Голубая точка. Космическое будущее человечества - Карл Саган

В существование четырех спутников Юпитера, открытых Галилеем, – которые и планетами-то не являются – не верили именно потому, что в таком случае ставился под сомнение примат числа «семь». По мере того как система Коперника получала все более широкое признание, в список планет добавилась Земля, а Солнце и Луна были из него удалены. Соответственно, стали считать, что планет всего шесть (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер и Сатурн). Тогда были выстроены академические аргументы, призванные доказать, почему планет должно быть именно шесть. Например, шесть – первое «совершенное» число, равное сумме своих делителей (1 + 2 + 3). В любом случае было шесть дней творения, а не семь. Люди искали способы перестроиться с семи планет на шесть.

По мере того как корифеи нумерологического мистицизма приспосабливались к коперниковской системе, такой «самооправдательный» образ мышления перекинулся с планет на спутники. У Земли – один спутник, у Юпитера – четыре, которые открыл Галилей. Получается пять. Явно одного не хватает (мы же помним, шесть – первое совершенное число). Когда в 1655 г. Гюйгенс открыл Титан, и сам он, и многие другие убедили себя, что этот спутник – последний: шесть планет, шесть спутников, и Господь у себя на небесах.

Историк науки И. Коэн из Гарвардского университета указывал, что Гюйгенс потому и забросил поиск других спутников, поскольку из такой аргументации было очевидно, что больше ни одного найти не удастся. Шестнадцать лет спустя – по иронии судьбы в присутствии Гюйгенса – Дж. Кассини[30] из Парижской обсерватории открыл Япет, седьмой спутник – странный мир, в котором одно полушарие черное, а другое – белое. Этот спутник Сатурна занимает более далекую орбиту, чем Титан. Вскоре Кассини открыл Рею, следующий спутник Сатурна, занимающий более близкую к планете орбиту, чем Титан.

Здесь появилась новая возможность поупражняться в нумерологии, на этот раз подкрепляемая практической задачей умилостивить покровителя. Кассини сложил количество планет (шесть) и спутников (восемь) и получил четырнадцать. Надо же было так случиться, что человеком, выстроившим для Кассини обсерваторию и платившим ему жалованье, был Людовик XIV Французский, «король-солнце». Астроном незамедлительно «представил» два этих новых спутника своему суверену и объявил, что «уделы» Людовика простираются до самых границ Солнечной системы. После этого Кассини благоразумно отошел от поиска спутников. Коэн полагает, что астроном опасался открыть еще один спутник и тем самым оскорбить Людовика – монарха, шутки с которым были плохи, кто вскоре стал бросать своих приближенных в тюрьмы, обвиняя в приверженности протестантизму. Однако через 12 лет Кассини вернулся к поискам и открыл – несомненно, с некоторым трепетом – еще два спутника. Пожалуй, хорошо, что такой процесс не зашел слишком далеко; в противном случае Франции пришлось бы вынести семьдесят с лишним[31] королей по имени Людовик из династии Бурбонов.

КОГДА В КОНЦЕ XVIII в. ученые объявляли об открытии все новых миров, сила нумерологических аргументов постепенно иссякала. Однако в 1781 г. мир узнал об обнаружении новой планеты, открытой при помощи телескопа, и это стало настоящим сюрпризом. Новые спутники уже никого особо не удивляли, особенно после того, как их количество перевалило за шесть или восемь. Но когда выяснилось, что нам под силу открывать новые планеты и что люди смогли сконструировать приборы для этого, оба эти факта казались ошеломляющими – и не зря. Если существует одна ранее не известная планета, то их может быть гораздо больше – и в нашей Солнечной системе, и в других. Кто знает, что может существовать во множестве миров, скрывающихся в темноте?

Планета была открыта даже не профессиональным астрономом, а музыкантом Вильямом Гершелем, родственники которого прибыли в Великобританию вместе с семьей другого англизированного немца, царствующего монарха и будущего угнетателя американских колонистов. Гершель пожелал назвать эту планету «Георг» (точнее, «Звезда Георга») – в честь своего господина, но, словно по провидению, это имя не закрепилось. По-видимому, астрономы без устали занимались умасливанием королей. Вместо этого планету, открытую Гершелем, назвали Ураном. Уран был древнегреческим богом неба; греки считали его отцом Сатурна и, следовательно, дедом богов-олимпийцев.

Мы больше не относим Солнце и Луну к числу планет и, исключая сравнительно незначительные астероиды и кометы, считаем Уран седьмой планетой от Солнца (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон). Уран и следующие две планеты не были известны. Четыре внешних планеты (юпитерианской группы) оказываются совсем не похожи на четыре внутренние планеты (земной группы). Плутон – отдельный случай[32].

