«Астрономия и смежные области: Популярные очерки»

Вопрос, как он ставится современной астрономией, таков: мы видим разбросанные по пространству во всех направлениях многие миллионы звезд различных порядков яркости и на расстояниях столь огромных, что они не поддаются точному измерению, за исключением немногих ближайших. Имеет ли это скопление звезд какую-либо четко определенную границу, или то, что мы видим, — это лишь та часть бесконечной массы, которая случайно оказалась в пределах досягаемости наших телескопов? Если бы мы были перенесены к самой далекой звезде, о которой нам известно, обнаружили бы мы там себя все еще окруженными звездами со всех сторон, или пространство за ее пределами было бы пустым? Допуская, что в любом или каждом направлении существует предел Вселенной и что пространство за его пределами, следовательно, пусто, какова форма всей системы и расстояние до ее границ? Предварительными в некотором роде к этим вопросам являются более доступные: из какого рода материи сформирована Вселенная? и в какие тела собрана эта материя?

Для древних небесная сфера была реальностью, а не просто эффектом перспективы, как мы ее рассматриваем. Звезды были расположены на ее поверхности или, по крайней мере, на небольшом расстоянии внутри ее кристаллической массы. За ее пределами воображение помещало эмпирей. Когда и как эти концепции исчезли из сознания человека, сказать так же трудно, как и то, когда и как Санта-Клаус трансформируется в сознании ребенка. Они не рассматриваются как реальности ни одним астрономическим автором, начиная с Птолемея; тем не менее, впечатления и формы мышления, к которым они привели, хорошо заметны у Коперника и слабо прослеживаются у Кеплера. Последний, возможно, первым предположил, что Солнце может быть одной из звезд; однако из-за недостаточного знания относительной яркости последних он пришел к выводу, что расстояния между ними меньше, чем расстояние, отделяющее их от Солнца. Последнее, как он полагал, находится в центре обширного пустого региона внутри системы звезд.

Для нас великое скопление миллионов звезд, о которых нам стало известно благодаря телескопу, вместе со всеми невидимыми телами, которые могут содержаться в пределах системы, образует Вселенную. Здесь термин «Вселенная», возможно, является спорным, поскольку могут существовать и другие системы, помимо той, с которой мы знакомы. Термин «звездная система», следовательно, является более подходящим для обозначения рассматриваемого скопления звезд.

Примечательно, что первым известным автором теории формы и устройства системы, которая была наиболее общепринятой, по-видимому, был писатель, в остальном неизвестный в науке — Томас Райт из Дарема, Англия. Говорят, что он опубликовал книгу о теории Вселенной около 1750 года. Не похоже, чтобы эта работа носила сугубо научный характер, и, возможно, она слишком походила на спекуляцию, чтобы привлечь внимание в научных кругах. Одной из любопытных особенностей истории является то, что именно Кант первым процитировал теорию Райта, указал на ее соответствие внешнему виду Млечного Пути и показал ее общую разумность. Но в то время работа кёнигсбергского философа, по-видимому, не привлекла большего внимания среди его научных современников, чем работа Райта.

Слава Канта как философа-спекулянта настолько затмила его научную работу, что последняя лишь недавно была оценена по достоинству. Он был автором взглядов, которые, хотя и были несовершенны в деталях, воплощали удивительное количество результатов недавних исследований структуры и формы Вселенной, а также происходящих в ней изменений. Самая любопытная иллюстрация того, как он пришел к правильному выводу путем ошибочных рассуждений, найдена в его предвосхищении современной теории постоянного замедления скорости, с которой Земля вращается вокруг своей оси. Он полагал, что этот эффект должен быть результатом силы, оказываемой приливной волной, когда она, двигаясь на запад, ударяется о восточные побережья Азии и Америки. Противоположный вывод был сделан Лапласом, который показал, что эффект этой силы нейтрализуется силами, создающими волну и действующими в противоположном направлении. И все же почти столетие спустя было показано, что, хотя Лаплас был совершенно прав в отношении общих принципов, трение движущейся воды должно препятствовать полной нейтрализации двух противоположных сил и оставлять небольшую остаточную силу, действующую на запад и замедляющую вращение. Вывод Канта был подтвержден, но действием, отличным от того, которое он предполагал.

Теория Райта и Канта, которая была еще более развита Гершелем, заключалась в том, что наша звездная система имеет форму, несколько напоминающую сплюснутый цилиндр, или, возможно, ту, которую приняла бы Земля, если бы вследствие более быстрого вращения выпуклость на ее экваторе и сплюснутость у полюсов были доведены до крайнего предела. Эту форму правильно, хотя и сатирически, сравнивали с формой точильного камня. Она основывается в некоторой степени, но не полностью, на идее о том, что звезды разбросаны по пространству с одинаковой плотностью во всех направлениях и что внешний вид Млечного Пути обусловлен тем фактом, что мы, находясь в центре этой сплюснутой системы, видим больше звезд в направлении окружности системы, чем в направлении ее полюсов. Аргумент, на котором основывается рассматриваемый взгляд, может быть прояснен следующим образом.

Давайте выберем для наших наблюдений тот час ночи, когда Млечный Путь проходит по нашему горизонту. Это почти так в вечера мая и июня, хотя совпадение с горизонтом никогда не может быть точным, кроме как для наблюдателей, расположенных вблизи тропиков. Используя фигуру точильного камня, мы в его центре будем иметь его окружность вокруг нашего горизонта, в то время как ось будет почти вертикальной. Точки, в которых последняя пересекает небесную сферу, называются галактическими полюсами. Будет два таких полюса: один в рассматриваемый час вблизи зенита, другой в нашем надире, и поэтому невидимый для нас, хотя и видимый для наших антиподов. Наш горизонт соответствует, так сказать, центральному кругу Млечного Пути, который теперь окружает нас со всех сторон в горизонтальном направлении, в то время как галактические полюса находятся на расстоянии 90 градусов от каждой его части, как каждая точка горизонта находится на расстоянии 90 градусов от зенита.

Давайте теперь подсчитаем количество звезд, видимых в мощный телескоп в области небес вокруг галактического полюса, который сейчас является нашим зенитом, и найдем среднее число на квадратный градус. Это будет богатство региона звездами. Затем мы возьмем регионы, более близкие к горизонтальному Млечному Пути — скажем, тот, что содержится между 10 и 20 градусами от зенита — и путем аналогичного подсчета найдем его богатство звездами. Мы делаем то же самое для других регионов, все ближе и ближе к горизонту, пока не достигнем самой галактики. Результатом всех подсчетов будет то, что богатство неба звездами наименьшее вокруг галактического полюса и увеличивается во всех направлениях к Млечному Пути.

