Точно такая же ситуация с нашей Галактикой. Мы точно знаем, что мы живем в такой же спиральной галактике, как и, скажем, М31 – туманность Андромеды. Но вот карту спиральных рукавов той же М31 мы себе представляем гораздо лучше, чем нашего Млечного Пути. Мы даже не знаем, сколько у нас спиральных рукавов.
Полвека назад, в 1958 году Ян Оорт (Jan Hendrik Oort) впервые попытался выяснить форму спиральных рукавов Млечного Пути. Для этого он построил карту распределения молекулярного газа в нашей Галактике, основанную на измерениях, сделанных на волне нейтрального атомарного водорода. Его карта не включала сектор диска внешней части Млечного Пути «над» Землей, а также более крупный сектор, включающий как внешнюю, так и внутреннюю области «под» Землей. Кроме того, карта Оорта содержала много погрешностей, связанных с неправильным определением расстояний до некоторых объектов и неточностью используемой для построения газового распределения модели. В результате карта Оорта оказалась несимметрична, потому ее не удалось описать разумной моделью спирального узора. Хотя то, что атомарный водород концентрируется в спирально закрученных рукавах, было понятно уже тогда.
После этого многие ученые создавали более подробные карты, основанные на данных наблюдений как на волне атомарного водорода, так и на волне молекулы CO. Карты были как двухмерные, так и трехмерные. Большинство из них основывалось на простейших законах кругового вращения. Некоторые из этих карт содержали два спиральных рукава молекулярного газа, некоторые – четыре. Ученые так и не пришли к единому мнению, какая же из моделей более верная.
О новом исследовании в этом направлении сообщил проект астронома из ГАИШ Сергея Попова – «Астрономическая научная картинка дня» или АНКа. Исследование, выполненное под руководством швейцарца Петера Энглмайера (Peter Englmaier) из Института теоретической физики при Университете Цюриха, похоже, впервые позволяет более или менее четко хотя бы посчитать рукава в спиральном узоре нашей звездной системы. Исследование, опирающееся на распределение молекулярного СО и молекулярного водорода, показывает, что картина весьма сложная. При этом на глобальный вопрос «два или четыре» швейцарцы отвечают - «и тем, и этим».
Судя по всему, во внутренней части нашей Галактики есть перемычка (бар), от концов которой отходят два спиральных рукава. При этом они не идут во внешние области. Скорее всего, во внешней области Млечного Пути таких рукавов четыре. Весьма возможно, что от бара отходят еще два рукава, которые как раз и разделяются на четыре во внешней части Галактики. Разные варианты спирального устройства внутренних областей Галактики уже предлагались, и в отношении нынешней работы можно спорить только о ее точности. Энглмайер, специалист по 3D−обработке данных, впервые в истории астрономии сумел «увидеть» спиральные рукава во внешней области Млечного Пути, на расстоянии более 20 килопарсек от ее центра. И это уже можно считать прорывом.
Предоставлено: Thiago Ize & Chris Johnson, Scientific Computing and Imaging Institute.
То, как дисковые галактики образуют свои спиральные рукава, астрофизики разгадывали почти так же долго, как наблюдали за ними. Со временем они пришли к двум выводам... либо их структура вызвана различиями в гравитации, ваяющей газ, пыль и в знакомые формы, либо случайное существование, которое приходит и уходит со временем.
Теперь исследователи начинают переносить свои выводы на находки, основанные на новом моделировании суперкомпьютером - моделировании, которое включает движение до 100 миллионов "звездных частиц", которые подражают гравитационным и астрофизическим силам, формирующим их в естественную спиральную структуру. Исследовательская команда из University of Wisconsin-Madison и Гарвард-Смитсоновского Центра Астрофизики были рады этим выводам и сообщают, что модели могут содержать существенные подсказки о том, как образовались спиральные рукава.
"Мы показываем в первый раз, что звездные спиральные рукава не являются переходными особенностями, как утверждали в течение нескольких десятилетий", сообщает астрофизик Elena D’Onghia из UW-Madison, которая возглавляла новое исследование вместе с коллегами из Гарварда Mark Vogelsberger и Lars Hernquist.
"Спиральные рукава являются само сохраняющимися, постоянными и удивительно долго живущими", добавляет Vogelsberger.
Когда появляется спиральная структура, она, вероятно, наиболее широко распространенная из форм Вселенной. Наша собственная считается , и около 70% галактик около нас тоже имеют спиральную структуру. Когда мы размышляем в более широком смысле, сколько же вещей обретают это обычное образование? Смахивание пыли метлой заставляет частицы двигаться по спирали в спиральную форму... слив воды вызывает водоворот... погодные образования имеют форму спирали. Это универсальный случай, и это происходит по некоторой причине. Очевидно, что причина - это гравитация, и что-то тревожит ее. В случае с галактикой, это гигантское молекулярное облако - . Введенные в моделирование облака, как сообщает D’Onghia, профессор астрономии UW-Madison, действуют как "нарушители порядка" и достаточны не только для запуска образования спиральных рукавов, но и для поддержания их бесконечно долго.
"Мы узнаем, что они образуют спиральные рукава", объясняет D’Onghia. "Прошлая теория, поддерживающая рукава, ушла бы с удалением пертурбаций, но мы видим, что однажды образованные рукава самосохраняются, даже когда пертурбации удалены. Это доказывает, что как только рукава создаются через эти облака, они могут существовать сами по себе через влияние гравитации, даже когда пертурбаций больше нет".
Так, что же о галактиках компаньонах? Может ли спиральная структура быть вызвана близостью к ним? Новое исследование также допускает это в расчетах и моделях для "одиноких" галактик. Тем не менее, это еще не все исследование. Согласно Vogelsberger и Hernquist, новое моделирование, созданное компьютером, фокусируется на очищении наблюдательных данных. Они бросают более близкий взгляд на молекулярные облака высокой плотности и "вызванные гравитацией дыры в космосе", которые действуют как "механизмы, которые управляют образованием характерных рукавов спиральных галактик".
До тех пор, мы знаем, что спиральная структура не просто случайность, она, вероятно, самая обычная форма
ПРИРОДА КОЛЕБАНИЙ.
Спиральная структура - столь распространенная и бросающаяся в глаза особенность многих галактик, что проблема ее природы уступает по своей важности разве только проблеме активности галактических ядер. Именно ядрам некоторые исследователи и приписывают порождение спиральных рукавов. Первым высказал это предположение (еще в 1928 году) Дж. Джине. Он писал: «Каждая неудачная попытка объяснить происхождение спиральных ветвей делает все более трудным сопротивление предположению, что спиральные рукава являются полем действия сил, полностью неизвестных нам, отражающих, возможно, новые метрические свойства пространства, о которых мы и не подозреваем». Джине допускал, что в ядрах галактик «в нашу Вселенную вливается вещество из каких-то других, совершенно чуждых нам пространственных измерений». Истечение вещества из ядра в сочетании с вращением и могло бы породить рукава. Однако сейчас нет необходимости привлекать потусторонние силы для объяснения спиральной структуры. Круговые орбиты звезд галактического диска, отсутствие движения вещества вдоль рукавов - уже только эти факты делают подобные объяснения несостоятельными. К тому же рукава, как правило, начинаются не в непосредственной близости от ядра, а в нескольких килопарсеках от него. Джине тем не менее был, очевидно, прав в одном: «Пока спиральные ветви остаются необъясненными, невозможно чувствовать доверие к любым предположениям и гипотезам, касающимся других особенностей туманностей, которые кажутся более легко поддающимися объяснению».
ДВА МНЕНИЯ О СПИРАЛЬНОЙ СТРУКТУРЕ.
На первый взгляд, спиральный узор галактик вызван их дифференциальным вращением. Лишь центральные области галактик вращаются как твердое тело, а дальше угловая скорость вращения убывает с расстоянием от центра. Поэтому любая достаточно большая и разреженная группировка звезд, в которой взаимное притяжение между звездами слабое, должна со временем превратиться в обрывок спирального рукава. Но, прежде чем галактика сделает один оборот, в этом фрагменте рукава погаснут звезды большой светимости, и он исчезнет из вида. Вместе с тем уже возникшую каким-то образом спиральную структуру дифференциальное галактическое вращение должно «размыть» за пару оборотов. Однако в 1976 году американские астрономы М. Мюллер и В. Арнет показали, что, если процесс звездообразования распространяется на соседние области, то дифференциальное вращение галактики может породить довольно длинные, хотя и не очень правильные, спиральные рукава, неоднократно появляющиеся и исчезающие за время жизни галактики. Массивные звезды образуются в газовом облаке гораздо быстрее, когда это облако испытывает повышенное давление,- приходит волна сжатия после взрыва расположенной неподалеку сверхновой или возгорания мощно излучающих 0-звезд. Массивные звезды, рождающиеся в облаке, быстро превращаются в сверхновые или 0-звезды, и, если рядом есть другие газовые облаке, эстафета звездообразования передается дальше. О возможности такого, эпидемического характера звездообразования В. Бааде говорил еще четверть века назад.
