Текст книги "Смерть с небес"

Филип Плейт
Смерть с небес: Наука о конце света

Переводчик Ольга Лосон

Научный редактор Олег Верходанов, д-р физ. – мат. наук

Редактор Антон Никольский

Руководитель проекта И. Серёгина

Корректоры И. Астапкина, О. Петрова

Компьютерная верстка А. Фоминов

Дизайн обложки Ю. Буга

© Philip Plait, 2008

This edition published by arrangement with Loretta Barrett Books, Inc and Synopsis Literary Agency

© Nathan Fox, 2019

Nathan Fox retains and reserves all moral, droit and copyrights

© Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Альпина нон-фикшн», 2020

Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.

Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.

* * *

Предисловие

ВСЕЛЕННАЯ ПЫТАЕТСЯ УБИТЬ ТЕБЯ.

Ничего личного. Меня она тоже пытается убить. Она пытается убить всех. И ей даже не нужно сильно стараться.

Вселенная – это невероятно враждебное место для жизни. Практически вся она состоит из вакуума, и одно это уже плохо. Из небольшого количества мест, где хоть что-то есть, большинство слишком горячие, и химические реакции не могут протекать в благоприятном для жизни направлении – молекулы разрывает, прежде чем они успевают сформироваться. Там, где не так жарко, обычно слишком холодно, и реакции протекают очень медленно, так что ничего интересного не происходит.

А в тех немногих местах, где нет вакуума, не очень жарко и не очень холодно, – и, в общем-то, мы знаем только одно такое место, планету Земля, – таятся самые разнообразные опасности. Вулканы извергают мегатонны ядовитых химических веществ в атмосферу, изрыгают лаву на километры вокруг и вызывают обширные землетрясения. Цунами изменяют протяженные участки береговой линии. Ледниковые периоды наступают и отступают, горы появляются откуда ни возьмись и изменяют метеорологические условия в глобальных масштабах, целые континенты соскальзывают в раскаленную мантию Земли.

И все это лишь наши местные проблемы. Земля все-таки находится в ужасно враждебных условиях космоса, и оттуда на нас могут обрушиться всевозможные напасти в прямом смысле слова.

Собственно, об этом-то наша книга.

На право называться самой древней могут претендовать многие профессии, но на самом деле древнейшей из них является астрономия: первым аграрным цивилизациям нужно было знать время посева и время сбора урожая, а подсказки они находили на меняющейся картине небосвода. Появление определенных созвездий в определенное время было ничем не хуже сегодняшних отметок в календаре.

Солнцу и Луне поклонялись. Это поклонение трансформировалось в убеждение, что все боги обитают на небесах. Изучение небес было своего рода религиозным обрядом.

Появилась астрология, пытавшаяся (и непреуспевшая, кстати) увязать жизнь людей с небесами. С изобретением телескопа и затем установки на него фотокамеры выяснилось, что небеса – это не только отражение наших суеверий. Небо оказалось холстом, на котором были написаны прекраснейшие картины, когда-либо виденные человечеством. На его просторах обнаружились пыльные ленты туманностей, раскинувшиеся грандиозные галактики, пестрые, полосатые планеты. Мы увидели, что небеса прекрасны.

Астрономия стала научной дисциплиной, руководствовавшейся принципами физики, математики и химии. Она развилась в отдельное направление и породила многие другие.

На протяжении тысячелетий считалось, что Вселенная создана для людей. Все в ней должно служить нам, и совершенно ясно, что именно так и было предопределено.

Гордыня. Глупая, глупая гордыня.

Потому что Вселенная – это жестокое место. Одни звезды взрываются. Другие, похожие на наше Солнце, могут заканчивать свое существование не таким драматичным образом, но заканчивать все равно. Целые галактики сталкиваются в фейерверках космических масштабов. Астероиды врезаются в планеты – могут ли они упасть на нашу?

Мы запустили в космос телескопы и установили на них камеры, способные регистрировать ультрафиолетовое, рентгеновское и сверхмощное гамма-излучение. Мы увидели Вселенную, которая, похоже, изо всех сил старается уничтожить нас. Взрывающиеся звезды очень опасны. Это источник мощнейшей смертоносной энергии. Черные дыры повсюду, они таятся в галактике, пожирая все, что приблизится к ним. Интенсивные вспышки светового излучения в глубинах Вселенной. До нас доносятся лишь крохи чудовищных, грозных сил, способных испепелить Солнечную систему целиком, попадись она им на пути.

