– Здесь, – продолжала она, – на краю Млечного Пути, находится маленькая звездочка. Это наше Солнце, вокруг которого вращаются девять планет. О них мы уже говорили, и ты их видел и знаешь. Расстояние от центра нашей Галактики до Солнца двадцать пять тысяч световых лет. Это значит, что свет, который от Земли до Луны летит одну секунду, а до Солнца – восемь минут, от центра нашей галактики до Солнца летит двадцать пять тысяч лет. Столько же свет летит в другую сторону от Солнца до самых крайних звездочек нашей Галактики. Это значит, что наша Солнечная система находится в середине спирали Галактики. Но основное количество звезд находится в ее центральной части. Наша Галактика вращается, и вместе с ней движется Солнышко со своими планетами со скоростью 220 километров в секунду, делая полный оборот вокруг центра Галактики за время порядка 200 миллионов лет. Таких оборотов наше Солнце совершило уже более двадцати. В нашей Галактике около двухсот миллиардов звезд. Их очень много в ее центре, в двадцать тысяч раз больше на единицу объема, чем там, где расположено Солнышко. А дальше, за Солнышком, звезды вообще очень сильно рассеяны в пространстве. Что происходит в центре Галактики, мы не видим, потому что с помощью наших телескопов видим ее только с края диска. Зато мы видим множество других спиральных галактик, которые повернуты к нам под разными углами. Когда мы со стороны видим центр другой галактики, мы можем догадаться о том, что же творится в центре нашей – Млечного Пути. Если говорить о спиральных галактиках, то самой близкой к нам является галактика, которая называется туманностью Андромеды.
На экране появилась другая спиральная галактика, повернутая к нам под углом.
– Эта галактика, – продолжала мама, – видна туманным пятнышком в созвездии Андромеды. На самом деле эта галактика в полтора раза больше нашего Млечного Пути и находится на расстоянии в семьсот семьдесят тысяч парсек. Тебе ПИП говорил, что такое парсек?
– Говорил, только я уже забыл.
– Парсек – это расстояние чуть большее трех световых лет. Значит, туманность Андромеды находится от нас на расстоянии в два с половиной миллиона световых лет, то есть расстояние до нее в двадцать пять раз превышает размеры нашей Галактики. Интересно то, что туманность Андромеды медленно приближается к нашему Млечному Пути.
Галактики и звезды в них перемещаются. И небо над нашей головой тоже меняется. Только мы этого не замечаем, потому что время нашей жизни – это миг по сравнению с процессами во Вселенной. Помнишь, дядя Зорро на астрономической обсерватории Марса говорил нам, что есть такая еле заметная звездочка ДМ-61366(10), которая движется в нашу сторону и через восемьсот тысяч лет будет рядом с Солнцем?
– Ага, помню.
На экране появилась еле-еле светящаяся точка.
– Эта звездочка пройдет мимо нашей Солнечной системы предположительно на расстоянии всего одного светового года. А вот созвездие Геркулеса, в сторону которого движется наше Солнце.
Но сейчас не об этом, хоть это тоже интересная тема. Продолжим разговор о галактиках. Мы говорили о спиральных галактиках. Но самыми близкими к нам галактиками, не закрученными в спираль, являются Магеллановы Облака. Это Большое Магелланово Облако и Малое Магелланово Облако. Находятся они от нас всего на расстоянии, соответственно, в ста семидесяти и двухстах тысячах световых лет, то есть только в два раза больше диаметра нашего Млечного Пути и более чем в десять раз ближе туманности Андромеды. По размерам эти галактики меньше нашей и отличаются большим количеством ярких звезд и крупных шарообразных звездных скоплений.
Туманность Андромеды и Магеллановы Облака – ближайшие наши соседи. Силы, которые удерживают звезды в галактиках, чтобы они не разлетелись, это силы гравитации, то есть притяжения. Ты знаешь, что это такое?
