6. Обесценивается ли тепло?

Куда идет вселенная?

Итак, старания защитников идеализма и религии поколебать закон сохранения не приносят успеха. Но это вовсе не означает, что все способы «научного обоснования» творения и грядущей гибели мира тем самым оказываются исчерпанными. Защитники религии пытаются обосновать неизбежность гибели мира и вне видимой связи с законом сохранения.

Эти попытки, как правило, связаны с незаконным применением некоторых положений обычной физики к мегакосмосу, ко всей вселенной. Возможность подобных спекулятивных маневров связана с тем, что процесс научного познания в астрономии чрезвычайно сложен. Космические тела находятся от нас на колоссальных расстояниях, а космические процессы в большинстве случаев необычайно длительны. Кроме того, в астрономических исследованиях пока еще невозможна широкая экспериментальная проверка различных гипотез и предположений, а в ряде случаев сильно затруднена даже наблюдательная. Изучаемые астрономией явления обычно охватывают колоссальные области пространства. Моделирование этих явлений в условиях научных лабораторий, как правило, невозможно, ибо даже простое уменьшение геометрических размеров космических объектов ведет к нарушению их наиболее существенных свойств, связанных с наличием больших масс, огромных скоростей, мощных полей тяготения и т. п.

Все это и создает благоприятную почву для всякого рода псевдонаучных идеалистических спекуляций.

Обратимся к фактам.

В середине прошлого столетия известный немецкий физик Р. Клаузиус сформулировал так называемое второе начало термодинамики, науки о закономерностях течения тепловых процессов. Известно, что все формы энергии взаимопревращаемы, каждая из них может переходить в другую. Теплота может переходить в механическую энергию, а механическая энергия, в свою очередь, в тепловую. Лучистая энергия превращается в тепловую и электрическую, ядерная — в лучистую и т. д. При этом тепловая энергия, теплота, обладает одним весьма важным свойством: она может переходить сама собой лишь от более теплого тела к более холодному, и это продолжается до тех пор, пока температуры обоих тел не сравняются. Подобный процесс мы можем наблюдать в любом тепловом двигателе. В основе устройства таких двигателей как раз и лежит перевод тепловой энергии от какого-либо ее источника к «холодильнику». Выравнивание температур между телами, нагретыми в различной степени, мы встречаем буквально на каждом шагу и в нашей повседневной жизни.

Теплота рассеивается

Представим себе, что все реки Земли сливаются в один океан и что попавшая в него вода обратно уже не возвращается. Когда вода в реках стекает с более высокого уровня на уровень океана, в ней содержится некоторый запас энергии, который можно превратить в работу, скажем, заставив воду вращать турбины гидроэлектростанций. Но та вода, которая попала в океан, в этом смысле уже не представляет никакой ценности. Ведь для того, чтобы заставить эту воду работать, пришлось бы сливать ее на еще более низкий уровень.

Точно так же в результате тепловых взаимодействий и некоторая часть теплоты обесценивается, теряет способность совершать работу. Эту необратимую, так сказать, «потерянную» энергию Клаузиус предложил называть греческим словом «энтропия», что означает «обращенная внутрь».

Вернемся теперь к нашему примеру с океаном и представим себе, что все вещества на Земле обладали бы способностью превращаться в воду. Тогда за счет подобного превращения течение рек поддерживалось бы на протяжении некоторого времени. Но в конце концов все запасы вещества на Земле исчерпались бы и планета покрылась сплошным океаном, имеющим везде один и тот же уровень. Вся энергия движения, содержавшаяся в воде, оказалась бы обесцененной.

Но именно такое положение и имеет место в любой замкнутой, изолированной системе. Все виды энергии должны постепенно «стечь» в «тепловой океан», а теплота равномерно распределиться между всеми телами. Как только это произойдет, наступит «тепловая смерть» нашей системы — какие бы то ни было процессы в ней полностью прекратятся.

Угрожает ли миру тепловая смерть?

Этот закон, вполне справедливый для любых замкнутых физических систем, Клаузиус распространил на всю вселенную.

