Непознанное

Чтобы достичь ближайшей звезды от нашего Солнца (это Проксима Центавра), свету нужно 4,3 года, а до яркого Сириуса ему добираться около 9 световых лет. В окружности 16 световых лет у нас около 40 звезд. Звезда Вега, особенно часто упоминаемая в литературе, находится от нас на расстоянии 27 световых лет, чтобы достичь созвездия Плеяды, свету нужно уже 300 лет. Но с точки зрения астрономии это все еще ближний мир. Ригель, яркая голубая звезда в созвездии Орион, светящая примерно в 20 тысяч раз ярче Солнца, удалена от нас на 540 световых лет. Если бы на Ригеле, скажем, жил астроном, который мог бы регистрировать слабый свет Земли и преобразовывать его в картины сиюминутной истории, то он увидел бы в наши дни, как сжигают Орлеанскую деву, или узрел бы пожар, в котором сгорела столица государства майя в Мексике, ведь до него свет бы шел от Земли 540 лет.

Но что эти световые годы по сравнению со ста тысячами, которыми измеряется поперечник нашего галактического звездного мира? Подобные расстояния непостижимы для нас, и если мы скажем, например, что расстояние до первой ближней галактики, так называемой Туманности Андромеды, составляет 2 миллиона 200 тысяч световых лет, то мы не составим никакого представления о расстояниях и о пустоте мира вокруг нас. Иногда хочется сказать: к счастью, ведь тот, кто поверит в абсолютность этих величин, впадет в большую ошибку. Большинство расстояний в космосе, приводимых астрономами, весьма неточно. Даже расстояния нашего Млечного Пути даются с точностью, составляющей всего 20 процентов!

Пусть мы не знаем, сколько звезд в звездном скоплении, где мы живем, мы удовлетворились бы на худой конец знанием формы нашей Галактики. В мировом пространстве разбросано множество разных звездных систем подобного рода. Мы видим их сбоку, сверху или снизу, если мы можем позволить себе такую вольность — рассматривать мировое пространство «сверху» или «снизу». Существуют галактики, в которых нельзя различить какой-либо упорядоченной структуры, они видны лишь как туманные светлые поверхности круглой или продолговатой формы. Совсем другое дело галактики, которые не без выдумки названы «спиральными туманностями». Они выглядят примерно так, как заводная пружина часов: относительно плоские и больше всего напоминают по форме диск. Сравнение со спиральной пружиной возникает вследствие «отростков» диска — двух, трех или более искривленных продолговатых скоплений звезд. Иногда эти «отростки» настолько короткие, что их трудно различить. Вся эта штука вращается, как фонтанчики для орошения газона: внутренние участки быстро, а чем ближе к краю, тем медленнее. Наша солнечная система, скажем, вращается вокруг центра Млечного Пути со скоростью 250 километров в секунду.

Если ты житель подобного звездного семейства и смотришь вдоль своего диска, то видишь много звезд, светлый Млечный Путь, а если взглянуть вверх или вниз, то видишь темное ночное небо.

Как выглядит наша Галактика, наш Млечный Путь, наша спиральная туманность из космического далека? Вряд ли нам представится шанс когда-нибудь сфотографировать ее со стороны. Для этого пришлось бы на космическом корабле покинуть пределы нашей Галактики, а так далеко мы никогда не сможем летать. Нам остается лишь путем бесчисленных измерений с помощью оптических и радиотелескопов изнутри Галактики создать картину того, как она выглядит снаружи. Вот к какому результату пришли астрономы: наша солнечная система находится в одном из отростков спирали Млечного Пути, по направлению к середине и к краю Галактики имеются еще два отростка вокруг нас. В общем, результаты всех ухищрений довольны скромные. В нашей Галактике имеется, очевидно, несколько спиралей, но утверждать, что она организована по такой же элегантной схеме, как некоторые другие галактики, которые нам удается наблюдать, у нас нет оснований.

С относительной уверенностью можно сделать еще одно утверждение: Млечный Путь не только движется, не только выбрасывает во внешний космический мир отдельные периферические зоны, но и сам целиком летит по вселенной. Куда же мы летим, мы, Земля, Солнце и все 30 миллиардов звезд?

Еще несколько лет назад астрономам казалось, что они довольно точно могут ответить на этот вопрос: мы летим со скоростью 150 километров в секунду в направлении звезды Сириус, однако теперь мы не так уж уверены в этом. Откуда эта неуверенность? Дело в так называемом «красном смещении» линий спектра света звезд, феномене, заключающемся в том, что цвет света от далеких звезд смещается в направлении красной части спектра тем дальше, чем быстрее звезда удаляется от нас. Единственное достоверное объяснение этого феномена заключается в том, что чем дальше от нас, тем с большей скоростью разлетается вселенная. Лауреат Нобелевской премии в области физики Р. Месбауэр описал обратный процесс, при котором наблюдатель быстро движется по направлению к источнику света. В этом случае длина световой волны кажется короче, чем она есть на самом деле. Это значит, что если двигаться к «красному» светофору с достаточно большой скоростью, он будет казаться «зеленым». (Шоферы! Не пугайтесь и не экспериментируйте: эта скорость, для машин недостижимая.) Если это и так, нам относительно безразлично, куда же летит наша Галактика.