Без таких подсчетов звезд мы могли бы представить нашу звездную систему как шарообразное скопление звезд, вокруг которого рассматриваемый объект проходит как пояс; и мы могли бы взять глобус с цепью, проходящей вокруг него, как репрезентацию возможной фигуры звездной системы. Но фактическое увеличение плотности звезд, которое мы отметили, показывает нам, что этот взгляд неверен. Природу и обоснованность выводов, которые следует сделать, можно лучше всего оценить путем изложения некоторых особенностей этой тенденции звезд скапливаться к галактическому кругу.

Наиболее примечателен тот факт, что эта тенденция наблюдается даже среди более ярких звезд. Без телескопа или специальных знаний внимательный наблюдатель звезд заметит, что самые блестящие созвездия проявляют эту тенденцию. Великолепный Орион, Большой Пес, содержащий самую яркую звезду на небе, Кассиопея, Персей, Лебедь и Лира с ее ярко-голубой Вегой, не говоря уже о таких созвездиях, как Южный Крест, — все они лежат в Млечном Пути или вблизи него. Скиапарелли распространил это исследование на все звезды, видимые невооруженным глазом. Он нанес на планисферы количество таких звезд в каждом регионе неба площадью 5 градусов в квадрате. Каждый регион был затем заштрихован оттенком, который был темнее по мере того, как регион был богаче звездами. Само существование Млечного Пути игнорировалось в этой работе, хотя его самые темные заштрихованные регионы лежат вдоль курса этого пояса. Проведя полосу вокруг неба так, чтобы она следовала за его самыми темными регионами или покрывала их, мы заново откроем курс Млечного Пути без какой-либо ссылки на реальный объект. Едва ли нужно добавлять, что этот результат был бы достигнут с еще большей точностью, если бы мы включили телескопические звезды до любой степени величины — нанеся их на карту и заштриховав карту таким же образом. Что мы узнаем из этого, так это то, что звездная система не является нерегулярным хаосом; и что, несмотря на все ее незначительные нерегулярности, она может рассматриваться как построенная с особой привязкой к Млечному Пути как к фундаменту.

Другой особенностью рассматриваемой тенденции является то, что она становится все более выраженной по мере того, как мы включаем в наш подсчет более слабые звезды. Галактический регион, возможно, в два раза богаче звездами, видимыми невооруженным глазом, чем остальная часть неба. Среди телескопических звезд до девятой величины он в три или четыре раза богаче. Среди звезд, обнаруженных на фотографиях неба, сделанных в Гарвардской и других обсерваториях, и в звездных подсчетах Гершелей, он в пять-десять раз богаче.

Другой особенностью, показывающей единство системы, является симметрия небес по обе стороны от галактического пояса. Давайте вернемся к нашему предположению о таком положении небесной сферы по отношению к горизонту, что последний совпадает с центральной линией этого пояса, а один галактический полюс находится вблизи нашего зенита. Небесное полушарие, которое, будучи над нашим горизонтом, видимо для нас, — это то, на которое мы до сих пор направляли наше внимание при описании распределения звезд. Но под нашим горизонтом находится другое полушарие, полушарие наших антиподов, которое является аналогом нашего. Звезды, которые оно содержит, находятся в другой части Вселенной, чем те, которые мы видим, и без единства плана не подчинялись бы тому же закону. Но самые точные подсчеты звезд, которые были сделаны, не показывают никакой разницы в их общем расположении в двух полушариях. Они так же плотны вокруг южного галактического полюса, как и вокруг северного. Они проявляют ту же тенденцию скапливаться к Млечному Пути в полушарии, невидимом для нас, как и в полушарии, которое мы видим. Незначительные различия и нерегулярности, действительно, обнаруживаются при перечислении, но они не больше тех, что неизбежно должны возникнуть из-за трудности остановки нашего подсчета на совершенно фиксированной величине. Цель подсчета звезд — не оценить общее количество звезд, ибо это выше наших сил, а количество, видимое с помощью данного телескопа. В такой работе разные наблюдатели исследовали разные части неба, и при подсчете одного и того же региона двумя наблюдателями мы обнаружим, что, хотя они пытаются остановиться на одной и той же величине, каждый включит большое количество звезд, которые другой опускает. Поэтому есть место для значительной разницы в количестве зарегистрированных звезд без какой-либо фактической неравномерности между двумя полушариями.

Соответствующее сходство обнаруживается в физическом строении звезд, выявленном с помощью спектроскопа. Млечный Путь чрезвычайно богат голубоватыми звездами, которые составляют значительное большинство видимых там облакоподобных масс. Но когда мы удаляемся от галактики в одну сторону, мы обнаруживаем, что голубые звезды становятся реже, в то время как звезды, имеющие желтоватый оттенок, становятся относительно более многочисленными. Эта разница в цвете также одинакова по обе стороны от галактической плоскости. Нельзя обнаружить и никакой систематической разницы между собственными движениями звезд в этих двух полушариях. Если наибольшее известное собственное движение найдено в одном, то второе по величине — в другом. Подсчитывая все известные звезды, имеющие собственные движения, превышающие заданный предел, мы находим примерно столько же в одном полушарии, сколько и в другом. В этом отношении также Вселенная кажется одинаковой на всем своем протяжении. Именно единообразие, преобладающее во всей видимой Вселенной, насколько мы можем видеть, в двух противоположных направлениях, внушает нам уверенность в возможности в конечном итоге прийти к какому-то обоснованному выводу относительно протяженности и структуры системы.

Все эти факты сходятся в поддержке взгляда Райта, Канта и Гершеля на форму Вселенной. Чем дальше звезды простираются в каком-либо направлении, тем больше звезд мы можем видеть в этом направлении. В направлении оси цилиндра расстояния до границы наименьшие, поэтому мы видим меньше звезд. Чем дальше мы направляем наше внимание к экваториальным регионам системы, тем больше расстояние от нас до границы, и, следовательно, тем больше звезд мы видим. Тот факт, что увеличение количества звезд, видимых в направлении экваториального региона системы, больше, чем меньше звезды, является естественным следствием того факта, что далекие звезды попадают в поле нашего зрения в большем количестве в направлении экваториальных, чем полярных регионов.

Возражения против гершелевского взгляда были выдвинуты на том основании, что он предполагает приблизительно равномерное распределение звезд в пространстве. Утверждалось, что тот факт, что мы видим больше звезд в одном направлении, чем в другом, может возникать не просто из-за того, что мы смотрим через более глубокий слой, как полагал Гершель, но может быть обусловлен тем, что звезды более редко разбросаны в направлении оси системы, чем в направлении ее экваториального региона. Большие неравенства в богатстве соседних регионов в Млечном Пути показывают, что гипотеза равномерного распределения не применима к экваториальному региону. Поэтому было сделано заявление, что нет доказательств того, что система простирается дальше в экваториальном направлении, чем в полярном.

