Текст книги "Тайны Земли"

При столкновении двух галактик сольются и их черные дыры. Вернее, одна – более мощная – втянет в себя вторую. Что будет в итоге? Настоящее космическое чудовище – воронка с фантастической гравитационной силой.

Компьютерное моделирование похожего процесса происходит именно сейчас, в 26 тысячах световых лет от Земли – это совсем недалеко по космическим меркам. Черная дыра в данный момент поглощает гигантское облако газа, из чего оно состоит – точно неизвестно, предполагается, что звезд в нем нет. Когда астрономы заметили это облако и стали за ним наблюдать, оно было в форме шара, а сегодня напоминает что-то вроде спагетти – так сильно оно растянулось под действием мощного гравитационного поля черной дыры и уже начинает разрываться. В скором времени газовое облако станет частями падать в воронку черной махины. Никто не знает наверняка, что случится потом с этим веществом, но ожидается, что в процессе падения оно будет испускать мощные потоки рентгеновских лучей. Как проходит процесс анализа, рассказывает Николай Кардашев, академик РАН, руководитель Астрокосмического центра Физического института Академии наук:

«Вот как анализируются изображения. Сама черная дыра – это темное пятно, откуда свет уже не выходит, так называемая полная тень, вокруг нее имеется яркий светящийся ободок. Красный цвет показывает радиоизлучение, которое к нам приходит. Желтая область обозначает выход наиболее сильного радиоизлучения, которое связано с тем, что магнитное поле здесь очень сильно сконцентрировано и частицы именно в этом объеме ускоряются до близких к световым скоростей, а потом они вылетают на очень большие расстояния. Этот выброс частиц уже давно хорошо наблюдается. А вот что делается там, где ускоряются частицы, – это как раз и представляет большую загадку, область для дальнейших исследований».

Каждая такая черная дыра все время втягивает то, что попадается в сети ее мощной гравитации. Одни притягивают мало вещества, другие, если пространство около них наполнено звездами, – много. Поглощаемая материя, прежде чем навсегда исчезнуть, начинает интенсивно излучаться, и температура вокруг черной дыры может существенно повыситься, настолько, что гравитация даст сбой и вещество галактики будет не тянуться к черной дыре, а отталкиваться от нее.

В некоторых галактиках эти сверхмассивные черные дыры проявляют себя очень опасно. Они выстреливают тонким лучом в произвольном направлении, и место, куда попадает такой луч очень жестких рентгеновских и гамма-квантов, может пострадать. Если эта массивная черная дыра произведет какое-нибудь действие – взрыв рядом с ней или мощное излучение, то оно может достигнуть солнечной системы.

Черная дыра – область пространства – времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть ее не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света

Для человечества любые движения черной дыры – промежуточной массы или даже совсем небольшой – смертельны.

Если черная дыра приблизится к Земле, ну, или хотя бы к солнечной системе, она изменит орбиты планет, это все-таки массивный объект, бывшая звезда. Земле при движении по другой орбите дальше от Солнца будет не очень уютно – холодно. Или, наоборот, если мы окажемся ближе к Солнцу – слишком жарко.

Насколько это большая неприятность – оказаться Земле чуть ближе к Солнцу, – понятно на примере Венеры. Но когда-то она, возможно, была похожа на нашу Землю. Их даже называют сестрами-близнецами.

Вот мнение, которое высказал Дмитрий Титов, научный координатор миссии «Венера-экспресс» Европейского агентства космических исследований:

«Земля и Венера образовались в одной области Солнечной системы практически одновременно и в сходных условиях. Это означает, что фактически они получили одинаковое количество твердых и летучих материалов, таких как азот, кислород, водяной пар, самая основная компонента – двуокись углерода. Эти планеты практически одинаковы по массе и по размеру. Но дальше начинается самое интересное: эти близнецы, оказывается, имеют абсолютно разный климат».

На Венере крайне жарко и сухо. Температура достигает 480 градусов по Цельсию, это больше, чем в печке. Давление атмосферы у поверхности очень велико, в 95 раз выше, чем на Земле. Летательные аппараты приходится конструировать так, чтобы они выдерживали сокрушительную, раздавливающую силу атмосферы. В 1970 году первый космический корабль, прибывший на Венеру, смог выдержать страшную жару лишь около одного часа – этого как раз хватило, чтобы послать на Землю данные об условиях на поверхности.

