Краткая история почти всего на свете

Брайсон Билл

А как, в сущности, это далеко? Да почти не поддается воображению. Видите ли, пространство просто громадно, если не сказать чудовищно. Чтобы осознать это, да и просто ради развлечения, представьте, что мы собираемся совершить путешествие на ракетном корабле. Мы полетим не очень далеко — всего лишь до края нашей Солнечной системы, — просто чтобы определиться, насколько велик космос и какую малую его часть занимаем мы.

Теперь плохая новость: боюсь, что к ужину мы домой не вернемся. Даже при скорости света (300 000 км/сек), чтобы попасть на Плутон, потребовалось бы 7 часов [23] . Но мы, конечно, не можем путешествовать с такой скоростью. Придется лететь со скоростью межпланетного корабля, а это гораздо медленнее. Самая высокая скорость, достигнутая пока созданными человеком предметами, это скорость космических аппаратов «Вояджер-1» и «Вояджер-2», которые сейчас улетают от нас со скоростью 56 000 км/час [24] .

23

В зависимости от положения Плутона на орбите свет идет до него от 4 до 7 часов. Сейчас этот путь занимает около 4,5 часа.

24

«Вояджер-1» движется относительно Солнца со скоростью более 61,6 тыс. км/ч (17,1 км/с). Скорость «Вояджера-2» на 5 тыс. км/ч (1,4 км/с) меньше.

Основанием для запуска «Вояджеров» именно в те сроки (август и сентябрь 1977 года) послужило то, что Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун выстроились тогда так, как бывает только раз в 175 лет. Это позволило обоим «Вояджерам» использовать технику гравитационных маневров, когда аппарат поочередно перелетает от одного газового гиганта к другому, будто подстегиваемый космическим кнутом. Но даже при этом им потребовалось девять лет, чтобы достичь Урана, и двенадцать, чтобы пересечь орбиту Плутона. А хорошая новость заключается в том, что если мы подождем до января 2006 года (когда предварительно намечен запуск к Плутону аппарата НАСА «Новые Горизонты»), то сможем воспользоваться благоприятным расположением Юпитера плюс определенными успехами в области техники и попадем туда где-то за 10 лет [25] — хотя, боюсь, возвращаться домой придется значительно дольше. Короче, в любом случае путешествие выйдет довольно долгим.

25

Зонд «Новые Горизонты» был успешно запущен 19 января 2006 года. Он достигнет Юпитера в феврале 2007 года, а Плутона — летом 2015 года.

Итак, первое, что вы, вероятно, уяснили, так это то, что космос весьма удачно назван (одно из значений английского «space» — пустое место — Прим. перев.) и ужасно беден событиями. Наша Солнечная система, пожалуй, самое оживленное место на триллионы миль вокруг, однако все, что мы видим в ней — Солнце, планеты со спутниками, миллиард или около того кувыркающихся камней пояса астероидов, кометы и разные другие плавающие обломки, — занимает менее одной триллионной части имеющегося пространства. Вы также легко поймете, что ни на одной из встречавшихся вам карт Солнечной системы масштаб даже отдаленно не соответствует реальному. На большинстве школьных схем планеты изображены рядом, вплотную одна к другой — на многих иллюстрациях планеты-гиганты даже отбрасывают друг на друга тени, — но это неизбежный обман, дабы поместить их все на одном листе бумаги. В действительности Нептун расположен не чуть позади, а далеко позади Юпитера — в пять раз дальше, чем сам Юпитер от нас, так далеко, что получает лишь 3 % солнечного света, получаемого Юпитером.

Расстояния эти таковы, что на практике невозможно изобразить Солнечную систему с соблюдением масштаба.

