Естествознание, философия и науки о человеческом поведении в Советском Союзе - Лорен Грэхэм

Амбарцумян верил, в противоположность нескольким ранним астрономическим воззрениям, что звезды заметно изменяются в массе и что они постоянно рождаются. Его теория постоянного формирования звезд на современном этапе развития галактики сейчас уже широко известна и обычно рассматривается как опровержение положения об одновременном образовании всех звезд галактики[981]. Эта работа, по мнению Амбарцумяна, была также подтверждением диалектического материализма. Как мы позже увидим, этот вопрос эволюции звезд имеет определенное сходство с обсуждениями в начале XIX в. в геологии: подобно Лайелю, Амбарцумян полагал, что те черты, которые демонстрируются природой, должно — если возможно — объяснять на основе прослеживаемых сейчас в природе процессов[982].

Точные детали раннего этапа жизни звезд, согласно схеме Амбарцумяна, неизбежно неточны, как и большинство таких описаний. Однако главные положения могут быть названы. Исходя из того, что его описание основано на диаграмме Херцшпрунга — Рассела об отношении между спектральным типом звезд и их яркоетями, необходимо кратко рассмотреть такую диаграмму.

Все звезды имеют темные линии спектра, так же как и Солнце. Полосы поглощения в этих спектрах не только показывают состав звезд, но также позволяют классифицировать их по различным группам, с последовательной градацией между разными типами. Стандартными типами являются: О, В, А, F, G, М, К, R, N и S[983]. Из-за относительной редкости типов О, R, N и S мы можем ограничиться рассмотрением остальных шести. Звезды также могли быть классифицированы по их абсолютным яркостям, где единицей яркости была яркость Солнца.

Если эти звезды расположить на графике, где абсциссе будет соответствовать спектральный тип, а ординате — яркость, окажется, что они укладываются на диаграмме не случайно, а формируют группы, включая диагонально расположенный пояс, известный как главный ряд, который включает подавляющее большинство всех звезд. В итоге диаграмма Херцшпрунга — Рассела (Х — Р) имеет следующий вид:

Описание Амбарцумяном жизненного цикла звезд следовало их расположению на X — Р диаграмме, и он обращался лишь к звездам главного ряда. Они формируются, по его словам, группами от нескольких десятков до даже тысяч членов, эти нежесткие связки молодых звезд известны астрономам как «ассоциации». Он полагал, что такие ассоциации формируются из материи в дозвездном состоянии в нашей собственной галактике в настоящее время; другими словами, описываемый процесс имел значение как в историческом плане, так и на современном этапе. Изначально эти новые звезды появлялись на X — Р диаграмме на позициях, которые обычно располагались выше срединной линии главного ряда; позже они сдвигались к центру этой линии в результате изменения своего состояния. Причиной этих изменений, по Амбарцумяну, было «мощное истечение» вещества изнутри звезды в окружающее пространство[984]. Так, молодые звезды теряют массу, немного снижают яркость и входят в главный ряд по всему его фронту. Со входом в главный ряд состояние звезды начинает стабилизироваться; истечение вещества продолжается, но оно уже намного более слабое, а те звезды, которые имели значительный момент вращения, почти полностью его теряют. Амбарцумян полагал, что средней звезде для передвижения в главный ряд требуется около нескольких десятков миллионов лет. С точки зрения многих (сейчас часто говорят о 15) миллиардов лет «возраста» нашей галактики такой подход демонстрирует ощутимую скорость.

Согласно этой схеме, звезды постоянно рождаются, но не из «ничего», как, по словам Амбарцумяна, это излагалось некоторыми зарубежными астрономами. Точные детали рождения звезд были одной из самых трудных проблем. Взгляды Амбарцумяна по этому вопросу хотя со временем претерпели некоторые изменения, отличались от мнения других советских астрономов. Из его уже изложенного положения о том, что звезды выбрасывают большое количество вещества за время своего жизненного цикла, вытекало наличие определенного количества вещества для дополнительного образования звезд. Но Амбарцумян признавал, что специфический характер протозвезд был слабым местом его теории. Многие советские астрономы, включая Фесенкова, полагали, что звезды были сформированы из диффузной материи. Амбарцумян, однако, был уверен, что протозвезды, возможно, являлись «глобулами» или плотными темными облаками сферической формы с диаметром в несколько световых месяцев[985]. При этом он признавал, что работа Фесенкова по звездным цепям поддерживала положение о формировании звезд из диффузной материи.

Описывая теорию физика из ФРГ П. Иордана, Амбарцумян как на главный пункт указывал на то, что звезды не возникали «из ничего»[986]. Амбарцумян писал, что Иордан не только не утверждал о спонтанном и беспричинном появлении звезд, но и что этот взгляд был включен в описание Леметром рождения Вселенной. Амбарцумян рассматривал употребленные Иорданом термины «рождение» и «возраст» Вселенной как неточные. Тем не менее он отдавал должное большей части работы Иордана.

