Космос: Эволюция Вселенной, жизни и цивилизации - Карл Саган

В пригоршне песка около 10 000 песчинок, больше, чем звезд, видимых в ясную ночь невооруженным глазом. Но звезды, которые мы можем увидеть, это лишь ничтожная доля тех, что существуют. По ночам нашему взгляду открывается горстка ближайших светил. Между тем Космос безмерно богат. Светил во Вселенной больше, чем песчинок на всех берегах планеты Земля. Вопреки всем стараниям древних астрономов и астрологов разглядеть на небе фигуры, созвездия не более чем произвольно выделенные группы светил, состоящие из относительно тусклых звезд, которые кажутся нам яркими, поскольку расположены не слишком далеко, и весьма ярких, но расположенных дальше. Расстояние до любой звезды настолько велико, что с высокой степенью точности его можно считать одинаковым для всех мест на поверхности Земли. Именно поэтому рисунок созвездий не меняется, когда мы перемещаемся, скажем, из советской Средней Азии на американский Средний Запад. В астрономическом масштабе СССР и США — одно и то же место. Светила любого созвездия настолько далеки, что, оставаясь на Земле, мы не можем увидеть их расположение в трех измерениях. Средняя дистанция между звездами составляет несколько световых лет, а световой год, если помните, это примерно десять триллионов километров. Чтобы рисунок созвездий заметно изменился, надо преодолеть путь, сравнимый по протяженности с расстоянием между звездами, переместиться на несколько световых лет. Тогда некоторые близкие к нам звезды словно бы покинут свои созвездия, а вместо них появятся другие, и вид звездного неба станет совершенно иным.

Наши технологии пока даже близко не подошли к тому, чтобы позволить совершить такую межзвездную прогулку, по крайней мере за разумное время. Но можно заложить в компьютер информацию о положении в трехмерном пространстве всех близких к нам звезд и дать ему задание отправиться в небольшое виртуальное путешествие — например, облететь вокруг группы ярких звезд, составляющих ковш Большой Медведицы, — и посмотреть, как при этом будут меняться созвездия. Яркие звезды созвездий обычно соединяют на картах пунктирными линиями. Изменив перспективу, мы заметим, как образованные этими линиями фигуры будут все больше и больше искажаться. Обитатели планет у далеких звезд видят на ночном небе совершенно иные созвездия — другой тест Роршаха[145] для другого разума. Возможно, когда-нибудь, через несколько столетий, земной космический корабль, развив невероятную скорость, сможет совершить такое путешествие, и тогда перед ним предстанут новые созвездия, которые прежде людям доводилось видеть только на экранах компьютеров.

Очертания созвездий меняются не только в пространстве, но и во времени, не только при смене точки наблюдения, но и при достаточно долгом ожидании. Некоторые звезды движутся вместе, образуя группы, или скопления. Бывает и такое, что одиночная звезда очень быстро перемещается по отношению к своим соседям. Рано или поздно подобные светила покидают свое прежнее созвездие и переходят в другое. Порой одна из звезд двойной системы взрывается, разрушая гравитационные узы, которые удерживали ее компаньона, и тот выбрасывается в космос с той скоростью, с какой двигался по орбите. Получается что-то вроде звездной пращи. А еще звезды рождаются, живут и умирают. Если мы подождем достаточно долго, на небе появятся новые светила, а старые исчезнут. Медленно и постепенно рисунок звездного неба меняется.

Вид созвездий заметно преобразился даже за те несколько миллионов лет, в течение которых человек существует как биологический вид. Посмотрим, например, как трансформировался знакомый всем ковш Большой Медведицы. Наш компьютер позволяет перемещаться не только в пространстве, но и во времени. Отправившись в прошлое, мы увидим, как звезды ковша приходят в движение. Миллион лет назад они образовывали на небе совершенно иной рисунок, который больше напоминал копье. Так что, случись вашей машине времени неожиданно сломаться где-нибудь в отдаленном прошлом, по расположению звезд вы хотя бы примерно определите, в какую эпоху попали: если вместо ковша на небе красуется копье — вы в среднем плейстоцене[146].

Мы можем также попросить компьютер перенести знакомые нам созвездия в будущее. Возьмем, к примеру, зодиакального Льва. Зодиак — пояс из двенадцати созвездий, расположенных вдоль видимого пути Солнца по небу. Название это имеет общий корень со словами «зоопарк» и «зоология», поскольку в рисунке большинства зодиакальных созвездий, как и в случае со Львом, человеческая фантазия усмотрела очертания животных. Через миллион лет Лев уже не будет напоминать царя зверей. Возможно, наши далекие потомки назовут его Радиотелескопом, хотя, я полагаю, через миллион лет радиотелескоп превратится в такую же архаику, какой нам сегодня кажется копье с каменным наконечником.

