В погоне за Солнцем (другой перевод)

Наука на службе войны!

Нацистский лозунг, перефразированный немецким ученым Вернером Гейзенбергом как “Поставим войну на службу физике” [321]

Солнце не стоит на месте, и его движение нельзя описать простой формулой. В разные моменты времени с разных исследовательских углов зрения оно может восприниматься как твердое тело, огненный шар или постоянный источник ветров, вспышек, огненных спиралей и радиоактивных частиц. Его широты вращаются с разными скоростями, а вся поверхность поднимается и опускается примерно на 2,5 мили каждые 160 мин, хотя говорить о “поверхности” в данном случае было бы ошибкой: у Солнца как у газового конгломерата ее попросту нет. При наблюдении с других планет Солнце выглядит иначе, чем с Земли, – где-то больше, где-то меньше, – и его воздействие на атмосферу тоже всюду разное. К концу XVIII века астрономы признали его одной из множества звезд, просто ближайшей к нам, и оценили расстояние до Солнца, его размер, массу, скорость вращения и движение в пространстве с погрешностью до 10 % от сегодняшних показателей. Но их продолжали преследовать другие проблемы.

321

См.: Jim Baggott, The First War of Physics: The Secret History of the Atomic Bomb, 1939–1949. N. Y.: Pegasus Books, 2010.

Что происходило внутри Солнца? Что заставляло его светиться? Каков возраст звезды и как она соотносится с другими небесными телами? Ответы на многие из этих вопросов начали появляться только сейчас. Между 1800 и 1950 годами вряд ли найдется хоть один год без астрономических, физических, химических или геологических открытий, обеспеченных технологическим прогрессом, индустриальной революцией и нарождающимся энтузиазмом к научным исследованиям.

Например, только в первой половине XIX века были открыты линии поглощения солнечного спектра, а также явления электромагнитной индукции и баланса (оба прибавили нам знаний о характере солнечного притяжения). В тот же период был измерен солнечный энергетический выброс – солнечная постоянная, что привело к лучшей оценке как солнечной температуры, так и воздействия Солнца на климат планеты. А в 1860 году главный астроном Ватикана сфотографировал затмение 18 июля, продемонстрировав, что корона и протуберанцы являются реальными фактами, а не оптическими иллюзиями или обманчиво освещенными лунными горами.

Список конкретных открытий приближается к двум сотням. К примеру, в одно только десятилетие, 1871–1880 годы, было открыто электромагнитное излучение, солнечная дистилляция воды (Солнце как очиститель), произведена первая радикальная переоценка возраста звезды (20 млн лет), а также поднят вопрос о продолжительности времени, которое понадобилось Солнцу, чтобы прийти к своему нынешнему размеру, – эти вопросы открыли обширную дискуссию между учеными и буквальными толкователями Библии. Прочие открытия были менее спорны: температура солнечной поверхности была оценена в 5430 °C, ядро признано газообразным с температурой, убывающей от ядра к поверхности. Было изобретено несколько новых инструментов (гелиоспектроскоп, звездный спектрометр, телеспектрометр), а спектры всех неподвижных звезд оказались лишь нескольких видов, в зависимости от физико-химической природы звезды, – “открытие столь же большой значимости, сколь и ньютоновский закон всемирного тяготения” [322] .

322

См.: Catholic Encyclopedia, статья Angelo Secchi.

За последние годы такие авторы, как Дава Собел, Тимоти Феррис и Билл Брайсон, а также ученые и популяризаторы науки (среди них Карл Саган и Стивен Хокинг) пролили свет на трудные для непосвященных темы типа темной материи (невидимая, но обладающая гравитацией материя, само присутствие которой выводится из ее притяжения; о ней мало что известно) и черных дыр (более понятная вещь, но также с трудом представимая). А вот дейтерий, ионосфера, даже сила Кориолиса? Эти термины относятся к той части науки, которая недоступна большинству из нас. Но мы можем взять два-три магистральных направления исследований и показать, каким образом наше знание о Солнце трансформировалось в период между 1800 и 1953 годами.

