Сборник статей - Современные проблемы астрофизики

система,
звезды в нашей Галактике, каждое созвездие и каждая
галактика расширяются. Скорее галактики— так называемые островные вселенные, образующие «частицы»
единой Вселенной, удаляются от нас и друг от друга;
причем скорость удаления отдаленных галактик очень
велика. Именно в этом смысле мы называем Вселенную
расширяющейся, а проявляется это в виде известного
красного смещения в спектрах удаленных предметов.
Если мы представим красное смещение в виде обычного'
доплеровского сдвига так, что будет иметь место уменьшение частоты или увеличение длины волны света (по
направлению к красному), идущего от удаляющегося
от нас предмета, мы можем сказать, что причина такого сдвига заключается в том, что наиболее удаленные из этих галактик удаляются от нас со скоростью,
составляющей значительную долю скорости света.
Третий факт — изотропность Вселенной вокруг нас
является во многих отношениях самым замечательным и
удивительным фактом из всех упомянутых. Мы сталкиваемся здесь с тем, что Вселенная выглядит во многом
одинаково в любом избранном нами направлении. Например, если мы изберем любые два одинаковых по
размеру участка — один на северном, а другой на юж4

ном небосводе, t o найдем 6 каждом из них примерно
равное число галактик.
Другое явление иллюстрирует эту изотропию еще
нагляднее: фоновое температурное излучение абсолютно черного тела Вселенной. Оказывается, в космосе существует поле инфракрасного излучения с температурой
около 2,7 градуса абсолютной шкалы, приходящее к
нам со всех направлений. Температура эта постоянна
до десятых долей процента независимо от направления,
в котором мы смотрим в космос. Существует общее
убеждение, что излучение это является своего рода
«эхом», дошедшим до нас с очень отдаленной эпохи
Вселенной, так называемого «большого взрыва». Таким
образом, Вселенная высокоизотропна не только сейчас,
она является таковой на протяжении очень долгого
времени.
Давайте посмотрим на выводы, вытекающие из этих
трех фактов.
В конце XIX века немецкий астроном Вильгельм
Ольберс поднял очень важный теоретический вопрос,
который пролил свет на парадоксальное противоречие
между явным «фактом» темноты ночного неба и предположениями космологов-современников, согласно которым это должно быть не так. Известный сейчас под
названием парадокс Ольберса, вопрос этот касается общего количества радиации, которое мы ожидаем получить на Земле от всех звезд, находящихся во Вселенной. Радиация, получаемая нами от одной звезды, зависит от двух факторов: энергии, излучаемой ею в форме света, и расстоянием от Земли, поскольку поток света (скорость потока энергии через поверхность), получаемый нами на Земле, как раз пропорционален кажу^
щейся площади звезды. Если бы Солнце вдруг оказалось от нас в два раза дальше, кажущийся размер его
уменьшился бы вдвое, а яркость — вчетверо. Это означает, что четыре солнца, находящиеся от нас вдвое
дальше, давали бы точь-в-точь такое же количество света, какое дает наше Солнце сейчас. Таким образом,
свет, излучаемый звездами, зависит лишь от площади,
покрытой звездами, а не от удаления каждой из них.
Из приводимой схемы (рис. 1) видно, что если бескрайняя Вселенная заполнена звездами равномерно
(как это думали во времена Ольберса), то площадь, за5

нимаёмая звездами, заключенными в оболочку толщиной, скажем, в один световой год, не зависит от расстояния до этой оболочки. Но, поскольку таких оболочек бесчисленное множество и простираются они в бесконечность, яркость должна бы быть бесконечной. Но
еще до того как была бы достигнута «бесконечность»,

4

10 l.yu

10 l.y.

10 l.y.

Рис. 1. Парадокс Ольберса иллюстрируется тремя плитами, находящимися на расстоянии 10, 20 и 30 световых лет от наблюдателя.
Все ящики одинакового размера и содержат по одной звезде каждый. Расстояние до самой дальней плиты в три раза превосходит
расстояние до ближней, но содержит она девять звезд. Радиация
от каждой звезды, содержащейся в дальней плите, составляет одну
девятую от радиации ближней звезды.

небосвод был бы усыпан звездами, и ночное небо было
бы таким же ярким, как поверхность Солнца!
Когда Ольберс описал этот парадокс, речь шла
только о звездах нашей Галактики. И хотя звезды, составляющие нашу Галактику, не простираются в бесконечные просторы, мы не свободны --">