Астрофизика начинающим: как понять Вселенную — страница 16 из 19


Этот снимок, сделанный с борта космического зонда «Вояджер-1», был первым, на котором в один кадр попали Земля и Луна. Когда космический корабль находился уже за орбитой Нептуна, Земля оттуда казалась всего лишь крохотной «бледно-голубой точкой» в пространстве.


А что бы случилось, если бы высокоразвитые инопланетяне направили в нашу сторону свои самые мощные телескопы? Какие детали планеты Земля они смогли бы различить?

Синеву. Это оказалось бы первым и главным свойством нашей планеты. Более двух третей ее поверхности покрыто водой. Один только Тихий океан занимает почти целое ее полушарие. Так что, если бы инопланетяне смогли различить голубой цвет нашей планеты, они, вероятно, догадались бы, что причина его – вода. И, без сомнения, они и сами бы очень хорошо знали, что такое вода. Ведь вода – не только благоприятная среда для возникновения и поддержания жизни. Это одно из самых распространенных химических соединений во Вселенной.

Если бы у инопланетян было действительно мощное оборудование, они бы увидели не просто бледно-голубую точку. Они различили бы береговые линии материков, а это дало бы им основания считать, что вода на нашей планете жидкая: ведь на замерзшей планете не может быть берегов. И разумные инопланетяне додумались бы, что раз на планете есть жидкая вода, то может быть и жизнь.

Инопланетяне разглядели бы на Земле и полярные шапки, которые периодически растут и сокращаются по мере изменения температуры. Изучая земную поверхность и отслеживая регулярные исчезновения из виду и появления больших участков тверди на ней, они могли бы вычислить период осевого вращения Земли – двадцать четыре часа. Так они узнали бы, какова продолжительность земного дня. Они увидели бы движения крупномасштабных атмосферных структур, определяющих погоду. Могли бы изучить поведение облачности.

Пора вернуться к действительности.

Ближайшая экзопланета – ближайшая к Земле планета, не относящаяся к Солнечной системе, – находится в соседней с нами звездной системе альфа Центавра. Это примерно в четырех световых годах от нас – на расстоянии, которое луч света, несущийся с огромной скоростью и не останавливающийся, чтобы отдохнуть или заправиться горючим, пролетает за четыре земных года. Скорость света – более 670 миллионов миль в час. Так что наши «соседи» на альфе Центавра, в четырех световых годах от нас, на деле очень, очень далеко.

И это ближайшая к нам планета. Большинство открытых учеными экзопланет находятся на расстояниях от десятков до сотен световых лет. Блеск Земли более чем в миллиард раз слабее, чем яркость Солнца, поэтому увидеть нашу планету с такого расстояния непосредственно в оптический телескоп инопланетянам было бы исключительно трудно. Это все равно что пытаться различить светлячка в луче гигантского прожектора. Поэтому, если инопланетяне нас нашли, они, скорее всего, наблюдают нашу планету в невидимых глазу лучах, например инфракрасных. В инфракрасном свете яркость Солнца не настолько сильно подавляет свечение нашей планеты.

Но, может быть, их инженеры располагают какой-то совершенно неизвестной нам техникой?



Наверняка вам случалось делать фотожабы из фотографий друзей. Даже астрофизики иногда не могут удержаться от искушения позабавиться таким способом. Кстати, у фотожаб есть много общего с теми техническими приемами, которыми мы пользуемся, чтобы искать далекие планеты.

Ведь нам так же нелегко увидеть их с огромного расстояния, как инопланетянам – наблюдать со своих планет Землю. Поэтому NASA спроектировало и построило космический телескоп «Кеплер» специально для того, чтобы искать слабые планеты вблизи их ярких материнских звезд способом, похожим на изготовление фотожаб.


Замечательная космическая миссия «Кеплер» позволила ученым открыть тысячи новых планет. Есть ли хоть на одной из них жизнь?


Телескоп «Кеплер» регистрировал небольшие, но регулярные падения общего блеска звезд. Они происходили от того, что в таких случаях «Кеплер» оказывался точно на одной линии со звездой и ее планетой. Планета как бы вскакивала в кадр и загораживала собой звезду, заставляя ее чуточку меркнуть – как комарик, который пролетает между вами и вашей девушкой, когда вы ее фотографируете. Регистрируя планеты этим способом, мы не видим их самих. Мы даже не видим никаких деталей поверхности их материнских звезд. Но мы видим, что между нами и звездой что-то появляется. Таким методом «Кеплер» открыл тысячи экзопланет, в том числе сотни звезд с планетными системами, то есть с несколькими планетами, какой является и наша Солнечная система.

Инопланетяне, возможно, воспользовались такой же методикой, чтобы найти Землю. Наблюдая Солнце, они, может быть, смогли зарегистрировать небольшое падение его яркости, когда наша планета прошла между ними и нашей материнской звездой. Отлично. Если так, они открыли существование Земли – но они не узнали ничего о том, что происходит на ее поверхности.