Рассмотрение этого возражения требует более пристального изучения того, что мы должны понимать под формой нашей системы. Мы уже указывали на невозможность назначения какой-либо границы, за которой мы можем сказать, что ничего не существует. И даже в отношении границы нашей звездной системы невозможно назначить какой-либо точный предел, за которым ни одна звезда не была бы видна нам. Аналогия скоплений звезд, видимых в различных частях небес, заставляет нас предположить, что у нашей системы может не быть четко определенной формы, но что, по мере того как мы будем удаляться все дальше и дальше, мы будем видеть случайные разбросанные звезды на, возможно, неопределенном расстоянии. Истина, вероятно, заключается в том, что, как при восхождении на гору мы обнаруживаем, что деревья, которые могут быть очень густыми у ее подножия, постепенно редеют по мере приближения к вершине, где их может быть мало или совсем не быть, так мы могли бы обнаружить, что звезды редеют, если бы могли улететь в далекие регионы пространства. Практический вопрос заключается в том, обнаружили бы мы это раньше при таком полете, двигаясь в направлении оси нашей системы, чем направляя наш курс к Млечному Пути. Если в конце концов достигается точка, за которой остаются лишь немногие разбросанные звезды, такая точка для нас отмечала бы границу нашей системы. С этой точки зрения ответ не кажется вызывающим сомнений. Если, двигаясь в каждом направлении, мы отметим точку, если таковая имеется, в которой большая масса звезд видна позади нас, совокупность всех этих точек будет лежать на поверхности той общей формы, которую предполагал Гершель.

Существует еще одно прямое указание на конечность нашей звездной системы, которого мы не касались. Если бы эта система простиралась без предела в любом направлении, то, как показывает геометрический процесс, который нет необходимости объяснять в данной связи, но который носит характер математического доказательства, небеса в каждом направлении, где это было бы верно, пылали бы светом полуденного солнца. Это сильно отличалось бы от сине-черного неба, которое мы действительно видим в ясную ночь, и которое, с оговоркой, которую мы рассмотрим далее, показывает, что, как бы далеко ни простиралась наша звездная система, она не бесконечна. За пределами этого отрицательного вывода факт не учит нас многому. Огромно, действительно, расстояние, на которое система могла бы простираться, не делая небо намного ярче, чем оно есть, и мы должны прибегнуть к другим соображениям в поисках признаков границы или даже заметного поредения звезд.

Если, как предполагалось ранее, звезды не сильно различались по количеству излучаемого каждой из них света, и если их разнообразие видимой величины было обусловлено главным образом большим расстоянием более слабых звезд, то яркость звезды позволила бы нам сформировать более или менее приблизительное представление о ее расстоянии. Но накопленные исследования последних семидесяти лет показывают, что звезды настолько колоссально различаются по своей фактической светимости, что видимая яркость звезды дает нам лишь очень несовершенное представление о ее расстоянии. Хотя в среднем более яркие звезды должны быть ближе к нам, чем более слабые, из этого отнюдь не следует, что очень яркая звезда, даже первой величины, находится среди ближайших к нашей системе. Две звезды заслуживают особого упоминания в этой связи: Канопус и Ригель. Первая является, за единственным исключением Сириуса, самой яркой звездой на небе. Другая — звезда первой величины в юго-западном углу Ориона. Самые продолжительные и полные измерения параллакса, которые были сделаны, — это те, что проводились Гиллом на Мысе Доброй Надежды для этих двух и некоторых других ярких звезд. Результаты, опубликованные в 1901 году, показывают, что ни одно из этих тел не имеет параллакса, который можно было бы измерить самыми совершенными инструментальными средствами, известными астрономии. Другими словами, расстояние до этих звезд неизмеримо велико. Фактическое количество света, излучаемого каждой из них, безусловно, в тысячи, а вероятно, и в десятки тысяч раз превышает количество света Солнца.

Несмотря на трудности, окружающие этот предмет, мы можем, по крайней мере, сказать что-то о расстоянии значительного числа звезд. Для нашей оценки доступны два метода — измерения параллакса и определение собственных движений.

Проблема звездного параллакса, простая по своей концепции, является самой тонкой и трудной из всех, с которыми приходится сталкиваться практическому астроному. Представление о ней можно получить, предположив, что крошечный объект на вершине горы, неизвестно на каком расстоянии в милях, виден через телескоп. Наблюдателю разрешается изменить положение своего инструмента на два дюйма, но не более. От него требуется определить изменение направления на объект, вызванное этим крошечным смещением, с точностью, достаточной для определения расстояния до горы. Это вполне аналогично определению изменения направления, в котором мы видим звезду, когда Земля, двигаясь по своей огромной орбите, проходит от одного края своей орбиты до другого. Представляя это движение в таком масштабе, что расстояние нашей планеты от Солнца будет равно одному дюйму, мы обнаружим, что ближайшая звезда в том же масштабе будет находиться на расстоянии более четырех миль, и едва ли одна из миллиона будет на меньшем расстоянии, чем десять миль. Только благодаря удивительному совершенству как гелиометра, инструмента, в основном используемого для этих измерений, так и методов наблюдения, можно увидеть хоть какое-то смещение даже среди ближайших звезд. Параллаксы, возможно, сотни звезд были определены с большей или меньшей точностью, и еще несколько сотен могут быть достаточно близко для измерения. Все остальные неизмеримо далеки; и только с помощью статистических методов, основанных на их собственных движениях и их вероятном приближении к равенству в распределении, можно получить хоть какое-то представление об их расстояниях.

Чтобы сформировать концепцию звездной системы, мы должны иметь единицу измерения, превышающую не только любой земной стандарт, но даже любое расстояние в Солнечной системе. Для чисто астрономических целей наиболее удобной единицей является расстояние, соответствующее параллаксу в 1", что немного более чем в 200 000 раз превышает расстояние до Солнца. Но для целей всех, кроме профессионального астронома, наиболее удобной единицей будет световой год — то есть расстояние, которое свет прошел бы за один год. Это равно произведению 186 000 миль, расстояния, пройденного за одну секунду, на 31 558 000, количество секунд в году. Читатель, который пожелает это сделать, может выполнить умножение самостоятельно. Произведение составит около 63 000 расстояний до Солнца.