В течение большей части истории человечества Земля считалась центром Вселенной. Однако сейчас наша планета кажется уязвимой и невероятно крошечной – далекая песчинка, затерявшаяся на пугающих просторах Вселенной, которой ужасно много лет.

На самом деле, Вселенной совсем нет до нас дела, живы мы или умерли. Если бы волшебным образом можно было перенести человека в любое произвольно взятое место в космосе, шансы на то, что в течение нескольких секунд он погибнет, равнялись бы 99,999999999999999 %. И это в лучшем случае.

Но, несмотря на все это (и кое-что другое, о чем еще не было сказано), мы существуем. Миллиарды лет, бессчетное число витков вокруг Солнца, в перекрестии дюжин космических орудий… наша планета не сдается. Жизнь не просто продолжается, но и процветает. Конечно, случались и многочисленные провалы, но жизнь идет своим чередом. Да, мы маленькие, уязвимые и слабые, но все-таки мы пока держимся.

Разумеется, мы еще не видели всего, что Вселенная готова обрушить на нас. Один-единственный астероид без всяких усилий может уничтожить половину человечества. Вспышка на Солнце способна смести всю нашу экономику за секунды. А вспышка гамма-излучения поблизости… да тоже очень плохо. Очень плохо.

Я люблю астрономию. Я посвятил ей всю свою жизнь, я рассказываю о ней, я пишу о ней. Астрономия удивительна, она прекрасна, она открывает научную перспективу, в ней есть секретные ответы на столь многие из наших сложных вопросов.

И у меня нет никаких сомнений в том, что астрономия может убить нас. Нет, не так. Я хочу сказать, что астрономические события могут убить нас. В некоторых случаях наше знание астрономии позволит фактически спасти нас. В других – оно дает нам информацию о том, что может убить нас, хотя, к сожалению, и не предоставляет никаких идей о том, как можно этому воспрепятствовать.

А во многих случаях мы и так ничего не смогли бы сделать.

В этой книге я пишу о таких событиях. Один упавший астероид убил динозавров, а где-то уже летит другой, предначертанный для нас. Кажется, что с Солнцем ничего не происходит, но оно способно причинить серьезный вред. Сверхновые вызывают разрушения грандиозных масштабов. Мы рассмотрим эти сценарии и многое другое. Мы представим, что бы произошло, если бы нас решила навестить черная дыра, и что мы можем сделать, чтобы пережить ожидаемую и неизбежную смерть Солнца через 6 млрд лет.

Мы даже будем наблюдать «из первого ряда» старение Вселенной, которое продлится бессчетное число лет, и увидим, что произойдет в конце времен.

Разумеется, на эти темы уже немало написано. Об этих событиях снято много захватывающих документальных телевизионных фильмов. Большинство из них не совсем точно отражают реальность – разрушительные последствия либо преувеличиваются, либо недооцениваются. Создатели этих фильмов концентрируются на несущественных аспектах и упускают из виду важные. Практически никогда в них не говорится о реальной вероятности описываемого события.

Последний момент очень важен. Я пишу о космических катастрофах, как реальных, так и воображаемых, уже несколько лет, и многих они по-настоящему пугают. Каждый раз, когда мимо Земли должен пролететь астероид, эти люди представляют себе апокалиптический сценарий, который подпитывают журналисты, расписывающие опасность и не упоминающие о том, что шанс на столкновение меньше шанса выиграть в самую обычную лотерею. Я потратил слишком много времени, стараясь развеять людские страхи, как рациональные, так и иррациональные.

В своей книге я не буду ничего утаивать. Реальные последствия появления источника гамма-излучения поблизости от Земли затмевают самые страшные представления религиозных фундаменталистов об Армагеддоне, превращая их в унылую историю. Я расскажу, не упуская никаких подробностей, о том, как у Земли сорвет атмосферу, океаны закипят, и все на планете, до основания земной коры, станет бесплодным.

Но, повествуя об этом, я буду напоминать вам, что рядом с нами нет звезд, от которых можно ожидать такую вспышку; а если бы такие звезды и были, шансы на то, что в ближайшее время они взорвутся, ничтожны; а если бы они и взорвались, шансы на то, что излучение будет направлено в нашу сторону, еще ничтожнее.

