Гипотеза сверхплотных протозвезд
Природа дозвездного вещества является наиболее трудной проблемой в космологии и космогонии Вселенной и, несмотря на гигантские усилия астрофизиков и физиков, представления о сверхплотных структурах дозвездных тел находятся почти на уровне гипотез. Исследование природы и строения «недавно» возникших
звездных ассоциаций дало основание Амбарцумяну выдвинуть свою гипотезу о существовании дозвездной материи.Амбарцумян обратил внимание на тот факт, что «наша Галактика не принадлежит к числу систем, особенно богатых диффузной материей, чтобы предположить повсеместное образование звезд из нее. Между тем процесс звездообразования в Галактике в нашу эпоху интенсивно продолжается».
Согласно предложенной гипотезе о протозвездах, эволюция космической материи, по крайней мере, в настоящую «космическую» эпоху, соответствует переходам от более плотных состояний к менее плотным. Иначе говоря, согласно новой гипотезе исходным состоянием материи является сверхплотное состояние, и поэтому эту гипотезу можно назвать гипотезой сверхплотных протозвезд. За исходными сверхплотными и плотными состояниями космической материи в процессе эволюции следуют состояния менее плотные, что соответствует наблюдаемым формам существования космической материи (звезды, туманности, и т. д.).
Правда, пока необъяснимым остается такое длительное (миллиарды лет) пребывание дозвездных тел в бездеятельном состоянии, а затем их внезапная активность — взрывы, выбрасывание материи и образование звезд. Здесь пока вопрос сложный и неопределенный.
В теории физического пространства это объясняется тем, что Вселенная вечна, а образование сверхплотных ядер (а по существу абсолютной пустоты) происходит в разных местах и в разное время. Коллапс-аннигиляция-взрыв-«горение» – вот цикл, в которой участвует вся материя Вселенной. Коллапс является следствием гравитационного сжатия материи. Аннигиляция с образованием абсолютной пустоты является следствием колоссального сжатия материи в результате коллапса. Взрыв – это переход от образования абсолютной пустоты к процессу ее «горения». «Горение» - это образованием материи и физического пространства на поверхности абсолютной пустоты. В процессе «горения» происходит также деление пустоты на части, которые становятся новыми центрами «горения».
Долгое время считалось, что самыми плотными реальными космическими образованиями (не считая искусственно придуманных Шварцшильдом и Хойлом бесконечно плотных черных дыр) являются звезды — белые карлики. Средняя плотность материи некоторых из них доходит до сотен тонн в кубическом
сантиметре. Однако теоретические исследования сверхплотных структур (а ими занимались многие физики) показали, что в принципе возможны даже более плотные формы существования материи, чем в белых карликах. Они должны состоять большей частью из нейтронов (нейтронные звезды). Предполагается, что такими нейтронными звездами могут быть открытые в 1968 году пульсары — источники, обладающие весьма быстрой и строго периодической переменностью излучения в оптическом, рентгеновском и радиодиапазонах. Следует заметить, что теория сверхплотных конфигураций материи является одной из сложнейших областей теоретической физики, и без преувеличения можно сказать, что она находится в зачаточном состоянии и развивается очень медленно. Над этой проблемой работали Р. Оппенгеймер, А. Камерон, Г. А. Гамов и другие выдающиеся физики. Они показали, что при плотностях материи, превышающих 10 9 г/см3 сложные атомные ядра не могут существовать.
Во времена Амбарцумяна теория черных дыр находилась в зачаточном состоянии. Сейчас уже известно, что если гравирующая масса больше 10-ти масс Солнца, то колоссальное сжатие приводит к образованию черных дыр, природа и внутреннее устройство которых неизвестно. В теории физического пространства при сжатии образуется абсолютная пустота. Нет смысла искать иную сверхплотную материю для замены абсолютной пустоты. Иначе придется еще изобретать механизм образования, структуру и способы сохранения количественной информации.
Сегодня теория сверхплотного состояния вещества является центральной проблемой астрофизики, инициированной пионерскими работами Амбарцумяна.
.
Теория о возникновении гиперонов в сверхплотных средах
В 1960 году Амбарцумян, совместно с академиком НАН Армении Г. С. Саакяном, рассмотрел теоретическую возможность существования в природе еще более плотных форм материи. Было показано, что, когда плотность газа элементарных частиц становится гораздо выше, чем плотность нейтронных
звезд (около 1015 г/см3, то есть миллиарды тонн в кубическом сантиметре), тогда в этом газе должны возникать сверхтяжелые элементарные частицы — гипероны. Эта теория утверждает, что гипероны, крайне неустойчивые в земных условиях (средняя продолжительность их жизни на Земле равна одной десятимиллиардной доли секунды), при сверхвысоких плотностях газа становятся устойчивыми! Отсюда следует, что сверхплотная звезда, с достаточно большой массой должна состоять в основном из гиперонов.
В теории физического пространства при гравитационном коллапсе материя разлагается и аннигилирует с физическим пространством образуя абсолютную пустоту, объем которой эквивалентен количеству аннигилированной материи. Сверхплотность нужна только для разложения материи на элементы, после аннигиляции материя исчезает превращаясь в абсолютную пустоту.
Из теории получен также важный вывод о том, что равновесные сверхплотные конфигурации материи обладают огромными запасами внутренней энергии, достаточными для объяснения их физической и динамической неустойчивости.При возникновении молодых звезд и звездных систем акти-
визируется эта сверхплотная материя, хотя, по-видимому, сама по себе она может быть устойчива в течение миллиардов лет.