Даже если сделать в учебнике большую раскладывающуюся вклейку или просто взять самый длинный лист бумаги для вывесок, этого все равно будет недостаточно. Если на масштабной схеме Солнечной системы Землю изобразить размером с горошину, Юпитер будет находиться на расстоянии 300 м, а Плутон в 2,5 км (и будет размером с бактерию, так что в любом случае вы не сможете его разглядеть [26] ). В том же масштабе ближайшая звезда, Проксима Центавра, будет находиться в 16 000 км от нас. Если даже вы ужмёте все до такой степени, что Юпитер станет размером с точку в конце этого предложения, а Плутон не больше молекулы [27] , то и в этом случае Плутон будет находиться на расстоянии больше десяти метров.

26

На самом деле Плутон примерно в 5,5 раза меньше Земли. Так что в описанном масштабе он будет размером около миллиметра.

27

В этом масштабе размер Плутона будет около 5 микронов. Это размер крупной бактерии и во много тысяч раз больше размеров молекул.

Так что Солнечная система действительно огромна. Когда мы достигнем Плутона, то окажемся так далеко, что Солнце — наше родное, теплое, дающее нам загар и жизнь солнышко — сожмется до размера булавочной головки. Немного больше яркой звезды [28] . В такой навевающей тоску пустоте вы начнете понимать, почему даже весьма значительные предметы, например спутник Плутона, ускользали от внимания. В этом смысле Плутон не одинок. До полета «Вояджеров» считалось, что у Нептуна два спутника; «Вояджер» нашел еще шесть. Когда я был мальчишкой, считалось, что в Солнечной системе имеется тридцать спутников. Теперь их насчитывается по меньшей мере 90, примерно треть из них обнаружена за последние 10 лет. Отсюда следует, что когда мы судим о Вселенной в целом, надо помнить, что мы по существу не знаем, что происходит в нашей собственной Солнечной системе.

28

В действительности Солнце на Плутоне значительно ярче полной Луны на Земле. При его свете вполне можно читать.

А теперь еще одна вещь, которую следует учесть: пролетая мимо Плутона, мы лишь пролетаем мимо Плутона. Если заглянете в план полета, то увидите, что его цель — путешествие к краю Солнечной системы, но боюсь, что мы еще не добрались до него. Плутон может быть последним объектом, отмеченным на школьных схемах, но сама система здесь не кончается. На самом деле ее конца еще даже не видно. Мы не доберемся до края Солнечной системы, пока не пройдем сквозь облако Оорта, огромное царство кочующих комет, а мы не достигнем облака Оорта раньше, чем — прошу прощения — через 10 тысяч лет. Плутон отмечает всего лишь одну 50-тысячную пути, а вовсе не край Солнечной системы, как бесцеремонно указывается на школьных схемах [29] .

29

Поскольку облако Оорта остается гипотетическим объектом, астрономы обычно склонны считать границей Солнечной системы так называемую гелиопаузу — область, где солнечный ветер, поток заряженных частиц, испускаемых Солнцем, сталкивается с межзвездной средой и перемешивается с ней. Расстояние до гелио-паузы примерно вдвое больше, чем до Плутона, и космические станции «Вояджер» как раз сейчас к ней приближаются.

У нас, конечно, нет шансов совершить такое путешествие. Даже поездка в 3 86 000 км до Луны пока еще довольно сложное предприятие. Полет людей на Марс, к которому в краткий момент головокружения призывал президент Буш, потихоньку отложили в сторону, когда кто-то подсчитал, что он обойдется в 450 млрд долларов и возможно кончится гибелью всего экипажа (их ДНК разнесло бы в клочья солнечными частицами высокой энергии, от которых они не могли бы защититься).

Исходя из того, что мы теперь знаем и можем вообразить, оставаясь в пределах разумного, нет абсолютно никаких шансов, что человек когда-либо достигнет края Солнечной системы. Это просто слишком далеко. В нынешних условиях даже с помощью телескопа Хаббла нельзя увидеть облако Оорта, так что мы, по существу, не знаем, что там находится. Его существование весьма вероятно, но остается лишь гипотезой*.

– --

* (Правильнее было бы называть его облаком Ёпика—Оорта. Эстонский астроном Эрнст Ёпик выдвинул эту гипотезу в 1932 году, а голландский астроном Ян Оорт восемнадцать лет спустя уточнил расчеты).