– Знаю. Мне ПИП рассказывал. Чем тяжелее яблоко, тем больше шишка на голове, чем тяжелее планета, тем сильней она притягивает.
– Правильно. То же самое и со звездами. Они крутятся в галактике, как в водовороте, и не могут друг от друга оторваться. Так и крутятся в компании с другими звездами. Галактики тоже притягивают друг друга. Пройдут миллиарды лет, и Магеллановы Облака растворятся в нашей Галактике. А через три-четыре миллиарда лет и нашу Галактику поглотит туманность Андромеды.
– А может быть, и мимо пролетит.
– Может, и пролетит. Поживем – увидим.
Так вот, галактики эти образуются из газа в космосе и приобретают самую различную форму и размеры. Их много – миллиарды. Самые далекие из тех, которые мы можем увидеть, находятся на расстоянии в миллиарды световых лет. Правда, слово "увидеть" здесь не совсем подходит, потому что свет на таких больших расстояниях рассеивается, и мы ничего не видим. На помощь нам приходят различные устройства, которые ты будешь изучать. Например, радиоастрономические приборы, которые фиксируют радиоизлучение от дальних галактик. А это радиоизлучение способно распространяться дальше обычных световых волн.
Сейчас мне бы хотелось рассказать тебе о рождении и гибели звезд. Так вот, как я уже сказала, пятнадцать миллиардов лет тому назад из определенной точки пространства вырвался газ и стал распространятся в этом пространстве.
– Мам, а что это за точка и кто принес туда этот газ?
– Ответ на этот вопрос, Вася, разделил людей на Земле. Одни люди уверены в том, что это сделал Создатель, по программе которого и развивалась материя во Вселенной. Другие говорят: может быть, может быть, но мы ответа не знаем и поэтому утверждать ничего не будем. Вот когда узнаем, тогда и скажем. Пока существует человечество, существует и этот вопрос, и разные ответы на него.
– Мам, а мам, а узнают?
– Кое-что узнают, но не все. Все узнать невозможно. Чем больше люди узнают, тем больше возникает новых загадок. Люди шаг за шагом узнают все больше и больше. В этом познании смысл жизни. Тому, кто думает, что он все знает, становится неинтересно жить.
– А есть такие?
– Есть, конечно. Всякие есть. Вот, например, птенец сидит в своей яичной скорлупе и думает, что весь мир ограничен этой скорлупой. А потом разбил клювом эту скорлупу и удивился. Мир-то, оказывается, бескрайний в своем многообразии. Главное, сынок, научиться удивляться. Тогда и жизнь будет интересной.
– Мам, а вот если есть Создатель, а у него программа. А мы раз! И наделали чего-нибудь не по программе?
– Ты совершенно прав, сынок. Когда чего-нибудь не знаешь, надо очень и очень осторожно вмешиваться в природу. Чтобы не навредить.
– Да, мне ПИП говорил, что было время, когда люди очень навредили на Земле.
– Да, на Земле тоже надо быть осторожным с природой. Ее надо оберегать от неожиданных потрясений.
Ну, так продолжим о звездах. Так или иначе, газ возник и стал конденсироваться в облака. В облаках появилась сила тяжести, направленная к центру. Газ под действием силы тяжести стал сжиматься в шарообразные образования. В центре шара давление возрастало. Тепло с трудом выходило из центра шара и, следовательно, температура там возрастала. Когда температура достигла десятков миллионов градусов при огромном давлении, в газовом шаре начался синтез водорода в гелий. То есть, более легкий элемент водород стал превращаться в более тяжелый гелий с выделением большого тепла. В шарообразном скоплении газа, сжатого давлением тяготения, заработала водородная печка. Так возникла звезда, излучающая тепло и свет. Пока внутри звезды работает эта печка, звезда греет и светит. Чем больше размер звезды, тем сильнее работает эта печка и тем меньше времени живет эта звезда. Самые большие звезды живут всего сотни миллионов лет. Звезды поменьше, вроде нашего Солнца, живут миллиарды лет.