Энтропия вселенной стремится к некоторому максимуму, утверждал он, и, чем «тепловая смерть» больше вселенная приближается к этому предельному состоянию, тем меньше поводов к дальнейшим изменениям. А когда это состояние окажется достигнутым, все изменения вообще прекратятся и вселенная застынет среди мертвого покоя.

Наступит «тепловая смерть» мира. Вселенная будет продолжать свое существование, она не исчезнет, не превратится в ничто, но всякое движение в ней прекратится.

Теория «тепловой смерти» мира прямо направлена против материалистических представлений о вечности движения материи.

Это ясно видно из слов того же Клаузиуса, который в своих комментариях к закону возрастания энтропии писал: «…найден закон природы, который позволяет уверенно заключить, что во вселенной не все является круговоротом, а что она все дальше и дальше меняет свое состояние в определенном направлении и стремится таким образом к некоторому предельному состоянию».

Само собой разумеется, что гипотеза «тепловой смерти» вселенной была немедленно принята на вооружение защитниками религии в качестве своеобразного «естественнонаучного доказательства» существования бога.

«…так через закон энтропии, открытый Рудольфом Клаузиусом, — утверждал Пий XII, — пришли к познанию того, что стихийные процессы природы всегда связаны с уменьшением свободной и полезной энергии… Эта роковая судьба… вытекающая из позитивного научного опыта, настоятельно требует бытия необходимой сущности».

Аналогичную точку зрения отстаивали и представители русской православной церкви. Так, харьковский священник Н. Липский в своей книге «Натуралистический монизм Геккеля», изданной в Харькове в 1911 году, писал: «…если вся энергия, согласно этому закону, должна превратиться в тепловую, тогда существование мира конечно. А если мир будет иметь конец, то отсюда следует, что он имел и начало, следовательно, он не вечен».

На основании подобных заключений этот теоретик православия уже тогда настойчиво пытался провести мысль о плодотворности союза религии и науки: «…следовательно, наука в этом случае в союзе с верой: она также утверждает, что мир не безначален, что он не в себе самом имеет причину и основу бытия, не в свойствах вечной субстанции; эта основа вне мира, в боге».

Если попытаться обобщить рассуждения богословов по этому вопросу, то они сводятся приблизительно к следующему: в момент сотворения мира ему была непостижимым для нас образом, то есть божественной силой, сообщена некоторая «масса» энергии в состоянии наивысшей энтропической свободы, то есть энергии, в наибольшей степени способной к действию. Со времени акта творения эта заведенная богом пружина «мировых часов постепенно разворачивается. При этом процессы разрушения преобладают во вселенной над процессами созидания. Вселенная идет к своей гибели…

В подобном же смысле высказывались и некоторые ученые-идеалисты.

Так, например, фон Вейцзекер писал, что «мир не только ждет конец в тепловой смерти, но он должен также иметь начало во времени». Еще определеннее выразил свою точку зрения известный идеалист, английский астрофизик Джемс Джинс, который в своей книге «Таинственная вселенная» утверждал: «Максимум энтропии наступает быстро, но это нарастание должно было иметь начало. Должно было произойти то, что мы называем творением, и во время, не бесконечно от нас удаленное». Здесь Джинс имеет в виду, что если вся история вселенной есть не что иное, как процесс, так сказать, непрерывного охлаждения, то начаться этот процесс не мог слишком давно. В противном случае пришлось бы допустить, что в далеком прошлом имели место неправдоподобно высокие температуры.

Смысл подобных утверждений абсолютно ясен. Но в какой степени они обоснованы?

Еще Ф. Энгельс подверг теорию «тепловой смерти» обстоятельной резкой критике. Он указывал на то, что перенесение второго начала термодинамики, то есть закона возрастания энтропии, на всю бесконечную вселенную абсолютно неправомерно.

