Наука Плоского мира - Йен Стюарт

Каждый день около тысячи метеороидов размером с футбольный мяч и миллионы более мелких попадают в атмосферу Земли. Время от времени до поверхности долетают самые большие из них, иногда – очень большие, среди которых могут быть и невольные убийцы динозавров. Какова вероятность встретиться с такими? Один раз на каждые сто миллионов лет.

Такого рода мусора в Солнечной системе существует гораздо больше, чем мы привыкли думать. Он ливнем падает на нашу планету, каждый год обрушивая около 80 тысяч тонн. В основном это небольшие осколки камней и подсохшая ледяная грязь из хвостов комет. Обломки этого типа следуют за кометой, отмечая ее путь, словно дорожка, посыпанная гравием. Когда орбита Земли проходит по такой кометной мусорке, часть осколков сгорает в атмосфере и мы можем наблюдать эффектные световые шоу – метеорные потоки. Они случаются каждый год в одно и то же время. Например, Леониды можно увидеть в ноябре, а Персеиды – в августе.

С декабрьским метеорным потоком, Геминидами, однако, не все так просто. Они, возможно, связаны с не существующей ныне кометой, чей перигелий (ближайшая к Солнцу точка орбиты) лежал за орбитой Плутона. Это подводит нас к другому источнику «нападающих»: поясу Койпера, составной части облака Оорта, находящейся поблизости от Плутона. Кстати говоря, Плутон со своим спутником Хароном считаются сейчас вовсе не планетой и луной, а самой большой агломерацией в поясе Койпера. Объекты этого пояса движутся по квазиэллиптическим орбитам и могут порождать некоторые короткопериодические кометы вроде кометы Галлея, возвращающейся каждые 76 лет.

Астероиды, как и кометы, также швыряют в нас камнями. Гравитационное поле Юпитера достаточно сильно, чтобы их возмутить, особенно те, которые находятся на резонансной орбите, период которой представляет собой простую дробь от периода обращения Юпитера вокруг Солнца: 1/3 или, скажем, 2/5. Из 8 тысяч астероидов орбиты примерно каждого двадцатого проходят недалеко от орбиты Земли, а то и пересекают ее. Любой из астероидов с пересекающейся орбитой – потенциальный «враг». Астероиды, чьи орбиты находятся на расстоянии от Солнца меньше 1,3 радиуса орбиты Земли, называются амурами, поскольку сближаются с Землей. Самым известным среди них является астероид Эрос. Астероиды, орбиты которых пересекают земную с внешней стороны, называются аполлонами. Сейчас нам известно более 400 амуров и аполлонов. Однако куда больше опасений у специалистов вызывают так называемые атоны, то есть такие маленькие амурчики, которые очень сложно обнаружить. Тем не менее, несмотря на свой размер, они могут в случае чего причинить кучу неприятностей. Большинство из них, вероятно, явились из главного пояса астероидов, но были сбиты с пути Юпитером, так что пересекли орбиту Марса, где, в свою очередь, подверглись его воздействию.

Отсюда вырисовывается двойственная роль Юпитера, и, возможно, эти роли взаимно дополняют друг друга. С одной стороны, эта самая большая планета бесчисленное количество раз спасала жизнь землянам, притягивая к себе почти все летящие в нас валуны и ледяные глыбы. Так, например, случилось в 1994 году с кометой Шумейкеров – Леви-9. С другой стороны, именно Юпитер «встряхнул» пояс астероидов, в результате чего «убийца динозавров» (если он действительно был астероидом) врезался в Землю.

В общем, баскетбольный мяч, брошенный на бильярдный стол, произведет фурор среди бильярдных шариков. Великовский, предложивший в пятидесятых годах несуразную теорию, согласно которой в библейские времена Солнечная система смахивала на бильярдный стол, где Марс подходил к самой Земле, а некая комета превратилась в Венеру, в принципе мог заблуждаться не так уж сильно.

Разве что во всех без исключения деталях.

Впрочем, у нас хватает и других поводов для беспокойства. В галактике Млечный Путь имеется великое множество разных звезд. Время от времени некоторые из них взрываются и становятся новыми, изредка – даже сверхновыми, распространяя вокруг себя чрезвычайно активное излучение. Если такое произойдет где-нибудь поблизости от Земли – скажем, в двадцати световых годах, все высшие формы жизни окажутся стерилизованными. И это еще в лучшем случае. Выжить смогут лишь бактерии, особенно живущие в земной коре. Они, пожалуй, опять ничего не заметят. Тогда просто нужно будет подождать несколько миллиардов лет – и вот уже новые высшие формы жизни процветают на планете.

