Космические хроники, или Почему инопланетяне до сих пор нас не нашли

Самое существенное улучшение наших немощных органов чувств – это способность видеть в невидимых невооруженному глазу диапазонах электромагнитного спектра. В конце ХIX века немецкий физик Генрих Герц поставил эксперименты, которые позволили собрать воедино то, что ранее считалось отдельными видами излучения. Оказалось, что радиоволны, инфракрасный и видимый свет, а также ультрафиолетовое излучение – близкие родственники в семействе, члены которого отличаются друг от друга только энергией. Полный спектр, включающий и диапазоны, открытые после Герца, начинается от самых низких энергий, называемых радиоволнами, и продолжается по мере роста энергии к микроволнам, к инфракрасному и видимому свету (включающему в себя «семь цветов радуги»: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый), к ультрафиолетовым и рентгеновским лучам и, наконец, к гамма-излучению.

У Супермена с его рентгеновским зрением не так уж много преимуществ перед современными учеными. Да, он немного сильнее среднего астрофизика, но в наши дни астрофизики могут «видеть» во всех основных диапазонах электромагнитного спектра. Без этого улучшенного зрения мы были бы не просто слепы, но и невежественны, потому что многие астрофизические явления видны только в определенных спектральных «окнах».

Давайте вспомним несколько открытий, сделанных в каждом из этих окон, и начнем с радиоволн, регистрация которых требует приборов, сильно отличающихся от сетчатки человеческого глаза.

В 1931 году Карл Янский, работавший в компании «Телефонные лаборатории Белла», с помощью собственноручно изготовленной антенны впервые «увидел» радиосигналы внеземного происхождения. На самом деле он открыл центр нашей галактики Млечный Путь. Его радиосигнал был настолько силен, что если бы человеческий глаз был чувствителен к радиоволнам, галактический центр был бы для нас одним из самых ярких объектов на небе.

С помощью специальной электроники особым образом закодированный радиосигнал можно передавать и преобразовывать в звук в гениальном устройстве под названием радиоприемник. Так что, фактически, расширив возможности нашего зрения, мы улучшили и наш слух. Сигнал от любого источника радиоволн (на самом деле, вообще от любого источника энергии) можно преобразовать в вибрации динамика – это простой факт, который иногда не понимают журналисты. Например, когда было открыто радиоизлучение Сатурна, астрономам ничего не стоило подключить к радиоприемнику динамик, преобразовав сигнал в звуки, слышимые человеческим ухом; в результате некоторые журналисты написали, что от Сатурна доносятся «звуки» и что сатурнианская жизнь пытается что-то сказать нам.

С помощью гораздо более чувствительных и изощренных по сравнению с антенной Карла Янского радиодетекторов астрофизики теперь исследуют не только Млечный Путь, но и всю вселенную. Из-за человеческой склонности верить только собственным глазам поначалу люди не очень доверяли регистрации космических радиоисточников, пока эти же источники не были наблюдены в обычный телескоп. К счастью, большинство радиоизлучающих объектов также излучают хоть немного видимого света, так что «слепая» вера требовалась не всегда. Со временем радиотелескопы совершили множество открытий, в том числе с их помощью были открыты квазары (это не очень четкое сокращение от «квази-звездный радиоисточник») – одни из самых далеких и самых энергичных объектов в известной нам вселенной.

Богатые газом галактики излучают радиоволны с помощью содержащихся там в изобилии атомов водорода (более 90 % всех атомов в космосе – это атомы водорода). Большие массивы радиотелескопов, соединенных между собой высокоскоростными кабелями, могут с огромной четкостью строить изображения газа в галактиках, на которых видны мельчайшие детали: завихрения, узлы, нити и полости. Картирование галактик во многом похоже на работу картографов XV–XVI веков, чьи – пусть и непропорциональные – изображения материков представляли собой благородную человеческую попытку описать физически недоступные миры.

Длины микроволн меньше, а их энергия – больше, чем у радиоволн. Если бы глаз человека мог видеть микроволны, мы бы видели луч, испускаемый радаром прячущегося в кустах дорожного патруля, а излучающие микроволны вышки сотовой связи были бы просто залиты светом. Однако камера микроволновой печки выглядела бы точно так же, как сейчас, потому что сетка, встроенная в ее дверцу, отражает микроволны обратно в камеру. Таким образом, стекловидное тело вашего глаза защищено и не поджаривается заодно с едой.