Но размышлять о том «а что, если…?» все равно весьма захватывающе.

Читая эту книгу, вы, возможно, будете ощущать себя как на сеансе в кинотеатре, где показывают фильм ужасов, – вам интересно, вас пронимает дрожь и, может быть, вам даже жутко. На самых страшных местах вам, вероятно, даже захочется отвернуться, или спрятать глаза, или вы рассыплете попкорн, но потом я обязательно приведу реальные факты, чтобы немного вас успокоить.

Разумеется (в этом месте автор недобро похмыкивает), между фильмом и реальностью большая разница – фильм рано или поздно заканчивается, вы выходите из кинотеатра и смеетесь над своими страхами.

Жизнь другая. В жизни существуют опасности, и от них невозможно отвести глаза. Но, читая эту книгу (надеюсь, с широко открытыми глазами), вы узнаете, что именно влекут за собой опасности и, важнее всего, чего не влекут. Какой ужастик по-прежнему страшит после того, как в зале зажегся свет?

И вы не должны никогда забывать о том, что мы все еще существуем. Вселенная – опасное место, но, я повторюсь, мы продержались до сегодняшнего дня. Значит, у нас есть все шансы продержаться еще немного.

Или нет. Врать не буду. Мы даже не в состоянии осознать масштабы Вселенной и те грозные силы, которыми она обладает. Потому что все события, описанные здесь, – это не вопрос «а что, если», а вопрос «когда».

Глава 1
В прицеле Земля: столкновения с астероидами и кометами

КАК ОБЫЧНО, БУДИЛЬНИК ПРОЗВЕНЕЛ В 6:52 УТРА. В полусне Марк прихлопнул его и поплелся в ванную. Плеснул воды на лицо, чтобы поскорее проснуться, и принялся чистить зубы.

Разгорающийся день уже был ясным и теплым. Чистя зубы, Марк выглянул в окно ванной, чтобы насладиться видом – зеленью деревьев, буйством цветов. Солнце медленно поднималось, и деревья отбрасывали длинные тени.

Закончив чистить зубы, Марк обратил внимание на необычную тишину. «Странно, – подумал он, – почему не слышно птиц?» Уголком глаза он уловил движение. Может быть, их распугал какой-то зверек на дворе…

Подойдя к окну, он приподнялся на цыпочки, чтобы оглядеть двор. Что за черт? – Все деревья отбрасывали две четкие тени. Забыв об утренних делах, Марк изумленно наблюдал за тем, как одна из теней от каждого дерева бежала вокруг ствола как на солнечных часах в ускоренной съемке. Прижав нос к окну, он посмотрел наверх, напрягая глаза, чтобы разглядеть причину такого странного явления.

Внезапно ему показалось, будто из-под карниза само Солнце мчится по небу. Марк подождал, пока ослепленные глаза не привыкли к свету, но по-прежнему не мог понять, что это такое. По небу летел ярчайший белый диск, быстрее, чем любой самолет. Может быть, это метеор?

Марк наблюдал за тем, как он медленно опустился за горизонт. Затем – не успел он и глазом моргнуть, в полной тишине – вспышка, залившая все вокруг таким ярким светом, что у него заслезились глаза. Он болезненно сощурился. Когда зрение вернулось, небольшой яркий диск исчез, но от него остался светящийся след гораздо больших размеров, веером расходящийся от горизонта. Жар от объекта был осязаем даже через стекло. Как будто стоишь у камина. Наблюдая за расплывающимся в небе пятном, Марк заметил кое-что еще более странное: что-то было не так с верхушками деревьев. Они дымятся, что ли?..

Жара стала нестерпимой. Марк начал понимать, что дела плохи. Пока он стоял и соображал, что делать, внезапный резкий толчок сотряс дом, сбив Марка с ног. Все быстро стихло, и, в ошеломлении поднимаясь на ноги, он ощутил, что жар усилился – это раскаленный воздух затекал в дом через разбившееся окно ванной. Он решил, что худшее уже позади, но даже не подозревал о том, что со скоростью свыше 1100 км/ч в его сторону несется, прорываясь сквозь атмосферу, неистовая волна чистого звука.

Слишком поздно он заметил фронт ударной волны, надвигающийся на него как цунами высотой в 16 км. На горящий дом обрушился мощный удар, обратив его вместе с Марком в пыль. Время принимать решения истекло.

