Гайд по астрономии. Путешествие к границам безграничного космоса - Уильям Уоллер

1. Как различные субатомные частицы, из которых состоит вся материя, приобрели свои четко определенные массы, заряды и спиновые состояния в течение секунды после Большого взрыва? Стал ли этот «бродячий цирк» элементарных частиц удачным стечением обстоятельств — или был предопределен заранее?

2. Что характерно для темной материи, кроме невероятной отчужденности ее гипотетических частиц? Когда мы вообще получим прямые доказательства ее существования?

3. Является ли темная энергия необходимым и господствующим компонентом космоса — или это просто плод фантазий астрономов?

4. Как галактики смогли принять свой облик так скоро после Большого взрыва? Только представьте: всего за несколько сотен миллионов лет аморфная космическая плазма с избыточной плотностью в 1 часть на 100 000 сгустилась под воздействием гравитации в гигантские вращающиеся галактики, состоящие из звезд и планет. Разве это не кажется невероятно сложной задачей?

5. Что происходит внутри горизонтов событий черных дыр? И что они собой представляют? Порталы в иные пространства-времена? Или это просто компактные материальные миазмы, навсегда скрытые от любых наблюдателей своей огромной гравитацией?

6. Из какого звездообразующего облака сформировались Солнце и Солнечная система? Какие еще звездные и планетные системы в Млечном Пути произошли из той же туманности, что и наша?

7. Когда, где и как именно мы найдем первые прямые доказательства существования микробной формы жизни за пределами Земли?

8. Когда, где и как именно мы найдем первые прямые доказательства существования сложной формы жизни за пределами Земли?

9. Когда, где и как именно мы найдем первые прямые доказательства существования разумной, технологически-коммуникативной формы жизни за пределами Земли?

10. Пока мы ждем открытия разумных форм жизни, каким будет наилучший способ общения с ними — и стоит ли нам стремиться к этому общению?

И даже если на время забыть о возможном существовании других вселенных, эти вопросы подчеркивают, как много мы еще не знаем о нашем космосе — и о нашем месте в нем. Мы только выходим на галактическую сцену, наши технологии еще развиваются, и нам потребуется гораздо больше времени и согласованных усилий, чтобы ответить на эти очень важные вопросы. А тем временем наше существование в качестве части земной биосферы стало опасно неустойчивым. Не отравим ли мы экосистемы, на которые полагаемся, постоянно загрязняя окружающую среду? Будут ли парниковые газы, которые мы непрестанно производим, нагревать нашу атмосферу и океаны, не давая им восстановиться? Совладаем ли мы с угрозой перенаселения, мирового голода, пандемии? Или наше ядерное оружие уничтожит нас раньше? Эти экзистенциальные угрозы страшат нас до глубины души. Впрочем, я сохраняю оптимизм и думаю, что мы справимся и примем необходимые меры для решения проблем. Главное, чтобы нам хватило времени. Насколько все должно стать плохо, прежде чем мы наконец сделаем шаг вперед? Мы ведь только начали воспринимать себя как вероятных граждан космоса, и нам есть что терять — но мы можем приобрести еще больше.

Мы уже 60 лет отправляем в космос машины и людей, и перед нами, как никогда прежде, открыта дорога к различным мирам Солнечной системы. Пока вы читаете этот абзац, создаются ракетные технологии, способные доставить нас на Марс и за его пределы. Мечты и грезы о посещении ближайших звездных и экзопланетных систем при помощи роботизированной техники превратились в достойно финансируемые программы с подробными планами и графиками работ. Тем временем наши телескопы и радиоаппараты непрестанно ищут ясный сигнал от технологически развитых форм жизни. Эти усилия еще не дали воспроизводимых результатов, но они заслуживают постоянной поддержки общества. И именно тем, кто предпринимает их день ото дня, я скажу: carpe posterum — живи будущим!

Рекомендуемая литература и ресурсы

Источники общего характера

Astronomy, C. J. Peterson, CliffsQuickReview, IDG Books Worldwide (2000). Краткий аналог настоящего издания.

Astronomy, A. Fraknoi, D. Morrison, S. C. Wolf et al. (2016). Бесплатный онлайн-учебник для колледжа: openstax.org/details/books/astronomy. Также доступен в печатном виде.

Astronomy Notes, N. Strobel (2001). Менее броский, но достойный бесплатный онлайн-курс для колледжей: www.astronomynotes.com. Первый в своем роде.

Classifying the Cosmos — How We Can Make Sense of the Celestial Landscape, S. J. Dick, Springer (2019). Прекрасно изложенная «биологическая классификация» космоса и всех его элементов, объединенных в царства, семейства и классы.

The Milky Way: An Insider’s Guide, W. H. Waller, Princeton University Press (2013). Содержательное исследование элементов, строения, движущих сил и эволюции нашей Галактики.

Galaxies and the Cosmic Frontier, W. H. Waller and P. W. Hodge, Harvard University Press (2003). Всесторонний обзор галактик во всем восхитительном разнообразии и подробный рассказ о более обширном космосе, в котором они родились.

Origins: Fourteen Billion Years of Cosmic Evolution, N. D. Tyson and D. Goldsmith, W. W. Norton & Company (2004). Развернутый рассказ о космосе на протяжении всей его истории — от первых частиц до галактик, звезд, планет и жизни. Дополнение к мини-сериалу Origins, входящему в цикл фильмов телепрограммы NOVA.

История

The Sleepwalkers: A History of Man’s Changing View of the Universe, A. Koestler, Penguin Books (1990). Увлекательная история о том, как люди познавали космос — от вавилонян до Коперника, Кеплера, Галилея и Ньютона. С комментариями экспертов, посвященными противостоянию науки и религии на протяжении веков.

A Short History of Nearly Everything, B. Bryson, Broadway Books (2003). Более современная и юмористическая трактовка гуманитарного аспекта науки, в которой история астрономии представлена вместе с историей физики, химии, биологии и палеонтологии.

Parallax: The Race to Measure the Cosmos, A. W. Hirshfeld, W. H. Freeman (2001). Искрометная история об астрономах, стремившихся измерить расстояния до звезд.

The Glass Universe, D. Sobel, Viking/Penguin Random House (2016). Ценные сведения о женщинах из Гарвардской обсерватории, которые провели спектроскопические измерения звезд, создав таким образом сферу звездной астрофизики.

Lonely Hearts of the Cosmos, D. Overbye, Harper Collins (1991). История наблюдательной космологии XX века с обилием персоналий.

Журналы

Sky & Telescope: skyandtelescope.org

Astronomy: astronomy.com

Space.com (онлайн-журнал)

Другие источники

Астрономический образовательный и информационный центр: naec-us.org

Астрономическая картинка дня: apod.nasa.gov/apod/astropix.html

Атлас Вселенной: www.atlasoftheuniverse.com

Энциклопедия черных дыр — список черных дыр звездной массы, средней массы и сверхмассивных черных дыр: blackholes.stardate.org/objects.html

Космическое происхождение элементов: apod.nasa.gov/apod/ap171-024.html

Калькуляторы космического расширения: ned.ipac.caltech.edu/help/cosmology_calc.html

Энциклопедия внесолнечных планет: exoplanet.eu

Проект «Телескоп горизонта событий»: eventhorizontelescope.org

Миссия Gaia: sci.esa.int/gaia

Обучающие моменты в астрономии и астрофизике: sites.google.com/site/sciencegazette/teachable-moments-in-astronomy-astro physics?authuser=0

Технические примечания из книги Galaxies and the Cosmic Frontier: cosmos.phy.tufts.edu/cosmicfrontier/main.html