Главная проблема ученых, которые с 1970-х годов работают с очень успешной программой исследования Венеры: почему эти две планеты, родившиеся одинаково, вдруг разошлись настолько далеко, что сейчас мы имеем относительный рай на Земле и полный ад на Венере?

Четыре с половиной миллиарда лет назад, когда Земля только сформировалась, она имела очень плотную атмосферу из углекислого газа, точно так же как Венера. Но на Земле этот газ из атмосферы вымывали дожди и направляли в океаны, а на Венере из-за невыносимой жары – ни капли воды. Если когда-то в прошлом на Венере и были океаны, они очень быстро выкипели.

Будучи чуть-чуть ближе к Солнцу, Венера не смогла образовать жидкий океан. Радиационный баланс не позволил водяному пару сконденсироваться и залить полностью поверхность. У Земли это получилось и сразу повело ее по совершенно другому пути.

Наша планета образовалась давно и как-то выживала… Почему сейчас нужно не просто беспокоиться, а детально изучать приближающуюся глобальную опасность – поглощение чужой галактикой и ее сверхмассивной черной дырой? Разве нас может что-то спасти? Почему тратятся колоссальные средства на космические программы? К примеру, разработка телескопа Гайя, который составляет карту звезд нашей галактики, заняла 13 лет и обошлась в 740 миллионов евро. В скором времени предполагается создание телескопа, который позволит в деталях рассмотреть центральную черную дыру Млечного пути. Сегодня такой возможности нет, и 20 обсерваторий по всему миру договорились стать частью этого проекта. Финансовая сторона не озвучивается, но можно предположить, что счет идет на огромные суммы. Этим же телескопом будут изучать гигантскую эллиптическую галактику М87, расположенную в 53 миллионах световых лет от нас. В ее центре находится намного более массивная черная дыра, в шесть миллиардов раз превосходящая Солнце. Казалось бы, какая нам разница, что происходит на этой М87 и какая там черная дыра…

Если говорить о Земле в целом, то, конечно, все угрозы нацелены на нее из космоса, потому что своими руками испортить наш земной шар довольно трудно. А масштаб космических явлений иногда такой, что планета наша кажется песчинкой.

И деться нам с нашей планеты-песчинки некуда. Мы живем без запасного варианта, Марс до сих пор лишь в планах, да и условия там для существования людей очень сомнительны. А что с другими планетами? Поиски внеземной жизни пока безрезультатны.

Вот что рассказал нам Владимир Самодуров,

старший научный сотрудник Пущинской Радиоастрономической обсерватории Астрокосмического центра ФИАН:

«За 40–50 лет – время запуска программы «Сети» – к сожалению, не было ни одного явного открытия внеземной цивилизации или внеземного сигнала. Было два подозрительных сигнала, но пока склоняются к мысли, что это скорее всего сигнал земного происхождения. Дело в том, что невдалеке работают радиолокаторы, и они могут давать помехи искусственной природы».

При помощи космического телескопа Кеплер в обитаемой зоне Галактики удалось обнаружить несколько экзопланет – так называют внесолнечные планеты, обращающиеся вокруг других звезд. Среди них каких только нет: и планета-океан, и железная, и испаряющаяся. А у одной экзопланеты, возможно, есть своя и экзолуна. Тем не менее из тех планет, что открыты астрономами, землеподобных – единицы.

Естественно, что человек ищет там, где, как ему кажется, удобно жить ему самому. Сейчас пытаются найти землеподобные планеты около других звезд, их ищут несколько научно-исследовательских проектов.

Одна из недавно обнаруженных – Кеплер-186F, на ней потенциально может быть жизнь. Ее размеры сопоставимы с размерами Земли, год здесь длится 130 дней. По земным меркам на Кеплере достаточно мало солнечного света: в полдень столько же, сколько за час до заката на нашей планете. Кеплер-186F слишком удалена от Земли, изучить ее вряд ли удастся имеющимися телескопами, не говоря уже об беспилотных миссиях. Но такое открытие – уже надежда на то, что рано или поздно найдется аналог Земли в составе Млечного Пути.