Но еще больше беспокойства вызывают источники гамма-всплесков. Гамма-излучение, так же как и рентгеновское, – это электромагнитное излучение с чрезвычайно малой длиной волны. Когда астрономы получили приборы, которые смогли обнаруживать подобное излучение, и оснастили ими спутники, оказалось, что два-три раза в сутки Земля подвергается интенсивному гамма-облучению, источники которого находятся где-то в далеком космосе. Эти гамма-всплески, похоже, обладают невероятно высокой энергией. У нас есть основания полагать, что один из подобных источников находится на расстоянии 12 миллиардов световых лет. На таком расстоянии не различить даже сверхновую, следовательно, источником этих гамма-всплесков является что-то по-настоящему серьезное.

Но что? Это остается тайной, может быть, самой главной тайной современной астрономии. Наиболее правдоподобной является гипотеза о столкновении нейтронных звезд. Представьте двойную звезду, то есть даже две звезды, обращающиеся по замкнутым орбитам вокруг общего центра масс. Предположим также, что обе звезды – нейтронные. С течением времени звезды, естественно, теряют энергию и начинают сближаться друг с другом. Если вы немного потерпите, то в один прекрасный день дождетесь, что они просто столкнутся. Столкновение таких звезд – это вам не соударение двух шариков для пинг-понга – типа, стукнулись и разлетелись. Звезды, скорее всего, аннигилируют и преобразуются в излучение. Пока что все источники гамма-всплесков, которые мы обнаружили, находятся на невероятно большом расстоянии от нас, но в любую минуту какой-нибудь новый может возникнуть где угодно. Если две нейтронные звезды врежутся друг в друга на расстоянии примерно в сто световых лет от Земли, жизнь на нашей планете сохранится разве что глубоко под водой или в толще горных пород, однако все, кто окажутся на поверхности, – вымрут.

И мы даже не заметим, как это произойдет.

Астероиды и кометы хотя бы предупреждают нас о своем прибытии, пусть и незадолго. В принципе мы способны, если у нас будет как минимум год в запасе, управиться с небольшим астероидом, подлетающим к Земле. Можно заметить его приближение и рассчитать место падения. Но гамма-лучи, являясь электромагнитными волнами, движутся со скоростью света. Может быть, они уже летят к нам прямо сейчас, а мы ничего не знаем. А когда узнаем, мы со всей нашей техникой уже будем мертвы.

Если разобраться, даже наше Солнце не внушает особого доверия. Ядерные реакции не только заставляют звезды гореть, они могут изменять их по мере того, как заканчиваются запасы одних химических элементов, возникают новые или достигается некий критический уровень, запускающий реакции другого типа. Астрономы уверены, что большинство звезд последовательно проходят одни и те же этапы развития, называемые главной последовательностью.

Когда Солнце вступило на скользкий путь главной последовательности, оно было очень похоже на современное: температура поверхности – около 6000 градусов Кельвина, светимость – 400 септильонов ватт, состав – 73 % водорода, 25 % гелия и 2 % других элементов. Оно останется стабильным в течение 10 миллиардов лет, до тех пор, пока весь водород в ядре не превратится в гелий. После чего солнечное ядро начнет неуклонно сжиматься и вырождаться до состояния плотно упакованных нейтронов. Вне ядра останется водородная оболочка, в которой будут по-прежнему происходить ядерные реакции. Под их воздействием внешние слои звезды будут расширяться и охлаждаться. Звезда станет красным гигантом, увеличившись в размерах в 10–100 раз.

Сейчас радиус Солнца составляет примерно 450 000 миль (700 000 км). Превратившись в красного гиганта, оно, вероятно, разрастется до величины, промежуточной между орбитами Меркурия и Венеры, и тогда у землян возникнут кое-какие проблемы. В довершение в разогревающемся солнечном ядре начнутся реакции синтеза, превращающие гелий в углерод, те самые реакции, которые, по всей видимости, отвечают за существование углеродной формы жизни, то есть нашей. По астрономическим масштабам времени «гелиевая вспышка» происходит очень быстро и останавливает дальнейшее вырождение ядра. Последнее снова сможет поддержать ядерные реакции, но теперь топливом будет гелий. Внешние слои звезды вновь начнут сжиматься и нагреваться.