В интервью «ГА» ведущий научный сотрудник Бюраканской обсерватории Гайк АРУТЮНЯН представляет свою точку зрения по вопросу о приближении к Млечному пути Галактики Андромеды.
— Г-н Арутюнян, в одном из наших интервью вы говорили о том, что, согласно принятой точке зрения, к нашей галактике приближается Галактика Андромеды. Получены ли какие-то новые научные данные по этому вопросу?
— Согласно принятой точке зрения, Галактика Андромеды, которая раньше считалась туманностью, приближается к Млечному пути со скоростью 100 километров в секунду. Такое мнение сформировалось на основе некоторых наблюдательных данных. Дело в том, что спектр любого объекта состоит из множества линий с точно определенными волнами. Когда этот объект удаляется от нас, длина волн увеличивается и эти линии смещаются в красную сторону. А когда объект приближается, все лини спектра перемещаются в синюю сторону. Перемещение линий как в одном, так и в другом направлении пропорционально скорости движения данного объекта. Спектр излучения Галактики Андромеды смещен в синюю сторону, что позволяет измерить скорость ее приближения, если источником смещения является скорость ее движения. Таким образом, вывод о приближении к нам Галактики Андромеды был сделан на основании синего смещения.
— Вы принимаете эту точку зрения?
— Она имеет определенные обоснования, но, думаю, стоит рассмотреть и другие причины синего смещения. Тут мне хотелось бы коснуться вопроса эволюционных свойств барионной, то есть обычной материи, из которой состоит наша Земля, все на ней, другие планеты и звезды. Я не отвлекаюсь от вопроса движения Галактики Андромеды, но хочу представить свою точку зрения по этому вопросу.
Так вот, форму материи, которую принято называть барионной, мы можем наблюдать как оптически, так и в разных диапазонах длин волн. В основе этой материи лежат атомы, прежде считавшиеся неделимыми. Но оказалось, что они являются сложными структурами, свойства которых определяют строение Вселенной на всех иерархических уровнях. Во-первых, надо учитывать, что вся масса атомов, а значит и всех макро- и мегаобъектов сосредоточена в атомных ядрах, состоящих из барионов – нейтронов и протонов. Современная физика считает, что их физические характеристики не менялись со времени их возникновения. Другими словами, в отличие от объектов всех остальных иерархических уровней мироздания эти объекты микромира считаются не эволюционирующими. То есть все в этом мире подвержено эволюции, но атомные ядра, их составляющие части, и то, что находится на более низких уровнях, не меняется. Но так ли это? Нам пока неизвестно, как влияет на барионную материю и происходящие во Вселенной процессы темная энергия, которая была открыта только в конце прошлого века. Ее роль пока не получила адекватной оценки, хотя у ученых уже не вызывает сомнений, что именно в ней заключено по крайней мере 70% всей существующей массы/энергии.
— Означает ли это, что есть основания считать темную материю важнейшим фактором, определяющим процессы, происходящие во Вселенной?
— Официальная наука пока не приняла эту точку зрения, хотя основания для этого есть. Думаю, рано или поздно эта энергия будет признана главным игроком во Вселенной, определяющим все эволюционные процессы. И тут стоило бы вспомнить известный закон единства и борьбы противоположностей, являющийся основой диалектики Гегеля. Когда, еще в студенческие годы, я сдавал экзамен по философии, то не мог предположить, что спустя много лет буду видеть реальное претворение этого закона на примере эволюции всего.
— Что конкретно вы имеете в виду?
— Дело в том, что все объекты нашего бесконечного мира, начиная с атомных ядер и барионов и кончая звездами и галактиками, существуют как структурированные единицы исключительно благодаря их отрицательной энергии. Другими словами, они существуют потому, что их полной энергии недостаточно для их раздробления и рассеяния по всему миру. Но есть и другая субстанция. Это темная энергия, о которой я уже говорил. Она постоянно взаимодействует с этими объектами и вливается в них, дестабилизируя их, противоборствуя таким удерживающим целостность силам, как гравитация, молекулярные и ядерные силы. Любой барионный объект, независимо от его размера и массы, стремится пребывать в самом низком энергетическом состоянии, поскольку излишки энергии представляют угрозу его существованию. Поэтому, когда у него появляется избыток энергии, который переводит его в возбужденное, энергетически неравновесное состояние, он всеми возможными путями старается освободиться от нее.
— Как это происходит?
— Существуют разные возможности освобождения от лишней энергии. Самый простой и тривиальный путь — излучение тепловой энергии. Если этот путь оказывается недостаточно эффективным, то объект может выбросить и некоторую массу. Но если и этого недостаточно, он может разделиться на части. А темная энергия все время будет вливаться в эти части, увеличивая их энергию. То есть, повторюсь, любой объект, с одной стороны, получает энергию, которую мы называем темной, а с другой — своими путями освобождается от нее. Если используемые методы освобождения от лишней энергии дают результат, то объект существует долгое время, но если энергии, полученной в результате приливов темной энергии столько, что объект не может от нее освободиться излучением или выбросами массы, то он распадается на части.