У. Герола и Ф. Сейден (США) усовершенствовали модель образования спиральной структуры, предложенную Мюллером и Арнетом, еще более приблизив ее к реальности. Эта модель привлекательна тем, что она объясняет природу спиральной структуры процессами и явлениями (дифференциальное вращение и эпидемическое звездообразование), без сомнения существующими в действительности. Тем не менее все большую популярность приобретает волновая теория спиральной структуры, которую возродили в 1964 году Ц. Лин и Ф. Шу (США), развившие идеи Б. Линдблада. Согласно волновой теории, спиральные рукава - это волны повышенной плотности вещества, вращающиеся вокруг центра галактики как твердое тело, подобно узору на волчке. Волны плотности движутся, не перенося с собой вещества, как, например, звуковые волны или волны на поверхности воды. Скорости, с которыми вращаются вокруг центра галактики спиральные рукава (волны плотности) и вещество (звезды и газ), вообще говоря, не совпадают. Достаточно близко к центру газ вращается быстрее волны плотности и натекает на спиральный рукав с внутренней стороны. Если различие их скоростей достаточно велико, возникает ударная волна, в которой плотность газа повышается раз в десять, и это сжатие газа приводит к интенсивному образованию массивных звезд. Помимо газа у внутреннего края спирального рукава концентрируется и пыль, видимая на фотографиях как темная полоса. Радиоастрономические данные подтверждают, что именно в этих темных полосах особенно велика плотность водорода.
Различие скоростей вращения спирального узора и галактического вещества уменьшается по мере удаления от центра галактики, пока эти скорости не становятся равными на радиусе коротации. Еще дальше от центра галактики спиральные рукава вращаются быстрее, чем звезды и газ, столкновение с которыми теперь должно происходить у внешнего края рукава (подразумевается, что в галактиках спиральные рукава всегда закручиваются). Однако близ радиуса коротации спиральные рукава едва заметны, и, что делается за этим радиусом, сказать трудно.
Ближе к центру галактики самые молодые звезды должны быть сосредоточены у внутреннего края рукава - там, где они и рождаются. Звезды вращаются быстрее рукава и, обгоняя его, успевают постареть и стать менее яркими или недоступными нашим телескопам, превратившись в черную дыру или белый карлик. Таким образом, в поперечном сечении спирального рукава должен существовать перепад (градиент) возрастов звезд. У внутреннего края рукава располагаются зоны наивысшей плотности газа и пыли, затем - области звездообразования и молодые звезды, у внешнего края рукава - самые старые звезды из тех, что концентрируются к рукавам.
Некое подобие волны плотности можно наблюдать в движении муравьев, если на их тропе выкопать канавку. Очень скоро плотность муравьев вблизи канавки становится много больше, чем в среднем на тропе. Муравьи довольно быстро выбираются из канавки, но в ней застревают все новые муравьи, и зона повышенной плотности у канавки сохраняется. Если теперь вообразить, что канавка перемещается вдоль тропы, аналогия с волной плотности в спиральных галактиках станет полнее. Спиральная волна плотности способна возникнуть в галактике под действием приливного возмущения от близкого спутника или в результате отклонения от осевой симметрии в распределении звезд вокруг центра галактики. Эти отклонения могут быть столь незначительны, что остаются незамеченными. Волновая теория имеет ряд убедительных подтверждений: бесспорные признаки резкого повышения плотности газа и пыли перед внутренним краем звездных спиральных рукавов, наблюдающиеся во многих галактиках, и связанные с гравитационным полем рукавов крупномасштабные отклонения от кругового вращения. Эти отклонения выявлены по лучевым скоростям звезд высокой светимости в нашей Галактике и нейтрального водорода в галактике М 81 в созвездии Большой Медведицы. По-видимому, только волновая теория может объяснить существование (хотя и редких) галактик с длинными гладкими рукавами без признаков звездообразования в них. В таких галактиках практически нет газа.
Очевидно, что эпидемическое звездообразование может происходить и при наличии спиральной волны плотности. Первое поколение массивных звезд, родившихся в этой волне, вполне способно воздействовать на окружающие газовые облака, распространяя эпидемию звездообразования дальше. Задача состоит в том, чтобы понять, в каких галактиках или их областях спиральная структура обязана своим происхождением волне плотности, а в каких - дифференциальному вращению и эпидемическому звездообразованию, и почему в той или иной галактике доминирует один из этих механизмов, Казалось бы, легче всего выяснить природу спиральных рукавов, проведя поиск градиента возрастов молодых звезд в поперечном сечении рукава. Но в далеких галактиках такой поиск не приносит определенных результатов - скорее всего из-за трудностей в интерпретации данных интегральной фотометрии и малого разрешения, а в нашей Галактике ему очень мешают наблюдательная селекция и неточность в знании расстояний. К тому же в диске Галактики из-за межзвездного поглощения оптическим телескопам доступны расстояния, обычно не превышающие 4- 5 кпк, то есть область, охватывающая не более 10% площади ее диска. Некоторые исследователи даже считают, что молодые звезды и звездные скопления в окрестностях Солнца распределены преимущественно вдоль радиусов, направленных от Солнца. Но такое распределение отражает влияние наблюдательной селекции и в особенности наличие больших пылевых облаков, резко ослабляющих блеск расположенных за ними объектов. В нашей Галактике мы подобны путникам в густом лесу- из-за деревьев не видим леса, тогда как по отношению к далеким галактикам - пролетаем над лесом слишком высоко, чтобы различить породы деревьев или рельеф местности. Надо изучать ближайшие галактики, где нам доступны отдельные звезды, где мы можем исследовать характеристики этих звезд и однозначно установить их связь с элементами галактической структуры. Эффективность исследований ближайших галактик подтверждается всей историей астрономии XX века.
КЛЮЧ К ПРОБЛЕМЕ- В БЛИЖАЙШИХ ГАЛАКТИКАХ.
В наше время, когда внимание физиков и астрономов устремлено к границам Вселенной, стали забывать, что астрономическая картина мира родилась именно при изучении ближайших галактик, в первую "очередь - туманности Андромеды (М31) и галактики в созвездии Треугольника (М 33). В конце 1923 года молодой астроном обсерватории Маунт Вилсон - бывший боксер и адвокат Э. Хаббл, проводя поиск новых звезд, открыл в туманности Андромеды первую цефеиду, а через год, применив уже к 12 цефеидам зависимость период - светимость, оценил расстояние до этой «туманности». Выяснилось: по размерам, составу и строению она такая же галактика, как и наша. Опираясь на цефеиды в ближайших галактиках, Хаббл смог затем определить расстояния до далеких галактик и в 1929 году показал, что красное смещение в спектрах галактик пропорционально их расстоянию от нас. Итак, Вселенная населена галактиками и расширяется. Доказательство этого остается и по сей день крупнейшим достижением астрономии XX века, незыблемым фундаментом естествознания.
Становление фундаментальной концепции звездных населений также связано с исследованием ближайших галактик. В 1943 году В. Бааде обнаружил, что центральная часть М 31 состоит из таких же звезд, как старые шаровые скопления. Стало окончательно ясно, что в дисках и спиральных рукавах галактик «обитает» молодое население I, в коронах и центральных областях спиральных галактик, в шаровых скоплениях и эллиптических галактиках-старое население II. Через несколько лет Бааде выяснил, что спиральные рукава М 31 обрисовываются не только звездами высокой светимости, но и пылью, а также областями ионизированного водорода Н II. Изучая области Н II в нашей Галактике, В.Морган и его сотрудники получили в 1952 году первые надежные данные о локализации отрезков спиральных рукавов в окрестностях Солнца.
Исследование спиральных рукавов в ближайших галактиках подтвердило также, что гигантские молекулярные облака (состоящие в основном из молекул водорода) концентрируются в рукавах. Эти облака были обнаружены в нашей Галактике в 1975-1976 годах. И вплоть до 1981 года одни исследователи полагали, что молекулярные облака «равнодушны» к спиральной структуре, другие же считали, что они концентрируются в спиральных рукавах. И только детальное изучение спиральной структуры М 31 позволило доказать, что молекулярные облака столь же хорошо обрисовывают рукава, как и атомарный водород. Облака образуются в спиральных рукавах, а затем разрушаются под воздействием излучения родившихся в них 0-звезд. А так как масса газа, не израсходованного на формирование звезд, обычно существенно больше суммарной массы звезд, остающаяся после раз-лета газа звездная группировка оказывается гравитационно неустойчивой, чем и объясняется распад 0-ассоциаций - разреженных группировок молодых звезд.