[Иллюстрация с подписью: Типичное звездное скопление — Центавра]

Ближайшая звезда, расстояние до которой мы знаем, Альфа Центавра, находится от нас на расстоянии более четырех световых лет. По всей вероятности, это действительно ближайшая звезда, и совсем не вероятно, что какая-либо другая звезда находится в пределах шести световых лет. Более того, если бы мы были перенесены к этой звезде, вероятность кажется такой, что Солнце теперь было бы ближайшей звездой к нам. Улетая к любой другой из звезд, параллакс которых был измерен, мы, вероятно, обнаружили бы, что среднее значение шести или восьми ближайших звезд вокруг нас колеблется где-то между пятью и семью световыми годами. Мы можем, в некотором смысле, назвать восемь световых лет звездным расстоянием, подразумевая под этим термином среднее из ближайших расстояний от одной звезды до окружающих ее.

Чтобы представить результат измерений параллакса в другой форме, давайте предположим, что вокруг нашего Солнца как центра описана система концентрических сфер, каждая из поверхностей которых находится на расстоянии шести световых лет за пределами сферы, находящейся внутри нее. Внутренняя находится на расстоянии шести световых лет вокруг Солнца. Поверхность второй сферы будет находиться на расстоянии двенадцати световых лет, третьей — восемнадцати и т. д. Объемы пространства внутри каждой из этих сфер будут относиться как кубы диаметров. Наиболее вероятный вывод, который мы можем сделать из измерений параллакса, заключается в том, что первая сфера будет содержать, помимо Солнца в центре, только Альфу Центавра. Вторая, на расстоянии двенадцати световых лет, вероятно, будет содержать, помимо этих двух, шесть других звезд, всего восемь. Третья может содержать еще двадцать одну, всего двадцать семь звезд внутри третьей сферы, что является кубом трех. Внутри четвертой, вероятно, было бы найдено шестьдесят четыре звезды, так как это куб четырех, и так далее.

За пределами этого никакие измерения параллакса, сделанные до сих пор, не окажут нам большой помощи. Мы можем лишь сделать вывод, что, вероятно, тот же закон справедлив для большого числа сфер, хотя совершенно точно, что он не соблюдается бесконечно. Для получения большего количества света по этому вопросу мы должны прибегнуть к собственным движениям. Последние слова астрономии по этому предмету могут быть кратко суммированы. Как правило, ни одна звезда не находится в покое. Каждая движется через пространство со скоростью, которая сильно различается у разных звезд, но почти всегда является быстрой, если измерять ее по любому стандарту, к которому мы привыкли. Медленна и нерешительна, действительно, та звезда, которая не делает более мили в секунду. За двумя или тремя исключениями, где вступает в силу притяжение спутника, движение каждой звезды, насколько оно определено до сих пор, происходит по прямой линии. В своем внешнем движении летящее тело не отклоняется ни вправо, ни влево. Можно с уверенностью сказать, что если какое-либо отклонение и произойдет, то потребуются тысячи лет, чтобы наши земные наблюдатели распознали его.

Как бы быстр ни был курс этих объектов, расстояния, которые мы описали, таковы, что в подавляющем большинстве случаев все наблюдения, сделанные до сих пор за положениями звезд, не показывают никакого хорошо установленного движения. Только в случае ближайших из этих объектов мы можем ожидать, что какое-либо движение будет заметно в течение периода, ни в коем случае не превышающего ста пятидесяти лет, на протяжении которого простираются точные наблюдения. Усилия всех обсерваторий, которые занимаются такой работой, до настоящего времени не равны задаче борьбы с движениями всех звезд, которые можно увидеть с помощью инструментов, и достижения решения относительно собственного движения в каждом конкретном случае. Как сейчас обстоит вопрос, цель астронома — определить, какие звезды имеют собственные движения, достаточно большие, чтобы быть хорошо установленными. Чтобы сделать наше утверждение по этому предмету ясным, необходимо понимать, что под этим термином астроном подразумевает не скорость звезды в пространстве, а ее угловое движение, как он наблюдает его на небесной сфере. Звезда, движущаяся вперед с заданной скоростью, будет иметь большее собственное движение в зависимости от того, насколько она ближе к нам. Чтобы избежать всякой двусмысленности, мы будем использовать термин «скорость» для выражения скорости в милях в секунду, с которой такое тело движется через пространство, и термин «собственное движение» для выражения кажущегося углового движения, которое астроном измеряет на небесной сфере.

К настоящему времени были найдены две звезды, собственные движения которых настолько велики, что, если бы они продолжались, тела совершили бы полный круг по небесам менее чем за 200 000 лет. Одной из них потребовалось бы около 160 000, другой — около 180 000 лет для совершения круга. Из других звезд, имеющих быстрое движение, только около ста завершили бы свой курс менее чем за миллион лет.

Совсем недавно система наблюдений за звездами до девятой величины была почти завершена международным объединением обсерваторий. Наиболее важный вывод из этих наблюдений относится к распределению звезд по отношению к Млечному Пути, который мы уже описали. Мы показали, что звезды каждой величины, яркие и слабые, проявляют тенденцию скапливаться к этому поясу. Поэтому примечательно, что никакой такой тенденции не наблюдается в случае тех звезд, которые имеют собственные движения, достаточно большие, чтобы быть точно определенными. Насколько сейчас видно, такие звезды одинаково разбросаны по небесам, без ссылки на курс Млечного Пути. Вывод очевиден. Эти звезды все находятся внутри пояса Млечного Пути, и внутри сферы, которая содержит их, распределение в пространстве приблизительно равномерно. По крайней мере, нет никакой хорошо выраженной конденсации в направлении галактики или какого-либо заметного поредения к ее полюсам. Что мы можем сказать о протяженности этой сферы?

Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны рассмотреть, есть ли какая-либо средняя или обычная скорость, которую звезда имеет в пространстве. Большое количество движений в луче зрения — то есть в направлении линии от нас к звезде — было измерено с большой точностью Кэмпбеллом в Ликской обсерватории и другими астрономами. Статистические исследования Каптейна также проливают много света на этот предмет. Результаты этих исследователей хорошо согласуются в том, что показывают среднюю скорость в пространстве — прямолинейное движение, как мы можем его назвать — двадцать одну милю в секунду. Некоторые звезды могут двигаться медленнее этого в любой степени; другие — быстрее. В двух или трех случаях скорость превышает сто миль в секунду, но это совершенно исключительные случаи. Взяв несколько тысяч звезд, имеющих заданное собственное движение, мы можем сформировать общее представление об их среднем расстоянии, хотя большое количество из них будет превышать это среднее в значительной степени. Вывод, сделанный таким образом, заключался бы в том, что звезды, имеющие кажущееся собственное движение 10" в столетие или более, в основном содержатся внутри или лежат недалеко за пределами сферы, поверхность которой находится на расстоянии от нас в 200 световых лет. Принимая объем пространства, который, как мы показали, природа, по-видимому, отводит каждой звезде, эта сфера должна содержать 27 000 звезд в общей сложности. Существует около 10 000 звезд, известных как имеющие собственное движение величиной 10". Но нет никакого фактического расхождения между этими результатами, потому что не только существуют, по всей вероятности, огромное количество звезд, собственное движение которых еще не распознано, но и внутри сферы находится большое количество звезд, движение которых меньше среднего. С другой стороны, вероятно, что значительное количество из этих 10 000 звезд находится на расстоянии по крайней мере в полтора раза большем, чем радиус сферы.