Что же происходит со звездой, когда выгорает водород в ее водородной печке? Когда мы прощались с нашим Солнышком, я рассказывала об этом. Процесс синтеза перебрасывается на поверхностный водородный слой. Звезда приобретает размеры в сотни раз большие прежних, и за время нескольких десятков тысяч лет этот слой рассеивается в пространстве. Оставшаяся часть массы тяжелых элементов под действием силы тяжести схлопывается, то есть сжимается. Звезда резко уменьшается в размерах, остывает и превращается в белый карлик. Атомы в этом белом карлике так сильно уплотняются под действием силы тяжести, что каждый кусочек его становится тяжелее в миллионы раз. Вот такой вот кубик сантиметрового размера весит уже от одной до десяти тысяч килограмм. Чтобы перевезти этот маленький кубик, понадобилась бы большая автомашина. Сила тяжести на поверхности этого карлика увеличивается от десяти тысяч до миллиона раз. Звезда превращается в маленький, разогретый на поверхности до двадцати тысяч градусов шар. Такие взорвавшиеся звезды и называют карликами. С течением времени белый карлик остывает, превращаясь сначала в желтого, потом в красного и, наконец, в коричневого карлика. Остывание может происходить миллиарды лет.
– А планеты вокруг. Что с ними будет?
– Сгорят планеты или обгорят. Жизнь будет уничтожена, но через миллиарды лет снова возродится.
На экране появилась картинка тройной звезды. Одна была почти невидимая.
– Наш корабль, – продолжала мама, – направляется к самой близкой к Солнцу звезде, альфа Центавра. Это тройная звезда, то есть три звезды вращаются вокруг друг друга. Одной из звезд в этой тройке является остывшая звезда красный карлик Проксима, находящаяся на расстоянии четыре и две десятых светового года от Солнца. Если мы туда доберемся, мы увидим, во что превратится наше Солнце через несколько миллиардов лет. Если первоначальная масса звезды в два раза больше Солнечной, то есть это большая по сравнению с Солнцем звезда, то процесс сгорания внешней оболочки принимает размеры вспышки сверхновой звезды. Звезда становится очень яркой, но ненадолго, до тех пор пока не сбросит внешнюю оболочку в космическое пространство.
– И опять карлик? – спросил Вася.
– Нет. Плотность твердого ядра после выброса в космос газовой оболочки увеличивается по сравнению с белым карликом еще в миллионы раз. В этом случае образуется нейтронная звезда или пульсар диаметром в несколько десятков километров. Она вращается вокруг своей оси со скоростью десятков и сотен оборотов в секунду и излучает электромагнитные волны. Через миллиарды лет пульсар затухает.
– Мам, а почему этот пульсар так начинает крутиться?
– Тут дело в том, что звезда до вспышки пусть медленно, но вращалась вокруг своей оси. Земля, например, тоже крутится вокруг оси и делает один оборот за сутки. Вот почему, когда часть Земли, где мы находимся, повернута к Солнцу, у нас день. А когда эта часть оказывается с другой стороны, наступает ночь. Так и Солнце и любая звезда тоже крутится. Но вот размер звезды резко уменьшается. Что произойдет? Она завертится быстрее. Есть такой закон сохранения момента количества движения. Фигурное катание смотрел?
– Смотрел.
– Помнишь, там фигурист начинает крутиться с руками, разведенными в разные стороны. Как только он эти руки прижимает к туловищу, он начинает крутиться быстрее. Вот так и звезда. Уменьшилась в размере и закрутилась, как волчок.
На экране появилось изображение расплывчатого пятна.
– Здесь показан результат вспышки сверхновой звезды, отмеченной в 1054 году. На месте этой вспышки образовалась так называемая Крабовидная туманность, в центре которой находится пульсар, вращающийся со скоростью в тридцать оборотов в секунду и излучающий радиоимпульсы.