Поиски градиента возрастов звезд в спиральных рукавах также имеют наибольшие шансы на успех именно в ближайших галактиках. Одними из первых попытались это сделать французские астрономы. В М 33 они нашли признаки градиента возрастов лишь в части южного спирального рукава, ближайшей к центру галактики. Эти признаки (преимущественная концентрация пыли и областей Н II у внутреннего края рукава) выражены довольно слабо, а нейтральный водород (Н I) оказался плотнее всего не у края, а близ середины рукава. Спиральные рукава М 33 состоят из довольно коротких обрывков, много звезд высокой светимости находится за пределами рукавов, поэтому главная роль в образовании спиральной структуры этой галактики должна принадлежать не волнам плотности, а дифференциальному вращению и эпидемическому звездообразованию.
Четкий спиральный узор заметен у галактики М31, но его детальное исследование долгое время представлялось мало перспективным. Из-за небольшого угла между плоскостью галактики и лучом зрения расшифровка ее спиральной структуры весьма трудна, и до сих пор продолжаются споры не только о числе рукавов, но. и об их ориентации относительно направления вращения галактики. По мнению автора, даже на фотографиях видно, что рукава отходят от ядра М 31 по часовой стрелке и, поскольку галактика вращается в противоположном направлении, спирали закручиваются. Это предположение подтверждается формой пылевых волокон близ ядра М 31 и распределением нейтрального водорода вдали от центра галактики. Во всяком случае, локализация многих отрезков рукавов в М 31 однозначна, и, следовательно, особенности их структуры можно сопоставить с предсказаниями волновой теории.
АНАТОМИЯ СПИРАЛЬНОГО РУКАВА.
В юго-западном «углу» галактики М 31 хорошо заметен отрезок спирального рукава, обозначенный Бааде как S 4. Он пересекает большую ось галактики на расстоянии 50" от ее центра. В этом рукаве действительно наблюдается последовательность возрастов, предсказываемая волновой теорией. Перед его внутренним краем видна.мощная пылевая полоса, с нею совпадает максимум плотности нейтрального водорода. В центральной и юго-восточной частях S4 наиболее яркие области Н II встречаются почти исключительно у внутреннего края рукава. Здесь, следовательно, сосредоточены самые молодые и горячие 0-звезды. Максимумы плотности атомарного и молекулярного водорода совпадают друг с другом, указывая места максимального сжатия газа. Молекулы водорода образуются в наиболее плотных и холодных облаках, и именно в молекулярных облаках выполняются условия, необходимые для звездообразования. Этот процесс начинается перед краем рукава, там, где плотность нейтрального и молекулярного водорода максимальная, а в зонах Н II на самом краю наиболее массивные звезды уже сформировались. Здесь сияют 0-звезды, возраст которых не превышает 10^6 лет.
Дальше от края рукава зон Н II почти нет, так как при своем движении от края рукава 0-звезды успевают проэволюционировать и превратиться в нейтронные звезды или черные дыры. Градиент возрастов звезд в поперечном сечении спирального рукава S 4 удобнее исследовать на участке, где рукав разворачивается, то есть близ большой оси. Здесь луч зрения направлен почти точно вдоль рукава и расстояния звезд от его внутреннего края определяются увереннее. В этой области рукава S 4 автор статьи вместе с сотрудником кафедры астрономии Софийского университета Г. Р. Ивановым измерили видимые величины звезд на пластинке, полученной с 2-метровым рефлектором Национальной астрономической обсерватории НРБ. Зная расстояние до М 31 и учтя межзвездное поглощение света, можно от видимых звездных величин перейти" к абсолютным, а значит, найти светимости звезд. Спиральный рукав S 4 неоднократно фотографировал на 5-метровом рефлекторе Бааде, изучавший в 1950-1952 годах переменные звезды в М31. К счастью, среди переменных оказалось много цефеид. Для них существует зависимость период-возраст (по наблюдательным данным ее получил автор статьи в 1964 году), объясняющаяся тем, что более массивные звезды быстрее переходят в стадию цефеид и имеют больший период пульсаций. Изучив в какой-то области галактики распределение цефеид разных возрастов, можно восстановить здесь историю звездообразования на временном интервале от 10 (период пульсаций 50 дней) до 90 (период пульсаций 2 дня) миллионов лет назад.
В рукаве S 4 светимости постоянных звезд и периоды цефеид, максимальные для данного расстояния от края рукава, убывают с удалением от него. Это и есть градиент возрастов, ибо максимальные светимости звезд и периоды цефеид зависят от возраста. Какова же скорость вращения спирального узора (волны плотности) в М31? У внешнего края рукава S 4, на расстоянии примерно 2,5 кпк от его внутреннего края, возраст самых молодых звезд около (2-2,5)*10^7 лет. За это время звезды, родившиеся, согласно исходному предположению волновой теории, у внутреннего края рукава, успели его пересечь, поскольку их скорость превышает скорость твердотельного вращения спирального узора. Зная ширину рукава (2,5 кпк) и время, затраченное звездами на его пересечение, можно оценить различие скоростей вращения спирального узора и звезд.
Поскольку скорости звезд известны из наблюдений, можно теперь найти и угловую скорость вращения спирального узора в М31. Она составляет 10 км/с на 1 кпк. Эта величина может быть ошибочна на 50%, и все же она, пожалуй, самая надежная из существующих ныне оценок скорости вращения спирального узора в других галактиках. При этом ее значении радиус коротации в М31, на котором нет движения звезд относительно спирального рукава и не должно быть градиента возрастов, равен около 20 кпк. Примерно на таком расстоянии от центра галактики находится спиральный рукав S 6. В нем ярчайшие звезды занимают полосу шириной 100-200 пк, но находится она не у внутреннего края рукава, как в S 4, а посередине его, распределение звезд в поперечном сечении рукава S 6 симметрично. Градиента возрастов звезд в рукаве S 6 действительно нет. Вероятно, этот рукав существует лишь потому, что области звездообразования растягиваются дифференциальным вращением.
СПИРАЛЬНЫЕ РУКАВА В М31 И В ГАЛАКТИКЕ.
Итак, ситуация в центральной и юго-восточной части рукава S 4 в галактике М31 полностью объясняется волновой теорией и современными представлениями о происхождении массивных звезд. В северной части рукава S 4 положение более сложное. Здесь находится гигантский комплекс звезд высокой светимости NGC 206, который уступает по яркости лишь центральной части М 31 и ее эллиптическим спутникам М 32 и NGC 205. Почему именно в этой области образовались самые массивные звезды? Плотность газа перед внутренним краем рукава близ NGC 206 гораздо меньше, -зоны Н II разбросаны беспорядочно, а не сконцентрированы около внутреннего края. Севернее NGC 206 рукав S 4 на значительном протяжении теряется вообще; точнее, локализации газа, звезд высокой светимости и пылевых прожилок становятся мало связанными Друг с другом. Именно эту область подразумевал Бааде, говоря, что спиральный рукав иногда ведет себя подобно хамелеону, превращаясь из пылевого в звездный и наоборот.
Особенности гигантского звездного комплекса NGC 206, расщепление близ него рукава S 4 и появление тянущихся к соседним рукавам перемычек не нашли еще полного объяснения. Возможно, все это связано с воздействием на спиральную структуру М 31 ее близкого спутника - эллиптической галактики М 32. Можно также предположить, что дело просто в большой массе этого комплекса, позволяющей ему почти не зависеть от условий в спиральном рукаве и даже, наоборот, влиять на них. Однако вполне понятно, почему к югу от NGC 206 спиральный рукав S 4 показывает столь ярко выраженный градиент возрастов. Скорость встречи рукава и набегающего на него газа тем больше, чем больше угол закручивания рукава " и чем дальше рукав от радиуса коротации. В центральной части S 4 угол закручивания едва ли не максимальный в М 31 (около 25°, тогда как в среднем в М 31 около 10°), поэтому скорость набегания газа на него очень велика. На границе рукава возникает ударная волна, и плотность газа повышается в 10-30 раз, что весьма благоприятно для звездообразования, в первую очередь-образования массивных звезд, которых у внутреннего края S 4 особенно много. Резко выраженная волна плотности управляет звездообразованием в рукаве S 4, и вне этого рукава массивных звезд, в том числе цефеид, почти нет.