В середине XIX века французского философа Огюста Конта спросили, что, по его мнению, никогда не станет подвластно человеку. Он посмотрел на небо и ответил: “Мы можем определить их форму, расстояние от нас, массу, их движение, но мы никогда ничего не узнаем об их химическом или минералогическом составе и еще того меньше – о существах, живущих на их поверхностях”. В течение поразительно короткого срока человечество узнает ответы на все эти вопросы. Получим представление о скорости прироста знания: в 1800 году был доступен только один звездный каталог; в 1801-м Ж. Ж. Лаланд публикует новый каталог, содержащий 47 390 звезд; в 1814-м Джузеппе Пьяцци добавляет еще 7600 звезд. За ним следуют другие ученые: только между 1852-м и 1859-м было зарегистрировано около 324 тыс. звезд. Фотокартографирование началось в 1885 году, и уже к 1900-му вышел третий, заключительный том описания, содержавший 450 тыс. звезд, – результат сотрудничества ученых Гронингена и Джона Гершеля (Кейптаун). Стало окончательно ясно, что Солнце висит в небе не как высочайшее светило, а просто как одна из множества звезд, при этом не слишком выдающаяся. Ученые могли обратить взоры к многообразию других солнц, гораздо более крупных и массивных, чем наше [323] .

323

В первой четверти XIX века немецкий астроном Ольберс сформулировал парадокс, названный его именем: если во вселенной бесконечное число звезд, то у нас не будет темного неба над головой, оно все будет равномерно блистать, а мы просто утонем – на самом деле даже никогда не возникнем – в этом океане звездной энергии (см.: The New York Times. Science section. 2006. 11 июля). Хорошее объяснение того, почему это не наблюдается, дает аутичный подросток Кристофер Бун в романе Марка Хэддона “Загадочное ночное убийство собаки”: “И потом я задумался о том, что ученые долгое время недоумевали, почему небо по ночам темное. Ведь там, во Вселенной, находятся миллиарды звезд. Звезды есть повсюду, куда бы вы ни посмотрели, во всех направлениях. Так что небо должно быть озарено звездным светом, поскольку свет движется очень быстро и рано или поздно должен достигнуть Земли. И мало что может остановить его движение. Но потом ученые выяснили, что наша Вселенная постоянно расширяется и звезды отдаляются друг от друга. Это явление называется Большой взрыв, и чем дальше от нас находятся звезды, тем быстрее они движутся. Некоторые – так же быстро, как и сам свет, и вот почему их собственный свет никогда не доберется до нас” (пер. А. Куклей. – Прим. перев.). Стоит также добавить, что ни одна звезда не светит более чем примерно 11 млрд лет.

Но даже этому объему знаний предстояло значительно увеличиться. Однажды, в предрассветные часы 6 октября 1923 года, астроном Эдвин Хаббл в обсерватории Маунт-Вилсон изучал фотографию размытого спиралеообразного звездного скопления, известного как M31 [324] , или Андромеда, которое считалось частью Млечного Пути, и вдруг обнаружил звезду, блеск которой пульсировал с точностью часов. Хаббл сразу принялся за вычисления и понял, что звезда находится от нас на расстоянии более 900 тыс. световых лет, что в три раза превышало диаметр известной тогда вселенной! Как сообщал журнал National Geographic, “очевидно, что этот сгусток звезд расположен далеко за пределами Млечного Пути. Но если Андромеда – отдельная галактика, то и многие другие туманности нашего неба тоже могут оказаться галактиками. Известная нам галактика внезапно сильно раздулась” [325] .

324

Некоторые космические объекты имеют литеру M перед своим порядковым номером в честь французского астронома Шарля Мессье, который в 1774 году выпустил каталог сорока пяти небесных объектов – туманностей и звездных кластеров. Последняя версия его каталога вышла в 1781 году и содержала уже сто три объекта.

325

Ron Cowen, The Galaxy Hunters, National Geographic. 2003. Февраль. Р. 16.

