Инопланетяне и инопланетные общества. Руководство для писателя по созданию внеземных форм жизни

Шмидт Стенли

То же самое происходит с астрономически большими массами газа, которые сжимаются благодаря действию гравитации. По мере приближения вещества к оси вращения скорость вращения должна увеличиваться. Затем в игру вступает новый игрок: явление, обычно описываемое как «центробежная сила», хотя в рамках строгих физических понятий это вообще не сила, а просто тенденция (первый закон Ньютона) всего, что находится в движении, продолжать движение с той же скоростью и в том же направлении, если только на них не оказала воздействие внешняя сила. То самое рыболовное грузило, раскручиваемое на верёвочке, предпочло бы лететь по прямой (так и будет, если верёвочка порвётся). Чтобы заставить его двигаться по кругу, верёвочка должна обеспечивать центростремительную (направленную к центру) силу. Человек, который держит

другой конец верёвки, ощущает силу, направленную от центра, поэтому, если верёвочка порвётся и грузило отлетит, то он, скорее всего, скажет, что это было вызвано центробежной силой.

Если медленно подтягивать верёвочку к себе, заставляя грузило описывать круги меньшего размера, но быстрее, то для того, чтобы сделать круг ещё меньше, требуется всё больше и больше усилий. Перенося этот принцип на большие газовые сгустки в космосе, вы можете понять, почему они имеют тенденцию сплющиваться: при одной и той же интенсивности гравитационное притяжение будет эффективнее притягивать материю вдоль оси вращения, чем перпендикулярно ей, поскольку в последнем случае оно должно противодействовать «центробежной» тенденции удалённой от оси материи улетать прочь по касательной. В итоге получается, что, если начать со сгустка примерно сферической формы и галактического размера, то вдоль оси, проходящей через его полюса, он будет сжиматься быстрее, чем на экваторе. Вначале у него появляется экваториальная выпуклость, а в конце он оказывается больше похожим на вращающийся диск, чем на шар. Более сложные причины часто заставляют галактики, превращающиеся в диски, образовывать спиральные рукава, похожие на лопасти детской вертушки, из-за чего они называются спиральными галактиками. Различные исходные условия и разные стадии эволюции также приводят образованию галактик других типов — например, эллиптических (действительно имеющих эллипсоидальную форму) и неправильных.

Наша Солнечная система расположена в одном из рукавов спиральной галактики, которую часто называют Млечный путь (рис. 3-3). Наша Галактика будет служить хорошей иллюстрацией того, какие размеры и расстояния присущи галактикам. В ней содержится что-то около 100 миллиардов (10¹¹) звёзд, которые в большинстве своём расположены в диске диаметром около 100 000 световых лет и толщиной в среднем около 1500 световых лет. В нём также есть центральная выпуклость, и всё это вместе окружено приблизительно сферическим облаком горячего газа с разбросанными в нём немногочисленными звёздами, в основном в плотных шаровых скоплениях.

Солнечная система (малой частью которой является Земля) находится примерно в 30 000 световых лет от центра галактики. (Для сравнения, Земля находится всего в восьми световых минутах от Солнца.) Вот почему мы видим нашу галактику (когда мы её вообще видим) как «Млечный путь». Когда мы смотрим в этом направлении, наш взгляд направлен вдоль плоскости галактики, где на тысячи световых лет простираются плотные скопления звёзд. В других направлениях мы смотрим более или менее прямо сквозь ближайшую к нам часть диска с относительно тонким слоем звёзд, прежде чем попадаем в «пустое» межгалактическое пространство.

РИСУНОК 3-3 Диск нашей Галактики при взгляде вдоль оси, проходящей через её полюса (вверху) и с краю. Ореол почти сферической формы, окружающий диск, не показан.

«Межгалактический» — это означает на много порядков более удалённый, чем просто «межзвёздный». Как писатель-фантаст вы должны хорошо осознавать разницу в этих понятиях. Вы не можете говорить между делом о прибывших на Землю «пришельцах из другой галактики» с технологией космических полётов, не особо отличающейся от нашей собственной. Нашими ближайшими «соседями» среди галактик являются Магеллановы облака, две неправильные галактики в паре сотен тысяч световых лет от нашей, а ближайшие галактики, очень похожие на нашу собственную, находятся на расстоянии пары миллионов световых лет. Любой, кто путешествует из одной из них в другую, должен пользоваться очень развитыми технологиями и, вполне возможно, какой-то

наукой за пределами всего, что известно нам.