Основная мысль Энгельса сводилась к тому, что среди неисчерпаемого многообразия форм движения материи должны быть не только процессы, которые ведут к увеличению энтропии, но в процессы, связанные с концентрацией тепловой энергии. «Мы имеем дело с круговоротом энергии, какой, я думаю, имеет место в природе всюду», — утверждал Циолковский. О правомерности подобной точки зрения свидетельствует хотя бы тот факт, что, как выяснилось в настоящее время, второй принцип термодинамики оказался неприменимым к области микроявлений, и, таким образом, он отнюдь не представляет собой универсального закона природы.

Тепловая энергия вселенной не может быть исчерпана, она должна каким-то образом возобновляться. Примерно таким же образом обстоит дело и в нашем примере с реками, запасы воды в них никогда не исчерпываются. Солнечные лучи нагревают воду в морях и океанах и заставляют ее испаряться, водяной пар поступает в атмосферу, переносится воздушными течениями в различные уголки нашей планеты и вновь выпадает на Землю в виде осадков — снега и дождя. Происходит непрерывный круговорот воды, в результате которого она вновь обретает способность производить механическую работу.

Нечто подобное должно происходить и с теплотой во вселенной. То, что верно для замкнутой физической системы, вовсе не обязательно должно быть справедливым для вселенной в целом.

«…Защитники энтропии совершенно правы,—писал Эрнст Геккель в своей знаменитой книге «Мировые загадки»,— когда имеют в виду отдельные процессы, в которых при наличии известных условий связанная теплота не может быть превращена обратно в механическую работу… Но во всей вселенной, беря ее как целое, господствуют совсем другие условия; здесь имеются условия, при которых происходит также обратное превращение скрытой теплоты в механическую работу».

Высокую оценку этой книги дал В. И. Ленин, который писал, что Геккель «…показал сразу, легко и просто, то, что пыталась скрыть от публики и от самой себя профессорская философия, именно, что есть устой, который становится все шире и крепче и о который разбиваются все усилия и потуги тысячи и одной школки философского идеализма… Этот устой — естественно- исторический материализм»^[1].

Одним из первых опровергнуть вывод Клаузиуса о неизбежности тепловой гибели мира попытался известный физик Больцман. Больцман выдвинул предположение о том, что в целом бесконечная вселенная находится в состоянии теплового равновесия, а та ее часть, которая доступна нашим наблюдениям, представляет собой грандиозное случайное отклонение от среднего состояния, или, как говорят физики, гигантскую флуктуацию. Действительно, с точки зрения статистической физики переход от состояния с меньшей энтропией к состоянию с большей энтропией есть не что иное, как переход от состояния с меньшей вероятностью к состоянию с большей вероятностью. Но, как мы уже знаем, если то или иное событие имеет даже очень большую вероятность (если только она не равна в точности единице), это говорит лишь о том, что данное событие должно осуществляться в подавляющем большинстве случаев, но вовсе не всегда. Другими словами, иногда возможен переход от состояния с большей вероятностью к состоянию с меньшей вероятностью. А это означает, что с точки зрения статистической физики процесс возрастания энтропии не является безусловно необратимым процессом. Теоретически возможны и обратные отклонения.

Однако, несмотря на это, флуктуационная гипотеза Больцмана представляется весьма малоубедительной: слишком уж ничтожна вероятность той гигантской флуктуации, о которой идет речь.

Введя вероятностно-статистическое истолкование закона возрастания энтропии, Больцман показал, что закон этот неприменим к системам, содержащим малое количество частиц. Своей флуктуационной гипотезой он попытался доказать, что аналогичное положение имеет место и для систем, содержащих бесконечно большое число частиц. Как мы уже знаем, эта попытка не увенчалась успехом.

Однако неудача Больцмана сама по себе еще ничего не доказывает. Более того, новейшие исследования убеждают нас в том, что системе, состоящей из бесконечного числа частиц, «тепловая смерть» не угрожает.

Что такое «тепловая смерть»? Это — состояние с максимальной энтропией, состояние полного равновесия. С точки зрения статистической физики подобное состояние отличается от всех других возможных состояний наибольшей вероятностью. Но может ли у системы из бесконечно большого числа частиц существовать состояние с определенным максимумом энтропии и наибольшей вероятностью? Оказывается, не может. Советский ученый Плоткин показал, что, какова бы ни была вероятность того или иного состояния подобной системы, для нее всегда можно найти состояние, еще более вероятное. Но это и означает, что энтропия подобной системы никогда не сможет достичь своего максимума.