Волна звука смела все на своем пути. Пламя от жара, порожденного взрывом, еще секунду назад полыхающее на деревьях, сначала было сдуто, а затем деревья разлетелись на миллионы щепок. Расширяющееся кольцо давления, уже десятки километров в диаметре, не останавливаясь, с ревом промчалось по тому месту, где раньше стоял дом Марка, жадно пожирая строения, деревья, автомобили, людей.

Прежде чем затухнуть, ударная волна дважды обошла вокруг Земли. Сейсмографы во всем мире зарегистрировали это событие как землетрясение максимальной магнитуды, но долгое время никому не было дела до научных данных. Все просто старались выжить.

Метеоры, метеороиды, и метеориты – ну надо же!

Земля – объект в космическом тире, и мы у Вселенной на прицеле.

Только подумайте – каждый божий день на Землю обрушивается от 20 до 40 тонн метеоров. За год легко набирается столько космического мусора, что им можно заполнить шестиэтажное офисное здание.

Кажется, что это ужасно много, но в общем-то, чепуха по сравнению с размерами Земли, которая в квинтиллион – миллион миллионов миллионов – раз больше. Но космос кишит обломками, и Земля постоянно прокладывает сквозь них путь.

Большая часть – это мусор, крошечные камешки, легко сгорающие в нашей атмосфере. Если выйти на улицу темной, ясной ночью, можно заметить «падающие звезды», которые астрономы называют метеорами. Возможно, вы удивитесь, но даже самые яркие из тех, что вам доведется увидеть, вызваны крупинками, называемыми метеороидами, которые не больше кристаллика соли. Объект размером с горошину стал бы потрясающе ярким метеором – однажды я видел такой. Он был таким ярким, что озарил все небо, а в моих глазах даже появилось остаточное изображение. Я замер на две-три секунды, не в силах пошевелиться, пока он мчался по небу, но был не менее поражен, когда позднее рассчитал, что тот камешек был, вероятно, размером не больше грейпфрута.

Как что-то настолько маленькое становится таким ярким? Здесь необходимо учесть два фактора. Первый вам может быть знаком: при сжатии воздух нагревается. Вспомните, каким горячим становится велосипедный насос после того, как вы накачали колеса, – сжимаемый внутри насоса воздух нагревается и передает тепло металлу. Вы можете даже обжечься, используя насос, если не будете осмотрительны. Чем сильнее сжимается газ, тем сильнее он разогревается. Второй фактор – это фантастическая скорость, с которой движутся метеороиды. Большинство прилетающих к нам имеют скорость от 15 км/с до 35 км/с, но некоторые мчатся на скорости до 95 км/с! Это гораздо, гораздо быстрее, чем выпущенная из винтовки пуля.

Когда объект, движущийся так быстро, входит в нашу атмосферу, его скорость преобразуется в энергию, которая, в свою очередь, передается окружающему объект воздуху. Проносясь сквозь верхние слои атмосферы, метеороид неистово врезается в воздух – камень, летящий со скоростью 50 Махов, будет очень сильно его сжимать. Воздух сдавливается так быстро и с таким высоким давлением, что температура его повышается до нескольких тысяч градусов, и он начинает светиться.

Легко представить, что весь этот горячий воздух похож на доменную печь. Метеороид, движущийся всего в нескольких сантиметрах за таким спрессованным воздухом, ощущает этот жар. Долго в таких условиях не продержаться, и, если камешек маленький, он обычно сгорает всего за несколько секунд. Яркая вспышка, светящийся след, остающийся пару мгновений на небе, и вот камешка уже нет, а его ничтожно малая масса прибавилась к массе Земли.

Пораженному наблюдателю кажется, что метеор промчался прямо у него над головой, но на самом деле все происходит на высоте не менее 80 км. Воздух на такой высоте очень разреженный, но тем не менее достаточно плотный, чтобы тормозить маленькие твердые частицы. Но что, если такая частица будет больше горошины, виноградины или арбуза? Что, если она будет размером, скажем, с диван, автомобиль или автобус?