Сегодня нам известно, что существует как минимум 100 млрд галактик, каждая из которых состоит из подобного же колоссального числа звезд. Земля в свое время уже получила понижение, когда выяснилось, что она вращается вокруг Солнца, а не наоборот; затем Уильям Гершель и его сын Джон со своими революционными телескопами обнаружили огромное пространство за пределами Солнечной системы, невольно понизив в чине и само Солнце. Теперь происходило уже третье или даже четвертое понижение: не только мы обращались вокруг всего лишь одной незначительной звезды из множества звезд Млечного Пути, но и сам Млечный Путь был всего лишь одной галактикой из неопределенного их множества. Для ученых будущее заключалось в звездной астрономии, тратить усилия на отдельные мелкие звезды не было смысла. Как язвительно отметил Альфред Хаусман, поэт и филолог-классик, а также увлеченный астроном-любитель, “мы обнаружили, что наше наследство уменьшилось” [326] .

326

См.: A. E. Housman, Selected Prose, ed. J. Carter and J. Sparrow. Cambridge: Cambridge University Press, 1961.

Эта утеря позиций сопровождалась многовековым и зачастую весьма ожесточенным спором о возрасте Земли и, соответственно, возрасте Солнца и всей вселенной – вопрос, который вызывал огромный интерес у астрономов, теологов, биологов и геологов. Дата сотворения мира была точно определена архиепископом ирландской англиканской церкви Джеймсом Ашшером (1581–1656), который взял генеалогию Книги Бытия и размытую хронологию Ветхого Завета, внес некоторые поправки, ориентируясь на внешние источники (в том числе из истории Среднего Востока и Средиземноморья), а также на иудейский календарь, который, как известно, считает датой сотворения 23 октября 3760 года до н. э., и пришел к круглой цифре в 4 тыс. лет между сотворением мира и наиболее вероятной датой рождения Христа в 4 году до н. э.

Ашшеровская датировка, скорее всего, пропала бы, никем не замеченная, как это произошло с сотнями библейских хронологий до него, если бы не лондонский книготорговец Томас Гай. В те времена по закону только ряду издателей, таким, например, как университетские издательства Кембриджа и Оксфорда, дозволялось печатать Библию. Но Гай приобрел сублицензию на издание и в порыве коммерческого вдохновения напечатал Библию, добавив хронологию Ашшера на полях, а также гравюры женщин с обнаженной грудью, вольным образом связанные с библейскими сюжетами. Это издание принесло Гаю целое состояние, он даже смог основать знаменитую лондонскую больницу, которая до сих пор носит его имя. Как будто этого было недостаточно, в 1701 году англиканская церковь авторизовала хронологию Ашшера и внесла ее в официальную версию (Библию короля Джеймса). Эта хронология вскоре стала настолько неотъемлемой частью Библии, что ее продолжали печатать вплоть до ХХ века.

Историк Мартин Горст пишет: “Влияние вычисленной им даты было невероятным. Почти двести лет данный возраст повсеместно считался настоящим возрастом мироздания. Это было напечатано в Библии, размножено по разнообразным календарям и распространялось миссионерами во всех четырех концах света. На целые поколения эта датировка стала краеугольным камнем того взгляда на вселенную, который главенствовал в западной мысли до Дарвина. Но даже и после того она не исчезла полностью” [327] . Горст вспоминает, как в бабушкиной Библии 1901 года напротив первого стиха книги Бытия он увидел дату и время начала мира – шесть часов вечера, суббота, 22 октября 4004 года до н. э [328] .

327

Martin Gorst, Measuring Eternity: The Search for the Beginning of Time. N. Y.: Broadway, 2001. Р. 11 и Marcia Bartusiak, The Day We Found the Universe. N. Y.: Pantheon, 2009).

328

Совсем недавно, в 1999 году, согласно опросу Гэллапа, 47 % американцев считали, что Бог создал человека за последние 10 тыс. лет. Стивен Хокинг в “Краткой истории времени” отмечает, что период в 10 тыс. лет любопытным образом совпадает с концом последнего ледникового периода, “который археологи считают началом цивилизации” (пер. Н. Смородинской. – Прим. перев.).

Впрочем, еще во времена Ашшера некоторые свободомыслящие стали задаваться вопросами по поводу принятой хронологии. Путешественники возвращались из дальних странствий с сообщениями о событиях, которые имели место гораздо раньше, чем 4004 год до н. э. А с появлением новых методов исследования, основанных на научных принципах, – Nullius in Verba (лат. “ничьими словами”), гласит девиз Лондонского королевского общества, – пришел черед натурфилософов обсудить возраст земного шара.