Гайд по астрономии. Путешествие к границам безграничного космоса - Уильям Уоллер
Сегодня мы сталкиваемся со странным парадоксом. Мы никогда еще не знали так много о Вселенной — и все же мы еще никогда не знали о ней так мало. Мы открыли планеты у других звезд, мы сделали снимки новорожденных галактик на границе пространства и времени, мы с неведомой прежде точностью измерили космические бездны, — и все наши открытия неизменно поражали нас и бросали нам вызов. Каждая планета Солнечной системы обладает своим причудливым характером и совершенно не похожа на другие; Солнце настолько непостоянно, что это внушает тревогу; а наши звездные окрестности в прямом смысле затоплены выбросами от недавних вспышек сверхновых. И более того, настало время, когда нам просто необходимо взглянуть правде в глаза и осмыслить тот факт, что большая часть материи во Вселенной, как ни странно, невидима, — мы называем эту материю темной, — и что всей тканью пространства-времени может управлять некая неосязаемая действующая сила, которую мы окрестили темной энергией. Эти перспективы настолько ошеломляют, что всех нас — космологов-теоретиков, астрофизиков- наблюдателей, разработчиков программ, водителей такси, работников поддержки и теологов — объединило желание представить и познать ту Вселенную, которая нас окружает.
Главная цель этого путеводителя — позволить читателям яснее почувствовать и осознать то место, которое мы занимаем в космосе. В первой части мы взглянем на небо невооруженным глазом, а во второй углубимся в предмет и познакомимся с необычайно прекрасной иерархией, в которой перед нами предстанут планеты нашей Солнечной системы, Солнце как одна из многих звезд Млечного Пути, сам Млечный Путь как основной игрок в Местной группе галактик — и Местная группа как маленькая пылинка на бескрайнем галактическом небосводе. По пути мы поговорим о таинственных формах материи и энергии, которые, по большей части, и сейчас ускользают от самых пристальных исследований. Кстати, благодаря этому мы гораздо лучше поймем, как проходит процесс научных изысканий, неизменно ведущий нас вперед, несмотря на всю напряженную полемику и споры, без которых он не обходится.
Когда же мы подготовим космическую сцену и опишем всех чудесных актеров, третья часть книги расскажет нам величественную историю бытия и становления. И может быть, читатели, пускай и опосредованно, сумеют ощутить, какие удивительные преображения происходили около 14 млрд лет назад, после Большого взрыва. Эти метаморфозы — от рождения галактик из раскаленного хаоса до формирования в них звезд и планетных систем и появления жизни на одной особенно влажной планете — очертят границы космоса, унаследованного нами, и соединят нас со всем, что когда-либо возникало в бытии. И, конечно же, мы будем неустанно обращаться к научным проблемам и загадкам, поскольку история Вселенной далека от завершения.
А в последней главе я приглашу читателей задуматься о нашей космической судьбе и о том наследии, которое мы оставим. Что ждет нас всех или тех, кто вытеснит нас с этой драгоценной планеты? Высока ли вероятность того, что за пределами Земли мы встретим других разумных существ? И как нам вести себя теперь, когда мы стали гражданами Млечного Пути?
ЧАСТЬ I. ЧЕЛОВЕК ВО ВСЕЛЕННОЙ
1. Первые представления
Самый прекрасный опыт, доступный нам, — это чувство тайны. Именно из него проистекают истинное искусство и наука.
Альберт Эйнштейн. Во что я верю
Небо влекло людей непрестанно — это заметно уже в первых неизгладимых отпечатках, оставленных на камнях нашими далекими предками. Австралийские аборигены и сейчас создают наскальные рисунки с небесной тематикой, причем начали они это делать, как полагают ученые, еще 15 000 лет тому назад. А примерно в 2500 году до нашей эры представители неолитической культуры возвели на Британских островах знаменитую каменную постройку — мегалитический памятник Стоунхендж. Расположение гигантских вертикальных глыб и лежащих на них камней- перемычек, а также круг из пятидесяти шести ям позволили некоторым археоастрономам предположить, что Стоунхендж помогал древним народам, населявшим эти края, отслеживать дни зимнего и летнего солнцестояний и предсказывать солнечные затмения.
Древние египтяне с особенным усердием отображали на камне, дереве и папирусе все, что считали важным. И во многих рисунках, дошедших до нас от их эпохи, видное место занимал бог солнца Ра. С 3000 года до нашей эры, когда начала развиваться иероглифическая письменность, избранные писцы составляли подробнейшие истории о солнечном боге и о том, как он повелевает всей земной жизнью, пока продолжается день. Однако и дневное, и ночное небо были владениями богини Нут. Ее изображали в облике женщины, которая, подобно куполу, накрывала землю, олицетворяемую другим богом, Гебом, а в теле богини — проходя по нему, как по небесному своду, — хранились, словно в сосуде, Солнце, Луна, планеты и звезды (рис. 1.1).
Вдали от уличных фонарей и других источников искусственного света мы все еще можем увидеть ночное небо, знакомое и народам неолитических Британских островов, и жителям Древнего Египта, Междуречья, Китая и Мезоамерики, и представителям других древних культур. На нем великое множество звезд, и создается впечатление, что одни соединяются в несовершенный узор, а другие — в тесные группы. В ясные безлунные ночи, если нет светового загрязнения, можно без помощи оптических устройств в любой момент увидеть примерно 4000 звезд.
Рис. 1.1. Древнеегипетская богиня неба Нут, словно купол, накрывает собой Геба, бога земли, и Шу, бога воздуха и солнечного света. Ок. 2000 г. до н. э. (На основе материалов из нескольких источников, со ссылкой на: The Great Goddesses of Egypt, B. S. Lesko [Издательство Университета Оклахомы, 1999].)
«Звездный купол», унаследованный нами, во многом подобен плавильному котлу, соединившему множество самых разнообразных культурных влияний. Скажем, привычные нам названия ярких звезд происходят от греческих корней (Арктур, Сириус, Вега) или напоминают о Риме и латыни (Капелла, Спика), а некоторые, скажем Бетельгейзе и Денеб, — это измененные версии арабских наименований. Признанные узоры созвездий, как правило, восходят к тем, что были приняты у греков, а в именах, присвоенных их звездам, слышны и греческие, и латинские, и арабские голоса. Хорошим примером станет Орион. Очертания этого созвездия определили греки, но в нем много звезд с арабскими названиями, в том числе красная Бетельгейзе (изначально ее имя не совсем верно транслитерировали с арабского как «Бейт