Шли годы, качество астрономических приборов улучшалось, и мы стали все больше узнавать о далеком Уране. Оказалось, что тусклый свет, отражаемый этой планетой, приходит к нам не с ее поверхности, а от атмосферы и облаков – точно как на Титане, Венере, Юпитере, Сатурне и Нептуне. Атмосфера Урана состоит из водорода и гелия, двух простейших газов. Также в ней присутствуют метан и другие углеводороды. Прямо под облаками, которые можно наблюдать с Земли, расположена мощная атмосфера с огромными количествами аммиака, сероводорода и, кстати, воды.

В глубинах Юпитера и Сатурна давление так велико, что атомы теряют электроны и газ превращается в металл. Вероятно, этого не происходит на менее массивном Уране, поскольку давление в его глубинах ниже. Еще глубже, под сокрушительным весом атмосферы, находится каменная поверхность Урана. Открыть ее удалось лишь благодаря слабой тяге, которая воздействует на спутники, но эта поверхность совершенно недоступна для наблюдения. Где-то внутри Урана скрывается большая планета земного типа, укутанная колоссальным атмосферным одеялом.

На поверхности Земли тепло благодаря попадающему на нее солнечному свету. Если «выключить» Солнце, то планета вскоре остынет – причем не до пустячных антарктических морозов, не до такого холода, из-за которого замерзнут океаны, а до сильнейшей стужи: от нее воздух станет выпадать как снег, образовав покров из кислорода и азота толщиной десятки метров, который засыплет всю планету. Тех крупиц энергии, которые продолжат поступать из горячих земных недр, не хватит, чтобы растопить эти снега. На Юпитере, Сатурне и Нептуне другая ситуация. Они получают из недр примерно столько же тепла, сколько и от далекого Солнца. Если Солнце «выключить», на планетах юпитерианской группы это почти не отразится.

Но с Ураном все иначе. Он не похож на другие планеты юпитерианской группы. Уран похож на Землю: он получает очень мало тепла из собственных недр. Мы не вполне понимаем, почему так происходит, почему Уран – во многих отношениях столь схожий с Нептуном – не должен иметь мощного внутреннего источника тепла. По этой причине (но не только) мы не можем сказать, что вполне понимаем процессы, протекающие в недрах этих гигантских миров.

Уран, обращаясь по орбите вокруг Солнца, словно лежит на боку. В 1990-е гг. Солнце грело его южный полюс, именно этот полюс мы и наблюдали с Земли в конце XX в., когда смотрели на Уран. На оборот вокруг Солнца Уран тратит 84 земных года. Так, в 2030-е гг. к Солнцу (и к Земле) повернется северный полюс планеты. В 2070-е гг. Уран вновь подставит Солнцу южный полюс. В промежуточные периоды астрономы наблюдают с Земли в основном экваториальные широты Урана.

Все остальные планеты обращаются на своих орбитах более «вертикально». Не известно, почему ось Урана так странно расположена на орбите; наиболее правдоподобная гипотеза связана с тем, что когда-то очень давно, миллиарды лет назад, Уран столкнулся с блуждающей планетой примерно такого размера, как Земля, имеющей орбиту с очень большим эксцентриситетом. Такое столкновение, если оно когда-либо происходило, должно было учинить настоящий хаос в системе Урана; насколько нам известно, от этого древнего потрясения могли остаться следы, которые мы еще сможем обнаружить. Но поскольку Уран так далек, ему пока удается хранить свои тайны.

В 1977 г. группа исследователей под руководством Джеймса Эллиота, тогда работавшего в Корнеллском университете, случайно открыла у Урана кольца, подобные кольцам Сатурна. Ученые пролетели над Индийским океаном в специальном самолете НАСА (так называемой «Воздушной обсерватории им. Койпера»), чтобы рассмотреть проход Урана на фоне звезды. Такие проходы, называемые «покрытиями», случаются время от времени именно потому, что Уран[33] медленно движется на фоне далеких звезд. Наблюдатели с удивлением обнаружили, что звезда «мигнула» несколько раз непосредственно перед тем, как ее затмила атмосфера Урана, и еще несколько раз – сразу после выхода из-за диска планеты. Поскольку это явление протекало одинаково и до, и после покрытия, данная находка (и большая работа, проделанная впоследствии) позволила открыть девять очень тонких и темных колец Урана, из-за которых планета немного напоминает небесную «мишень» с яблочком в центре.