Извилистые пути открытий


В тридцатых годах прошлого века Фриц Цвикки придумал морфологический метод и тогда же сделал важные предсказания о существовании неизвестных ранее типов звезд – нейтронных и «адских».

И еще Цвикки в тридцатых годах открыл существование темного вещества во Вселенной, о котором заговорили лишь полвека спустя и физическую природу которого до сих пор не смогли понять. В поисках внегалактических сверхновых Цвикки занимался и более прозаическими задачами: строил, например, кривые вращения галактик – измерял и наносил на графики скорости обращения звезд вокруг центров галактик на разных расстояниях от центра. И у Цвикки получилось, что галактики вращаются быстрее, чем это следовало из измерений их массы по величине светимости. Либо неправильно была получена зависимость массы от светимости, либо в галактиках должно быть много вещества, невидимого в телескопы, и потому скорость вращения оказалась слишком большой. В те годы, однако, наблюдения еще не давали возможности достаточно точно определять массы галактик по их светимостям. Работа Цвикки была опубликована, но внимания астрономов в те годы не привлекла. Предсказав открытие нейтронных звезд, Цвикки не предсказал открытия темного вещества во Вселенной. К задаче этой астрофизики вернулись полвека спустя.


Цвикки писал о нейтронных звездах, основываясь на морфологическом анализе. Но в те же тридцатые годы о нейтронных звездах писали и физики-теоретики.

Ландау в 1932 году – еще до сообщения об открытии нейтрона – опубликовал статью «К теории звезд». Он поставил вопрос: какой может быть масса звезды, состоящей из вырожденного ферми-газа? Ландау писал: «При М больше M0 во всей квантовой теории не существует причины, которая предотвратила бы коллапс системы в точку». Именно об этом два года спустя писал и Цвикки.


В 1937 году Ландау вновь обратился к теории звезд, опубликовав статью «Об источниках звездной энергии». Нейтроны уже были известны. Нейтронный газ можно сжать значительно сильнее, чем газ из протонов и электронов, ведь нейтроны не заряжены, между ними не действуют силы электрического отталкивания. Естественно возник вопрос: а если из нейтронов состоит звезда? А если во всех звездах есть нейтронные ядра? А если нейтронные ядра являются источниками звездной энергии?


Эти вопросы задавал Ландау в своей статье. На первый из вопросов ответили американские физики Оппенгеймер и Волков через год после того, как прочитали статью советского ученого. Интересно, что Оппенгеймер с Волковым тоже не обратили внимания на статью Бааде и Цвикки!


Оппенгеймер и Волков первыми решили задачу о том, как может выглядеть нейтронная звезда, какова ее внутренняя структура.

Правда, Оппенгеймер и Волков писали: «Представляется неправдоподобным, чтобы статические нейтронные ядра играли большую роль в звездной эволюции». Важность проблемы была, таким образом, снята, и сама задача стала выглядеть не более чем физическим ребусом.

Цвикки, однако, не отступал от своих идей. В течение почти тридцати лет он, Бааде и Минковский были единственными астрономами, твердо убежденными в том, что нейтронные звезды существуют.

Интересы астрофизиков в те годы сконцентрировались, однако, вокруг четко очерченных областей – происхождение звезд и природа далеких галактик. Этим объясняется временный спад интереса к исследованиям звездных взрывов. Но ведь и теоретики не занимались нейтронными звездами! В результате расследование «гибели» звезд растянулось на десятилетия…


Минковский верил, что нейтронная звезда должна быть в Крабовидной туманности, но в то же время не видел альтернативы для теплового механизма излучения. Это было проявление психологической инерции, свойственной многим ученым, далеко не только астрономам. Астрономы привыкли считать, что любое небесное тело излучает потому, что оно нагрето. Они, конечно, знали, что есть и другие механизмы излучения, но применять их даже к такому явно необычному объекту, как южная звезда в Крабовидной туманности, не решились. Так, стараясь спасти два предположения, противоречившие друг другу, Минковский упустил открытие…