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

Обычно мы не думаем о видимом свете как о проникающем излучении, но этот свет почти беспрепятственно проходит сквозь стекло и воздух. А вот ультрафиолет без зазрения совести поглощается обычным стеклом. Так что, если бы наши глаза были чувствительны только к ультрафиолету, стеклянные окна не очень отличались бы для нас от окон, заложенных кирпичом. Звезды, температура которых всего раза в четыре выше, чем у Солнца, производят огромное количество ультрафиолета. К счастью, в видимом диапазоне они тоже достаточно ярки, так что их открытие не зависит от наличия ультрафиолетовых телескопов. Поскольку озоновый слой нашей атмосферы поглощает большую часть попадающего в нее ультрафиолетового и рентгеновского излучения, детальные исследования самых горячих звезд лучше проводить на околоземной орбите или за ней, и это стало возможно только с 1960-х годов.

Как будто провозглашая начало века расширенного зрения, в 1901 году первую в истории Нобелевскую премию по физике присудили немецкому ученому Вильгельму Рентгену за открытие излучения, теперь носящего его имя. С точки зрения астрофизики и рентгеновское, и ультрафиолетовое излучение может указывать на наличие в источнике черной дыры – одного из самых экзотичных объектов во вселенной. Черные дыры – это ненасытные утробы, которые не излучают никакого света, потому что их тяготение так сильно, что даже свет не может вырваться из его объятий, однако их присутствие выдает излучение спиралей нагретого газа, который они заглатывают. Ультрафиолетовое и рентгеновское излучение – основной способ выделения энергии веществом, падающим на черную дыру.

Стоит напомнить, что сам по себе акт открытия не подразумевает, что вы понимаете, что именно открыли, ни заранее, ни сразу после. Так получилось с реликтовым излучением, и так же получилось с гамма-всплесками. Загадочные и как будто случайно разбросанные по небу вспышки гамма-излучения впервые обнаружили в 1960-е годы с помощью спутников, искавших излучение от тайных советских испытаний ядерного оружия[44]. Только спустя десятилетия специальные научные спутники совместно с наземными телескопами, регистрировавшими послесвечение гамма-всплесков, показали, что эти события – отзвук катастрофической гибели далеких звезд.

Регистрация частиц, в том числе субатомных, может привести ко многим открытиям. Однако есть одна особенная частица, которая ускользает от регистрации: неуловимое нейтрино. Когда нейтрон распадается на протон и электрон, рождается представитель клана нейтрино. Например, в центре Солнца каждую секунду производятся 200 триллионов триллионов триллионов нейтрино, которые затем проходят наружу через всю его толщу, как через пустое место. Нейтрино очень трудно захватить, потому что их масса исчезающе мала и они почти не взаимодействуют с обычным веществом. Так что создание эффективного нейтринного телескопа до сих пор остается весьма сложной задачей.

Регистрация гравитационных волн – еще одного малодоступного окна во вселенную – позволила бы нам наблюдать катастрофические явления в космосе. Но на момент написания этой книги такие волны, предсказанные Эйнштейном в 1916 в рамках его общей теории относительности как «рябь» пространства-времени, еще не наблюдались ни от одного источника[45]. Хороший детектор гравитационных волн мог бы регистрировать па́ры вращающихся друг около друга черных дыр и слияния далеких галактик. Можно представить себе, что в будущем регистрация таких гравитационных событий – столкновений, взрывов, коллапса звезд – станет обычным делом. В принципе, в один прекрасный день мы могли бы даже заглянуть за непрозрачную поверхность последнего рассеяния и увидеть, что происходило во вселенной сразу после Большого взрыва. Подобно морякам из команды Магеллана, которые впервые совершили кругосветное плавание и ощутили размер земного шара, мы могли бы увидеть и ощутить пределы нашей вселенной.

Открытия и общество