В целом, кажется вероятным, что на расстоянии до 300 или даже 400 световых лет нет заметного неравенства в распределении звезд. Если бы мы исследовали небеса на этом расстоянии, мы не обнаружили бы ни начала Млечного Пути в одном направлении, ни очень заметного поредения в другом. Этот вывод вполне согласуется с вероятностями данного случая. Если бы все звезды, которые образуют основу Млечного Пути, были стерты, мы, вероятно, обнаружили бы 100 000 000, возможно, даже больше, оставшихся. Назначая каждой звезде пространство, уже показанное как ее квота, нам потребовалась бы сфера радиусом около 3000 световых лет, чтобы содержать такое количество звезд. На некотором таком расстоянии, как это, мы могли бы обнаружить поредение звезд в направлении галактических полюсов или начало Млечного Пути в направлении этого потока.

Даже если бы это не было обнаружено на расстоянии, которое мы предположили, совершенно точно, что на некотором большем расстоянии мы, по крайней мере, обнаружили бы, что регион Млечного Пути богаче звездами, чем регион вблизи галактических полюсов. Существует веская причина, основанная на внешнем виде звезд Млечного Пути, их физическом строении и их величинах, видимых в телескоп, полагать, что, если бы мы были помещены на одну из этих звезд, мы обнаружили бы, что звезды вокруг нас расположены более густо, чем они расположены вокруг нашей системы. Другими словами, квота пространства, заполняемая каждой звездой, вероятно, меньше в регионе Млечного Пути, чем вблизи центра, где мы, по-видимому, находимся.

Таким образом, нам представлено то, что кажется самым необычайным зрелищем, которое может предложить Вселенная: кольцо звезд, охватывающее ее и включающее в свои пределы подавляющее большинство звезд нашей системы. У нас есть в этом зрелище еще один пример единства, которое, по-видимому, пронизывает систему. Мы могли бы представить последнюю устроенной так, чтобы демонстрировать разнообразие в любой степени. Мы могли бы иметь скопления звезд, подобные тем, что в Млечном Пути, расположенные в каком-то углу системы, или в ее центре, или разбросанные по ней здесь и там во всех направлениях. Но это не так. Существуют, действительно, несколько звездных скоплений, разбросанных здесь и там по системе; но они существенно отличаются от скоплений Млечного Пути и не могут рассматриваться как формирующие важную часть общего плана. В случае галактики у нас нет такого разброса, но мы находим звезды, построенные, так сказать, в это огромное кольцо, имеющее схожие характеристики на всем своем протяжении и имеющее внутри себя почти равномерный разброс звезд, с кое-где собранными в скопления. Таким, нашему ограниченному зрению, теперь представляется Вселенная в целом.

Мы уже упоминали вывод о том, что абсолютно бесконечная система звезд вызвала бы заполнение всего неба вспышкой света, яркого, как солнце. Также верно, что сила притяжения внутри такой Вселенной была бы бесконечно велика в том или ином направлении. Но ни одно из этих соображений не позволяет нам установить предел протяженности нашей системы. В двух замечательных статьях лорда Кельвина, которые недавно появились, одна из которых является обращением к Британской ассоциации на ее собрании в Глазго в 1901 году, приведены результаты некоторых численных вычислений, относящихся к этому предмету. Допуская, что звезды разбросаны беспорядочно по пространству с некоторым приближением к равномерности в плотности и обладают известной степенью блеска, легко вычислить, как далеко должна простираться система, чтобы, глядя на небо, мы видели определенное количество света, исходящего от невидимых звезд. Допуская, что в среднем каждая звезда так же ярка, как солнце, и что их плотность такова, что внутри сферы в 3300 световых лет находится 1 000 000 000 звезд, если мы спросим, как далеко должна продолжаться такая система, чтобы небо сияло даже четырьмя процентами света солнца, мы обнаружим расстояние до ее границы настолько огромным, что миллионы миллионов лет потребовались бы для того, чтобы свет внешних звезд достиг центра системы. Ввиду того факта, что эта длительность во времени намного превышает то, что кажется возможной продолжительностью жизни звезды, насколько наши знания могут простираться, сам факт того, что небо не светится с какой-либо такой яркостью, мало или ничего не доказывает относительно протяженности системы.

Мы можем, однако, заменить эти чисто отрицательные соображения вопросом о том, сколько света мы на самом деле получаем от невидимых звезд нашей системы. Здесь мы можем сделать определенное заявление. Отметьте маленький круг на небе диаметром 1 градус. Количество света, которое мы получаем в безоблачную и безлунную ночь с неба внутри этого круга, допускает фактическое определение. Из измерений, доступных до сих пор, казалось бы, что в среднем это количество света не сильно отличается от света звезды пятой величины. Это нечто очень отличное от вспышки света. Звезда пятой величины едва ли более чем отчетливо видна обычному зрению. Площадь всего неба составляет, в круглых числах, около 50 000 площадей круга, который мы описали. Отсюда следует, что общее количество света, которое мы получаем от всех звезд, примерно равно свету 50 000 звезд пятой величины — немного более 1000 звезд первой величины. Все это количество света пришлось бы умножить на 90 000 000, чтобы получить свет, равный свету солнца. Поэтому совсем не обязательно рассматривать, как далеко должна простираться система, чтобы небеса пылали, как солнце. Принимая гипотезу лорда Кельвина, мы обнаружим, что для того, чтобы мы могли получать от звезд обозначенное нами количество света, этой системе не нужно простираться далее чем на 5000 световых лет. Но эта гипотеза, вероятно, переоценивает плотность звезд в пространстве. Не кажется вероятным, что внутри сферы в 3300 световых лет существует 1 000 000 000 звезд. Также совсем не уверенно, что свет средней звезды равен свету солнца. Невозможно в нынешнем состоянии наших знаний назначить какое-либо определенное значение этому среднему. Сделать это — проблема, похожая на проблему назначения среднего веса каждому компоненту животного мира, от микроскопических насекомых, которые уничтожают наши растения, до слона. Что мы можем сказать с достаточным приближением к уверенности, так это то, что если бы мы могли улететь в любом направлении на расстояние 20 000, возможно, даже 10 000 световых лет, мы обнаружили бы, что оставили большую часть нашей системы позади себя. Мы увидели бы ее границу в направлении, в котором мы путешествовали, гораздо более определенно, чем мы видим ее с нашей точки зрения.