Во всех этих миссиях находят планеты слишком тяжелые и слишком близкие к их собственным звездам. Техники разрешения пока не хватает. В принципе, как только мы найдем какие-то землеподобные планеты, расположенные в поясе жизни около звезды, мы можем надеяться, что где-нибудь около них, может быть, есть и цивилизация.

Примкнуть к поиску внеземных цивилизаций может каждый из нас. Нашедшему инопланетян Нобелевская премия гарантирована. Стать исследователем космического пространства несложно – радиотелескоп Аресибо в Пуэрто-Рико непрерывно записывает на компьютер поток данных из Вселенной, а затем это выкладывается в общем доступе.

Кусочки этих данных можно скачать по Интернету, поставить программу на компьютер, и она будет тестировать блок сигнала на предмет его искусственности, то есть подозрительности – в том смысле, что его испустила какая-то инопланетная цивилизация.

С другой стороны, что даст нам обнаружение в нашей галактике планеты с условиями для жизни, если несущаяся на нас туманность Андромеды деформирует весь наш Млечный путь, а черная дыра – махина из центра чужой галактики – возможно, поглотит нас? К тому же астрономы недавно объявили о грядущем взрыве одной массивной звезды.

Астрономы называют их «вспышками сверхновых». Одна из теорий вымирания динозавров объясняет это близким взрывом массивной звезды.

Их могли убить космические излучения и радиация, долетевшие из Вселенной до нашей планеты. К тому же взрыв звезды повлек за собой на Земле резкое похолодание, а у гигантских рептилий, как выясняется, не было теплоизоляционного покрова, и они не могли впадать в зимнюю спячку. Еще есть предположение, что из-за холода у яиц динозавров возникла многослойность, и малыши не смогли пробивать скорлупу-броню. Постепенно численность динозавров уменьшалась, а затем они и вовсе исчезли. Мы – люди – находимся в еще более ущемленном положении. Как на нас отразится взрыв далекой звезды? Какую опасность это несет человечеству?

Я назвал бы угрозой взрыв сверхновой звезды, достаточно близкой в окрестности от Солнца, который мог бы принести значительный ущерб планете Земля. Не так давно были построены соответствующие детекторы, которые сейчас в режиме мониторов ждут таких вспышек.

В 2017 году в космосе взорвется одна из самых массивных звезд. Дело в том, что высчитан интервал между взрывами – 30 лет, а в последний раз вспышку зафиксировали в 1987 году.

Последний взрыв сверхновой в спутнике Галактики, в Большом Магеллановом Облаке, произошел в 1987 году. Его можно было видеть на ночном небе невооруженным глазом. Он наблюдался несколько дней приборами самых разных диапазонов электромагнитного излучения, и от этой вспышки сверхновой впервые было отмечено нейтринное излучение.

Это была слишком далекая звезда, и катастрофа никак Земли не коснулась, но в 2017 году все может быть иначе! Самый вероятный кандидат – звезда Бетельгейзе. Ее постепенное затухание замечено на протяжении уже долгого времени, это признак того, что звезда умирает и впереди последняя стадия – взрыв.

После того как в звезде сгорают основные источники ядерного горения, она внезапно теряет силу, которая противостоит силе гравитационного сжатия. Звезда схлопывается сама в себя, при этом высвобождается огромное количество энергии. По яркости эта звезда на несколько дней становится сравнима с блеском целой галактики – ста миллиардов звезд, – и мы наблюдаем такие явления на огромных расстояниях, а это вещество с огромными скоростями распространяется в пространстве.

Самое безобидное, что может быть – мы увидим после взрыва на небе еще одно Солнце, оно будет светить несколько лет, а затем потухнет. Так было примерно 1000 лет назад, когда взорвалась одна из огромнейших звезд. Сведения об этом находятся в древних китайских источниках. 4 июля 1054 года жители Земли увидели уникальное явление, когда в небе неожиданно возникла новая звезда, видимая даже днем. Затем новое светило стало затухать и через год совсем потерялось из вида. Такое явление и называется вспышкой сверхновой. На самом деле никакой новой звезды нет, а есть старая, которая в предсмертном состоянии стала светить в десятки тысяч раз ярче.

