Космос: Эволюция Вселенной, жизни и цивилизации - Карл Саган

Приятно помечтать об исследовании никогда не существовавших миров. Посетив их, мы, безусловно, смогли бы понять, как работает история; она стала бы экспериментальной наукой. Если бы никогда не существовало какой-нибудь из ключевых исторических фигур — Платона, например, или святого Павла, или Петра Великого, — насколько иным оказался бы наш мир? Что, если бы сформировавшаяся в Древней Греции ионийская научная традиция сохранилась бы и процветала? Это потребовало бы существенно иного расклада социальных сил в то время, включая господствовавшее убеждение в том, что рабство естественно и справедливо. Но что, если бы заря, забрезжившая на востоке Средиземноморья 2500 лет назад, не угасла бы? Что, если бы наука и экспериментальный метод, уважение к ручному труду и ремесленникам постоянно укреплялись бы на протяжении 2000 лет до промышленной революции? Что, если бы сила этого нового способа мышления была оценена по достоинству? Иногда я думаю, что в таком случае мы могли бы сэкономить десять или двадцать столетий. Возможно, многие идеи Леонардо появились бы уже тысячу лет назад, а открытия Альберта Эйнштейна — пять веков назад. На такой альтернативной Земле Леонардо и Эйнштейн, конечно, никогда бы не появились. Слишком много нашлось бы различий. При каждой эякуляции из сотен миллионов сперматозоидов только один может оплодотворить яйцеклетку и породить человека следующего поколения. Но какой именно сперматозоид преуспеет в оплодотворении яйцеклетки, зависит от множества незначительных факторов, как внутренних, так и внешних. Случись 2500 лет назад даже очень небольшое изменение, никого из нас могло бы сегодня не быть. На нашем месте были бы миллиарды других людей.

Если бы ионийский дух победил, я думаю, что мы — другие «мы», конечно, — могли бы сейчас путешествовать к звездам. Наши первые разведывательные корабли, отправленные к Альфе Центавра и звезде Барнарда, к Сириусу и Тау Кита, уже давно вернулись бы назад. На околоземной орбите строились бы огромные эскадры межзвездных кораблей: беспилотные разведчики, лайнеры для переселенцев, громадные торговые суда. На всех этих кораблях были бы начертаны символы и надписи. При ближайшем рассмотрении стало бы очевидно, что надписи выполнены на греческом языке. И возможно, на борту одного из первых межзвездных судов красовались бы додекаэдр и надпись «Звездолет „Феодор"[153] с планеты Земля».

В хронологии нашего мира события происходят несколько медленнее. Мы пока еще не готовы для звезд. Но не исключено, что через столетие или два, когда вся Солнечная система будет исследована и мы наведем порядок на своей планете, у нас появятся воля, ресурсы и технические знания для полета к звездам. Наблюдая с большого расстояния, мы исследуем всё многообразие других планетных систем — и тех, что очень похожи на нашу собственную, и совершенно иных. Мы будем знать, какие звезды стоит посетить. Наши машины и наши потомки, последователи Фалеса и Аристарха, Леонардо и Эйнштейна, преодолеют световые годы.

Мы пока не знаем, сколько существует планетных систем, но, похоже, что они широко распространены[154]. В непосредственной близости от нас имеется даже не одна, а целых три системы: Юпитер, Сатурн и Уран[155] обладают системами спутников, которые по относительным размерам и разделяющим их расстояниям довольно похожи на планеты, обращающиеся вокруг Солнца. Экстраполяция статистики двойных звезд, которые сильно различаются массой, также указывает на то, что почти все одиночные звезды, подобно нашему Солнцу, должны обладать планетами.

