Расплетая радугу: наука, заблуждения и тяга к чудесам

Есть ли глаза, где-то там средь галактик, смотрящие назад на нас? И слово Назад — самое подходящее слово, поскольку они могут видеть только наше прошлое. Обитатели мира на расстоянии 100 миллионов световых лет в этот момент видят, если они могут что-нибудь разглядеть на нашей планете, сдвинутых-к-красному динозавров, бегающих по розоватой поверхности. Увы, даже если существуют другие существа во вселенной, и даже если у них есть глаза, маловероятно что их телескопам, какими бы мощными они ни были, хватит разрешения чтобы разглядеть нашу планету, не то что отдельных её обитателей. Мы сами никогда не видели других планет вне нашей солнечной системы. Мы даже не знали обо всех планетах в нашей солнечной системе до последних веков. Нептун и Плутон слишком тусклы, чтобы увидеть их невооружённым глазом. Единственная причина, по которой мы знаем куда направлять телескоп — это вычисления на основе крошечных отклонений в орбитах ближайших планет. В 1846 году два астронома математика Джон Кауч Адамс в Англии и Урбен Леверье во Франции, были независимо озадачены несоответствием между фактическим положением планеты Уран и положением, где он теоретически должен был быть. Оба вычислили, что возмущение может быть вызвано притяжением невидимой массивной планеты находящейся в определенном месте. Немецкий астроном Иоганн Готфрид Галле должным образом установил свой телескоп в нужном направлении и обнаружил Нептун. Плутон был обнаружен таким же образом, уже в 1930 американским астрономом К.В.Томбо, высчитавшим его (гораздо меньшее), гравитационное воздействие на орбиту Нептуна. Джон Китс высоко ценил душеное волнение, которое ощущали те астрономы:

Я счастлив. Так ликует звездочет,
Когда, вглядевшись в звездные глубины,
Он вдруг светило новое найдет.
Так счастлив Кортес был, чей взор орлиный
Однажды различил над гладью вод
Безмолвных Андов снежные вершины.

«После первого чтения Чапменовского „Гомера“» (1816) (Перевод В.Микушевича).

Я испытываю особую привязанность к этим строкам с тех пор, как они были процитированы мне издателем при первом чтении рукописи «Слепого Часовщика».

Но существуют ли планеты, обращающиеся вокруг других звезд? Это важный вопрос, ответ на который затрагивает нашу оценку повсеместности жизни во Вселенной. Если есть только одна звезда во Вселенной, которая имеет планеты, то эта звезда должна быть нашим Солнцем, и мы очень, очень одиноки. В другой крайности, если каждая звезда — центр солнечной системы, число планет, потенциально доступных для жизни, превосходит любые оценки. Почти вне зависимости от вероятности жизни на каждой отдельной планете, если мы находим планеты, движущиеся вокруг типичных звезд, таких как Солнце, мы чувствуем себя заметно менее одинокими.

Планеты находятся слишком близко к своим солнцам и слишком приглушены их яркостью, чтобы обычно видеть их в наши телескопы. Главное — мы знаем, что у других звезд есть планеты — их открытие ожидало до 1990-ых — снова же, благодаря орбитальным возмущениям, на сей раз обнаруженным с помощью допплеровского смещения в цветах света. Вот как это работает. Мы думаем о Солнце как о центре, вокруг которого вращаются планеты. Но Ньютон говорит нам, что два тела обращаются друг вокруг друга. Если две звезды имеют схожую массу, они называются двойной системой и обращаются друг вокруг друга, как пара гантелей. Чем больше они неравны, тем больше кажется, что более легкая звезда обращается вокруг более тяжелой, которая остается почти неподвижной. Когда одно тело намного больше, чем другое, например солнце с Юпитером, более тяжелое только немного колеблется, в то время как более легкое носится вокруг, как терьер вокруг своего владельца на прогулке.

Именно такие колебания в положениях звезд выдают присутствие невидимых планет, обращающихся вокруг них. Но колебания сами слишком малы, чтобы увидеть их непосредственно. Разрешение наших телескопов не в состоянии отметить такие небольшие изменения в положении, на самом деле, это еще труднее, чем рассмотреть сами планеты. Опять же, на помощь приходит расплетение радуги. Когда звезда колеблется вперед и назад под воздействием обращающейся планеты, свет от нее достигает нас с красным смещением, если она удаляется, и с синим, если она движется к нам. Планеты выдают себя, вызывая крошечные, но измеримые, красно-синие колебания света, достигающего нас от их родительских звезд. Таким же образом, жители на отдаленных планетах могут легко обнаружить присутствие Юпитера, наблюдая за периодическими изменениями оттенка солнца. Юпитер — вероятно, единственная из планет нашего солнца, достаточно большая, чтобы быть обнаруженной таким образом. Наша скромная планета является слишком крошечной, чтобы сделать гравитационную рябь заметной для инопланетян.