Мы не должны оставлять эту ветвь предмета без упоминания того, что соображения часто приводятся выдающимися авторитетами, которые имеют тенденцию подрывать нашу уверенность почти в любом выводе относительно пределов звездной системы. Основной аргумент основан на возможности того, что свет гаснет при прохождении через пространство; что за пределами определенного расстояния мы не можем видеть звезду, какой бы яркой она ни была, потому что ее свет полностью теряется, не достигая нас. То, что может быть какая-либо потеря света при прохождении через абсолютный вакуум любого объема, не может быть допущено физиком сегодняшнего дня без подрыва того, что он считает фундаментальными принципами вибрации света. Но возможность того, что небесные пространства пронизаны материей, которая могла бы препятствовать прохождению света, должна быть рассмотрена. Мы знаем, что крошечные метеорные частицы летают через нашу систему в таком количестве, что Земля сталкивается с несколькими миллионами из них каждый день, которые предстают перед нами в знакомых явлениях падающих звезд. Если такие частицы разбросаны по всему пространству, они должны в конечном итоге препятствовать прохождению света. Мы мало знаем о размере этих тел, но, исходя из количества энергии, содержащейся в их свете, когда они сгорают при прохождении через нашу атмосферу, совсем не похоже, чтобы они были больше песчинок или, возможно, крошечных камешков. Они, вероятно, гораздо более многочисленны вблизи Солнца, чем в межзвездных пространствах, поскольку они естественным образом стремились бы быть собранными притяжением Солнца. На самом деле есть некоторые причины полагать, что большинство этих тел являются обломками комет; а последние, как теперь известно, принадлежат Солнечной системе, а не Вселенной в целом.

Но какой бы взгляд мы ни принимали на эти возможности, они не могут опровергнуть наш вывод об общем строении звездной системы, как мы его понимаем. Если бы метеоров было так много, что они поглощали бы значительную часть света от более далеких звезд, мы не увидели бы Млечного Пути, а кажущаяся плотность звезд в любом направлении была бы почти одинаковой. Тот факт, что вокруг галактического пояса этих объектов наблюдается гораздо больше, чем в направлении его полюсов, показывает, что, какое бы ослабление ни претерпевал свет при прохождении через огромные расстояния, мы видим почти все, что исходит от звезд, находящихся не дальше самого Млечного Пути.

Тесно связанным с обсуждаемым нами предметом является вопрос о возрасте нашей системы, если вообще можно говорить о ее возрасте. При рассмотрении этого вопроса простейшая гипотеза, которая напрашивается сама собой, заключается в том, что Вселенная существовала вечно в некоем подобии того вида, в котором мы видим ее сейчас; что это самоподдерживающаяся система, способная существовать вечно лишь с такими циклами преобразований, которые могут повторяться бесконечно, а следовательно, могли бесконечно повторяться и в прошлом. Обычное наблюдение не дает нам ничего такого, что могло бы опровергнуть эту гипотезу. Наблюдая за процессами во Вселенной, мы можем уподобить себя посетителю Земли из другого мира, которому приходится делать выводы о жизни отдельного человека на основе наблюдений, охватывающих всего несколько дней. За это время он не увидел бы причин, по которым жизнь человека должна иметь начало или конец. Он видит ежедневный круговорот перемен, активности и отдыха, питания и расхода; но в конце цикла индивид, по-видимому, возвращается в состояние, в котором был накануне. Почему этот цикл не мог продолжаться вечно и не может продолжаться в будущем без конца? Потребовался бы более глубокий курс наблюдений и более длительное время, чтобы показать, что, несмотря на это кажущееся восстановление, незаметный остаток жизненной энергии, необходимый для продолжения жизни, не был восстановлен и что потеря этого остатка день за днем должна в конечном итоге привести к смерти.

С великими телами Вселенной дело обстоит почти так же. Хотя при поверхностном наблюдении может показаться, что они могли бы излучать свой свет вечно, современные обобщения физики показывают, что это не так. Излучение света неизбежно влечет за собой соответствующую потерю тепла, а вместе с ним и расход некоторой формы энергии. Количество энергии внутри любого тела неизбежно ограничено. Запас должен быть исчерпан, если только энергия света, излучаемого в бесконечное пространство, каким-то образом не возвращается к телу, которое ее затратило. Возможность такого восстановления полностью выходит за рамки нашей науки. Как может та малая вибрация, которая достигает нашего глаза от какой-нибудь далекой звезды и которая, возможно, шла к нам тысячи лет, найти путь обратно к своему источнику? Свет, испущенный Солнцем 10 000 лет назад, сегодня продолжает свой путь в сфере, поверхность которой находится на расстоянии 10 000 световых лет со всех сторон. У науки нет даже предположений о возможности его восстановления, а самые тонкие наблюдения не показывают никакого возврата из бездонной пропасти.

До момента открытия радия самые тщательные исследования всех мыслимых источников энергии показывали лишь один, который мог бы быть достаточно долговечным. Это сжатие, происходящее в великих раскаленных телах Вселенной из-за потери тепла, которое они излучают. Как отмечалось в предыдущем очерке, энергия, вырабатываемая сжатием Солнца, не могла бы поддерживать его нынешний запас тепла более чем на двадцать или тридцать миллионов лет, в то время как изучение Земли и океана свидетельствует о действии ряда причин, которые должны были продолжаться сотни миллионов лет.

Противоречие между этими двумя выводами даже более заметно, чем может показаться из данного утверждения. Период солнечного тепла, установленный астрофизиком, — это время, в течение которого наше светило могло существовать в своей нынешней форме. Период, установленный геологом, — это не просто время существования Солнца, а время, в течение которого причины, вызывающие геологические изменения, не претерпевали никаких полных переворотов. Если бы в какое-то время Солнце излучало гораздо меньше тепла, чем сейчас, вода на поверхности Земли не могла бы существовать иначе как в виде льда; почти не было бы испарения, и геологические изменения, вызванные эрозией, не могли бы произойти. Более того, начало геологических процессов, о которых мы говорим, отнюдь не является началом существования Земли. Теории обеих сторон сходятся в том, что в течение неисчислимых эонов до начала геологических изменений, которые мы видим сейчас, наша планета была расплавленной массой, возможно, даже раскаленным шаром, подобным Солнцу. В течение всех этих эонов Солнце должно было существовать как обширная туманная масса, сначала простиравшаяся до орбиты Земли и медленно сокращавшая свои размеры. И эти эоны должны быть включены в любую оценку возраста Солнца.

