Чтобы получить представление о том, как распределена материя во вселенной, вообразим себе модель звездного мира, в которой все расстояния и размеры уменьшены в миллион миллионов (1012 раз). Тогда вселенная превратится в собрание раскаленных шариков-звезд, громадное большинство которых окажется не крупнее песчинок (имеющих в поперечнике не более миллиметра). Лишь изредка нам встретятся шарики покрупнее, может быть даже до метра в диаметре. Одна из крупинок, с поперечником в 1,5 мм, изобразит наше Солнце; на расстоянии 15 см от него будет находиться микроскопическая темная пылинка — Земля, на расстоянии в 6 м — пылинка, изображающая самую далекую из известных планет, Плутон. Однако только на расстоянии свыше 40 км мы найдем ближайшую самосветящуюся песчинку, ближайшую к нам звезду альфу Центавра, свет от которой идет до нас 4 года. Так будет и дальше: расстояние между звездами в среднем в миллионы и в десятки миллионов раз больше их диаметров, причем наше Солнце находится вовсе не в самой пустынной части звездного мира. Такое важное заключение выведено из непосредственных измерений звездных расстояний.
Другой важный вывод о строении звездного Мира дают нам наблюдения над видимым распределением звезд по небу. Известно, что звезды гуще всего сосредоточены в широком поясе Млечного Пути, который охватывает небо полным кольцом. Там миллионы слабых звезд стоят так тесно, что свет их сливается в слабое сплошное сияние, которое бывает так красиво в безлунные осенние ночи.
Строение Млечного Пути очень сложно: есть в нем и особенно яркие места — «сгущения» или «облака», есть и почти беззвездные «прорывы». Наибольшей ширины и богатства достигает Млечный Путь в созвездиях Стрельца и Скорпиона, которые под широтой Москвы видны плохо, но на юге СССР составляют главное украшение летнего неба. Здесь Млечный Путь идет с севера на юг двумя яркими отдельными ветвями, с темным промежутком между ними. Далеко в южном полушарии две ветви опять сходятся.
Лет двадцать тому назад было доказано, что этот темный промежуток есть громадное скопление масс космической пыли, заслоняющее середину самой широкой и яркой части Млечного Пути.
Каковы бы ни были детали строения Млечного Пути, главное установлено твердо:
1) Млечный Путь (или по-гречески «галактика») есть наша звездная система, рядовым членом которой является наше Солнце.
2) Эта система содержит определенно конечное, а не бесчисленное число членов- звезд и имеет конечные размеры. По какому бы направлению мы ни полетели, мы рано или поздно вылетим из пределов этой системы.
3) То обстоятельство, что пояс Млечного Пути опоясывает небо но так называемому большому кругу , обозначает, что все звезды системы сосредоточены внутри пространства, имеющего форму слоя: по любому направлению, параллельному плоскости Млечного Пути, оно тянется гораздо дальше, чем по направлению, перпендикулярному к этой плоскости; его «вышина» гораздо меньше длины и ширины.
Точнее определить форму, размеры и строение этого гигантского скопища звезд очень трудно, так как мы находимся внутри его и, можно сказать, из-за деревьев не видим леса. Раз мы уже упомянули о лесе, то можно продолжить дальше это сравнение, за неимением лучшего. Представим себе, что мы находимся в лесу, состоящем из редких и тонких деревьев, окружающих нас со всех сторон. Куда нам двинуться, чтобы выйти на простор кратчайшим путем? Какую площадь занимает наш лес? Тянется ли он сплошным массивом или прорезан полянами, или, может быть, состоит даже из отдельных рощ, «островов»? На первый вопрос ответ (в теории) очевиден: стоит нам только подняться вверх на немного десятков метров, и мы покинем ваш лес и увидим его «с птичьего полета». Чтобы ответить на остальные вопросы, мы смотрим в бинокль во все стороны и, наконец, находим направление, по которому в поле зрения бинокля стоит меньше всего стволов деревьев и, что самое важное, по которому видны последние деревья: за ними уже почти нет более далеких. Тогда мы говорим: «вот в этой стороне опушка леса».
По другим направлениям мы увидим в поле зрения то больше, то меньше деревьев, но нигде не дойдем до опушки, и о плане и размерах леса вряд ли сможем составить себе ясное представление. Уменьшение числа деревьев по тому или другому направлению может означать, что в сплошном лесу там и сям разбросаны поляны, но может происходить и от того, что никакого сплошного леса нет, а есть лишь отдельные, не связанные между собой рощи, которые нам только кажутся сливающимися. Какая из двух этих картин ближе к истине, мы решить не сможем.
В действительности современный астроном, пытающийся изучить строение Млечного Пути по подсчетам звезд на разных участках неба, находится в еще более трудных условиях, чем наш злополучный фантастический лесоустроитель. Последний сможет отличить близкий маленький объект от далекого большого; астроном для отдельной слабой звезды обычно этого совершенно не в состоянии сделать, он может в лучшем случае дать лишь какую-нибудь среднюю статистическую величину, которая для данного случая может как раз оказаться совершенно неподходящей. Если лесоустроитель наткнется в каком-нибудь месте на «поглощающую среду», в виде, например, кустарниковой заросли, то он ее видит, и знает, что ему доступны только деревья, находящиеся ближе ее. Астроному же такая «дымовая завеса» обычно не видна; поэтому он не может без специальных исследований решить, почему поле «А» содержит вдвое меньше звезд, чем смежное поле «В», — потому ли, что оно в действительности вдвое беднее звездами, или потому, что оно видно нам сквозь туманную завесу, от которой свободно поле «В»? И на каком расстоянии расстелена в пространстве эта завеса? Все ли звезды поля «А» она ослабила, или, может быть, она так далеко, что большинство звезд лежит перед нею и ослаблению не подверглось, а погашены только более далекие?
Вот вопросы, дающие понятие о тех трудностях, которые стоят на пути решения великой задачи о строении нашей галактики.
***