Если же масса звезды составляет три и более масс Солнца, то после взрыва пульсар продолжает уменьшаться, плотность его массы увеличивается еще в десятки миллионов раз. Увеличивается и сила притяжения до такой степени, что даже кванты света от них не могут вырваться наружу, а, следовательно, этот пульсар становится невидимым с любого расстояния. Он хоть и светится, но свет от него не летит. Такой пульсар называется черной дырой. Обнаружить ее можно, только если она составляет вращающуюся пару с какой-нибудь большой звездой. Невидимая черная дыра с огромной массой и очень маленьким диаметром заставляет вращаться вокруг нее большую звезду. Газ с этой звезды срывается силой тяготения черной дыры и устремляется к ней. Когда газ разгоняется до скорости, близкой к скорости света, этот газ начинает излучать электромагнитное излучение очень высоких частот: рентгеновское и гамма-излучение. Около черной дыры свечение попадает в зону сверхсильного притяжения черной дыры и пропадает там. Черные дыры располагаются преимущественно в центре галактик, там, где максимальное скопление звезд.
Ну, вот, пожалуй, и хватит для начала. Вопросы есть?
– Есть. А вот, если наш корабль попадет в черную дыру, он будет с булавочную головку?
– Да. А может, и меньше.
– А как это? Он же твердый.
– Да, по нашим понятиям, он твердый. Но дело в том, что все, что мы видим и ощущаем, состоит из атомов, которые в свою очередь состоят из ядер и обращающихся вокруг них электронов, а ядра – из протонов и нейтронов. Бывает так, что много электронов начинают обращаться вокруг нескольких ядер. Так образуются молекулы. Из этих различных молекул и состоит все, что мы трогаем и ощущаем.
– Эти электроны обращаются так же, как планеты вокруг Солнца?
– Похоже. Только обращаются они вокруг ядер из протонов и нейтронов в миллиарды раз быстрее, чем планеты вокруг Солнца. Все, что значительно меньше нас – это микромир, все, что больше – макромир. А самое главное в том, что так же, как расстояния в космосе между звездами и планетами во много раз больше размеров самих звезд и планет, так и в атомах расстояния между ядрами и обращающимися электронами во много, много раз больше их размеров.
– Эх, ай, ай! Значит, я такая же пустота, как тетя Клара?
– Нет, конечно. Ведь ты состоишь из атомов и молекул, а тетя Клара – невесомое изображение, фантом. Так вот, давление в черных дырах такое высокое, что все протоны, нейтроны, электроны и другие частицы упаковываются в сплошную массу. Поэтому эта масса становится в миллионы миллиардов раз тяжелее того, что мы видим и трогаем.
– Мам, а могут быть в микромире микрочерные дыры?
– Не знаю. Может быть, и могут. Только люди еще не разобрались по-настоящему в структуре черных дыр в макромире. Вот разбернемся, тогда и за микромир можно будет взяться.
– Наверно, нет таких микродыр, – задумчиво решил Вася, – потому что, если бы они были, то они бы постепенно нас съели.
– Но ведь черные дыры в макромире нас пока не съели, – улыбнулась мама.
– Да, тоже верно. О! у меня тапочка пропала. Может быть, микродыра съела.
– Да нет. Скорей всего Тузик в конуру затащил.
– Ладно. Посмотрю.
– Посмотри, посмотри. А сейчас давай на наше небо посмотрим.
Мама выключила свет, включила звездное небо, и Вася очутился в звездном пространстве. Искусственный корабль, в котором оказался Вася, стал быстро перемещаться по звездному небу. Звездочки вырастали в большие, светящиеся фонари и пролетали мимо, а впереди открывались все новые и новые дали, и не было им конца и края.
– Что это? – спросил Вася.
– Так чувствует себя человек, летящий во Вселенной со скоростью, близкой к скорости света.