Таким образом, современная теоретическая физика опровергает мрачное пророчество Клаузиуса. Но, разумеется, для полного решения вопроса необходимо еще выяснить те конкретные пути, конкретные физические процессы, которые сопровождаются уменьшением энтропии. Критикуя гипотезу «тепловой смерти» мира, Фридрих Энгельс указывал, что «вопрос будет окончательно решен лишь в том случае, если будет показано, каким образом излученная в мировое пространство теплота становится снова используемой»^[2].

Во времена Энгельса этот вопрос не был еще решен. Однако современная наука обнаружила целый ряд фактов, свидетельствующих о том, что во вселенной наряду с процессами рассеяния энергии протекают также процессы ее концентрации.

Звезды рождаются сегодня

Одним из процессов, противостоящих росту энтропии, является процесс возникновения новых звезд.

Как известно, звезды — это далекие от нас солнца, раскаленные газовые шары, источники колоссального количества тепловой энергии, гигантские термоядерные реакторы, созданные самой природой. Между тем вещество, из которого рождаются звезды, — дозвездное вещество — тепла не излучает. Во всяком случае, тепловое излучение дозвездной материи до сих пор никто еще не зарегистрировал. Таким образом, возникновение звезды, по всей видимости, должно быть связано с концентрацией тепловой энергии.

Но еще вопрос, возникают ли звезды в наше время. Быть может, все они образовались в отдаленную таинственную эпоху и с тех пор лишь расходуют свою «изначальную» энергию?

Перед нами звезда. Как определить ее возраст? Каким образом узнать, в какой стадии своего развития находится она в настоящее время? Каким путем выяснить, имеют ли все звезды одинаковый возраст или среди них есть «пожилые» звезды, звезды «средних лет» и звезды-«младенцы»?

Только получив ответ на эти вопросы, мы сможем установить, явилось ли образование звезд каким-то единовременным актом или процесс возникновения новых солнц во вселенной продолжается непрерывно.

Историки судят о давно минувших событиях на основании данных археологических раскопок, древних летописей, сохранившихся свидетельств очевидцев. Астрономы, к сожалению, лишены таких возможностей. Слишком длительны, с нашей, земной точки зрения, процессы формирования новых звезд, слишком велика продолжительность их жизни: она составляет многие миллионы и миллиарды лет. По сравнению с этими колоссальными промежутками времени, жизнь не только одного отдельного человека, но и всего человечества представляется коротким мгновением. Не так уж часто встречаются люди, прожившие более 100 лет. Между тем в жизни Солнца 100 лет столь же краткий промежуток, как какая-нибудь минута в жизни человека. Но каждому должно быть понятно, что, наблюдая в течение всего лишь одной минуты за незнакомым человеком, мы ничего не сможем узнать ни о нем самом, ни тем более о его прошлом и будущем. А это значит, что непосредственно проследить, как звезда возникает, развивается и, наконец, старится, невозможно даже для многих поколений ученых.

Один лишь процесс рождения новой звезды может длиться тысячи и миллионы лет — внушительный срок, с точки зрения человека.

В связи с этим положение астронома вполне можно сравнить с положением человека, которому поручили в течение одних суток изучить развитие какой-либо породы дерева, например березы. Располагая достаточным временем, он мог бы выбрать молодое дерево и ежедневно следить за его развитием. Но следить за развитием березы в течение одних только суток бессмысленно: за это время в дереве не произойдет никаких существенных изменений.

И все же положение не столь уж безнадежно. Далекое прошлое звезд, их история не могли пройти бесследно, они должны были оставить глубокий след в их настоящем. Очевидно, не всякий путь развития мог привести звезды к их современному состоянию.