Здесь могли бы помочь радиоволны и микроволновое излучение. Кто знает, может, у наших инопланетян есть для подслушивания гигантский радиотелескоп вроде недавно построенной в Китае циклопической 500-метровой антенны FAST, о которой я рассказывал в главе 9. Если бы он у них был и если бы они настроились на нужные частоты, мы бы показались им одним из самых ярких радиоисточников на небе. Наши современные радиостанции, мобильные телефоны, микроволновые печи, открыватели гаражных дверей, блокировщики дверец автомобилей и спутники связи постоянно испускают множество сигналов. Мы просто купаемся в этом длинноволновом излучении. Так что, если бы инопланетяне пользовались правильными радиотелескопами и приемниками, они получили бы хорошее доказательство, что у нас тут происходит что-то необычное.

Земля сразу стала бы для них очень заманчивым объектом изучения.



В истории науки уже был случай, когда наши собственные земные ученые приняли таинственные радиосигналы, настолько необычные, что этим астрономам и вправду ненадолго стало казаться, что это инопланетяне пытаются с нами таким способом связаться. В 1967 году, обследуя небо в поисках каких-либо ярких источников радиоволн, астрофизик Энтони Хьюиш и его группа открыли нечто крайне странное. Далекий объект пульсировал с частотой чуть более секунды. Первой эти сигналы заметила Джоселин Белл, в то время студентка Хьюиша.

Кто получает премии?

Хотя ученые признают, что открытием пульсаров мы обязаны Джоселин Белл – теперь Джоселин Белл Бэрнелл, – Нобелевскую премию за эту работу получил ее научный руководитель Энтони Хьюиш. Позже, в 1977 году, Белл Бэрнелл настаивала, что не огорчена такой несправедливостью, но многие другие говорили, что премию получила бы она, если бы не ее пол. С тех пор вклад, внесенный Белл Бэрнелл в открытие пульсаров, и ее дальнейшая работа принесли ей много других наград, и она сделалась активной защитницей прав женщин в науке.

От мысли, что эти сигналы посылает нам другая цивилизация, сообщая о своем присутствии – что это что-то вроде «Эй, вы там, слышите нас?», – было трудно избавиться. Но сама Белл от этой идеи с досадой отмахнулась. Она как раз писала в это время свою дипломную работу, и эти «маленькие зеленые человечки» со своими сигналами ей только мешали. Однако в течение нескольких дней она обнаружила новые повторяющиеся сигналы, которые приходили из других точек нашей галактики Млечный Путь. Тогда Белл и другие ученые поняли, что хоть они и не установили контакта с другими цивилизациями, но зато открыли новый класс космических объектов – звезды, состоящие целиком из нейтронов. Эти звезды очень быстро вращались и при каждом обороте посылали радиоволны. (Это, между прочим, те самые звезды с плотностью как в тюбике губной помады, в который запихали сто миллионов слонов.) Хьюиш и Белл придумали для них вполне разумное название – пульсары. И Белл не просто защитила свою дипломную работу и получила ученую степень, а сделала одно из самых важных открытий ХХ века.



Есть и другие способы выслеживать инопланетян – или высокоразвитых внеземных существ, которые выслеживают нас. Ученые этих сверхцивилизаций, возможно, исследуют свет нашей планеты, чтобы узнать, какие молекулы существуют на Земле и вокруг нее. Если планета богата растениями и животными, в ее атмосфере будут проявляться определенные черты, которые мы называем биомаркерами. Не путайте их с маркерами, которыми пишут на доске. Это молекулы, способные служить ключами к открытию жизни. Когда на планете есть биомаркеры, ученые знают, что на ней может существовать жизнь. Эти молекулы порождаются живыми организмами.

На Земле одним из таких биомаркеров является метан. Его выделяют естественные источники, такие как гниющая растительность. Остальная его часть появляется в результате человеческой деятельности: производства горючего из нефти, возделывания риса, а еще – отрыжки и пуканья домашнего скота.

Да, благодаря коровьему пуканью инопланетяне в один прекрасный день могут узнать о нашем существовании.

Однако самым убедительным признаком существования жизни оказался бы свободный кислород в земной атмосфере. Кислород – третий по распространенности элемент в космосе. Кроме того, он химически активен – атомный эквивалент любителя потанцевать, который на школьных танцах не пропускает ни одной девочки, танцуя по очереди со всеми. Кислород соединяется с атомами водорода, углерода, азота, кремния и так далее. Он соединяется даже сам с собой. Эта молекула не любит одиночества и свободы.

Есть ли коровы на Титане?

Сейчас ученые спорят о происхождении небольшого количества метана на Марсе и весьма заметного – на спутнике Сатурна Титане. Откуда он мог взяться? К сожалению, коровы там ни при чем. На Титане текут метановые реки, впадающие в метановые озера.

Итак, инопланетяне увидели кислород в свободном состоянии. Теперь они могут предположить, что у нег