Контур незодиакального созвездия Ориона, небесного охотника[147], образуют четыре яркие звезды. Почти пополам его делит диагональная линия из трех звезд, называемая поясом Ориона. Три менее яркие звезды, как бы свисающие с пояса, принято считать мечом легендарного охотника. На самом деле средняя звезда меча и не звезда вовсе, а огромное газовое облако, где прямо сейчас рождаются светила. Оно называется туманностью Ориона. Многие звезды в созвездии Ориона горячие и молодые, они очень быстро эволюционируют и завершают свою жизнь колоссальными космическими взрывами — вспышками сверхновых. Они рождаются и умирают за время порядка нескольких десятков миллионов лет. Если с помощью компьютера мы резко ускорим течение времени в Орионе, нам откроется потрясающее зрелище: многие из его звезд будут рождаться и умирать на наших глазах, мерцая и вспыхивая, подобно огням ночного салюта.

Ближайшим космическим соседом Солнца является Альфа Центавра. Это тройная звездная система: две звезды обращаются вокруг друг друга, а третья, Проксима Центавра, на почтительном расстоянии движется по орбите вокруг этой пары. Орбита проходит таким образом, что сейчас Проксима является самой близкой к Солнцу из известных звезд, отсюда и название (лат. proxima — ближайшая. — Пер.). Большинство звезд входит в состав двойных и множественных звездных систем. Наше одинокое Солнце в некотором роде аномалия.

Бета Андромеды — вторая по яркости звезда в созвездии Андромеды — находится от нас на расстоянии семидесяти пяти световых лет. Прежде чем достигнуть Земли, свет ее три четверти века пересекает мрак межзвездного пространства. Если в прошлый вторник случилось невероятное событие и эта звезда взорвалась, мы не узнаем об этом еще семьдесят пять лет. Именно столько времени понадобится, чтобы это поразительное известие, распространяющееся со скоростью света, преодолело чудовищное межзвездное расстояние. Когда наблюдаемый нами сегодня свет Беты Андромеды отправился в путь, здесь, на Земле, молодой Альберт Эйнштейн, работавший чиновником швейцарского патентного бюро, только что опубликовал свою знаменитую специальную теорию относительности.

Пространство и время тесно переплетены. Мы не можем заглянуть в космос, не оглядываясь в прошлое. Свет движется очень быстро. Но космическое пространство пустынно, а звезды крайне далеки друг от друга. Семьдесят пять или менее того световых лет — совсем небольшая дистанция в сравнении с другими астрономическими расстояниями. До центра нашей Галактики, Млечного Пути, свет Солнца идет 30 000 лет. А между нашей и ближайшей к ней спиральной галактикой М31 в созвездии Андромеды пролегает 2 000 000 световых лет. Когда М31 испускала наблюдаемый сегодня свет, на Земле еще не было людей, хотя наши предки быстро приближались к нашему нынешнему виду. От Земли до самых далеких квазаров восемь-десять миллиардов световых лет. Мы видим их такими, какими они были задолго до того, как сконденсировалась Земля, и даже раньше, чем образовался Млечный Путь.

Связь пространства и времени не ограничивается областью астрономических объектов, но лишь они одни настолько удалены от нас, что конечность скорости света становится существенной. Когда вы смотрите на приятеля, находящегося в трех метрах от вас, в другом конце комнаты, вы видите его не таким, какой он есть «сейчас», а лишь таким, каким он был одну стомиллионную долю секунды назад. [(3 м)/(3108 м/с) = (1/108 с) = 10-8 с или одна сотая микросекунды. В этом расчете мы просто разделили расстояние на скорость, чтобы получить время движения.] Конечно, разница между тем, как ваш приятель выглядит «сейчас» и как он выглядел одну стомиллионную долю секунды тому назад, слишком ничтожна, чтобы ее можно было заметить. Зато, когда мы наблюдаем квазар в восьми миллиардах световых лет от нас, тот факт, что нам он виден, каким был восемь миллиардов лет назад, может оказаться очень существенным. (Например, некоторые астрономы считают, что квазары — это взрывы, чаще случающиеся на ранних этапах эволюции галактик. В таком случае более далекие, а значит, наблюдаемые в более раннем возрасте галактики должны чаще выглядеть как квазары. И действительно, на расстояниях свыше пяти миллиардов световых лет число видимых квазаров растет.)