Вы могли бы подумать, что это могло бы означать, что галактики как таковые редко будут вызывать у писателей-фантастов нечто большее, чем второстепенный интерес, но на самом деле их роль может быть очень важна. Мой роман «Грехи отцов» вырос непосредственно из того факта, что в галактиках иногда случаются масштабные взрывы, затрагивающие всё их ядро. Излучение от такого взрыва могло бы сделать непригодными для жизни планеты по всей пострадавшей от них галактике — и мы бы не узнали, что наша Галактика стала непригодной для жизни, пока нас не достигло бы смертоносное излучение. Но предположим, что мы получили небольшое предварительное предупреждение и предложение помощи от каких-то инопланетян, которые уже знали, что могут передвигаться быстрее, чем излучение, и могут переселить население целых планет в другую галактику, заботясь об их безопасности.

Да, эти пришельцы, кийра, были очень прогрессивными. Но на данный момент они позволили мне написать два романа, и я получил много удовольствия (и многому научился), пока работал с ними.

ЗВЁЗДНЫЙ ЗВЕРИНЕЦ, И КАК ОН ПОПОЛНЯЛСЯ

Вместе с тем, возвращаясь к нашей формирующейся галактике, мы по-прежнему должны принимать во внимание существование звёзд. К тому времени, когда спадающееся облако уменьшится примерно до галактических размеров, материя станет достаточно плотной, чтобы атомы могли сталкиваться и образовывать молекулы, а молекулы — сталкиваться и образовывать частицы пыли. Мы по-прежнему говорим об очень разреженной материи — это вакуум в большей степени, чем можно было бы найти, например, на Луне, — но мы говорим ещё и об отрезках времени, измеряемых миллиардами лет. Таким образом, спустя некоторое время в зарождающейся галактике будет не только водород с небольшой добавкой чуть более тяжёлых атомов, но и некоторое количество простых молекул и пыли.

По тем же причинам, которые сделали комковатым изначальное космическое облако, а комки начали превращаться в галактики, протогалактическое облако также становится комковатым, и сгустки, если они находятся в нужном диапазоне масс, превращаются в звёзды. Образование звёзд происходит, скорее всего, в туманностях — облаках из относительно плотного газа и пыли (таких, как хорошо известные «звёздные ясли» в созвездии Ориона). Если отделяется кусок протозвёздного размера, то он, подобно более крупному сгустку, из которого образовалась галактика, сжимается под действием гравитационного притяжения его частей друг к другу. Если он вращается, он будет проявлять тенденцию к ускорению вращения по тем же причинам, что и фигурист или зарождающаяся галактика.

Но по мере того, как протозвезда спадается и вращается быстрее, попутно случается ещё пара вещей. Средняя плотность в таком облаке значительно выше, чем во всей галактике, и потому атомы сталкиваются чаще. Они также сталкиваются на более высоких скоростях: как и любые падающие объекты, атомы в протозвёздной туманности движутся с ускорением. Поскольку энергия сохраняется, вся эта потенциальная гравитационная энергия вначале преобразуется в кинетическую энергию падающих объектов, а затем в результате столкновений на высокой скорости распространяется на другие атомы. Иными словами, внутри становится одновременно и теснее, и жарче.

Значительно жарче. Столкновения становятся настолько сильными, что от многих атомов отрываются электроны, превращая газ в плазму (газ, состоящий не из электрически нейтральных атомов, а из электрически заряженных частиц, в том числе из голых атомных ядер и свободных электронов). Когда ядро становится достаточно горячим, некоторые из этих сталкивающихся атомных ядер могут слипаться, образуя более крупные и сложные ядра — это процесс, называемый термоядерным синтезом. Первая из загорающихся в новой звезде термоядерных реакций фактически представляет собой последовательность реакций, но их конечным результатом является слипание четырёх ядер водорода (протонов) с образованием одного ядра гелия с выделением огромного количества энергии. Эта реакция в настоящее время является источником энергии для Солнца, и ожидается, что всё будет продолжаться таким образом примерно на нынешнем уровне выработки энергии ещё, наверное, восемь миллиардов лет.