Все, что можно с уверенностью сказать об облаке Оорта, так это то, что оно начинается где-то за Плутоном и тянется примерно на два световых года в космос. Основной мерой длины в Солнечной системе является астрономическая единица, обозначаемая а. е., которая соответствует расстоянию от Солнца до Земли. Плутон находится от нас примерно в 40 а. е., сердцевина облака Оорта — приблизительно в пятидесяти тысячах. Словом, далековато.

Но давайте снова представим, что мы добрались до облака Оорта. Первое, что вы заметите, — здесь царит полное спокойствие. Мы забрались очень далеко — так далеко, что даже наше Солнце не является самой яркой звездой на небосводе [30] . Поразительно, что такой крошечный далекий огонек обладает достаточной силой тяготения, чтобы удерживать на орбите все эти кометы. Эти узы не очень крепкие, так что кометы плывут величаво, со скоростью всего несколько сотен километров в час. Время от времени одна из этих одиноких комет сходит со своей обычной орбиты под действием какого-нибудь слабого гравитационного возмущения — возможно, от пролетающей мимо звезды. Иногда их выбрасывает в пустоту космического пространства, и мы их уже никогда больше не увидим, но порой они переходят на вытянутую орбиту вокруг Солнца. Ежегодно через внутренние области Солнечной системы пролетают 3–4 такие долгопериодические кометы [31] . Изредка эти случайные гостьи врезаются во что-то твердое, вроде Земли… Так вот зачем мы здесь оказались! Комета, на которую мы прилетели посмотреть, только-только начала свое долгое падение к центру Солнечной системы. Она направляется — подумать только! — к городку Мэнсон, штат Айова. Ей еще долго добираться сюда — по меньшей мере три-четыре миллиона лет, — так что пока оставим ее в покое и вернемся к ней позже.

30

Расчеты показывают, что в пределах гипотетического облака Оорта Солнце все-таки остается самой яркой звездой. По блеску оно будет сравнимо с планетами Венерой и Юпитером, как они видны на земном небе.

31

Имеются в виду кометы, доступные для любительских наблюдений. На самом деле каждый год регистрируются сотни долгопериодических и непериодических комет. Большинство из них проходят так близко от Солнца, что полностью разрушаются его теплом. Такие кометы регистрируются космической солнечной обсерваторией SOHO, которая постоянно следит за ближайшими окрестностями Солнца.

Итак, это наша Солнечная система. А что там еще, за пределами Солнечной системы? Ничего и вместе с тем очень много — это зависит от того, как посмотреть.

В краткосрочном плане там нет ничего. Самый глубокий вакуум, когда-либо создававшийся людьми, не так пуст, как межзвездное пространство. И вам предстоит преодолеть порядочное количество этого «ничего», пока вы не доберетесь до следующего кусочка чего-нибудь. Наша ближайшая соседка по космосу, Проксима Центавра, входящая в состав тройной звезды, известной как альфа Центавра, находится от нас на расстоянии 4,3 светового года, пустяк по масштабам Галактики, однако это в 100 млн раз дальше Луны. Чтобы добраться туда межпланетному кораблю, потребовалось бы не меньше 25 тысяч лет, и если бы вы даже совершили это путешествие, то все равно не нашли бы ничего, кроме одинокой кучки звезд посреди безграничной пустоты. Чтобы добраться до следующей заметной вехи, Сириуса, понадобится преодолеть еще 4,6 светового года [32] . И так будет и дальше, если вы захотите мотаться по космосу от звезды к звезде. Только на то, чтобы достичь центра нашей Галактики, потребуется больше времени, чем существует человеческий род.

32

Строго говоря, Сириус — это пятая по удаленности от Солнца звезда, просто более близкие звезды (кроме альфы Центавра) не видны невооруженным глазом. Расстояние от Солнца до Сириуса — 8,6 св. г., а от Проксимы Центавра до него будет даже дальше — 9,3 св. г., — поскольку они находятся в разных направлениях от Солнца.