Доктрина космической эволюции — теория, которая в прежние времена была широко известна как небулярная гипотеза, — о том, что небесные тела сформировались путем медленного сжатия нагретых туманных масс, подтверждается таким количеством фактов, что сомневаться в ней кажется почти невозможным, если только не придерживаться теории, что законы природы в какое-то прежнее время отличались от тех, которые мы видим в действии сейчас. Принимая эволюционную гипотезу, мы признаем, что у каждой звезды есть свой жизненный цикл. Мы можем даже сформулировать закон, по которому она переходит от младенчества к старости. Не все звезды имеют одинаковую продолжительность жизни; правило таково: чем больше звезда или чем больше масса материи, из которой она состоит, тем дольше она просуществует. До настоящего времени наука не может сделать ничего большего, чем указать на эти признаки начала и их неизбежное следствие: у каждого небесного тела должен быть конец света и тепла. Но ни один осторожный мыслитель не может относиться к такому предмету с легкостью обычного доказательства. Исследователю можно даже простить, если он стоит в немом благоговении перед творением собственного интеллекта. Наши точные записи о процессах природы охватывают лишь два или три столетия и не достигают удовлетворительного уровня вплоть до последнего столетия. Опыт индивида ограничен несколькими годами, и за пределами этого периода он должен полагаться на записи своих предков. Все его знание законов природы проистекает из этого весьма ограниченного опыта. Как он может пытаться описать то, что могло происходить сотни миллионов лет назад? Смеет ли он утверждать, что природа тогда была такой же, как сейчас?

Фундаментальным принципом теории эволюции, как ее развивал ее величайший недавний толкователь, является то, что сама материя вечна и что все изменения, произошедшие во Вселенной, поскольку она состоит из материи, носят характер преобразований этой вечной субстанции. Но мы сомневаемся, что какой-либо философ-физик наших дней удовлетворился бы принятием какого-либо доказательства вечности материи. Все, что он признал бы, — это то, что, насколько позволяют его наблюдения, никакое изменение количества материи не может быть произведено действием какой-либо известной причины. Она кажется в равной степени несотворимой и неуничтожимой. Но он в то же время признал бы, что его опыт не более достаточен для решения этого вопроса, чем наблюдение за животным в течение одного дня решило бы вопрос о продолжительности его жизни или доказало бы, что она не имеет ни начала, ни конца. Он, вероятно, признал бы, что даже сама материя может быть продуктом эволюции. Астроному трудно представить, что огромные туманные массы, которые он видит в небесных пространствах — в миллионы раз больше всей Солнечной системы, но настолько разреженные, что они не создают ни малейшего препятствия для прохождения луча света через всю их протяженность, — расположенные в том, что кажется областью вечного холода, ниже всего, что мы можем создать на поверхности Земли, но излучающие свет, а вместе с ним и тепло, подобно раскаленному телу, — могут состоять из того же вида вещества, что окружает нас на поверхности Земли. Кто знает, не является ли лучистое свойство, которое Беккерель обнаружил в некоторых формах материи, остатком какой-то первоначальной формы энергии, присущей великим космическим массам и питавшей наше Солнце в течение всех веков, необходимых геологу для формирования земной коры? Возможно, в этом явлении мы имеем ключ к великой загадке Вселенной, с помощью которого более глубокие тайны материи, чем те, что мы проникли, откроются глазам наших преемников.

IV

ПРОТЯЖЕННОСТЬ ВСЕЛЕННОЙ

Мы не можем ожидать, что мудрейшие люди нашего отдаленного потомства, которые смогут основывать свои выводы на тысячелетиях точных наблюдений, придут к решению этого вопроса без некоторой доли сдержанности. В таком случае могло бы показаться проявлением мудрости оставить его рассмотрение будущим поколениям, когда к нему можно будет подойти с лучшими средствами получения информации, чем те, которыми мы обладаем сейчас. Но это вопрос, который не захочет ждать, пока склонность размышлять о возможностях творения остается характерной чертой нашей расы. Проблема не в том, будем ли мы игнорировать этот вопрос вовсе, подобно Еве в присутствии Рафаэля, а в том, будем ли мы при его изучении ограничивать наши спекуляции рамками, установленными здравым научным рассуждением. Пытаясь сделать это, я приглашаю внимание читателя к тому, что может подсказать наука, заранее признавая, что сфера точного знания мала по сравнению с возможностями творения и что за пределами этой сферы мы можем излагать лишь более или менее вероятные выводы.

Читатель, желающий подойти к этому предмету в наиболее восприимчивом духе, должен начать свое изучение с того, что в ясный безлунный вечер, когда его не беспокоят никакие земные заботы, нарушающие безмятежность его мыслей, отправится в какое-нибудь место, где он сможет лечь на спину на скамью или крышу и окинуть взглядом весь небесный свод. Он может сделать это с величайшим удовольствием и пользой в конце лета или осенью — зима подошла бы не хуже, если бы разум мог подняться настолько выше телесных условий, чтобы вопрос о температуре не возникал. Мыслящий человек, который делает это при обстоятельствах, наиболее благоприятных для спокойного размышления, сформирует новое представление о чуде Вселенной. Если выбрать лето или осень, величественная дуга Млечного Пути пройдет вблизи зенита, и созвездие Лиры, возглавляемое прекрасной голубой Вегой первой величины, может оказаться недалеко от этой точки. К югу от него будет видно созвездие Орла, отмеченное ярким Альтаиром между двумя меньшими, но заметными звездами. Яркий Арктур будет где-то на западе, и, если наблюдение проводится не слишком рано в сезоне, Альдебаран будет виден где-то на востоке. Когда внимание сосредоточено на этой сцене, тысячи звезд по обе стороны Млечного Пути наполнят разум осознанием величественной и всеобъемлющей структуры, рядом с которой все человеческие дела меркнут и кажутся незначительными. Новая идея сформируется о таком хорошо известном факте астрономии, как движение Солнечной системы в пространстве, если поразмыслить о том, что на протяжении всей человеческой истории Солнце, увлекая за собой Землю, летело к области в созвездии Лиры или чуть южнее его со скоростью, превышающей все, что может создать искусство на Земле, не вызывая при этом никаких изменений в облике созвездия, заметных для обычного зрения. Не только Лира и Орел, но и каждая из тысяч звезд, образующих каркас неба, были видны нашим древнейшим предкам точно так же, как мы видим их сейчас. Телесный покой можно получить в любое время, прекратив труды, а утомленные организмы могут найти нервный отдых на любом летнем курорте; но я не знаю способа, которым можно получить полный покой для утомленной души — которым разум может быть так полностью избавлен от бремени всех человеческих тревог, — как созерцание зрелища, представленного звездным небом при описанных условиях. Пытаясь сделать слабую попытку узнать, что наука может рассказать нам о строении этого звездного каркаса, я надеюсь, что читатель позволит мне хотя бы представить, как он созерцает его таким образом.