Звезд становилось все больше и больше, мимо стали пролетать целые скопления звезд, в центре которых, окруженная ореолом полыхающего пламени разных цветов, была черная пустота. "Черная дыра, – подумал Вася – так вот она какая!" Скоплений звезд, пролетающих мимо, было все больше и больше и, наконец, они приблизились к сплошному зареву сверкающих звезд и многочисленных вспышек.
– А это центр нашей Галактики, – пояснила мама, – здесь происходит множество столкновений, вспышек сверхновых звезд, означающих близкую смерть звезды и превращение ее в белого карлика, пульсара или черную дыру, в зависимости от первоначальной массы звезды.
Но вот ядро Галактики осталось позади, скопления звезд стали редеть, потом мимо стали проноситься отдельные звездочки, а впереди стало вырастать большое облако, похожее на вращающийся блин с утолщением в его центре.
– А это что?
– Разве не узнаешь? Это же туманность Андромеды, наша соседняя спиральная галактика.
Когда мама выключила свет, Вася щурился, как будто его только что оторвали от прекрасных сновидений.
– Мама, а наш корабль с какой скоростью летит?
– Пока с небольшой, но через полгода разгонится до скорости в сто пятьдесят тысяч километров в секунду, то есть до скорости в половину скорости света. Но это не значит, что мы увидим нечто подобное. Я уже сказала, что так выглядит космос при скорости комического корабля, близкой к скорости света.
– Эх, вот бы! – мечтательно произнес Вася.
– Ничего, у тебя еще все впереди. А сейчас урок закончен, беги в зал управления. Там сейчас дядя Коля. Пойдешь с ним заниматься физкультурой.
– Слушаюсь, – сказал Вася, вытянулся, подражая рядовому игрушечному гаишнику, и с радостью побежал в зал управления кораблем.
Там он застал отца и дядю Колю. На экране корабля была такая же картина, какую только что показала Васе мама. Только эта картина была неподвижной. "Скорость мала", – решил Вася.
Николай о чем-то разговаривал с Афанасием. Увидев Васю, он сказал:
– Вася, иди в спортзал. Там тебя ждет дядя Федя. А я сейчас приду.
Вася спустился на лифте в спортзал, увидел там дядю Федю на разминке. Тот бегал по беговой дорожке по кругу.
– Пристраивайся, – крикнул дядя Федя.
Но у Васи вдруг мелькнула в голове очень интересная мысль: "А не притащить ли сюда Тузика с Барсиком? Соскучились, наверно".
Вася поднялся на лифте в спальный комплекс, вбежал в свою комнату и увидел скучающих там Тузика и Барсика. Тузик радостно вскочил, завилял хвостом и попытался лизнуть Васю в нос. Ему действительно было скучно. Что касается Барсика, то он, кажется, не скучал, он просто спал. Вообще, Барсик скучал только тогда, когда очень хотел есть. Когда Тузик стал радостно поскуливать, прыгать вокруг Васи, Барсик открыл один глаз: "Принесли чего-нибудь вкусное? Кажется, нет". Он внимательно посмотрел на Васю с Тузиком, хотел было закрыть глаз снова, но понял, что спать ему больше не дадут, встал и спокойно пошел к своей корзине.
– Хватит валяться, – крикнул Вася, – пора на урок физкультуры.
Он засунул недовольного Барсика в корзину, позвал за собой Тузика, и они побежали к лифту. В спортзале Вася поставил корзину с Барсиком к стенке, разделся до трусов и побежал за Федором. Когда в спортзале появился Николай, он увидел следующую картину: впереди разминочной трусцой бежал Федор, за ним мельтешил Вася, рядом с которым, радостно повиливая хвостом, бежал, задрав хвост, Тузик. У стенки лежала корзина, из которой торчала голова Барсика, не понимающего, от кого это бежит Вася с Тузиком. Николай присоединился к бегущим и на ходу стал учить Васю.