Рукав S4 находится в среднем на таком же расстоянии от центра М31, как Солнце от центра Галактики (около 9 кпк), но между распределением цефеид в этих двух областях огромная разница. В окрестностях Солнца, в круге радиусом в 3-4 кпк, нет таких обширных, свободных от цефеид пространств, какие наблюдаются по обе стороны рукава S 4, Наиболее вероятным объяснением представляется близость Солнца к радиусу коротации Галактики, в силу чего звездообразование в наших окрестностях мало зависит от слабой здесь волны плотности. Лишь наиболее молодые звезды и скопления обрисовывают вокруг Солнца отрезки спиральных рукавов. Цефеиды же, по-видимому, концентрируются только в отрезке рукава Киль - Стрелец, находящемся ближе к центру Галактики (и дальше от радиуса коротации). Тогда значение радиуса коротации в Галактике-10-12 кпк. Эта величина радиуса коротации согласуется с моделью спиральных волн плотности, возбуждаемых небольшим отклонением от осевой симметрии в распределении массы близ центра Галактики. При радиусе коротации 10-12 кпк угловая скорость вращений спирального узора составляет 20-24 км/с на 1 кпк. Эта модель подтверждается исследованием кинематики цефеид, проведенными Ю. Н. Мишуровым, Е. Д. Павловской и А. А. Сучковым. И, как считает Л. С. Марочник, видимо, не случайно жизнь возникла именно на Земле, возле Солнца, которое находится близ радиуса коротации. Здесь промежуток времени между последовательными попаданиями звезды в волну плотности очень велик (на самом радиусе - бесконечно велик), а встреча с волной плотности, наверняка, оказалась бы губительной для всего живого - хотя бы из-за частых взрывов сверхновых в областях звездообразования. А чтобы на планете появились астрономы, необходимы миллиарды лет спокойного развития жизни на ней...
Спирали Млечного пути
Определяющим источником развития планетарной жизни выступает система сложных космофизических отношений, которые возникают в ходе ритмопеременных пульсаций и взаимообращений различных тел и образований Солнечной системы, Галактики, Вселенной. В этом косморитмическом механизме наша Галактика "Млечный путь” образует гигантский "соленоид”, состоящий из множества энергетических "катушек” (спирально- эллиптических траекторий различных вращающихся космических объектов), которые иерархически нанизаны одна на другую (по принципу "спираль на спирали ”).
Сложные - динамичные, многоуровневые и многомерные - пульсационно-волновые взаимоотношения всех, параллельно вращающихся, элементов этого галактического "соленоида” генерируют космогеофизические (гравитационные, электрические, магнитные, электромагнитные и др.) взаимовлияния и резонансы, которые выступают важнейшими инициаторами ритмики всех базовых геофизических, климатических, биологических, психологических и общественно-исторических процессов Земли (в т. ч. в таких динамичных режимах, которые вызывают мощные энергофлюидные выбросы, стихийно-катастрофические бедствия и другие дисфункции планетарной жизни в соответствующих геоактивных зонах). Особую роль при этом играют Солнце и динамичные космические тела.
Подчиняясь ритмам Галактики и Солнечной Системы, базовый ряд (свыше сорока показателей) земных пульсаций {эксцентриситета орбиты, наклона и прецессии оси вращения, географических полюсов и др) последовательно (и также строго описываемыми математическими законами) разветвляет свои компоненты в иерархические ряды более мелких и далее ветвящихся гармоник, которые одновременно (и жестко) синхронизированы со смежными иерархическими пульсациями остальных субъектов Солнечной Системы.
Данный глобальный механизм синхронно связанных параметров и пульсаций всех космических тел и явлений - генеральный инициатор и регулятор на Земле развития и циклов всех фундаментальных процессов природы и социума. Вариации его космофизических влияний отражают стратегию планетарной жизни в контексте динамики природы, места и особенностей объектов и субъектов земного развития.
Будучи настроенными на различные ритмы космических и земных пульсаций, все объекты и субъекты нашей планетарной жизни имеют индивидуальные энерго-информационные коды своего спиралеобразного развития.
В них заданы: место и роль каждого элемента в энерго-информационном балансе и в спирали всей планетарной жизни; базовые частоты, амплитуды и особенности циклического функционирования элемента; природа и ритмы его определяющих космических и земных излучений; время, иерархии и особенности его "плановых" подъемов и кризисов; закономерности их "плановых" пересечений с ритмами и спиралями иных форм, сфер, объектов, субъектов и процессов земного и космического развития.
Галактические времена года
Путешествуя по Галактике, Солнечная система двигаясь по слабо эллиптической орбите трижды за оборот (~220 млн. лет) пересекает рукава Галактики, где плотность газопылевых облаков и звездного "населения" значительно выше.
Солнечная система совершает также вертикальные колебания относительно галактической плоскости, пересекая её каждые 30-35 миллионов лет и оказываясь то в северном, то в южном галактическом полушарии.
В целом, во Вселенной все подчинено вибрациям и циклам. Есть времена, требующееся галактикам для совершения одного оборота вокруг центрального управляющего ядра Вселенной, - по некоторым заявлениям, приблизительно 10,8 миллиарда лет - его называют универсальным циклом. Универсальный цикл – это разворачивающаяся вовне спираль, а не просто обороты галактик вокруг Великого Центрального Солнца.
Наша галактика - Млечный путь
В настоящее время Солнце находится вблизи перигалактия, на расстоянии ~8.2 кпс от центра Галактики и имеет скорость движения 240 км/с, на 19,5 км выше средней (круговой) скорости окружающих звезд. В афелии Солнце будет отстоять на ~9.2 кпс от центра и иметь скорость около 200 км/с.По оценкам астрономов мы живем в осеннем периоде галактического года.
Что же происходит, когда начинается галактическая зима? Моменты пересечения Солнца с рукавами Галактики совпадают с глобальными катаклизмами и сменой эволюционных периодов биосферы Земли, повторяющимися в среднем через 72 млн. лет (рис. 12). Это естественно, так как в момент прохождения рукава резко увеличивается аккреция газа, пыли, комет, рождающихся и в массе сосредоточенных в газовых облаках.При вхождении Солнечной системы в галактический рукав (в моменты вхождения в плотные газопылевые облака) происходит увеличение запыленности околоземного космического пространства, и температура на Земле резко падает. Начинается период глобального оледенения. Например, следы ископаемого оледенения 283 млн. летней давности были найдены в Индии.
Затем, из-за этой же запыленности происходит увеличение аккреционной светимости Солнца. Экваториальная зона Земли перегревается настолько, что становится непригодной для жизни большинства видов животных и растений, а климат в полярных зонах становится тропическим. Не это ли причина обнаружения ископаемых крокодилов в Антарктиде и массового образования эвапоритов, - солевых отложений, формирующихся при температуре воды 56°C? .
В период прохождения Солнечной системой рукавов резко увеличивается частота падения кометных тел на Землю, что приводит к катастрофическим последствиям на Земле.
Только периоды движения Солнца в межрукавной зоне характеризуются ровным, устойчивым климатом.
Последняя смена эр произошла 65 - 67 млн. лет назад, и сегодня мы входим в следующую смену эр, максимум катаклизмов которой будет через 5-7 млн. лет, то есть через 1.3-1.5 кпс пути. Однако процесс вхождения в галактический рукав начался уже 2 млн. лет назад, обозначенный новыми, все учащающимися ледниковыми периодами (это так называемый четвертичный период), гибелью многих видов крупных млекопитающих (мамонты, пещерные медведи, саблезубые тигры:).
Таблица 5. Палеонтологические периоды фанерозоя и моменты пересечения галактических рукавов
|
Период |
Начало |
Конец млн. лет |
Межпериодные катастрофы |
|
|
Кайнозой |
Гибель крупных млекопитающих |
|||
|
Мел |
Гигантская комета, гибель динозавров |
|||
|
Юра |
Гибель крупных летающих ящеров и птиц |
|||
|
Пермь-Триас |
Гибель крупных земноводных |
|||
|
Карбон |
Гибель крупных членистоногих, хвощей, плаунов |
|||
|
Силур-Девон |
Гибель древних рыб, папоротниковых |
|||
|
Ордовик |
Гибель трилобитов |
|||
|
Кембрий |
Гибель донной флоры и фауны |
|||
Рис. 12. Траектория движения Солнце в Галактике по карте излучения нейтрального водорода 21 см (построено на карте Лейденского обзора)
(красные спирали - фронты рукавов, голубой эллипс - орбита Солнца, желтые отрезки - места вхождения Солнечной системы в галактические рукава)
Из трех галактических рукавов - трех катастрофических барьеров: Perseus, Scutum, Sagittarius, самым пыльным для Солнечной системы является Scutum. Его Солнце проходит один раз за галактический год, и именно в это время возникают глобальные оледенения (табл. 6).