Первое, что бросается в глаза при изучении мира звезд, — его великое разнообразие. Среди населения этого удивительного мира есть гиганты, в миллионы и миллиарды раз превышающие по объему наше Солнце, и карлики, звезды горячие и сравнительно холодные, необычайно разреженные и обладающие чудовищной плотностью, излучающие в сотни тысяч раз больше света, чем Солнце, и совсем темные. Есть, наконец, звезды спокойные, мало изменяющиеся с течением времени, и такие, в недрах которых происходят особенно бурные физические процессы, вызывающие резкие перемены в их состоянии.

Почему звезды разные?

В чем же причина подобного разнообразия? По-видимому, на этот вопрос может быть дан только один ответ: звезды потому не одинаковы, потому не похожи друг на друга, что они возникают в разных условиях, проходят различные пути развития и имеют в настоящее время различный возраст.

В самом деле, чем объясняется, например, разнообразие растительного или животного мира Земли, почему береза не похожа па ель, тигр — на слона, а медведь — на обезьяну? Дело в том, что различные виды растений и животных имеют свою особую, специфическую, характерную только для данного вида историю возникновения и развития. То же самое, очевидно, можно сказать и в отношении звезд.

Если вновь обратиться к нашему примеру с изучением развития березы, то мы неизбежно придем к выводу, что единственная возможность успешного решения поставленной задачи заключается в том, чтобы пойти в лес, выбрать там большое количество различных берез, расположить их мысленно в порядке увеличения возраста и на этом основании судить о развитии берез вообще.

Примерно так же должны поступить астрономы, изучающие развитие Солнца и звезд. Ведь различные звезды имеют разный возраст. Одни из них только-только родились, другие, наоборот, уже доживают свой век. И очень многие из них по своему физическому строению напоминают наше Солнце, потому что Солнце не что иное, как обычная рядовая звезда. Поэтому астрономы должны уметь выделять звезды одинаковых типов и, располагая их в порядке возраста, изучать развитие данного типа звезд.

Однако возникает новый вопрос: как определить возраст звезды? Как установить, что одна из них моложе другой?

Решение последней задачи имело бы особенно важное значение. Оно послужило бы наглядным опровержением популярной в свое время среди части буржуазных ученых теории, утверждавшей, что все звезды будто бы образовались одновременно в отдаленную таинственную эпоху и что по этой причине тайны их происхождения никогда не будут раскрыты наукой.

К сожалению, пока еще не существует универсального способа, позволяющего сразу определить возраст любой звезды. Это удается сделать лишь для некоторых звезд, да и то на основе косвенных соображений.

Так, например, было замечено, что белые горячие звезды бурно выбрасывают вещество из своих недр. Подсчеты показали, что подобный процесс не мог продолжаться слишком долго, так как в противном случае эти звезды уже давно исчерпали бы все свое вещество. Исходя из этого соображения возраст таких звезд, даже с учетом возможных ошибок, можно оценить всего лишь в несколько миллионов лет.

Казалось бы, тем самым интересующая нас задача решена: молодые звезды существуют. Однако тот способ оценки возраста звезды, о котором только что шла речь, имеет весьма уязвимое место. Ведь мы не можем гарантировать, что процесс выброса вещества звездой всегда происходит с такой же интенсивностью, как в настоящее время. Не исключена возможность, что в прошлом звезда могла быть не столь расточительной, а быть может, и вовсе находилась в устойчивом состоянии на протяжении неопределенно долгого времени.

Однако не так давно вывод об относительной молодости белых горячих звезд получил подтверждение с другой стороны.

В 1945—1946 годах советский астроном академик В. А. Амбарцумян и его сотрудники обратили внимание на то, что белые и голубые горячие звезды распределены по небу неравномерно. Оказалось, что подавляющее большинство таких звезд образует отдельные группы, получившие название звездных ассоциаций. Выяснилось, что, в отличие от обычных звездных скоплений, ассоциации обладают сравнительно небольшой плотностью и являются поэтому неустойчивыми. Вследствие общего движения звезд вокруг центра нашей Галактики, а также под влиянием притяжения окружающих звезд ассоциации постепенно распадаются, а звезды, входящие в их состав, перемешиваются с другими.

