Эволюция Вселенной и происхождение жизни - [101]

Рис. 21.2. Телескоп Вильяма Гершеля диаметром 47 см, которым он пользовался для «прочесывания неба».

Труба телескопа фиксировалась в определенном направлении, а вращение неба двигало картину в поле зрения наблюдателя. Гершель провел ревизию неба, диктуя своей сестре Каролине описание каждой туманности, попавшей в поле зрения. Каролина вспоминала об их работе:

«Мой брат начал свою серию прочесываний, когда инструмент все еще был в незаконченном состоянии… Каждую минуту я ожидала треска или падения, зная, что он стоит на пятнадцатифутовой высоте или даже выше, на временной балке… И в одну из ночей, при сильном ветре, только он спустился вниз, как весь прибор рухнул. Позвали нескольких рабочих, чтобы они помогли освободить зеркало, которое, к счастью, не пострадало…»

Сад туманностей.

Заинтересовавшись природой туманностей, Вильям Гершель вначале думал, что все эти размытые объекты являются звездными системами, которые большой телескоп сможет разрешить на звезды. С помощью своего телескопа он действительно проделал это с большинством туманностей из списка Мессье. Он разделял точку зрения Канта, что бледные туманные пятнышки в действительности являются «островными вселенными», то есть системами, похожими на Млечный Путь. Однако Туманность Ориона он не смог разрешить на звезды, хотя это довольно крупная туманность. Гершель решил, что это очень большая звездная система, намного больше Млечного Пути, но такая далекая, что ее звезды невозможно разглядеть по отдельности.

Вера Гершеля в теорию «островных вселенных» сильно пошатнулась в 1790 году. Он открыл туманность, которая не могла быть звездной системой, — «планетарную туманность», известную сегодня как NGC1514, где центральная звезда окружена газовым облаком (рис. 21.3). Если бы ее туманная часть действительно состояла из звезд, то по сравнению с ними центральная звезда должна была бы иметь огромную светимость. Если же в центре находится обычная звезда, то туманная часть должна состоять из невероятно маленьких звезд. Поэтому Гершель решил, что в данном случае туман — это реальное, а не кажущееся явление, обусловленное очень далекими и тесно расположенными звездами. С этого момента он уже не был уверен в природе любой другой «неразрешимой» туманности.

Гершель был не только умелым строителем телескопов и упорным наблюдателем, но и мыслителем. Его вдохновила мысль о том, что туманности могут менять свою форму. Но космическая эволюция протекает очень медленно (или наша жизнь очень коротка!), и мы не можем проследить за звездой или туманностью от момента ее рождения до самой ее гибели. Гершель сравнивал эту ситуацию с садом, где растения одного вида можно наблюдать на разных этапах их жизни — семя, росток, зрелое растение и т. д., — и это можно использовать для реконструкции полного жизненного цикла растения:

«Небеса… напоминают мне великолепный сад, содержащий множество растений, посаженных в разное время и находящихся в разной степени созревания. И мы можем извлечь из этого некоторую выгоду и намного расширить рамки нашего опыта. Ибо, если продолжить сравнение, взятое мною из растительного царства, то не все ли равно, будем ли мы наблюдать последовательно, как росток появляется из-под земли, цветет, одевается листвою, плодоносит, увядает, засыхает и дает жизнь другому ростку, или же одновременно увидим множество растений, находящихся каждое на той или иной стадии развития из всех, через которые растение проходит за время своей жизни?»

Рис. 21.3. Вид планетарных туманностей привел Вильяма Гершеля к заключению, что некоторые туманности действительно «туманны», а не являются далекими звездными системами. На этом фото представлена планетарная туманность М57. Благодарность: Hubble Heritage Team (AURA/STScI/NASA).

Но как в обычном саду обитает более одного вида растений, и у каждого из них свой жизненный цикл, так же существует множество небесных тел совершенно разного типа, которые все вместе невозможно выстроить в единый эволюционный ряд. И даже если бы мы смогли выделить объекты одного типа, различающиеся только по возрасту, то все равно нелегко было бы в правильном порядке расставить кадры того космического фильма, который мы наблюдаем.

Вначале Гершель думал, что все туманности являются звездными системами, а их внешний вид отражает лишь разные стадии эволюции. В юном возрасте туманности могут выглядеть обширными скоплениями разрозненных звезд, а с возрастом они могут сжиматься под действием силы тяготения. Плотные шаровые скопления должны представлять последнюю стадию их эволюции. Когда позднее Гершель понял, что существуют истинно «туманные» туманности, он заключил, что при сжатии этого «тумана» могут рождаться звезды. Рассуждения Гершеля звучат вполне современно, но в то время их почта не обсуждали. Астрономов больше интересовали вопросы, связанные с нашей Солнечной системой, и, в любом случае, никто другой не имел такого же наблюдательного материала и поэтому не мог критиковать выводы Гершеля.

Единственный сын Вильяма Гершеля — Джон Гершель поступил в 1809 году в колледж Святого Джона в Кембридже, а после его окончания был избран для работы в том же колледже. В 1813 году, написав важную статью по математике, он стал членом Лондонского Королевского общества. Вопреки советам отца, он решил стать юристом. «Сколько людей потерпело крах, пытаясь жить честно на этом пути. Даже у священника было бы больше времени для разнообразной культурной деятельности», — сокрушался Вильям. В 1814 году Джон отправился в Лондон для изучения юриспруденции, но через 18 месяцев отказался от этой затеи и вернулся в Кембридж на место учителя и экзаменатора по математике.