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

Телескопы микроволнового диапазона, которые появились только в конце 1960-х годов, позволяют нам рассматривать холодные и плотные облака межзвездного газа, которые в конечном счете коллапсируют, рождая звезды и планеты. Тяжелые элементы, содержащиеся в этих облаках, охотно собираются в сложные молекулы, излучающие микроволны со спектром, в точности совпадающим со спектром таких же молекул на Земле, и это позволяет нам безошибочно отождествлять их. Некоторые из этих молекул, например NH₃ (аммиак) и H₂O (вода), постоянно используются в быту, другие, например СО (угарный газ) и HCN (синильная кислота), смертельны, и их надо всеми силами сторониться. Некоторые космические молекулы напоминают о больнице, например H₂CO (формальдегид) или C₂H₅OH (этиловый спирт), а иные – ни о чем особенном не говорят, например N₂H+ (диазенилий) или HC₄CN (цианодиацетилен). Всего в космосе обнаружено уже более 150 видов молекул, в том числе глицин – аминокислота, входящая в состав множества белков, то есть необходимая для жизни в известной нам форме. Мы и вправду сделаны из звездной пыли. Антони ван Левенгук гордился бы этим.

С помощью микроволнового телескопа было сделано важнейшее открытие в астрофизике: обнаружено остаточное тепловое излучение, происходящее от ранних этапов развития нашей вселенной. В 1964 году в ходе эксперимента, результаты которого были впоследствии оценены Нобелевской премией, это излучение было впервые измерено физиками из «Телефонных лабораторий Белла» Арно Пензиасом и Робертом Уилсоном. Это излучение – присутствующий повсюду и текущий во все стороны океан света, обычно называемый космическим микроволновым фоном или реликтовым излучением вселенной, температура которого на сегодня составляет около 2,7 градуса выше абсолютного нуля, – в основном состоит из микроволн (хотя в нем есть волны любой длины). Это открытие стало настоящим торжеством случайности. Пензиас и Уилсон ставили довольно скромную задачу: найти земные источники, которые могли бы создавать помехи микроволновой связи, но то, что обнаружили, оказалось убедительным доказательством теории Большого взрыва. Как будто вы забросили удочку, чтобы поймать пескарика, а вытащили голубого кита.

Двигаясь дальше по электромагнитному спектру, мы попадаем в инфракрасный диапазон. Хотя он невидим для человека, любители фастфуда ценят его, потому что их картошка-фри часами хранится под инфракрасными лампами, чтобы попасть к покупателям слегка подогретой. Эти лампы все-таки излучают немного видимого света, однако их основная мощность приходится на невидимые инфракрасные фотоны, которые охотно поглощаются едой. Если бы сетчатка человеческого глаза была чувствительна к инфракрасному излучению, даже беглый взгляд на полуночные комнаты, где освещение уже выключено, ясно различил бы все объекты, температура которых выше температуры воздуха: выключенные, но еще не остывшие горелки газовой плиты или утюг, которым недавно гладили мятые воротнички рубашек, трубы парового отопления, а также не прикрытую одеждой человеческую кожу. Конечно, это не добавляет деталей к картине, видимой в обычном свете, но нетрудно представить, как можно было использовать такое расширенное зрение: например, зимой осматривать дом в поисках мест с плохой теплоизоляцией.

В детстве я был в курсе, что инфракрасное зрение помогает обнаружить чудовищ, прячущихся в стенном шкафу, только если они теплокровные. Но ведь все знают, что обычно чудовища из шкафа – холоднокровные рептилии. Так что инфракрасное зрение совершенно не поможет увидеть такого монстра – он просто сольется со стенками и дверью этого шкафа.

В астрофизике инфракрасное окно особенно полезно для исследований плотных облаков, в которых находятся звездные «ясли», где молоденькие звездочки укрыты толстыми пеленками из остаточного газа и пыли. В таких облаках большая часть видимого света, излучаемого сидящими внутри звездами, поглощается и переизлучается в инфракрасном диапазоне, так что оптическое окно оказывается бесполезным. Таким образом, наблюдения в инфракрасном диапазоне особенно эффективны при изучении плоскости Млечного Пути, потому что там видимый свет от звезд затмевается особенно сильно. Возвращаясь к земным делам, можно вспомнить, что инфракрасные снимки земной поверхности, сделанные со спутников, среди прочего показывают теплые океанские течения, как, например, Северо-Атлантическое, которое огибает Британские острова с запада и не дает им стать крупным лыжным курортом.

Видимая часть спектра известна нам лучше всего. Энергия, излучаемая Солнцем, температура поверхности[43] которого составляет около шести тысяч градусов выше абсолютного нуля, максимальна в видимой части спектра, так же как и чувствительность сетчатки человеческого глаза, и поэтому наше зрение так хорошо работает днем. Если бы не такое совпадение, можно было бы жаловаться, что часть этой хорошей чувствительности пропадает понапрасну.