Таблица 6. Глобальные и континентальные оледенения в истории Земли
|
Название |
Возраст млн. лет |
Рукав |
|
Юрское глобальное оледенение |
Scutum |
|
| Каменноугольное глобальное оледенение |
Saggitarius |
|
|
Вендское глобальное оледенение |
Scutum |
|
|
Неопротерозойское оледенение |
Scutum |
|
|
Гуронское оледенение |
1000 |
Scutum |
|
Тимискаминское оледенение |
1200 |
Scutum |
|
Палеопротерозойское оледенение |
1650 |
Scutum |
|
Риасское оледенение |
2000 |
Saggitarius |
|
Неоархейское оледенение |
2650 |
Saggitarius |
Пояс Гулда
Это группа молодых массивных звёзд, возрастом 10-30 млн лет, формирующая диск диаметром 500-1000 пк, центр которого находится на расстоянии 150-250 пк от Солнца в направлении антицентра Галактики. Назван в честь Бенджамина Гулда (Benjamin Gould), впервые обратившего в 1879 году внимание на то, что яркие звёзды на небе образуют пояс, наклонённый к плоскости Млечного Пути.
За полтора века ученые узнали об этом поясе гораздо больше Гершеля и Гулда. Он наклонен к плоскости Галактики под углом около 15−20 градусов, имеет массу около 1 млн солнечных масс, размер 2−3 тыс. световых лет, немножко вытянут в одну сторону, вращается как единое целое и медленно расширяется. Солнце находится недалеко от центра этого сплюснутого кольца, который расположен в 400−500 световых годах от нас где-то в направлении созвездия Персея. Именно это удачное расположение внутри пояса и позволяет нам любоваться кольцом ярких звезд на небе.
Наше Солнце и скопление звезд местной группы обходят пояс Гулда за ~18 млн лет (рис.1).
Звездные соседи
Наша галактика Млечный Путь имеет 5 спиральных рукавов: Рукав Лебедя, Рукав Ориона, Рукав Персея, Рукав Стрельца и Рукав Центавра. Их названия обусловлены местоположением основных массивов рукавов в соответствующих созвездиях. Солнечная система находится в небольшом Местном рукаве, или Рукаве Ориона, толщиной приблизительно в 3 500 световых лет и приблизительно 10 000 световых лет в длину. Рукав Ориона соединён с двумя более крупными - внутренним рукавом Стрельца и внешним Рукавом Персея.
Туманность Ориона
Самые крупные наши соседки: α Центавра, Сириус и Процион. Ещё одна яркая близкая звезда - Альтаир - находится на расстоянии 5,14 пк от Солнца (примерно 16,8 св. года).
Установлено, что Солнце движется по отношению к ближайшим звездам со скоростью 20 км/с в направлении апекса - точки на небесной сфере с координатами AR = 18 h 00 m , Decl = + 30° . По отношению к другим, более далеким звездам Солнце движется немного быстрее и изменяет направление в сторону больших AR. Все звезды в Галактике кроме общего переносного движения обладают еще индивидуальным, так называемым пекулярным движением. Движение Солнца в направлении созвездия Herculis есть пекулярное движение, а движение в направлении Cygni - переносное, общее с другими ближайшими звездами, обращающимися около ядра Галактики.
Солнечная система обращается вокруг центра местной группы звезд с периодичность 371 тыс лет.
В солнечной системе облачно
Солнечная система вошла в Местное межзвёздное облако (размером примерно в 30 световых лет) где-то между 44 и 150 тыс. лет назад и как ожидается, останется в его пределах ещё в течение 10-20 тыс. лет. Температура облака равна приблизительно 6000 °C, почти как температура поверхности Солнца. Оно очень разреженное (0,1 атом на кубический сантиметр); с приблизительно одной пятой плотности галактической межзвёздной среды (0,5 атом/см 3 ) и с двойной плотностью газа Местного пузыря (0,05 атом/см 3 ), ММО является областью низкой плотности в межзвёздной среде, но небольшим более плотным участком внутри Местного пузыря. Для сравнения, атмосфера Земли при н. у. содержит 2,7x10 19 молекул на кубический сантиметр.
Облако движется практически перпендикулярно направлению движения Солнца из ассоциации Скорпион-Центавр; звёздной ассоциации, являющейся регионом формирования звёзд.
В настоящее время аппараты Voyager приблизились к дальним границам Солнечной системы, находясь во внешних слоях гелиосферы – колоссального «пузыря», протянувшегося примерно на 10 млрд км. Создается гелиосфера давлением солнечного ветра и магнитным полем звезды, она эффективно защищает нас от космического излучения, газопылевых облаков и других «неприятностей» дальнего космоса. Voyager в настоящий момент находится как раз в тех областях, где давление солнечного ветра, ослабев, понемногу уступает внешнему давлению межзвездной среды. Именно этот момент и стал ключевым для того, чтобы изучить межзвездное облако.
Солнечная система проходящая межзвездное
облако
2-тысячелетние циклы или большой космический месяц
Вернемся к циклам и обратимся к периодам покороче. Современный этап жизни планеты и цивилизации характерен тем, что на рубеже 2-го и 3-го тысячелетий Земля проходит через почти одновременное окончание сразу нескольких витков частных эволюционных спиралей галактического "соленоида”. Среди них - его циклические витки длительностью около 2 тыс. лет, 12 тыс. лет и 370 тыс. лет.
Охватывая период около 2 тыс. лет, данный цикл проявляет внутреннюю ритмику прецессионного оборота земной оси (рис. 2, 3).
Период полного прецессионного цикла (большого космического года) составляет около 23 тысяч лет. В популярных публикациях часто упоминается, что длительность полного прецессионного оборота составляет 25920 лет, а его 1/12 части - 2160 лет. Основание - показания таймеров, фиксирующих ежегодные "отставания" Земли примерно на 50". Однако последние отечественные (в ИРЭ РАН, НГУ, ННИПИ "Квант" и др.) и зарубежные исследования с использованием новейших {физико-математических, астрофизических, радиоизотопных и др.) технологий уточнили эти параметры до указанных выше значений (свыше 23 тыс. и 1,9 тыс. лет; 45"). Источник устраненной погрешности - неучет таймерами обращения Солнца (и его планетарной системы) вокруг Центра Местной Группы звезд. В идущем цикле оно противоходно орбитальному вращению Земли и сжимает {по Н. Козыреву) реальные параметры ее времени. Эти выводы не снижают значимости цикла в 2,2 тыс. лет, который традиционно фиксировался в солнечной динамике, но упрощенно трактовался как прецессионный, затеняя истинные параметры последнего. Являясь другой производной (п=13) базового солнечно-земного цикла (371 тыс. лет) период в 2,2 тыс. лет отражает (по А. Шабельникову) главный цикл пульсаций всей Солнечной Системы, играя важную, но иную роль в жизни Земли.
Отражая действие различных возмущающих сил, прецессия земной оси (т. е. ее медленное обращение по перевернутому эллиптическому конусу) происходит совместно с двумя другими вращениями Земли - суточным угловым {вокруг этой же оси) и годовым орбитальным {вокруг Солнца). При орбитальном обращении особую роль играют дни весеннего и осеннего равноденствий - 21 марта и 23 сентября, когда оба полюса Земли равноудалены от Солнца, лучи которого падают на околоэкваториальную поверхность Земли отвесно, уравновешивая световую длительность дня и ночи. В эти моменты прецессирующая земная ось перпендикулярна лучу "Солнце-Земля”. Однако из-за своего конусообразного дрейфа она каждый год попадает в эти дни (перпендикуляры к Солнцу) с некоторым систематическим запаздыванием. Согласно новейшим экспериментам и расчетам такое ежегодное весеннее запаздывание Земли составляет около 45". Из-за него Земля попадает в свою исходную "весеннюю точку” примерно через 23 188 лет (так называемый "большой космический год”). 1/12 часть этого полного прецессионного оборота ("большой космический месяц”) составляет примерно 2000 лет. Эта градация в определенной мере условна: динамика межзодиакальных переходов и соответствующих космогеофизических нагрузок неравномерна из-за различий расстояний между зодиакальными созвездиями и комплексами влияющих сил. Вместе с тем, по прошествии "космического месяца” небесная сфера как бы сдвигается по отношению к Земле на 30° и постепенно выдвигает на небосклон то новое созвездие Зодиака, на фоне которого с Земли каждый год (в дни весеннего равноденствия наступившего двухтысячелетия) наблюдается восход Солнца. С конца 90-х - начала 2000-х годов - это созвездие Водолея.
