуда не вытекает все оставшееся топливо. Теперь за дело принимается гравитация. Она сдавливает эту звезду. Ее ядро все больше и больше сжимается. Температура растет, пока она не становится более чем в 100 раз горячее ядра Солнца. В результате звезда падает и взрывается.
Это явление – Супернова. Смерть звезды и рождение чего-то нового. За какие-то доли секунды через звезду проходит огромная ударная волна. Этот взрыв столь мощный, что заставляет железо соединятся с еще более тяжелыми элементами. И так образуются такие тяжелые металлы, как золото, платина или свинец. Они куются в сердце взрывающейся звезды. Если у вас есть золотое кольцо, цените его. Этот металл был создан во время ослепительно яркой вспышки света миллиарды лет назад – финального процесса, создавшего все существующие вокруг нас сегодня элементы.
Я не перестаю удивляться, что наши тела состоят из звездной материи, а сердца бьются благодаря энергии, выделенной в ходе создания этих материалов. Но хотя звезда по своей природе и волшебна, в нашем огромном космосе есть и другие, более удивительные и мощные явления.
Около трехсот миллионов лет после Большого Взрыва первые звезды начали образовывать галактики, которые медленно начали приобретать удивительное разнообразие форм и размеров. Наша галактика – Млечный Путь считается одной из старейших.
Она начала формироваться около 13 миллиардов лет назад. Ее протяженность около 9 миллиардов километров в диаметре. В ней приблизительно 200 миллиардов отдельных звезд. Никто точно не знает, сколько их всего. Ведь их все нельзя увидеть с Земли. А чтобы все их сосчитать, потребуется очень много времени.
Поскольку все эти звезды были созданы гравитацией, она и есть главный герой нашей Вселенной. Ведь именно она превратила бесформенную газовую массу в нечто красивое и мощное. Но, как и все герои, гравитация имеет свои темные стороны. В самом центре нашей галактики находится пример того, что получается, если притяжение остается бесконтрольным. Это черная дыра.