Теория Амбарцумяна скорее описывала жизненные процессы звезд непосредственно после их рождения, чем само рождение. И даже в этих рамках она описывала лишь звезды главного ряда, а такие типы звезд, как белые карлики или холодные гиганты в ней, либо описывались неясно, либо просто опускались. Более того, в этой теории не описывались и конечные фазы звезд главного ряда. Однако в области космогонии ни один теоретик не может претендовать на законченность своих взглядов. Теория Амбарцумяна о возникновении звезд вполне обоснованно принесла ему репутацию одного из ведущих исследователей в этой области[987].

Позиция, занятая Амбарцумяном по вопросу о красном смещении, представляет ключ к пониманию большей части его представлений по космологии и космогонии. Советские ученые, которые в то время интерпретировали Вселенную с позиций диалектического материализма, не обязательно ставили под сомнение идею расширения. Они часто принимали интерпретацию красного смещения с точки зрения допплеровского эффекта, так же как и заключение о расширении обозримой Вселенной, но они обычно выдвигали сильные оговорки таким понятиям, как «творение» или «возраст» Вселенной как целого. Существует явная связь между вопросами «расширения» и «возраста». Если бы астрономы могли прийти к постоянной скорости расширения или изменяющейся скорости расширения, которая могла бы описываться математически, то они могли бы экстраполировать назад ко времени, когда Вселенная была сжата в одну бесконечно малую материальную точку: этот момент и стал бы «рождением» Вселенной, а время от этого момента до настоящего времени и было бы ее «возрастом». Это и есть экстраполяция, против которой предостерегали такие советские астрономы, как Амбарцумян[988]. Существовало несколько логически обоснованных альтернатив «теориям творения». Можно утверждать, что не существует строгого доказательства рассчитываемой на долгий период скорости расширения. Можно также утверждать, что расширение есть лишь одна фаза в истории Вселенной, которая поочередно то расширяется, то сжимается. Или можно утверждать, что расчет момента, с которого существующая Вселенная начала расширение, несомненно, может иметь важное значение, не сопровождаемое заключением о том, что этот же момент был началом всего времени и всех Вселенных.

Амбарцумян постарался занять срединное положение между теми, кто, с одной стороны, отвергал интерпретацию, в которой красное смещение объяснялось расширением Вселенной, и теми, кто, с другой стороны, утверждали о возможности экстраполяции назад ко времени рождения всей Вселенной, на основе этого расширения. Когда в 1958 г. его спросили о возможности существования другого объяснения красного смещения, основанного не на допплеровском эффекте, то Амбарцумян ответил: «Нет, невозможно. Во всяком случае, пока не было предложено никакого другого правдоподобного истолкования. Поэтому приходится считать, что система окружающих нас галактик и скоплений галактик расширяется. Это является одним из самых фундаментальных фактов современной науки». Амбарцумяна спросили также относительно его отношения к «релятивистской космологии», на что он ответил: «Космология может быть только релятивисткой»[989]. Соответственно упрощенные обсуждения советских взглядов на космологию, утверждающие или подразумевающие отбрасывание советскими космологами как эйнштейновской относительности, так и концепции расширяющейся Вселенной, были огромным сужением значительно более широкого обсуждения.

Амбарцумян критиковал как идеалистические, так и механистические космологические школы. Идеалисты, по его словам, играли на отсутствии знания и затруднениях, возникавших при попытках ответить на необычайно сложные вопросы, обращаясь либо к эпистемологическому идеализму, либо к религии. Механисты, напротив, упрощали природу, пытаясь объяснить все на основе уже известных принципов и не будучи в силах понять необходимость новых концептуализаций, Амбарцумян применил эту модель двух ошибочных космологических школ к проблеме явления красного смещения и его применения к структуре Вселенной. Он отмечал, что некоторые физики и астрономы допускали, что метагалактика идеально однородна, и далее выдвигали мысль о том, что этот тип системы заполняет всю Вселенную[990]. Принимая во внимание красное смещение, они применяли эйнштейновскую интерпретацию гравитации к гипотезе однородной Вселенной и далее делали заключение о том, что Вселенная конечна и расширяется (такая модель выше указывалась как модель Эйнштейна — де Ситтера, IIa). По словам Амбарцумяна, в этот момент вмешались философы-идеалисты и соответственно настроенные физики, они выдвигали эффектные заключения о творении мира и таинственной силе, ответственной за его создание. Согласно Амбарцумяну, этот последний шаг был полностью необоснованным. Он имел место, по его словам, лишь благодаря неадекватности знания о структуре метагалактики, оставлявшей место для «необузданных экстраполяций, которые увели эти гипотезы довольно далеко от настоящей науки…»[991].