§ 4. Проблема структурности мира туманностей во второй половине XIX — начале XX в. От Р. Проктора до К. Шарлье

1. Проблема распределения туманностей после В. Гершеля прочно вошла в поле зрения астрономов в значительной степени благодаря Дж. Гершелю, который продолжил исследования отца. Он впервые рассмотрел эту проблему в свете иерархической концепции Вселенной. Дж. Гершель отметил скопления туманностей в Коме, Деве, Жирафе и то, что они соединены «линией повышенной плотности туманностей», но «неправильной и волнистой», «без видимого перехода в окружность с определенным центром». Всю эту сложную совокупность скоплений он считал системой высшего порядка, включающей в качестве окраинного члена и Млечный Путь, а область, наиболее богатую туманностями (в Деве), — «главным телом этой системы»!

Вместе с тем открытый старшим Гершелем «пласт Волос Вероники» как перпендикулярный Млечному Пути был утерян в картине Дж. Гершеля, а догадку о том, что этот пласт может окружать кольцом небесную сферу, наподобие Млечного Пути, Дж. Гершель и вовсе посчитал чистой фантазией отца, который, по его мнению, был склонен к подобного рода умозрительным построениям.

Заключительное описание общего распределения туманностей в виде «полога», занимающего область северного галактического полюса и спускающегося оттуда во все стороны (хотя с преобладанием к северному полюсу небесной сферы), а также полученные Дж. Гершелем первые количественные результаты: треть туманностей всего неба оказалась сосредоточенной на 1/8 его площади, в районе северного галактического полюса — все это было опубликовано затем и в получившей широкую известность книге Дж. Гершеля «Горизонты астрономии» (1850). Эти данные надолго приковали внимание астрономов к характерному распределению туманностей относительно плоскости Галактики. Оно рождало иллюзию физической связи туманностей с системой Млечного Пути. Последнее, наряду с увлечением поздними звездно-космогоническими идеями В. Гершеля, способствовало отходу от идеи островной Вселенной.

2. Детальные исследования Р. Проктора (1869) оказали особенно сильное влияние. Он нарисовал «струйчатую» картину распределения туманностей и первый после Дж. Гершеля вспомнил об открытии В. Гершелем перпендикулярного Млечному Пути пласта туманностей. Хотя сам Проктор и не был противником концепции островных вселенных в принципе, признавая, например, внешней системой туманность Андромеды, он, в немалой степени под влиянием идей В. Гершеля, истолковал этот пласт, как и другие выявленные им «потоки» туманностей, в качестве черт внутренней структуры Галактики и даже усматривал в этой картине следы продолжающегося в Галактике, согласно В. Гершелю, процесса звездообразования. (Кстати, именно Проктору принадлежит введение термина «зона избегания» для чрезвычайно бедной туманностями области близ галактического экватора.)

В том же «космогоническом ключе» описал гершелев перпендикулярный Млечному Пути пояс туманностей В. Майер в конце XIX в. в своей широко известной книге «Мироздание» (но уже без упоминания имени В. Гершеля).

Повторное открытие в начале XX в. гершелева «пласта» туманностей, расположенного вдоль галактического меридиана, было воспринято сначала как открытие элемента внутренней, спиральной структуры Галактики и наличия в ней поглощающей материи клочковатой структуры (К. Истон, 1904; Р. Сэнфорд, 1917; последний, будучи сторонником концепции островной Вселенной, допускал существование и межгалактической клочковатой поглощающей материи). В начале 20-х годов гершелев «пласт» туманностей был независимо открыт и детально описан Дж. Рейнолдсом, но он не дал какой-либо интерпретации, а в дальнейшем и вовсе отошел от образа «пласта» и отмечал лишь асимметричность распределения туманностей, пытаясь согласовать его с первыми идеями де Ситтера в области релятивистской космологии.

3. Возрождение идеи иерархической островной Вселенной. В 1908 и 1922 гг. шведский астроном К.В. Шарлье (1862—1934), опираясь на гипотезу Ламберта, развил свою теорию иерархической Вселенной с целью объяснить фотометрический и гравитационный парадоксы (см. ниже). Шарлье возродил и детально разработал идею бесконечной иерархии систем во Вселенной. Он показал, что в такой Вселенной, если расстояния между системами последующих порядков достаточно велики по сравнению с их размерами, оба парадокса не возникают. Вплоть до эпохи расцвета релятивистской космологии схема Шарлье казалась лучшим способом устранения космологических парадоксов.

Возрожденная Шарлье иерархическая концепция Вселенной получила широкий отклик. Ее развивали В.Г. Фесенков (1937), В.А. Амбарцумян (1939) в связи с проблемой фотометрического парадокса. Но, пожалуй, наиболее важным было то, что теория Шарлье привлекла вновь внимание астрономов к проблеме крупномасштабной структуры Вселенной. Шарлье сам пытался исследовать распределение галактик. Он даже, как ему казалось, обнаружил признаки существования системы более высокого порядка, чем Галактика, и дал ей имя «Метагалактика». Результаты Шарлье оказались ошибочными (из-за неучета поглощения света). Но термин «Метагалактика» остался в астрономии, хотя и в ином смысле (вся наблюдаемая Вселенная).