Мы не можем пока разглядеть планеты у других звезд — крошечные светлые точки, тонущие в сиянии своих солнц. Но мы уже близки к тому, чтобы обнаруживать гравитационное воздействие невидимых планет на наблюдаемые звезды. Представьте такую звезду с большим «собственным движением», которая десятилетиями перемещается на фоне более далеких созвездий и обладает крупной планетой, масса которой сравнима, скажем, с массой Юпитера, а плоскость орбиты перпендикулярна лучу зрения. Когда темная планета находится (с нашей точки зрения) справа от звезды, звезда будет отклоняться немного влево, и вправо, когда планета оказывается слева. Следовательно, траектория звезды будет испытывать возмущения и из прямой линии превратится в волнообразную. Ближайший объект, к которому можно применить метод гравитационных возмущений, — это звезда Барнарда, самое близкое к нам одиночное светило. Сложное взаимодействие трех звезд в системе Альфы Центавра затрудняет поиск в ней маломассивных компонентов. Даже в случае звезды Барнарда исследование потребует кропотливого поиска микроскопических смещений на фотопластинках, экспонированных на одном телескопе в течение десятков лет. Две такие попытки обнаружения планет вокруг звезды Барнарда уже предпринимались, и обе по некоторым критериям оказались успешными, указывая на присутствие двух или более планет с массой Юпитера, орбиты которых (рассчитанные по третьему закону Кеплера) проходят несколько ближе к звезде, чем орбиты Юпитера и Сатурна — к Солнцу. К сожалению, две серии наблюдений дают противоречивые результаты. Планетную систему вокруг звезды Барнарда можно считать обнаруженной, но для того, чтобы добиться однозначности, потребуются дальнейшие исследования[156].

Разрабатываются и другие методы обнаружения планет вблизи звезд. Один из них сводится к тому, что слепящий свет звезды заслоняют искусственным диском, располагаемым перед космическим телескопом (в качестве такого диска можно использовать темный край Луны), и тогда отраженный планетой свет уже не теряется в ярком сиянии звезды. В течение нескольких следующих десятилетий мы наверняка узнаем, у каких из сотен ближайших звезд есть планетные системы.

В последние годы наблюдения в инфракрасном диапазоне вскрыли присутствие вокруг некоторых близких к нам звезд протопланетных газопылевых дисков. Между тем некоторые оригинальные теоретические исследования указывают, что планетные системы широко распространены в Галактике. В ряде компьютерных моделей изучалась эволюция плоского конденсирующегося диска из газа и пыли, подобного тем, в которых, как принято думать, образуются звезды и планеты. В случайные моменты времени в облако вбрасывались небольшие куски вещества, моделирующие первичные конденсации в диске. По мере движения на них оседали частицы пыли. Вырастая, они начинали гравитационно притягивать газ облака — преимущественно водород. В программу было заложено, что при столкновении такие куски вещества слипаются. Процесс продолжался, пока не исчерпывались запасы газа и пыли. Результаты зависели от начальных условий, особенно от того, как менялась плотность газа и пыли с удалением от центра облака. Но в определенном диапазоне правдоподобных начальных условий формировались планетные системы, похожие на нашу: около десяти планет, вблизи звезды — планеты земного типа, снаружи — типа Юпитера. В других обстоятельствах планет не было — образовывалось лишь небольшое количество астероидов; или планеты типа Юпитера оказывались вблизи звезды; или крупные планеты собирали слишком много газа и пыли и становились звездами, порождая двойные звездные системы. Пока еще рано говорить об этом с уверенностью, но похоже, что в Галактике можно найти самые разнообразные планетные системы, и встречаться они должны очень часто — ведь все звезды, как мы полагаем, образуются из таких облаков газа и пыли. В Галактике может быть сто миллиардов планетных систем, ждущих своих исследователей.

Ни один из этих миров не будет точно таким же, как Земля. Редкие из них покажут себя гостеприимными, большинство — враждебными. Многие поразят красотой. В некоторых мирах на дневном небе будут светить несколько солнц, а ночью — множество лун. Где-то обнаружатся величественные системы колец, протянувшиеся от горизонта до горизонта. Некоторые спутники будут столь близки к своей планете, что, нависая над ними, она закроет полнеба. А с некоторых планет будет открываться вид на обширные газовые туманности, оставшиеся на месте некогда существовавшей обычной звезды. И на всех этих небесах, полных далекими и экзотическими созвездиями, найдется маленькая желтая звездочка, возможно едва различимая невооруженным глазом, может быть видимая только в телескоп, — родное светило флота межзвездных кораблей, исследующих этот крошечный участок великого Млечного Пути.

Темы пространства и времени, как мы увидели, тесно переплетены. Планеты и звезды, подобно людям, рождаются, живут и умирают. Жизнь человека измеряется десятилетиями; жизнь Солнца в сто миллионов раз длиннее. В сравнении со звездами мы подобны мушкам-подёнкам, эфемерным созданиям, чья жизнь целиком укладывается в один день. С точки зрения подёнки человеческие существа вялые, скучные, почти совершенно неподвижные, не проявляющие признаков какой-либо деятельности. С точки зрения звезды человек — крошечная вспышка, одна из миллиардов скоротечных жизней, мерцающих на поверхности удивительно холодного, аномально твердого и экзотически далекого шара из кремния и железа.