Владимир Гетман - Внуки Солнца
От такого Винни-Пухового описания можно перейти к чуть более строгому, хотя тоже чрезвычайно элементарному. В обычном состоянии электрон обращается вокруг протона по своей стационарной «повседневной» орбите. При этом некая характеристика и электрона, и протона, называемая спином, имеет противоположное направление (об этой замечательной характеристике можно было бы написать целую главу, но вам придется прочитать о ней подробно в других книгах).
Так вот, в этом состоянии атома водорода спины протона и электрона антипараллельны.
Если в процессе этого движения электрон получит некоторую порцию дополнительной энергии («воздушный шарик»), то он переходит на более высокую орбиту, на которой спины становятся параллельными.
В таком «параллельном» состоянии атом водорода живет чрезвычайно долго. Только спустя 11 миллионов лет электрон «выпускает из рук шарик», т. е. излучает избыток энергии в пространство и «спрыгивает» на стационарную орбиту. Длина волны этого излучения равна 21 см, а частота составляет 1420 мегагерц. Человеческий глаз на излучение такой частоты не реагирует, поэтому увидеть мы его не можем. Зарегистрировать это излучение можно с помощью радиотелескопа.
Но как же долго надо ждать, чтобы, наконец, произошел один акт такого излучения. Однако водорода в межзвездном пространстве так много, что в то время, когда в одних атомах электроны «взлетают» на более высокие орбиты, на других уже происходит обратный процесс.
Итак, излучение нейтрального водорода в нашей Галактике на длине волны 21 см настолько «популярно», что представители высокоразвитой цивилизации должны о нем знать.
На рисунке изображены два кружочка. На левом нанесены две стрелки, направленные навстречу друг другу, на правом — «друг другу в затылок», это и есть символическое обозначение атома водорода в двух состояниях: с аптипараллельными и параллельными спинами протона и электрона. Отрезок, соединяющий оба кружка, символизирует длину волны излучения, равную 21 см.
Правее и несколько ниже изображен внешний вид станции «Пионер-10»: прямоугольная коробка и параболическая радиоантенна. На фоне антенны в ее масштабе изображены мужчина и женщина.
Ниже и левее приведена схема Солнечной системы: большой кружок — Солнце и далее последовательно все известные нам планеты: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон.
Обратите внимание, что кольцо изображено только у Сатурна. В момент составления рисунка космические кольца на других планетах еще не были открыты. Этот поразительный факт заставляет трепетать сердце, ведь разговор идет о великих открытиях, происшедших на наших глазах. Итак, внизу изображена схема Солнечной системы. Стрелкой указан маршрут станции «Пионер-10» от Земли к Юпитеру и лишь затем в межзвездное пространство.
Рядом с изображением каждой планеты указаны их расстояния от Солнца, закодированные в двоичной системе счисления. Причем за единицу длины принята длина волны 21 см.
В нашем повседневном и научном обиходе мы пользуемся десятичной системой счисления, включающей в себя десять цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Почему цифр именно десять? Исторически это связано с тем, что мы имеем на руках десять пальцев.
Но, вот, скажем, при пользовании ЭВМ более удобной является двоичная система.
Левее человеческих фигур и станции изображен расходящийся из общего центра пучок прерывистых линий. В центре предполагается Солнце, а расходящиеся от него лучи — направления на 14 пульсаров.
Пятнадцатая горизонтальная линия, простирающаяся и за изображениями людей, указывает направление от Солнца до центра Галактики.
Почему направления выбраны именно на пульсары? Что это за объекты?
История открытия пульсаров настолько романтична и косвенным образом связана с темой об инопланетянах, что не затронуть ее было бы несправедливо.
В 1967 году в обсерватории Джодрел-Бэнк в Англии был введен в строй новый радиотелескоп, работающий в метровом диапазоне длин волн. Его создатели Энтони Хьюиш и Мартин Райл — известные английские радиоастрономы — имели в виду исследовать радиомерцания космических источников радиоизлучения.
Однако вскоре произошли события, открывшие новую эпоху в астрофизике. Сотрудница профессора Хьюиша мисс Белл в одну из июльских ночей 1967 года неожиданно обнаружила, что из определенной области космического пространства к нам идут строго периодические радиосигналы, повторяющиеся через каждые 1,33 секунды!