— Возможно ли, что Млечный путь и Галактика Андромеды когда-то были одним объектом?
— Именно это я и пытаюсь доказать. Аналогичные процессы имеют место во всей Вселенной, где происходит разделение и удаление, но при разделении одна часть может эволюционировать быстрее.
— Почему?
— Как-нибудь мы поговорим об этом более подробно. Но пока скажу, что это зависит от ряда параметров. Если масса частей одинаковая, а размеры одной части больше, другой, значит ее плотность меньше. В этом случае темная энергия воздействует эффективнее. Галактика Андромеды и Млечный путь имеют примерно одинаковую массу, но размеры Галактики Андромеды значительно больше, значит ее плотность намного меньше.
— То есть в объекте с меньшей плотностью эволюция происходит быстрее?
— Да. Но этот эффект мы можем наблюдать только у близких объектов. Поэтому для такого рода исследований Галактика Андромеды очень подходит.
— Такие изменения происходят на всех уровнях?
— В механизме поступления темной энергии есть один существенный нюанс. Если мы рассматриваем макро- или мегамир, включающий такие колоссальные объекты, как галактики, скопления звезд, отдельные звезды, то эти объекты реагируют именно так, как уже было сказано. Но все начинается с микромира, а там главными поглотителями энергии являются атомные ядра, точнее, барионы – некоторые элементарные частицы, которые в ядрах существуют с уменьшенной массой. Это называется дефектом массы и гарантирует существование данного ядра. Это аналог того, что все объекты существуют благодаря их отрицательной энергии. В атомном ядре дефект массы в энергетических единицах называется энергией связи ядра. Следовательно, чем больше дефект массы, тем больше энергия связи и тем стабильнее ядро. Когда ядро взаимодействует с темной энергией и постепенно получает даже ничтожно малые порции этой энергии, параллельно уменьшаются дефект массы и энергия ядерной связи. Благодаря этому процессу увеличивается масса ядра и отдельных барионов в нем, а стабильность ядра постепенно снижается. Этот процесс продолжается до тех пор, пока ущерб стабильности не доходит до критического уровня, при котором цельное существование ядра становится невозможным. Тогда это ядро переходит в ранг радиоактивных и путем выброса начинает освобождаться от лишней энергии и массы.
— То есть в процессе поступления темной энергии в атомные ядра их стабильность снижается?
— Да, а масса ядра увеличивается. Это и является эволюционным процессом в микромире, населенном микроэлементами квантовой природы. Такой эволюционный процесс приводит к тому, что спектры соответствующих атомов, о чем я уже говорил, перемещаются в направлении коротких волн, то есть, происходит синее смещение спектра. Такое же синее смещение мы наблюдаем и при приближении объекта, то есть два разных процесса дают один и тот же наблюдательный эффект.
— Значит синее смещение еще не означает, что объект приближается?
— Да, синее смещение не является однозначным подтверждением того, что Галактика Андромеды приближается к Млечному пути. К такому выводу нас приводят законы физики. Однако, есть вопросы, которые требуют более глубокого изучения, например, наука пока еще серьезно не занималась исследованием эволюции квантовых объектов, которыми являются барионы и атомные ядра. Большинство ученых просто не воспринимает это всерьез.
— То есть вывод о том, что Галактика Андромеды приближается к Млечному пути, сделан без учета фактора эволюции?
— В том-то и дело. Однако, исходя из законов физики, напрашивается другой вывод: спектры галактик, прошедших более длительный путь эволюции, должны быть смещены в синюю сторону. Но такие галактики могут быть обнаружены только на небольшом от нас расстоянии, поскольку чем дальше от нас галактика, тем больше красное смещение ее спектра, что обусловлено расширением Вселенной. Эволюционное синее смещение просто стиралось бы космологическим красным смещением. Более того, если галактика находится от нас далеко, то мы наблюдаем ее прошлое, и чем дальше она от нас, тем более глубокое прошлое мы наблюдаем. А это то время, когда они еще не успели пройти такую длительную эволюцию, как Млечный путь. Поэтому Галактика Андромеды — самый привлекательный кандидат для изучения тех физических параметров, которые могли бы подтвердить или опровергнуть эволюционный характер синего смещения ее спектра. Такие параметры есть, но их следует искать очень тщательно, сопоставляя с другими известными данными. Результат таких исследований очень важен, так как на его основе можно будет сформировать адекватное представление не только о физическом механизме синего смещения спектра Галактики Андромеды, но и тех процессах, которые управляют эволюцией космических структур на всех иерархических уровнях нашего барионного мироздания.
