Смерть в черной дыре и другие мелкие космические неприятности - Нил Тайсон

Готов спорить почти на что угодно, что жизнь на другой планете, если она возникла и сформировалась независимо от земной, будет отличаться от всех видов живых существ на Земле гораздо сильнее, чем любые два земных вида – друг от друга. С другой стороны, объекты исследования, схемы классификации и выборки данных астрофизики черпают во всей Вселенной. По этой простой причине новые данные с завидной регулярностью заставляют астрофизиков «мыслить по-новому» и «выходить за рамки». Иногда выходить за рамки мы вынуждены буквально всем телом.

За примерами можно обратиться к древности, однако обойдемся без этого. Нам вполне сгодится и XX век. К тому же многие примеры мы уже обсуждали.

Стоило нам решить, что мы вправе считать Вселенную часовым механизмом и почивать на лаврах, сформулировав свод детерминистских законов классической физики, как Макс Планк, Вернер Гейзенберг и прочие взяли и открыли квантовую механику – и доказали, что на самых микроскопических масштабах Вселенная от рождения недетерминирована – пусть даже на более крупных масштабах она подчиняется детерминизму.

Стоило нам решить, что все звезды на ночном небе – это и есть Вселенная, как Эдвин Хаббл взял и открыл, что пушистые спиральные штучки в небе – это далекие галактики. Самые настоящие «островные Вселенные», дрейфующие далеко-далеко за звездами Млечного Пути.

Стоило нам решить, что мы разобрались в форме и размере нашей якобы вечной Вселенной, как Эдвин Хаббл взял и открыл, что Вселенная расширяется и что Вселенная галактик простирается дальше пределов, за которые не могут заглянуть даже самые мощные телескопы. В частности, из этого открытия следовало, что у Вселенной было начало: для предыдущих поколений ученых такое было немыслимо.

Стоило нам решить, что теории относительности Альберта Эйнштейна дадут нам возможность объяснить природу гравитации, как астрофизик Фриц Цвики из Калифорнийского технологического института открыл темное вещество – загадочную субстанцию, которая отвечает за 90 % всей гравитации во Вселенной и при этом не испускает никакого излучения и больше никак не взаимодействует с обычным веществом. Темное вещество по сей день остается загадкой. А затем Фриц Цвики выявил и описал класс так называемых сверхновых – космических объектов, которые представляют собой одинокие взорвавшиеся звезды, в течение короткого времени испускающие энергию, эквивалентную сотне миллиардов солнц.

Вскоре после того, как мы разобрались в целях и средствах взрывов сверхновых, кто-то взял и открыл гамма-всплески на краю Вселенной, которые на время способны затмить все вместе взятые энергичные объекты во всей остальной Вселенной.

И едва мы привыкли к тому, что вынуждены влачить жалкое существование, ничего не зная о подлинной природе темного вещества, две независимые исследовательские группы – одна во главе с астрофизиком из Беркли Солом Перлмуттером, другая – во главе с астрофизиком из Гарварда Робертом Киршнером, – обнаружили, что Вселенная не просто расширяется, а расширяется с ускорением. Почему? Есть свидетельства того, что вакуум пространства создает какое-то загадочное давление, противодействующее гравитации, и это давление остается тайной – даже большей, чем темное вещество.

Это лишь несколько разрозненных пунктов из бесконечного списка головоломных явлений, которые не давали покоя астрофизикам за последние сто лет. Я бы мог на этом и остановиться и больше ничего не перечислять, однако было бы большим упущением не включить в мой рассказ историю открытия нейтронных звезд, масса которых, сопоставимая с солнечной, упакована в шар, насчитывающий в поперечнике лишь десяток-другой километров. Чтобы получить подобную плотность в домашних условиях, затолкайте стадо из 50 миллионов слонов в объем наперстка.

Нет, сомневаться не приходится. Мой мозг устроен иначе, чем мозг биолога, поэтому можно понять или даже предсказать, что мы по-разному отреагируем на данные о следах живой материи в метеорите с Марса.

Чтобы у вас не сложилось впечатления, будто поведение ученых-исследователей напоминает привычки только что обезглавленных куриц, которые бесцельно носятся по двору туда-сюда, поясню, что тех знаний, которые не ставят ученых в тупик, накопилось поистине внушительное количество. Они составляют и основной объем учебников для младших курсов, и общепринятое в наши дни представление о мироустройстве. Эти идеи поняты уже так хорошо, что перестали быть интересной темой для исследований и источником путаницы.