Первая реакция среди мужской части лаборатории — помеха, источником которой является какая-то промышленная установка на Земле. Тщательными исследованиями мисс Бэлл опровергла эту версию, а дальнейшие наблюдения привели к открытию еще трех источников в различных точках космического пространства. Ученые насторожились. И было от чего. Таинственные «телеграфисты» посылали свои позывные.
Вопрос о сигналах внеземных цивилизаций принимал реальные очертания. Понимая важность такого рода открытия для человечества и заботясь о приоритете своей страны в этом вопросе, английские радиоастрономы засекретили свои работы.
Целых полгода научный мир не ведал, что человечество стояло на пороге одного из самых выдающихся открытий. Правда, самих радиоастрономов смущали некоторые моменты, в частности слишком неправдоподобное обилие внеземных цивилизаций, действовавших в разных местах, но достаточно однообразно, имеющих практически одни и те же позывные.
Более правдоподобным было бы полагать, что благодаря специальной конструкции радиотелескопа, «умеющего» регистрировать радиосигналы с секундными периодами, удалось обнаружить какие-то новые, неизвестные доселе небесные объекты.
Но почему эти объекты посылают излучение не непрерывно, а с такой «человеческой» периодичностью? Излучение приходит к нам из далеких глубин космического пространства, следовательно, источник его чрезвычайно мощный. Но никакая самая смелая, самая безудержная фантазия не способна вообразить такую оригинальную радиомашину, которая ежесекундно генерировала бы радиосигнал колоссальной мощности и тут же замирала бы на секунду, чтобы через секунду вновь воспрянуть!
Можно было полагать, что энергия излучается непрерывно, но ее источник находится на очень быстро вращающейся звезде с периодом вращения, близким к секунде. Но тогда что же это за звезда?
Достаточно вспомнить, что период вращения Солнца вокруг своей оси — 26 суток. И это значит, что объекты, наблюдаемые английскими радиоастрономами, вращаются в 2 246 400 раз быстрее!
Для всех нормальных звезд это просто немыслимая скорость вращения, поскольку даже при много меньших скоростях звезды были бы разорваны центробежными силами. Чтобы «выжить» в таких условиях, звезда должна находиться в сверхплотном состоянии и иметь просто крошечные размеры. Этим требованиям могут отвечать только нейтронные звезды, возможность существования которых была теоретически предсказана еще в 30-х годах нашего столетия.
Чтобы более наглядно представить себе экзотичность нейтронных звезд, давайте сравним две характеристики: радиус и плотность Солнца и типичной нейтронной звезды. Радиус Солнца составляет 696000 км, а плотность — 1,4 г/см3, в то время как радиус нейтронной звезды составляет всего 10 км, а плотность достигает чудовищных значений 1013 — 1014 г/см3, т. е. от десятков до сотен миллионов тонн в 1 кубическом сантиметре! Такие звезды состоят из плотно упакованных нейтронов и обладают многими удивительными свойствами.
Мы не будем сейчас вдаваться в подробности описания нейтронных звезд, черных дыр, квазаров и других интересных объектов — это не входит в тематику нашей книги. Вы сможете сделать это самостоятельно, обратившись к списку литературы, приведенному в конце.
Тем не менее обратим ваше внимание на то, что на нейтронных звездах имеются «горячие пятна», являющиеся мощными источниками излучения в различных диапазонах электромагнитных волн, в том числе и в радиодиапазоне. Период вращения такого пятна равен периоду вращения само́й звезды, поэтому-то радиоизлучение приходит к нам всякий раз, когда пятно поворачивается к нам «лицом».
Таких нейтронных звезд, или пульсаров, открыто уже больше сотни. А профессор Хьюиш за их открытие первым среди астрономов удостоен Нобелевской премии по физике.
Так, вот, 14 пульсаров и выбраны в письме к инопланетянам в качестве системы координат, которая должна помочь инопланетянам определить местоположение Солнечной системы в пространстве. В этих 14 отрезках на рисунке зашифрованы не только расстояния от Солнца до пульсаров, но и периоды их пульсаций. Если представителям иной цивилизации удастся отождествить эти пульсары, то по изменению их периодов они сумеют определить и время запуска «Пионера-10» с Земли.