Значимость и цикличность физического влияния космических факторов на развитие планеты, цивилизации и ее субъектов, кризисов и конфликтов были активно проявлены в трудах К. Циолковского, А. Чижевского, В. Вернадского, Л. Гумилева, однако эти закономерности до настоящего времени не получили адекватного научного углубления и отражения в общей и военной стратегии Отечества.
История планетарной жизни свидетельствует: такие двухтысячелетние циклы чрезвычайно влияют на структуру и динамику ее гравитационных основ и всех надстроечных (биологических, психологических, общественно-политических и др.) форм.
В первой половине каждого такого цикла планета осуществляют как бы "ВДОХ” природной энергии и духовной культуры (где "культ ура” - "служение свету”). Он дает в вершине цикла мощный импульс развитию базовых религий, всевозможных искусств, философских и этических воззрений, генератором которых выступают ведущие (на тот период) субъекты цивилизации.
В каждом втором тысячелетии таких циклов осуществляется материализация набранного духовно-энергетического потенциала, который реализуется в интенсивном развитии рационалистических воззрений, точных наук и технологий, материального производства и др. Однако окончания данных периодов и межциклические фазы проходят в условиях сильного влияния комплекса гео-, гелио- и космофизических факторов. Они осуществляют структурную перестройку всей планетарной системы вместе с ее вступлением в новый цикл бытия, одновременно вскрывая аномальные неоднородности и мешающие противоречия.
Это сопровождается наращиванием колебаний магнитосферы, сейсмоактивности, стихийных бедствий, деформаций озонового покрова и механизмов климатообразования, которые резко интенсифицируются в периоды всплесков солнечной активности. В условиях неготовности человечества к поддержанию устойчивого духовного развития такие циклозавершающие и промежуточные периоды проходят в социальной сфере под знаком биологизации и примитивизации массового сознания, так как нарастающее гравитационное давление опускает фокусы пульсационно-волновых контуров большинства людей на уровне нижних (биологических) энергоцентров (чакр). В результате происходят: упадок абстрактного, целостного и гармоничного мышления, мудрости, готовности социума "служить свету”, творческой мотивации, этики и эстетики. Обостряется кризис культуры, идеалов, морали и гуманизма; идет эскалация гедонизма, эгоцентризма, нетерпимости, вандализма, насилия, массовых заболеваний, конфликтности. В эти же периоды происходит и интенсивный распад этногосударственных образований, особенно накопивших множественные противоречия и находящиеся в кризисных фазах своего индивидуального циклического развития. Эта тенденция дифференцированно проявляется у разных субъектов цивилизации, однако носит общепланетарный характер. Вместе с тем, в недрах переходной фазы зарождаются и ростки принципиально новых природных и социальных процессов, которые сначала не вписываются в логику инерционных умонастроений и деструкции, однако с началом нового цикла постепенно приобретают роль движителей прогресса.
Закономерности 12-тысячелетних циклов
Синтез множественных фактов и исследований свидетельствует: планетарная система в ходе естественной эволюции - за миллиарды лет - периодически проходит через динамичные, в т.ч. резкие и глобальные, изменения всего комплекса определяющих космогеофизических условий и своих орбитальных параметров, что объективно необходимо для циклических смен и перенастроек механизмов, форм и задач земной жизни в контексте целей и законов целостного галактического развития.
В рамках этих закономерностей:
Внешними инициаторами перестроенных процессов выступают, согласно новейшим астрофизическим исследованиям, гравидинамические резонансы, которые возникают во взаимоотношениях планет Солнечной системы, вызывая выраженные изменения всего комплекса орбитальных параметров земли (в т.ч. радиуса орбиты, положения магнитных и географических полюсов, угла наклона оси, скоростей орбитального и углового вращения планеты и др.),
Предыдущая циклическая макроперестройка планетарной системы произошла около 12 тыс. лет тому назад в катастрофической форме: импульсы интенсивной фазы привели к глобальным бедствиям (гигантским затоплениям, массовым сейсмо-вулканическим взрывам, оползням, метеокатаклизмам и др.), нарушившим эволюцию предшествующей цивилизации;
На рубеже 2 и 3-го тысячелетий н.э., по прошествии очередных шести двухтысячелетних циклов (или половины полного прецессионного оборота земной оси), планетарная система вновь вступила в период своей циклической перестройки, которая обусловлена переходом земной оси через противоположную вершину спирально-эллиптической траектории ее прецессии и соответствующим усилением комплекса космофизических нагрузок (см. рис. 3).
Угрозы переходного периода
Трансформация планетарной системы, идущая на рубеже 2 и 3 тыс. н.э., развивается в рамках наблюдаемых сегодня событий и процессов: увеличение вибрации Земли (волны Шумана), уменьшения орбитальной скорости планеты, инверсия магнитного полюса Солнца, ослабление магнитного поля Земли, увеличение скорости и дрейфа Северного полюса в сторону гравиэпицентра Сибирской платформы, медленного смещением георасположения центров циклонов и антициклонов и общим потеплением Земли, резкая деконцентрация атмосферного озона, общепланетарная эскалации стихийных и катастрофических бедствий, эскалации межэтнических противоречий, локальных кризисов и конфликтов, а также эскалация иных социо и психодиcфункций, масштабные экологические поражения, вспышки эпидемий, гипернарастание общего иммуннодефицита населения планеты и неизвестных заболеваний и смертности, множество других природных и социальных процессов.
Особую опасность представляет расположение многих городов в зонах потенциально высоких планетарных деструкций и неучет влияния геофизических аномалий при строительстве.
В числе этих городов - Москва, находящаяся в месте:
Крестообразного пересечения двух мощных глубинных разломов;
Московский Крест - пересечение глубинных разломов
Возможно самой высокой на планете глубинной концентрации гелия (согласно всем известным нам отечественным и зарубежным гелеоисследованиям);
Сложного холмистого рельефа, с обилием подземных рек, полостей, озер, болот, торфяников, плывунов и др.;
Обширной системы подземных (от древних до новейших) и высотных сооружений, создаваемых без учета системы гео- и космофизических связей и балансов;
Концентрации аномальных техногенных (в т.ч. ядерных) излучений и др.
Наибольшую угрозу жизни людей представляют области глобальных и сверхсейсмических планетарных разломов, активность которых в интенсивной фазе геодинамики неминуемо приобретет катастрофические масштабы.
Русская платформа (Евразийская плита) в таком сбалансированном и низколежащем сегменте планетарного каркаса, который в ходе интенсивного планетарного перехода обладает наибольшей устойчивостью и безопасностью своей тектонической динамики, по сравнению со многими другими секторами литосферы.
Прогнозируемые процессы до 2030 годаОслабление амплитуды и масштабов переходных колебательных процессов;
Значительное потепление климата планеты;
Интенсивные перестройка и прогресс науки и всей практики человечества под влиянием жесткой природной необходимости и активного расширения энергоинформационных (интуитивных, сенсорных и др.) возможностей масс (кто сохранит свою резонансную включенность в Природу) в результате структурных (ныне идущих и проявляемых) изменений их физиологии и психики под влиянием новых космо- и геофизических условий планетарного развития;
Крупномасштабное освоение принципиально новых источников энергии и энергоемких технологий, внедрение которых будут инициировать с начала XXI в. нарастающие стихийно-катастрофические разрушения шахт, скважин, трубопроводов, рудников и пр., а также научное и мировоззренческое осмысление сверхопасности дальнейшей геологической разбалансировки недр, внутренних механизмов и конкретных рудоносных зон, через которые планета осуществляет свои резонансно-волновые взаимоотношения с другими планетами и телами космоса;
Начало активного освоения лидерами цивилизации прогрессивных форм общественного строительства, основанных на принципиально новых научных, духовных и прикладных отношениях с Природой, способах материального и духовного производства, средствах контроля законности и разрешения различных противоречий;
Начало возрождения России и всего геопространства Евразии с активным расширением духовного мировключения, относительных возможностей, свобод и взаимообогащающих связей всех субъектов его развития.