Первый вопрос, который может возникнуть у любознательного читателя: как возможно с помощью любых методов наблюдения, известных астроному, узнать что-либо о Вселенной в целом? Мы можем начать с ответа на этот вопрос в несколько исчерпывающем ключе. Это возможно только потому, что Вселенная, какой бы огромной она ни была, демонстрирует определенные характеристики единого и ограниченного целого. Это не хаос, это даже не совокупность вещей, каждая из которых возникла своим собственным путем. Если бы это было так, между двумя широко разнесенными областями Вселенной не было бы ничего общего. Но на самом деле наука показывает единство во всей структуре и разнообразие лишь в деталях. Млечный Путь сам по себе будет воспринят самым обычным наблюдателем как единая структура. Эта структура является в некотором роде фундаментом, на котором построена Вселенная. Это пояс, который, кажется, охватывает все творение, насколько наши телескопы позволили нам определить, что такое творение; и все же он имеет элементы сходства во всех своих частях. Что еще более значимо, он в некоторых отношениях не похож на те части Вселенной, которые лежат вне его, и даже не похож на те, что лежат в той центральной области внутри него, где сейчас находится наша система. Мелкие звезды, индивидуально далеко выходящие за пределы видимости невооруженным глазом, которые образуют его облакоподобные скопления, оказываются в основном более голубыми по цвету, от одного края до другого, чем в среднем звезды, составляющие остальную часть Вселенной.

В предыдущем очерке о строении Вселенной мы указали на несколько особенностей Вселенной, показывающих единство целого. Теперь мы соберем воедино эти и другие особенности с целью показать их отношение к вопросу о протяженности Вселенной.

Поскольку Млечный Путь в некотором смысле является фундаментом, на котором построена вся система, мы должны прежде всего отметить симметрию целого. Это видно в том факте, что определенное сходство обнаруживается в любых двух противоположных областях неба, где бы мы их ни выбрали. Если мы возьмем их в Млечном Пути, звезд будет больше, чем в других местах; если мы возьмем противоположные области в Млечном Пути или вблизи него, мы найдем в обеих больше звезд, чем в других местах; если мы возьмем их в области где-либо вокруг полюсов Млечного Пути, мы найдем меньше звезд, но их будет поровну в каждой из двух областей. Мы делаем из этого вывод, что какая бы причина ни определяла количество звезд в пространстве, она была одной и той же природы в любых двух антиподальных областях небес.

Другое единство, отмеченное еще с большей точностью, наблюдается в химических элементах, из которых состоят звезды. Мы знаем, что Солнце состоит из тех же элементов, которые мы находим на Земле и в которые мы разлагаем соединения в наших лабораториях. Эти же элементы найдены в самых далеких звездах. Правда, некоторые из этих тел, по-видимому, содержат элементы, которые мы не находим на Земле. Но поскольку эти неизвестные элементы разбросаны от одного края Вселенной до другого, они лишь служат еще большему укреплению единства, которое пронизывает все целое. Туманности состоят, по крайней мере частично, из форм материи, отличных от тех, с которыми мы знакомы. Но, какими бы разными они ни были, они схожи по своему общему характеру во всей области, которую мы рассматриваем. Даже в такой особенности, как собственные движения звезд, видно то же единство. Читатель, несомненно, знает, что каждый из этих объектов летит через пространство по своему собственному курсу со скоростью, сравнимой со скоростью Земли вокруг Солнца. Эти скорости варьируются от самого малого предела до более чем ста миль в секунду. Такое разнообразие могло бы показаться умаляющим единство целого; но когда мы стремимся узнать что-то определенное, взяв их среднее значение, мы находим, что это среднее значение, насколько можно определить, почти одинаково в противоположных областях Вселенной. Совсем недавно стало вероятным, что определенный класс очень ярких звезд, известных как звезды Ориона — потому что их много в самом блестящем из наших созвездий, — которые разбросаны вдоль всего пути Млечного Пути, имеют все до единой, в общем среднем, более медленные движения, чем другие звезды. Здесь снова мы имеем определяемую характеристику, простирающуюся через всю Вселенную. Обращая внимание на эти точки сходства во всей Вселенной, не следует полагать, что мы основываем наши выводы непосредственно на них. Точка, которую они подчеркивают, заключается в том, что Вселенная по своей природе является организованной системой; и именно на факте того, что она является такой системой, мы можем, опираясь на другие факты, прийти к выводам о ее строении, протяженности и других характеристиках.

Одной из великих проблем, связанных со Вселенной, является вопрос о ее возможной протяженности. Как далеко находятся звезды? Одно из единств, которые мы описали, сразу ведет к выводу, что звезды должны находиться на очень разных расстояниях от нас; вероятно, самые далекие из них находятся в тысячу раз дальше, чем ближайшие; возможно, даже дальше этого. Этот вывод может, во-первых, основываться на том факте, что звезды, по-видимому, разбросаны поровну по тем областям Вселенной, которые не связаны с Млечным Путем. Чтобы проиллюстрировать этот принцип, предположим, что фермер засевает пшеничное поле совершенно неизвестной площади десятью бушелями пшеницы. Мы посещаем поле и хотим иметь некоторое представление о его площади. Мы можем сделать это, если знаем, сколько зерен пшеницы в десяти бушелях. Затем мы исследуем пространство в два или три фута квадратных в любой части поля и подсчитываем количество зерен в этом пространстве. Если пшеница равномерно разбросана по всему полю, мы находим ее площадь по простому правилу: размер поля относится к размеру пространства, в котором проводился подсчет, так же, как общее количество зерен в десяти посеянных бушелях относится к количеству подсчитанных зерен. Если мы находим десять зерен на квадратный фут, мы знаем, что количество квадратных футов во всем поле составляет одну десятую от количества посеянных зерен. Так обстоит дело и со Вселенной звезд. Если последние посеяны поровну по пространству, протяженность занимаемого пространства должна быть пропорциональна количеству звезд, которые оно содержит.