При этом светимость звезды превышает аналогичную характеристику всех звезд в Галактике. Подобные невероятные явления описаны в исторических хрониках. Самый известный случай – это звезда, взорвавшаяся в Крабовидной туманности порядка 1000 лет тому назад. Яркую светящуюся точку на дневном небе наблюдали китайцы, арабы, возможно, индейцы в Америке, а ночью эта звезда светила сильнее и ярче, чем Луна.

Исследователи рассматривают архаические изображения как еще одно доказательство космической катастрофы в прошлом. Два наскальных рисунка найдены в Северной Аризоне. На них – тонкий полумесяц, вероятно, молодая Луна и рядом с ней звезда необычайной яркости. Анализ показал, что сделаны рисунки в XI веке. Такая символика – редкость для американских индейцев. Они стали бы изображать только то, что их сильно поразило, а этим вполне могло быть невероятное небесное явление – вспышка сверхновой, то есть смерть звезды.

А вот как появляются звезды, как рождаются – это почти тайна для астрономов, процесс мало изучен. Но что удивительно, при этом они точно знают, как кричит звезда при рождении.

Любая звезда, как только родилась, буквально кричит в радиодиапазоне на длине волны 1,35 см. Живет звезда миллиарды лет, а кричит – несколько тысяч лет то громче, то тише, то басовитее, то писклявее. Из месяца в месяц этот сигнал меняется, и на этой основе мы можем анализировать, что происходит.

Не так давно ученым удалось обнаружить уникальные галактики маленького размера – настоящие карлики, а из-за отсутствия звезд – очень тусклые. Открытие породило множество вопросов, ответы на которые ученые пытаются найти, в том числе и при помощи телескопа Хаббл. Куда делись звезды из этих галактик? Или их всегда было так мало?

Установлено, что процесс формирования звезд в этих бледных сейчас галактиках начался более 13 миллиардов лет назад, но затем почему-то резко прекратился. Выдвигается немало версий, самая вероятная такова: именно крошечная масса галактик – по меркам космоса – сделала их уязвимыми для ультрафиолетового излучения. Его поток лишил карликов запасов газа, и они не смогли формировать новые звезды.

Астрономы называют такие галактики призраками, они совсем неприметны в космическом пространстве. Большая удача, что их, почти беззвездных, удалось обнаружить. Ведь звезды в основном и подают сигналы радиоастрономам.

Иногда сигнала нет вовсе и на экране у нас просто шумовая дорожка. Иногда появляются сильные сигналы, например, при наблюдении области звездообразования – несколько горбов на графике, и каждый отвечает за свое пятно радиоизлучения. Это какая-то вращающаяся область вокруг молодой звезды – вихри или молодые протопланеты. Мы пытаемся выяснить, как они рождаются и как они изменяются буквально на наших глазах.

Астрономам хорошо известно, как живет и умирает звезда. Карлики с массой в половину солнечной должны жить почти 100 миллиардов лет – это намного больше нынешнего возраста Вселенной. Если звезды, как Солнце, живут около 10 миллиардов лет, то гиганты, которые в 10 раз массивнее, полностью сгорают всего за 25 миллионов лет. Чем звезда массивнее, тем ярче светит и быстрее сжигается.

Бетельгейзе – яркая звезда в созвездии Ориона. Красный сверхгигант

Такое энергетически мощное событие происходит достаточно безобидно для нас, потому что оно разворачивается очень далеко: можно лишь видеть свечение на ночном небе. Но если взорвется одна из звезд в ближайшей окрестности Солнца, то это может быть катастрофическим явлением – атмосфера будет снесена, а планета сгорит.

Бетельгейзе – ближайшая к нам из сверхмассивных звезд, остальные восемь красных гигантов всей Вселенной расположились гораздо дальше. Она настолько огромна, что если поместить ее в центр Солнечной системы, то звезда достигла бы орбиты Марса или даже Юпитера.

Бетельгейзе очень хорошо видна летом на ночном небе, а зимой – на вечернем. Это одна из ярких звезд созвездия Ориона, сверхкрасный гигант, который находится в завершающей стадии своей жизни, когда он вот-вот взорвется. Но точность этого взрыва предсказать невозможно.