по материалам статьи доктора военных наук Смотрина Е.Г Фонд ГЕОСТ-XXI и других источников
Спиральные рукава галактик
К одному из основных явлений нашей Галактики относится образование спиральных ветвей (или рукавов). Это наиболее заметная структура в дисках галактик, подобных нашей, благодаря им галактики называются спиральными. Спиральные рукава Млечного Пути в значительной степени скрыты от нас поглощающей материей. Подробное их исследование началось после появления радиотелескопов. Они позволили изучать структуру Галактики по наблюдениям радиоизлучения атомов межзвёздного водорода, концентрирующегося вдоль Длинных спиралей. По современным представлениям, спиральные рукава связаны с волнами сжатия, распространяющимися по диску Галактики. Эта теория волн плотности достаточно хорошо описывает наблюдаемые факты и принадлежит Чиа Чао Лину (Chia Chiao Lin) и Франку Шу (Frank Shu) из Массачусетского технологического института. По утверждениям ученых, проходя через области сжатия, вещество диска уплотняется, а образование звёзд из газа становится более интенсивным. Хотя природа и причины возникновения в дисках спиральных галактик такой своеобразной волновой структуры до сих пор не понятны. Энергетическая структура диска Галактика. Посмотрим, как можно объяснить образование спиральных рукавов с позиции самоорганизации материи. Дисковая часть Галактики, как показано выше, образуется благодаря тороидальной топологии пространства первого модуля. В результате квантования этого пространства сформировалось множество подпространств, каждое из которых так же имеет тороидальную топологию. Все они вложены внутрь первого тора по матрешечному типу. В центре каждого тора по окружности большого радиуса циркулирует поступающая энергия, которая идет на создание пространства и материи звезд и звездных систем. Такая система торов порождает материальный плоский диск, состоящий из множества звездных систем, вращающихся в одном направлении. Все вещество, образующееся в дисковой части Галактики, приобретает единую плоскость и направление вращения. В центре Галактики находятся два центральных тела, одно из которых является телом причины подсистемы гало (черная дыра), другое - телом причины подсистемы диска (белая дыра), которые также вращаются относительно друг друга. В дисковой части Галактики образуются хронооболочки внутренних подсистем, которые являются подпространствами следствий. В каждом из этих подпространств образуется собственное тело следствия, которое представляет собой звезду или звездную систему, вращающуюся вокруг тела причины, т.е. центра Галактики, в котором находится белая дыра. Орбиты самых ближайших к белой дыре звезд являются окружностями, потому что энергия, поступающая в хронооболочки этих звезд, циркулирует по окружностям (рис.14). Рис.14.Если хронооболочки первого модуля находятся за границей вращения тела белой дыры вокруг черной дыры, то энергия будет циркулировать не по окружности, а по эллипсу, в одном из фокусов которого находится тело причины (черная дыра), в другом - тело следствия (белая дыра). Соответственно топология пространства изменится, тор примет более сложную форму, и вместо окружности, которую описывает большой радиус тора, у нас будет эллипс.
Глядя на наш диск сверху, мы увидим, что циркуляция энергии в различных торах описывает разные эллипсы. В общем виде эллипсы вращения представлены на рисунке, из которого видно, что чем дальше находится орбита вращения энергии, тем больше форма орбиты будет приближаться к окружности. Еще раз подчеркну, что на рисунках изображены траектории циркуляции энергии, которые относятся к структуре пространств, а не материальных тел. Поэтому в этой системе черная и белая дыра представляют собой сток и источник энергии, находящиеся неподвижно.
Поскольку дисковая подсистема Галактики погружена в сферическую подсистему, то между ними посредством времени происходит дополнительное взаимодействие. Влияние одной подсистемы на другую и приводит к тому, что на циркуляцию энергии в дисковой подсистеме накладывается момент вращения, присутствующий в сферической части. Хотя это и не очень интенсивный вращающий момент, но все-таки он вносит свою лепту в общую картину, в результате чего торы разворачиваются на небольшой угол относительно друг друга. Соответственно эллипсы вращения энергии тоже будут смещаться на такой же угол поворота относительно друг друга, образуя спиральную структуру.
Скорость движения любой звезды вокруг центра Галактики не будет совпадать со скоростью движения спирального узора. Циркуляция потоков энергии в пространстве будет сохраняться неизменным в течение всего времени жизни Галактики. Потому что энергия, поступающая в систему посредством времени, переносит вращательный момент, изменяя суммарную энергию, но импульса не переносит. Поэтому вращательный момент, который приносит время в систему, зависит исключительно от свойств точки причины и остается постоянным в течение всего периода существования диска.
Тела следствий, а в данном случае это звезды, при своем формировании получают момент импульса, задающий их вращение вокруг центра Галактики. Поэтому на движение звезд, образующихся в тороидальных хронооболочках, будет оказывать влияние множества факторов. Среди этих факторов определяющими будут количество образованной материи, степень эволюционного развития самой звезды, гравитационное влияние других звезд, а также ряд других причин.
Вращение энергии по эллипсам есть исключительное свойство самого пространства. При развороте эллипсов на некоторый угол так, как показано на рисунке, наибольшую плотность энергии будут иметь точки соприкосновения эллипсов. Поэтому количество выделяемой энергии в этих местах будет суммироваться. В этом случае в пространстве снова возникает энергетическая структура. Точно так же, как в хронооболочках нулевого модуля у нас получилась энергетическая модель додекаэдра, так в хронооболочках первого модуля получается спиральная картина. В соответствии с тем, что выделение энергии вдоль спиральных рукавов происходит с большей амплитудой, то именно в этих местах интенсивнее всего будет происходить процесс звездообразования.
Хотелось бы еще раз подчеркнуть, что образование вращающегося диска и образование спиральных рукавов - это структуры совершенно разной природы. Вращающийся диск - это система материальных тел, образующихся в ходе преобразования времени. А спиральные рукава - это энергетическая структура пространства, показывающая, в какой его области выделение энергии происходит интенсивнее всего. Поэтому главным свойством волнового спирального узора является его однородное вращение, как единой системы пространств, образуемых торами. Следовательно, и картина спирального узора вращается вся как единое целое с постоянной угловой скоростью. Хотя диск галактики вращается дифференциально, потому что он формировался в разных условиях и каждая его часть находится на своем этапе эволюции. Но сам диск по отношению к спиральным рукавам вторичен, первична именно энергетическая структура спиралей, которая задает темп всему звездообразовательному процессу диска. Именно по этой причине спиральный узор обозначается столь четко и ясно и сохраняет на всем протяжении диска галактики полную регулярность, никак не искажаемую дифференциальным вращением диска.
Плотность звезд в спиральных рукавах.
Образование звезд происходит по всему диску примерно одинаково, поэтому плотность звезд будет зависеть от того, насколько плотно располагаются между собой хронооболочки. Не смотря на то, что в рукавах звездообразование происходит более интенсивно, плотность звезд здесь не должна сильно отличаться от других областей диска, хотя повышенная амплитуда энергии и заставляет инициироваться хронооболочки, находящиеся в менее выгодных условиях. Астрономические наблюдения показывают, что плотность звезд в спиральных рукавах не так уж велика, они расположены там лишь немного гуще, чем в среднем по диску, - всего процентов на 10, не больше.
Такой слабый контраст никогда не был бы замечен на фотографиях далеких галактик, если бы в спиральном рукаве звезды были бы такими же, что и во всем диске. Все дело в том, что вместе со звездами в спиральных рукавах происходит интенсивное образование межзвездного газа, который затем конденсируется в звезды. Эти звезды на начальной стадии своей эволюции очень ярки и сильно выделяются среди других звезд диска. Наблюдения нейтрального водорода в диске нашей Галактики (по его излучению в радиодиапазоне на длине волны 21 см) показывают, что газ действительно образует спиральные рукава.
Чтобы рукава четко очерчивались молодыми звездами, требуется достаточно высокая скорость превращения газа в звезды и, кроме того, не слишком большая длительность эволюции звезды на ее начальной яркой стадии. И то, и другое выполняется для реальных физических условий в галактиках, благодаря повышенной интенсивности потока времени, выделяющегося в рукавах. Продолжительность начальной фазы эволюции ярких массивных звезд меньше времени, за которое рукав заметно сместится при своем общем вращении. Эти звезды светят около десяти миллионов лет, что составляет всего пять процентов от периода вращения Галактики. Но по мере того как звезды, очерчивающие спиральный рукав, сгорают, вслед за ними формируются новые светила и связанные с ними туманности, сохраняя неизменным спиральный рисунок. Звезды, оконтуривающие рукава, не переживают даже одного оборота Галактики; устойчив только спиральный узор.