В свете последних данных ситуация представляется еще более запутанной. У нас не только нет ответа на ставший уже классическим вопрос относительно конечной цели нашего путешествия, по ходу дела возникли и новые затруднения. Надо найти ответ на то, что такое радиогалактики и квазары? Как вписать в нашу систему представлений так называемые галактики Зейферта? (Американец К. Зейферт открыл их в 1943 году, это как раз была тема его диссертации.) Может быть, это звезды, окруженные гигантскими раскаленными массами газов? Какова структура «компактных галактик» — звездных систем, открытых швейцарцем Ф. Цвики в 1961 году, а также других галактик, описанных в современной астрономической литературе?

Вопросов много, сносные ответы можно пересчитать по пальцам.

Наш Млечный Путь ничтожен по сравнению с размерами всей вселенной. Если где-нибудь в бесконечных просторах иных миров живут иные астрономы, они могут совсем не заметить исчезновения нашего Млечного Пути или заметят не скоро. Мы ничем не лучше и вряд ли спохватимся, если в мире пропадет миллион-другой галактик.

Тот же результат получим, сравнивая размеры Млечного Пути с нашей солнечной системой: если она сгинет куда-нибудь, другие обитатели галактики навряд ли это заметят, и уж никто не станет по нас убиваться. Как привлечь внимание космической общественности к нашему существованию? Для этого необходимо, чтобы неподалеку от Солнца возникла, например, сверхновая. Вот по-настоящему волнующее событие для астрономии. В истории человеческой науки подобное событие регистрировали китайские астрономы в 1054 году. Тогда на небе появилась новая звезда, она была такой яркой и сияющей, что в течение 23 дней ее можно, было наблюдать даже при свете дня. Китайцы назвали ее «звездным гостем», в Европе ее не зарегистрировали, однако можно предположить, что индейцы Северной Америки были более внимательными наблюдателями. В пещере в Северной Калифорнии найдено изображение, показывающее относительное положение звезд и Луны. Если обсчитать это положение, то можно прийти к выводу, что скопление светящихся газов, которое мы называем теперь Крабовидной туманностью, было тогда ослепительно сияющей сверхновой, обозначенной одной из точек среди звезд. По крайней мере, такое предположение вероятно.

Для нас солнечная система кажется важной по двум соображениям: прежде всего это наша родина, а во-вторых, хотя бы об этой части космоса мы знаем много важных вещей. Дело прежде всего в том, что солнечная система представляет собой пространство с четкими границами: центральное солнце, вокруг которого кружат по относительно стабильным орбитам планеты. Здесь нет никакой расширяющейся, никакой вновь создаваемой материи, нет и сколько-нибудь заметных потерь вещества. И к тому же солнечная система имеет обозримые размеры: если вспышке света, чтобы достичь ближайшей звезды, нужно 4,3 года, то до самой отдаленной планеты своей системы она доберется всего лишь за 6 с половиной световых часов. Астрономы знают так много о нашей солнечной системе, что этими знаниями забиты целые библиотеки. Все это вселяет в нас приятную уверенность во всемогущество знания и безусловный исследовательский прогресс.

Но и тут почва, на которой мы стоим, оказывается не столь уже твердой. Достаточно вспомнить, что Кеплер, Коперник и Галилей знали всего шесть планет, и сколько же теорий и различных гипотез было создано на этой почве? А каково в наше время?

Седьмая планета, Уран, была первой планетой, открытой с помощью подзорной трубы. Ее — чисто случайно! — открыл в 1781 году астроном Вильгельм Гершель, значит, эту планету мы знаем меньше двухсот лет. Сам Гершель был, собственно говоря, музыкантом, отец его играл в полковом оркестре в Ганновере, откуда Вильгельм бежал в Англию от тягот войны. Здесь он стал самым известным астрономом своего времени. Вначале он был чистым любителем в области астрономии, этаким музицирующим звездочетом, который сам конструировал свои оптические приборы. Позднее Гершель получил должность «королевского астронома», дворянский титул и стал зваться «сэром Уильямом». При этом он обнаружил и немалый купеческий талант: он настолько успешно продавал телескопы, что мог безбедно жить от одной их продажи.

Открытие Гершеля, сделанное им 13 марта 1781 года, — вначале он думал, что видит комету, ведь со временем, когда в древней Вавилонии появилась астрономия, новых планет не находили! — дало развитию астрономии мощнейший толчок. (Кстати, сына сэра Уильяма, Джона Фредерика Уильяма Гершеля, также захватила любовь к этой науке, необходимо упомянуть и сестру Гершеля, Каролину, первую женщину-астронома, которой наука обязана открытием восьми комет и доброй сотни звезд.)

Выяснилось, что расчет орбиты Урана оказался неточным. Уран перемещался совсем не так, как этого требовала теория, оставалось предположить, что где-то существует еще одно космическое тело, влияющее на его траекторию. И действительно, в 1846 году удалось обнаружить соответствующую планету, получившую имя Нептун. А траектория Урана все еще не отвечала расчетной. И вот наконец в 1930 году (!) была открыта новая планета — Плутон, так что теперь нам известны девять планет солнечной системы, но это отнюдь не означает, что мы их знаем. Мы даже не знаем массы Плутона, данные колеблются от массы в 10 раз (0,11) меньше Земли до величины, равной Земле!

Исследование ближайшего окружения нашей Земли отнюдь не закончено. Вот еще пример: с 1895 по 1961 год 15 раз делались попытки измерить среднее расстояние между Солнцем и Землей. Результаты каждого из измерений настолько разнятся, что не укладываются даже в пределы ошибок, допустимых для каждого метода. Определенные успехи принесли лишь измерения с помощью радара, они откорректировали «самые точные» измерения примерно на 50 тысяч километров, а расстояние до ближайшей к Земле планеты Венера были уточнены еще на 300 километров.