Бетельгейзе уменьшается в размерах. Последние десять лет астрономы очень внимательно наблюдают за опасной звездой, и расчеты показывают, что ее диаметр за этот период сократился на 15 процентов. Это очень быстрые темпы. Красный, предсмертный цвет Бетельгейзе легко заметен невооруженным глазом. Непосредственно перед самим взрывом звезда станет похожей на раскаленный металл.

В Астрокосмическом центре Физического института академии наук в рамках международного проекта «Радиоастрон» готовятся отследить, в какую сторону станет выбрасывать опасные вещества взорвавшаяся звезда.

По мнению Николая Кардашева,

академика РАН, руководителя Астрокосмического центра Физического института Академии наук,

«в других галактиках, и очень редко в нашей, происходят так называемые гамма-взрывы. Изучить возможность существования таких объектов – очень важно. Поэтому у нас в плане тоже есть такое направление исследования: если в наземных обсерваториях будет обнаружен взрыв, то мы наведем Радиоастрон и посмотрим, в какую сторону выбрасывается вещество этого взрыва, и будем исследовать физику такого явления».

Что будет с нами? Снесет ли погибшая Бетельгейзе атмосферу Земли? Настолько ли она близко расположена, чтобы убить нас?

Астрофизики не исключают самого печального исхода. Вот одно из возможных последствий: на Землю устремятся потоки опаснейших гамма-лучей и другого космического излучения.

Степень опасности легко представить, зная, что и обычные вспышки на Солнце вызывают не просто временное недомогание у человека, а могут нас облучить, особенно на высоте порядка 10 километров, где летают пассажирские самолеты. Мы садимся в них и не подозреваем, что во время перелета подвергаемся радиационному облучению. Доза небольшая, но если есть предрасположенность к онкологическим заболеваниям, то и она может стать спусковым крючком. А летчики… Можно только представить сколько их организм за годы полетов накапливает радиоактивных веществ. В некоторых странах пилоты входят в так называемую «категорию А» вместе с рабочими атомных станций, как подверженные радиации. Космонавты же за несколько месяцев нахождения на орбитальной станции получают немыслимую дозу радиации.

Как считает Михаил Панасюк,

директор НИИ ядерной физики МГУ им. Ломоносова, член Совета РАН по космосу,

«когда человек летит в длительный космический полет, он непрерывно подвергается облучению радиацией. На клеточном уровне это приводит к довольно негативным последствиям. В частности, воздействие на ДНК-структуру может вызвать канцерогенные последствия, которые, как это известно из области радиобиологии, проявляются не сразу, а через некоторое время».

Поэтому и полет на Марс для многих астрофизиков и специалистов в ядерной физике – абсолютная фантастика. За пределами влияния Земли космический аппарат – как горошина и ничем не защищен. Солнце его будет третировать, как захочет.

Полет человека на Марс технически возможен, если вложить очень много денег в этот проект, создать ракету и космический корабль. Но проблема заключается в том, как снизить радиационный риск до той оптимальной величины, когда мы можем сказать, что человек после возвращения на Землю останется живым и здоровым.

Что раньше настигнет нашу планету из прогнозируемых и уже, по убеждению астрономов, очевидных угроз? Специалисты-исследователи космического пространства не делят опасности по их степени, потому что они, на самом деле, одинаково катастрофичны для нас, для Земли. Новую огромнейшую Галактику, в составе которой после столкновения окажется наш Млечный путь, уже назвали «Милкомеда». Или как вариант «Млечномеда».

P. S. Конечно, мы далеки от мысли считать наше исследование исчерпывающим. Есть множество и других странностей в окружающем нас мире. Например, кто устроил Большой взрыв, после которого, как утверждает наука, возникла Вселенная, если до Взрыва ничего не было? Кто и зачем в древности строил гигантские сооружения типа пирамид, которые и современным-то инженерам не под силу? И что такое искривление времени и пространства? Прочитать об этом подробнее можно в нашей книге «Великие тайны Вселенной». В ней мы собрали самые интересные факты, самые шокирующие гипотезы и самые невероятные версии.