Однажды мне случилось организовывать и проводить диспут по «теориям всего» – плодам отчаянного стремления привести все силы природы к одному понятийному «знаменателю». Участвовали в нем пять выдающихся и хорошо известных физиков. В разгар дискуссии мне пришлось практически разнимать спорщиков – один из них, похоже, был готов полезть в драку. Это нормально. Я не против. Мораль здесь в том, что если вам доведется видеть, как ученые ведут жаркий спор, знайте: спорят они именно потому, что оказались в тупике. В моем случае ученые спорили о достоинствах и недостатках теории струн – а не о том, вращается ли Земля вокруг Солнца, качает ли сердце кровь в мозг и проливается ли дождь из облаков.

Глава тридцать седьмая

Следы в песках науки

Если вы зайдете в магазинчик при Планетарии имени Хейдена в Нью-Йорке, то найдете там всевозможные сувениры на космическую тему. Там есть много знакомого – пластмассовые модельки космического шаттла и Международной космической станции, магниты на холодильник с фотографиями с орбитальных телескопов, ручки фирмы «Фишер», предназначенные для того, чтобы писать в невесомости. Но есть и много необычного – обезвоженное мороженое для астронавтов, «Монополия» на астрономическую тему, солонки и перечницы в форме Сатурна. Не говоря уже о всяких диковинах вроде ластиков с изображением телескопа имени Хаббла, резиновых мячиков, сделанных в виде шаров из марсианских метеоритов, и съедобных космических червей из «Звездных войн». Разумеется, ничего удивительного, что такое продается в планетарии. Однако на самом деле все это свидетельства куда более глубокого процесса. Этот сувенирный магазинчик – безмолвный свидетель истории символов и эмблем, знаменующих последние полвека эпохи американских научных открытий.

В XX веке американские ученые открыли галактики, расширение Вселенной, природу сверхновых, квазары, черные дыры, гамма-всплески, происхождение элементов, реликтовое микроволновое излучение и большинство известных планет вне нашей Солнечной системы. Кое-где нас опередили русские, но именно мы отправили космические аппараты на Меркурий, Венеру, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Американские зонды опустились на Марс, на астероид Эрос. И именно американские астронавты побывали на Луне. Современные американцы привыкли воспринимать это как должное – собственно, таково рабочее определение культуры: культура – это то, что все делают и о чем все знают, но чего уже никто не замечает.

Когда американцы ходят за продуктами в супермаркет, то не удивляются, что целый проход там заполнен готовыми хлопьями для завтрака с огромным содержанием сахара. А иностранцам это сразу бросается в глаза, точно так же как путешественники-американцы замечают, что в Италии продается широкий ассортимент разных макаронных изделий, а в Японии и Китае – поразительно много видов риса. Обратная сторона того, что сам не замечаешь собственную культуру, – величайшее удовольствие, которое получаешь от путешествий за границу: там ты понимаешь, сколько всего в собственной культуре ты не замечал, и видишь, сколько всего уже не знают сами о себе жители других стран.

Заграничные снобы любят подшучивать над Соединенными Штатами за недостаточно древнюю историю и простоватую культуру, особенно в сравнении с тысячелетним наследием Европы, Азии и Африки. Однако пройдет пятьсот лет, и историки будущего наверняка сочтут XX век веком Америки, ведь именно тогда американские открытия в сфере науки и техники заняли первые места в списке самых значительных достижений во всем мире.

Очевидно, что Соединенные Штаты не всегда занимали верхнюю ступень на лестнице науки. И нет никакой гарантии, что американцы и дальше будут доминировать в этой сфере – более того, весьма вероятно, что это изменится. Поскольку столицы научно-технического прогресса мигрируют из одной страны в другую и в одни эпохи расцветают, а в другие приходят в упадок, каждая культура оставляет свою метку на непрерывном пути нашего биологического вида к пониманию Вселенной и своего места в ней. Когда историки пишут свои отчеты о подобных событиях мирового масштаба, на хронологической оси развития цивилизации ясно видны следы первенства той или иной страны.