Расчеты показали, что время распада звездной ассоциации составляет всего лишь несколько миллионов лет и, следовательно, все те ассоциации, которые мы наблюдаем в настоящее время, через несколько миллионов лет уже не будут существовать. Но отсюда следует сделать вывод, что эти ассоциации возникли сравнительно недавно.

Приведем поясняющий пример. Представьте себе автомобильный гараж. Каждое утро из него с интервалами в одну минуту выходят 60 машин. Заметив, что из ворот выходит очередная машина, мы, не задумываясь, можем сказать, что работа на линии началась не более часа тому назад, так как в противном случае из парка должны были бы уйти уже все машины.

Итак, звездные ассоциации — это настоящие младенцы звездного мира, младенцы даже по сравнению с нашей Землей, возраст которой, по геологическим данным, оценивается в несколько миллиардов лет.

Однако молодость ассоциаций еще не доказательство молодости звезд, входящих в их состав. Эти звезды могли существовать и раньше, каждая сама по себе, а затем объединиться в ассоциацию.

Но подобное предположение опровергается с помощью теории вероятности. Прежде всего, разберем еще один поясняющий пример. По улицам Москвы движутся тысячи автомашин различных типов и марок. Среди них есть, например, автопогрузчики, но по сравнению с «Победами», «Волгами», «Москвичами», автобусами и грузовыми автомашинами их количество весьма невелико.

Может ли случиться, что из 500 машин, останавливающихся при желтом свете светофоров на подъездах к одной из больших площадей, 250, то есть половина, случайно окажутся автопогрузчиками? Как говорят математики, вероятность подобного события близка к нулю, то есть такой случай практически невозможен.

Вернемся теперь к звездным ассоциациям. В их состав входят звезды редко встречающихся типов, и поэтому вероятность их случайного объединения в одну группу также чрезвычайно мала.

Все это заставляет нас сделать вывод, что звезды в ассоциациях связаны общим происхождением. А это, в свою очередь, означает, что возраст таких звезд не может превышать возраста самих ассоциаций. Ассоциации — это скопления молодых звезд, возникших буквально на памяти человечества. Процесс образования новых звезд продолжается — звезды возникают и в наше время.

Дальнейшие исследования В. А. Амбарцумяна, подтвержденные наблюдениями ряда зарубежных астрономов, показали, что и многие скопления галактик, состоящие из большого числа членов, также неустойчивы и находятся в состоянии быстрого расширения и распада. Галактики, входящие в их состав, как бы разбегаются в разные стороны. Следовательно, процесс возникновения новых галактик продолжается в космосе и в настоящее время.

Итак, во вселенной наряду с излучением тепла звездами происходит, и притом в гигантских масштабах, обратный процесс — процесс формирования новых звезд и концентрации тепловой энергии.

Тем самым становится очевидной полная несостоятельность представлений о грядущей «тепловой гибели» мира. Ведь для того, чтобы доказать неправомерность распространения второго начала термодинамики на всю вселенную, достаточно привести хотя бы один противоречащий пример.

Мало того, данные современной науки говорят о том, что состояния звезд, которые на первый взгляд представляют собой последние стадии умирания этих космических тел, могут служить исходным материалом для образования новых небесных светил.

Дозвездная материя

Наблюдения показали, что как в звездных ассоциациях, так и в скоплениях молодых галактик преобладающей формой движения является разбегание во все стороны от некоторого центра. Подобная картина наводит на мысль о том, что звезды ассоциаций и галактики неустойчивых скоплений скорее всего должны были возникнуть из каких-то тел, значительно меньших размеров и весьма высокой плотности. Эти дозвездные тела получили условное наименование протозвезд. Пока что протозвезды непосредственно никто не наблюдал. Но уже сейчас можно сказать, что по своей природе и физическим свойствам они существенно отличаются от обычных звезд. Обладая колоссальными запасами энергии, протозвезды ее почти не излучают и, видимо, способны долгое время пребывать в устойчивом состоянии. Затем происходит деление, и осколки протозвезды превращаются в обычные звезды.

