История всего. 14 миллиардов лет космической эволюции. - Нил Деграсс Тайсон

и азот входят в число самых легких элементов. Следующие 30 или около того элементов, от кислорода до рубидия, возникли в горниле взрывов сверхновых, которые Б2ФХ назвали фабрикой элементов. Еще более тяжелые элементы, как теперь считают астрофизики, появились в результате других масштабных космических событий: слияний нейтронных звезд, описанных в главе 9. В 2017 году, который стал поворотным для прогресса в астрономии, три детектора зафиксировали гравитационное излучение от источника, известного как GW170817. А одновременное исследование гамма-излучения, видимого света и других типов электромагнитного излучения, исходящих из одного источника, открыло для мира «астрономию нескольких посыльных», что журнал Science после назвал прорывом года. В отличие от слияний двух черных дыр, которые генерируют большую часть гравитационного излучения, обнаруженного до сих пор, и почти не оставляют вещественных следов, слияния нейтронных звезд производят облака материи, испускающие электромагнитное, гамма— и рентгеновское излучение, а также радиоволны и видимый свет, раскрывающий детали химического состава обломков.

Свет от события, наблюдаемого в 2017 году, выявил присутствие стронция (38-го элемента), подтвердив расчеты астрофизиков, предсказавших, что слияния нейтронных звезд производят тяжелые элементы. Как показывают расчеты, их подавляющее, возникая в результате описанного выше процесса быстрого захвата нейтронов, обязано своим существованием скручиванию спиралей и возможному слиянию нейтронных звезд в двойных системах. Поскольку нейтронные звезды — это схлопнувшиеся ядра бывших сверхновых, ученые, изучающие сверхновые, могут справедливо заявить, что здесь мы тоже наблюдаем образование элементов, порождаемых взрывающимися звездами, только в этом случае элементы возникают в одном шаге от взрыва.

Да, Земля и вся жизнь на ней суть звездная пыль. Нет, мы еще не ответили на все интересующие нас химические вопросы космического масштаба. Так, любопытную загадку современности представляет собой технеций — первый химический элемент, полученный (в 1937 году) искусственным путем в земной лаборатории. (Само слово «технеций», как и другие с префиксом «тех», отсылает к греческому «технетос», что означает «искусственный».) Найти технеций в природе на Земле нам еще предстоит, но астрономы уже нашли его в атмосферах небольшого количества красных гигантов, входящих в нашу галактику. Само по себе это не столь удивительно, если бы не тот факт, что технеций преобразуется в другие элементы с периодом полураспада в два миллиона лет, что в разы меньше возраста и средней продолжительности жизни звезд, за которыми мы наблюдаем. Эта головоломка привела к рождению разных экзотических теорий, которые пока не получили единодушного одобрения мирового сообщества астрофизиков.

Заинтересованных ученых подобные бесконечные химические загадки пленят столь же сильно, как и темы черных дыр, квазаров и ранней Вселенной. Но вам прочитать о них редко где удается. Почему так? Потому что средства массовой информации уже давно решили, о чем следует писать, а о чем — нет. Судя по всему, новости о космическом происхождении каждого отдельного химического элемента, из которых в общей сложности состоит ваше тело, в повестку дня не попадают. И все же, как рассуждал директор Гарвардской обсерватории Харлоу Шепли в своей книге «Вид с далекой звезды», вышедшей в 1963 году, «человечество состоит из звездного вещества и подчиняется Вселенским законам».

Глава 11. В эпоху юности миров

В своих попытках разузнать историю Вселенной мы неоднократно убеждались в том, что наиболее плотно укутанные завесой тайны этапы мироздания — это те, что относятся непосредственно к началу начал: к истокам самой Вселенной, ее наиболее крупных структур (галактик и галактических кластеров) и ее звезд, которые являются источником большей части света в космосе. Каждая из этих историй о происхождении играет определенную и жизненно важную роль — и не только в объяснении того, как предположительно бесформенный космос произвел на свет сложные объединения различных типов объектов, но и в определении того, как и почему через 14 миллиардов лет после Большого взрыва мы вообще живем на планете Земля и можем задаться этим вопросом: «Как же все это произошло?»

Не в последнюю очередь подобные загадки рождаются потому, что во время «темных веков» космической истории, когда вещество еще только начинало скапливаться в самодостаточные единицы, такие как звезды или галактики, большая часть всего этого вещества производила очень мало или вообще не производила обнаружимого излучения. То темное время оставило нам лишь минимум возможностей (все еще не до конца исследованных) для того, чтобы каким-то образом узнать, как выглядело вещество на тех ранних стадиях организации. В свою очередь, это означает, что нам следует полагаться — в пугающе высокой степени — на свои собственные теории о том, как должно вести себя вещество, и что у нас не так уж много инстанций, в которых мы могли бы сопоставить свои теории со своими наблюдениями.

Стоит нам обратиться к происхождению планет, как загадки лишь множатся и усугубляются. У нас нет не только результатов наблюдений за ключевыми первоначальными стадиями формирования планет, но и успешных теорий о том, как же именно в свое время планеты сформировались. В качестве позитивной ремарки спешим отметить, что вопрос «Откуда появились планеты?» за последние годы стал рассматриваться гораздо шире. На протяжении большей части XX века в поисках ответа на него ученые акцентировали внимание только на планетах Солнечной системы. За прошедшее же десятилетие рядом с относительно близкими звездами было найдено более сотни экзопланет, которые подарили ученым существенно больше данных для того, чтобы попробовать определить раннюю историю их рождения и существования — в первую очередь как эти астрономически малые, темные и плотные объекты сформировались среди звезд, дающих им свет и жизнь.

Сегодня у астрофизиков, может быть, и имеется больше данных, чем раньше, но это не помогло им получить ответы на свои вопросы. Более того, обнаружение экзопланет, многие из которых движутся по орбитам, заметно отличающимся от орбит планет Солнечной системы, во многом даже усложнило задачу, не приблизив ученых к разгадке истории планетообразования. Мы можем утверждать, что у нас нет объяснения тому, как планеты начали образовываться из газа и пыли, хотя мы можем с легкостью объяснить, как уже запущенный процесс планетообразования был способен сделать из малых объектов большие и почему это заняло относительно немного времени.

Начало образования планет — тема на удивление неподатливая, вплоть до того, что один из главных мировых экспертов в этой области, Скотт Тримейн из Принстонского университета, позволил себе следующие высказывания, пусть и не до конца всерьез. Он сформулировал свод законов планетообразования, первый из которых утверждает, что «все теоретические предсказания о свойствах экзопланет неверны», а второй — что «самая надежная теория о том, как образовались планеты, — теория, говорящая, что это в принципе невозможно». Юмор