С большими объектами дела обстоят совсем иначе. Если «камешек» насчитывает несколько метров в поперечнике, то вместо того, чтобы просто сгореть, такая глыба космического мусора сжимается давлением воздуха как в тисках – это давление может достигать 18 т/м². От такого давления входящий в атмосферу объект может постепенно сплющиваться. Неслучайно этот процесс называется блинообразованием. Но камень способен выдержать только определенное давление, после чего он расколется на фрагменты. И через несколько секунд вместо одной большой глыбы на нас уже летят сотни или тысячи маленьких камней, по-прежнему на скорости нескольких километров в секунду, и все передают свою энергию окружающему воздуху. Они продолжают сжиматься, раскалываться, разогреваться и так далее… и через долю секунды мы имеем целую кучу каменных обломков, выделяющих массу тепла.

Согласно определению, это взрыв.

Итак, метеороиды средних размеров взрываются в атмосфере. Повторюсь, обычно это происходит на довольно большой высоте, которая зависит от того, насколько метеороид прочный. Те, что состоят из металлов, способны выдерживать более сильные воздействия и проникать глубже в атмосферу, но, возможно, все равно взорвутся далеко от поверхности Земли. Энергия, выделяющаяся в этих процессах, впечатляет: камень диаметром всего 1 м может взорваться с мощностью, эквивалентной сотням тонн тринитротолуола. Собственно, из отчетов военных следует, что подобные взрывы попадающих в атмосферу крупных каменных тел они регистрируют в среднем один раз в месяц!

Если метеороиды взрываются в атмосфере на столь большой высоте, вы, наверное, думаете, что объекты таких размеров не несут для нас угрозы?

Ну, не совсем так. При определенных условиях летящий к земле камень, возможно, расколется, но некоторые куски могут пережить полет. Если до взрыва основная масса достаточно замедлится, тогда меньшие фрагменты могут замедлиться еще больше, не рассыпавшись в прах. Эти фрагменты могут добраться до поверхности. Металлические метеороиды имеют еще более прочное строение и также могут уцелеть, долетев прямиком до земли. Если им это удается и они врезаются в землю, их называют метеоритами[1]1
  Один из самых лучших способов подразнить астронома (а иногда забавно просто понаблюдать за его реакцией) – это перепутать термины «метеор», «метеороид» и «метеорит». Но самый лучший способ подразнить астронома – это назвать его астрологом. – Здесь и далее примечания автора, если не указано иное.


[Закрыть].

Скорость удара о землю небольших метеороидов, уцелевших в атмосфере, обычно не слишком велика. Фактически их скорость полностью гасится воздухом, и они падают с так называемой конечной скоростью. Это как если бы их сбросили с высокого здания или воздушного шара, так что скорость их удара составляет, может быть, 160 км/ч или 300 км/ч. Да, страшно, но не очень.

Тем не менее желания оказаться на пути летящего так быстро камня не возникает. Сравните: скорость таких камней при ударе о землю выше, чем даже скорость подачи профессионального бейсболиста. В ноябре 1954 г. женщина по имени Энн Ходжес из Силакоги в Алабаме пострадала от удара метеорита. Он был довольно маленьким, размером с кирпич, и массой чуть больше 3,5 кг. Пробив крышу дома, он отскочил от деревянного корпуса радиоприемника и врезался в прилегшую вздремнуть на диван женщину, довольно бесцеремонно нарушив ее сон. Удар пришелся на руку и бок женщины. Она не умерла, но ее синяки были одними из самых ужасных в истории медицины.

Вполне возможно, это был самый ранний задокументированный случай ущерба собственности человека от падения метеорита. Но не последний. С появлением видеокамеры все больше и больше потрясающих метеоров стали неизбежно попадать в объектив.

2 октября 1992 г. метеороид размером со школьный автобус вошел в атмосферу Земли. Летя на северо-восток над территорией США, он превратился в огромный огненный шар, и его наблюдали тысячи людей – по счастливому совпадению это случилось в пятницу вечером в футбольный сезон, поэтому у многих были включены видеокамеры, и мы имеем прекрасные записи метеора. В стремительном полете камень раскололся, и один из фрагментов размером примерно с футбольный мяч упал на багажник автомобиля одной девушки в Пикскилле, штат Нью-Йорк, оставив в нем дыру, которая, и это неудивительно, выглядела, как если бы на машину с большой высоты упал камень. Можете представить, как сложно было владелице получить страховку за повреждение.

Несмотря на эти и другие истории, в конечном счете поверхность Земли большая, а метеориты маленькие. Шансы на то, что один из них попадет в кого-то, очень невелики, а шансы, что он кого-то убьет, еще меньше.

Все-таки большинство метеоритов маленькие. Но не все.