Вряд ли найдется хоть один человек, которому не случалось бы видеть на небе самую яркую звезду — Сириус. Переливаясь всеми цветами радуги, она сияет левее и ниже знаменитого Ориона. В начале второй половины прошлого столетия выяснилось, что в своих космических скитаниях Сириус не одинок, как наше Солнце: у него есть маленький спутник, диаметр которого всего в три раза больше поперечника нашей Земли. Вновь открытой звезде было присвоено имя Сириус В.

Вскоре обнаружилось, что верный попутчик Сириуса при своих более чем скромных для звезды размерах содержит почти столько же вещества, сколько его в Солнце. В недрах Сириуса В вещество находится в состоянии необычайно высокой плотности. Достаточно сказать, что один кубический сантиметр вещества этой звезды, будучи доставлен на Землю, весил бы здесь 60 килограммов. Как известно, от величины массы небесного тела зависит и сила тяжести на его поверхности. Так, на Луне она в 6 раз меньше земной, на Венере примерно равна ей. На спутнике же Сириуса сила тяжести превышает земную ни много ни мало в 30 тысяч раз!

Звезды, подобные Сириусу В, получили название белых карликов. В настоящее время астрономам известно уже более 60 таких звезд, но, конечно, в нашей Галактике их гораздо больше. Долгое время считалось, что белые карлики представляют собой нечто вроде «трупов» обычных звезд. По мере того как в недрах звезды расходуются источники ядерной энергии, силы тяготения сжимают ее вещество и в конце концов превращают звезду в белого карлика. Но этим дело не ограничивается: сжатие продолжается, диаметр звезды сокращается до нескольких километров, а плотность вещества продолжает расти и достигает чудовищной величины, в миллиарды тонн на один кубический сантиметр. Расчеты показывают, что подобные звезды почти целиком состоят из нейтронов, то есть частиц, обладающих такой же массой, как и ядра атомов водорода, но не имеющих электрического заряда. Обычная килограммовая гиря весила бы на поверхности нейтронной звезды около 2 миллиардов тонн.

Это невообразимое сжатие не является, как оказалось, пределом уплотнения вещества. В последние годы физики обнаружили существование особых ядерных частиц — гиперонов, образующихся при взаимодействии нейтронов с другими ядерными частицами, в результате которых они оказываются как бы впрессованными друг в друга. В обычных условиях гипероны неустойчивы: не успев появиться на свет, они почти сразу же распадаются. Вся их жизнь исчисляется несколькими триллионными долями секунды. Однако, как показали советские ученые В. А. Амбарцумян и Г. С. Саакян, возможны такие состояния материи, при которых гиперонное вещество длительное время будет находиться в устойчивом состоянии. Внутренняя часть гиперонной звезды, если только подобное тело может быть названо звездой, состоит главным образом из слипшихся друг с другом гиперонов. Это центральное ядро окутано несколько более разреженным нейтронным поясом, в свою очередь заключенным в оболочку из протонов и электронов. Плотность вещества гиперонных звезд еще в десятки миллионов раз выше, чем у нейтронных. Солнце, доведенное до такой степени уплотнения, превратилось бы в шарик меньше километра в поперечнике.

Согласно выводам Амбарцумяна и Саакяна, гиперонные звезды при определенных условиях могут распадаться на отдельные куски, которые превращаются затем в обычные звезды. В свете этих исследований представляется вполне вероятным, что так называемая дозвездная материя и есть не что иное, как гиперонное вещество.

Картина, нарисованная Амбарцумяном и Саакяном, весьма знаменательна, ибо она раскрывает одну из сторон непрерывного круговорота материи, происходящего в природе. Нисходящие ветви развития космических тел на определенных этапах становятся его первыми звеньями, дающими жизнь новым небесным светилам. Таким образом, утверждение религиозных теоретиков о том, что во вселенной доминируют, преобладают процессы разрушения, опровергается астрономическими фактами. Возникновение новых звезд из вещества космических светил, исчерпавших свои энергетические возможности, является, как мы уже отмечали, наглядным примером того, как, вопреки идеям «тепловой гибели» мира, в природе происходит концентрация тепловой энергии, ее возрождение.