"Виталий Гинзбург. Физический минимум на начало XXI века" - читать интересную книгу автора

Черные дыры и особенно космические струны - еще значительно более
экзотические объекты, чем нейтронные звезды. Космические струны (не следует,
конечно, их путать с суперструнами) - это некоторые (не единственно
возможные) топологические "дефекты", могущие возникать при фазовых переходах
в ранней Вселенной. Они представляют собой нити, могущие быть замкнутыми
(кольца) космических масштабов и с характерной толщиной порядка 10-29- 10-30
см. Космические струны еще не наблюдались, даже "кандидаты" на эту роль мне
неизвестны. Поэтому я было включил космические струны в "список" рядом с
черными дырами, но поставил знак вопроса.
Совсем иначе дело обстоит с черными дырами - они являются важнейшими
астрономическими и физическими объектами. Несмотря на то что "схватить
черную дыру за руку" очень трудно, в их существовании и большой роли в
космосе сегодня невозможно сомневаться. Любопытно, что черные дыры в
некотором смысле были предсказаны еще в конце XVIII века Митчеллом и
Лапласом.
Наблюдаются, или, если быть очень осторожными, по всей вероятности,
наблюдаются, черные дыры двух типов - со звездными массами меньше или
порядка 100 масс Солнца и гигантские дыры в галактиках и квазарах с массами
порядка (10 6- 10 9) масс Солнца. Дыры со звездными массами находят в
основном в результате наблюдения двойных систем.
Вопрос об образовании галактик (проблема 26) составляет особую главу
космологии. Ее содержание в теоретическом плане состоит в анализе динамики
неоднородностей плотности и скорости вещества в расширяющейся Вселенной. В
результате роста крупномасштабных неоднородностей вещества во Вселенной
появляются галактики и скопления галактик.
Теперь остановлюсь на вопросе о темной материи. По сути дела, это очень
крупное и неожиданное открытие, история которого, насколько знаю, восходит к
1933 году. Количество светящейся материи определяется в результате
наблюдений в основном в видимом свете. Полное же количество гравитирующей
материи сказывается на динамике - движении звезд в галактиках и галактик в
скоплениях. Вне всяких сомнений, установлено, что во Вселенной имеется
несветящаяся материя, проявляющаяся в силу своего гравитационного
взаимодействия. Темная материя распределена отнюдь не равномерно, но
присутствует везде: и в галактиках, и в межгалактическом пространстве. Так
возник один из важнейших и, я бы сказал, острейших вопросов современной
астрономии - какова природа темной материи, часто именовавшейся ранее также
скрытой массой? Проще всего предположить, что речь идет о нейтральном
водороде, сильно ионизованном (и поэтому слабо светящемся) газе, планетах,
слабо светящихся звездах - коричневых карликах, нейтронных звездах или,
наконец, черных дырах. Однако все эти предположения опровергаются
наблюдениями разных типов.
Происхождение космических лучей (проблема 28), открытых в 1912 году,
много лет оставалось загадочным. Но сейчас можно не сомневаться в том, что
основными их источниками являются сверхновые звезды. Наиболее интересной
представляется проблема происхождения космических лучей со сверхвысокими
энергиями, превышающими 10 16 эВ. Наивысшая наблюдавшаяся в космических
лучах энергия составляет 3 x 10 20 эВ. Ускорить частицы (скажем, протон) до
такой энергии нелегко, но, по-видимому, возможно, особенно в активных ядрах
галактик. Однако есть ряд трудностей, которые не позволяют удовлетворительно
ответить на вопросы о происхождении космических лучей с самой высокой