Повышенная интенсивность выделения энергии вдоль рукавов Галактики сказывается на том, что здесь в основном сосредоточены самые молодые звёзды, многие рассеянные звёздные скопления и ассоциации, а также цепочки плотных облаков межзвёздного газа, в которых продолжают образовываться звёзды. В спиральных ветвях находится большое количество переменных и вспыхивающих звёзд, в них чаще всего наблюдаются взрывы некоторых типов сверхновых. В отличие от гало, где какие-либо проявления звёздной активности чрезвычайно редки, в спиральных ветвях продолжается бурная жизнь, связанная с непрерывным переходом вещества из межзвёздного пространства в звёзды и обратно. Потому что нулевой модуль, представляющий собой гало, находится на завершающем этапе своей эволюции. Тогда как первый модуль, представляющий собой диск, находится на самом пике своего эволюционного развития.
Выводы
Сформулируем основные выводы, полученные при анализе пространства Галактики.
1. С точки зрения системной самоорганизации материи две подсистемы, которые составляют Галактику, относятся к разным модулям интегральной структуры мироздания (ИСМ). Первая - сферическая часть - это нулевой пространственный модуль. Вторая дисковая часть Галактики относится к первому модулю ИСМ. В соответствии с причинно-следственными связями первый модуль или дисковая часть Галактики является следствием, тогда как нулевой модуль или гало считается причиной.
2. Любое пространство создается из хронооболочки, которая в момент поступления энергии представляет собой веерный диполь. На одном конце такого диполя находится вещество, а на другом - сфера расширяющегося пространства. Один полюс диполя обладает свойствами гравитирующих масс и представляет собой материальную точку, а другой полюс обладает антигравитирующими свойствами расширяющегося пространства и представляет собой сферу, окружающую материальную точку. Таким образом, любой веерный диполь имеет физическое тело и трехмерное физическое пространство. Поэтому каждое причинно-следственное звено будет состоять из четырех элементов: тела причины и пространства причины, тела следствия и пространства следствия.
3. Основные особенности гало определяются свойствами хронооболочки нулевого модуля. Перечислим их.
1). Границей гало является мембрана, обладающая антигравитирующими свойствами, которая ограничивает расширяющуюся сферу вакуума веерного диполя. Она представлена слоем водородной плазмы, окружающим снаружи гало, в виде короны. Образуется корона за счет тормозящего влияния мембраны на ионы водорода. Топология пространства гало является сферической.
2). В своем эволюционном преобразования гало прошло через стадию инфляции, во время которой хронооболочка гало раздробилась на 256 мелких хронооболочек, каждое из которых теперь является одним из шаровых скоплений Галактики. Во время инфляции пространство Галактики экспоненциально увеличило свои размеры. Сформированная система была названа ячеисто-сотовой структурой гало.
3). Хронооболочки шаровых скоплений звезд продолжали дробиться и дальше. Предельным уровнем квантования галактик становятся звезды и звездные системы. Предельным уровнем квантования называется новая структурная организация материи.
4). Относительное местоположение хронооболочек звезд, находящихся в ячеисто-сотовой структуре гало, является крайне неравноценным. Некоторые из них располагаются ближе к центру Галактики, другие - ближе к периферии. В результате такого неравноправия звездообразование в каждой хронооболочке имеет свои особенности, которые сказываются в отношении плотности вещества или на характере их движения.
5). Карликовые системы, обнаруженные в пределах нашей Галактики, относятся к хронооболочкам квадруполей второго или третьего уровня, которые также представляют собой замкнутые самоорганизующиеся подсистемы, принадлежащие Галактике.
6). Нынешнее состояние гало относится к завершающему этапу эволюции. Расширение его пространства закончилось в связи с конечностью выделяемой энергии. Силам гравитации ничто не противостоит. Поэтому последняя стадия эволюции гало обусловлена процессами распада. Гравитация становится основной силой в системе, заставляя материальные тела двигаться к центру Галактики в усиливающемся поле тяготения. В центре Галактики образуется притягивающий аттрактор.
4. Основные особенности диска определяются свойствами хронооболочки первого модуля, который является следствием нулевого модуля. Перечислим их.
1). Поскольку дисковая часть Галактики является следствием, поэтому гравитационный веерный диполь будет представлять собой аксиальный вектор М=1 вращающийся вокруг аксиального вектора М=0.
2). Пространство, образуемое одним из полюсов веерного диполя, создается в виде расширяющейся сферы, вращающейся вокруг оси М=0. Поэтому топология пространства первого модуля описывается тором, вложенным в сферическое пространство нулевого модуля. Тор образуется двумя аксиальными векторами М=0 и М=1, где М=0 представляет собой большой радиус тора, а М=1 - малый радиус тора.
3). Стадия инфляции хронооболочки первого модуля породила множество новых подсистем - более мелких внутренних хронооболочек. Все они располагаются по матрешечному типу внутри хронооболочки первого модуля. Все они также имеют тороидальную топологию. В пространстве дисковой части Галактики появляется структурированность.
4). Вещество, образуемое другим полюсом веерного диполя, концентрируется в центре сферы, который описывает малый радиус тора М=1. Поскольку этот центр в свою очередь описывает круг по радиусу большого тора, то все вещество формируется вдоль этой окружности в плоскости, перпендикулярной оси М=0.
5). Материя, образуемая в новых подсистемах, также создается в центрах сфер малого радиуса тора. Поэтому все вещество формируется вдоль окружностей, находящихся в плоскости, перпендикулярной оси М=0. Так образуется дисковая часть Галактики.
5. В центральной области Галактики находятся два тела причины. Одно из них является телом причины гало (балдж), другое - телом причины диска (околоядерный газовый диск). Тело причины диска в свою очередь является телом следствия по отношению к гало. Поэтому одно тело вращается вокруг другого.
6. Балдж как и гало находится на завершающем этапе эволюции, поэтому становится аттрактором, к которому тяготеет все вещество, разбросанное ранее по всему объему гало. Скапливаясь в его центре, оно формирует мощные гравитационные поля, которые постепенно сжимают материю в черную дыру.
7. Околоядерный газовый диск является телом причины дисковой части Галактики и находится на ранней стадии эволюции. По отношению к своей системе - диску он представляет собой белую дыру, откуда энергия поступает на развитие пространства и материи дисковой части Галактики.
8. Спиральные рукава - это энергетическая структура пространства, показывающая, в какой его области выделение энергии происходит интенсивнее всего. Образуется эта структура благодаря циркуляции энергии внутри тора. В большей части торов энергия циркулирует не по окружности, а по эллипсу, в одном из фокусов которого находится тело причины (черная дыра), в другом - тело следствия (белая дыра). Соответственно топология пространства меняется, тор примет более сложную форму, и вместо окружности, которую описывает большой радиус тора, у нас находится эллипс.
9. Поскольку дисковая подсистема Галактики погружена в сферическую подсистему, то между ними посредством времени происходит дополнительное взаимодействие. Влияние одной подсистемы на другую и приводит к тому, что на циркуляцию энергии в дисковой подсистеме накладывается момент вращения, присутствующий в сферической части, в результате чего торы разворачиваются на небольшой угол относительно друг друга. При развороте эллипсов на некоторый угол наибольшую плотность энергия будет иметь в точках соприкосновения эллипсов. В этих местах интенсивнее всего будет происходить процесс звездообразования. Поэтому главным свойством волнового спирального узора является его однородное вращение, как единой системы пространств, образуемых торами.
Литература
1. Боер К., Саваж Б. Галактики и их короны. Ж-л Scentific American. Перевод с англ. - Алекс Моисеев, Сайт "Дальневосточная Астрономия".
2. Вернадский В. И. Биосфера и ноосфера. М.: Айрис-Пресс, 2004.
3. Капица С. П., Курдюмов С. П., Малинецкий Г. Г. Синергетика и прогнозы будущего. М.: УРСС, 2003
4. Мандельброт Б. Фракталы, случай и финансы. М., 2004.
5. Новиков И.Д. Эволюция Вселенной. М.: Наука, 1983. 190 с
6. Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. М.: Прогресс, 1999. 6-е изд. М.: КомКнига, 2005.
7. Пригожин К., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. М.: УРСС, 2001. 5-е изд. М.: КомКнига, 2005.
8. Саган К. Космос. СПб.: Амфора, 2004.
9. Хван М.П. Неистовая Вселенная: От Большого взрыва до ускоренного расширения, от кварков до суперструн. - М.: ЛЕНАНД, 2006.
10. Хокинг С. Краткая история времени. СПб.: Амфора, 2000.
11. Хокинг С. Черные дыры и молодые вселенные. СПб.: Амфора, 2001.