Нет, этого не требуется. Более того, абсолютная пустота неустойчива и ее поверхность находится в стадии непрерывного образования материи и физического пространства.
Самым важным результатом теории является доказательство возможности существования сверхплотной материи с плотностью, равной или большей плотности атомных ядер (больше чем 1016 г/см3).
Это на семь порядков больше, чем насчитал Оппенгеймер.
При этом Амбарцумяном была выдвинута гипотеза существования Д-тел — дозвездных сверхплотных образований в неустойчивых звездных агрегатах. Пытаясь понять теоретически, какие предельные сверхплотные состояния возможны в природе, он всегда предупреждал, что проблема эта очень
далека от своего решения, и требуются неимоверные усилия в теории и наблюдениях, чтобы постигнуть истину. Как ни парадоксально, но иногда некоторые исследователи умышленно предъявляют одинаковые требования к теории, концепции и гипотезе, возводя гипотезу в ранг научной теории, что дает основание воодушевленно ее ругать, как завершенную научную концепцию. Такой участи удостоилась гипотеза Д-тел Амбарцумяна, к которой намеренно сводилась и сужалась «бюраканская концепция» звездных ассоциаций, теоретически и наблюдательно подтвержденная. Профессор московского университета С. Б. Пикельнер на ученом совете ГАИШа, имея вви
ду гипотезу существования Д-тел, однажды гневно заявил: «Это учение — позор нашей астрономии».
Не Соломоново решение, возможно он был более астрономом, нежели космологом. Хотя и это не оправдывает слова «позор».
Но ведь гипотеза позором быть не может, она или верна или ошибочна, и это может быть выяснено только со временем. А хлесткое слово «позор» в устах Соломона Пикельнера имело только политический смысл и не имело ничего общего с наукой. Отдельные сотрудники ГАИШа с 1950-х годов выступали против идеи звездных ассоциаций, но когда она восторжествовала, они переключились на поношение Д-тел, хотя ничего серьезного противопоставить не смогли до сих пор, кроме всё той же аккреции с последующим коллапсом черных дыр.
Если бы Амбарцумян назвал Д-тела черными дырами вопросов у сотрудников ГАИШ было бы меньше, потому что к этому термину их приучили.
Гипотеза о причинах иррегулярных вспышек звезд типа Т Тельца
Теперь перейдем к попытке Амбарцумяна объяснить сложнейшее явление — иррегулярную переменность звезд, в частности таких, как звезды типа Т Тельца. Очевидно, что любая теория внутреннего строения звезд
должна ответить на вопрос о причинах повторяющихся взрывов звезд, так называемых, иррегулярных переменных звезд. Здесь рассуждения находятся также на уровне гипотез. Амбарцумян выдвинул следующую, пока еще спорную гипотезу (так он сам определил ее). После возникновения молодые звезды сохраняют в себе какое-то количество дозвездного сверхплотного вещества. Оно время от времени в
виде дискретных порций выносится во внешние слои звезды и даже в пространство, окружающее звезду, и затем хаотически взрывается.
С точки зрения теории физического пространства источником энергии молодых звезд является абсолютная пустота в центральной части звезды. В процессе «горения» пустоты может происходить нарушение симметрии и отрыв несгоревших кусочков с ее поверхности. Они и выносится во внешние слои звезды как отдельные очаги деления и «горения».
Как считал сам Амбарцумян, предложенная гипотеза не вполне соответствует истинному положению дел. «Вполне вероятно, что в действительности все обстоит гораздо сложнее. Однако этой точкой зрения можно пользоваться пока как рабочей гипотезой — гипотезой о протозвездах», — предлагал он.
На сегодняшний день других, мало-мальски правдоподобных объяснений иррегулярных вспышек Т Тельца и UV Кита почти не существует. Факт повторяемости взрывов здесь решительно противоречит теории коллапса. Но, откуда появляются те взрывающиеся массы, которые заставляют звезду время от времени вспыхивать?
Очень трудным вопросом является проблема взрывов дозвездного вещества и его роли в космогонии всей Галактики и Вселенной. Центральной задачей астрофизики со дня ее возникновения, является объяснение гигантских процессов энерговыделения при вспышках звезд, радиогалактик и квазизвездных источников. Все точные расчеты, проведенные с целью объяснить эти энергии термоядерным механизмом излучения,
ничего не дали. И совершенно непонятно, что же служит взрывателем сверхплотных дозвездных масс. Но, бесспорным является тот факт, что сверхплотные тела являются носителями высочайшей потенциальной энергии.
Абсолютная пустота более чем подходит на роль компактного источника значительной энергии. Никакого взрывателя и не требуется. Абсолютная пустота неустойчива в том смысле, что на ее поверхности всегда происходит процесс образования материи и физического пространства. Этот процесс может замедлиться из-за накопившегося слоя материи на ее поверхности. И чем толще этот слой материи, тем более тяжелые физические элементы образуются в приповерхностном слое. Крайний случай – это черные дыры, когда на поверхности образуется только излучение.
Это символичное панно на стене прихожей квартиры-музея Виктора Амбарцумяна на территории Бюроканской обсерватории. Он был таким же революционером в космологии, как и Че Гевара в общественной жизни. Эта революционность заключалась в неудовлетворенности существующим научным представлением об устройстве Вселенной и выражалась в поиске оригинальных, но не оторванных от реальности, решений проблем, для объяснения наблюдаемых явлений окружающего мира.