Книга Бытия. Общая история происхождения - [43]

Термоядерная реакция держит всю систему в шатком равновесии. В недрах Солнца идет неравная борьба между гравитацией и сильным взаимодействием. Самое слабое из взаимодействий, проявления которого долгое время оставались в небрежении, получает реванш и вызывает на бой своего более могущественного противника – сильное взаимодействие, которое когда-то смотрело на него сверху вниз. Протрубив сбор всему водороду вокруг, гравитация собрала его и организовала в идеальную сферическую геометрию Солнца, и теперь, зная, что непобедима, она может издать свой боевой клич.

Ужасное давление стискивает вещество, пытаясь разложить его на элементарные составляющие. Протоны, попавшие в ловушку и принуждаемые к слиянию друг с другом, вдруг получают возможность избежать своей участи: огромное количество тепла, выделяемое при образовании ядер гелия, стремится увеличить объем плазмы, разжимая хватку гравитации. Создается равновесие; оно внутренне неустойчиво, потому что рано или поздно водород закончится, но эта битва продлится миллиарды лет.

Самая бурная из сред, пронизанная конвекционными потоками, огромными вихрями и гигантскими плазменными струями, покажется нам, если смотреть на нее с некоторой дистанции, благотворным и мирным светилом, воспеваемым всеми народами как идеал порядка, царящего во всем мире.

На протяжении тысячелетий нам будет неведома яростная борьба, ведущаяся у него внутри. Это эпическая битва, но ее исход предсказуем, и вы уже знаете имя победителя, как знаете и то, что падение противника, когда придет время ему потерпеть поражение, будет катастрофическим.

Противостояние Зевса и богов Олимпа титанам во главе с Кроносом длилось десять лет. Благодаря молниям (новому оружию, созданному циклопами) и метанию камней гекатонхейрами, сторукими гигантами-союзниками, Зевс победил титанов и бросил их в глубокую тьму Тартара. Смертельная битва между гравитацией и сильным ядерным взаимодействием, разворачивающаяся в центре Солнца, продлится гораздо дольше. Потребуется десять миллиардов лет, чтобы израсходовать имеющийся водород, но, когда это произойдет, ничто больше не сможет противодействовать гравитации – и случится катастрофа.

Эпическая эра мегазвезд

Первые звезды, которые засияли во Вселенной через двести миллионов лет после Большого взрыва, были совершенно особенными. Считается, что они были гигантскими, в сто или двести раз больше Солнца, и по этой причине их называют мегазвездами. Они образовались во мраке темных веков, и потребовались десятки миллионов лет, чтобы накопить нужное количество водорода. Открыта охота за теми из них, чей свет все еще доходит до нас из самых удаленных уголков Вселенной, но результатов она пока не дала.

После рекомбинации обычное вещество Вселенной будет состоять из атомов, поэтому оно электрически нейтрально и продолжает остывать. Гравитация медленно собирает его вокруг узлов с наивысшей плотностью темной материи, окутывающей огромное облако газа. Неоднородности развиваются в областях с наиболее интенсивной гравитацией, из-за чего формируются все более внушительные скопления вещества.

Первые звезды не рождаются изолированно, они скучены в более или менее многочисленные группы, организующие большие семейства. Такое локально неоднородное пространственное распределение отразится на последующем формировании галактик.

Мегазвезды сильно отличаются от нынешних звезд не только размерами, но и тем, что состоят исключительно из водорода и гелия. Они полностью лишены более тяжелых элементов просто потому, что те еще не сформировались. Синтез ядер углерода, азота и кислорода, которые будут незаменимыми компонентами для рождения и эволюции более сложных образований, таких как галактики и планеты, будет происходить только в самых внутренних слоях этих новых звезд.

В карликах вроде Солнца, отпрыска длинной череды поколений первых звезд, эти элементы присутствуют, но не принимают заметного участия в ядерных процессах – там преобладает протон-протонная цепочка. И наоборот, в звездах более массивных, чем Солнце, внутри которых давление и температура могут быть гораздо более высокими, есть возможности и для других реакций термоядерного синтеза, с участием более тяжелых элементов. В частности, при достаточно высоких температурах ядра углерода, азота и кислорода могут выступать в качестве катализаторов водородного синтеза, повышая его эффективность. Именно по этой причине размер самых массивных звезд в современной Вселенной оказывается ограниченным. Если масса звезды превышает массу Солнца более чем в сто пятьдесят раз, ядерные реакции по цепочке от углерода до азота и затем кислорода будут идти с такой скоростью, что звезда быстро разрушится.

Однако это ограничение не распространяется на мегазвезды: скорость одного только протон-протонного цикла позволяет создавать монстров с массой, превышающей даже триста солнечных. Однако чем больше размер звезды, тем быстрее расходуется топливо. К звездам применим принцип “чем меньше, тем красивее” в том смысле, что маленький размер дает значительные преимущества. Солнце может медленно гореть в течение миллиардов лет, в то время как сверхгиганты, которые смотрят на него сверху вниз из-за его размеров, проживут очень короткую жизнь, не более миллиона лет.