Смерть в черной дыре и другие мелкие космические неприятности

В самом начале фильма «Контакт», вышедшего в 1997 году, виртуальная камера в течение трех минут отплывает от Земли куда-то далеко-далеко во Вселенную. Зрителя во время этого путешествия снабжают приемником, который позволяет расшифровывать теле– и радоитрансляционные сигналы с Земли, которые уходят в космос. Сначала слышишь какофоническую смесь громкого рока и выпусков новостей, треск статических разрядов, как будто включили десяток радиостанций одновременно. Камера удаляется в космос, и вы перехватываете более ранние трансляции, которые успели уйти дальше; какофония сглаживается, передачи, которые вы слышите, явно старше, речь идет об исторических событиях, произошедших за всю современную эпоху развития цивилизации. В этом шуме – в обратном порядке – слышны радиоотчеты о катастрофе «Челленджера» в январе 1986 года и о высадке на Луне 20 июля 1969 года, знаменитая речь Мартина Лютера Кинга «У меня есть мечта», которую он произнес 28 августа 1963 года, речь президента Кеннеди на инаугурации 20 января 1961 года, обращение к Конгрессу президента Рузвельта 8 декабря 1941 года, где он потребовал объявить войну, и выступление Адольфа Гитлера в 1933 году, когда он пришел к власти в фашистской Германии. И вот наконец человеческая составляющая в радиошуме исчезает совсем, и остается лишь гул, испускаемый самим космосом.

Очень трогательно. Однако этот свиток акустических вех на самом деле разворачивался бы не так, как в фильме. Если бы вам каким-то образом удалось нарушить сразу несколько законов физики и путешествовать с такой скоростью, чтобы обогнать радиоволну, вы не разобрали бы ни слова, поскольку все было бы слышно задом наперед. Более того – знаменитую речь Кинга мы слышим на уровне Юпитера, то есть предполагается, что трансляция добралась как раз дотуда. На самом деле речь Кинга миновала Юпитер через 39 минут после того, как он ее произнес.

Если пренебречь всеми фактами, из-за которых такой стремительный полет становится невозможным, начальная сцена «Контакта» очень поэтична и производит сильное впечатление, поскольку наглядно показывает, в какой степени галактика Млечный Путь осознает присутствие нашей цивилизации. Этот «радиопузырек», как его стали называть, исходит из Земли и распространяется во все стороны со скоростью света, пополняясь современными трансляциями. Сейчас наш пузырек разошелся в пространство почти на 100 световых лет, и передний его край соответствует первым искусственным радиосигналам, которые сгенерировали земляне. Объем пузырька охватывает на настоящему времени около тысячи звезд, в том числе Альфу Центавра (до нее 4,3 световых года) – ближайшую к Солнцу звездную систему, Сириус (10 световых лет), самую яркую звезду на ночном небе, и все звезды, вокруг которых на сегодняшний день обнаружены планеты.

* * *

Не все радиосигналы попадают за пределы атмосферы. Свойства плазмы в ионосфере Земли – выше 60 километров – позволяют ей отражать все радиочастоты ниже 20 мегагерц обратно на Землю, благодаря чему, собственно, становятся возможны некоторые формы радиосвязи, например, удается распространять широкоизвестные коротковолновые частоты радиолюбительских передач на тысячи километров, далеко за горизонт. Все вещательные частоты АМ-радио тоже отражаются обратно на Землю, и поэтому такие станции и слышны на больших расстояниях.

Если передать сигнал с частотой, которая не соответствует диапазону, отражаемому ионосферой Земли, или если бы у Земли не было ионосферы, радиосигналы доходили бы только до тех приемников, которые были бы «в зоне видимости» от передатчика. Если поставить передатчик на крышу высокого здания, это даст ему большое преимущество. Для человека ростом 1 метр 75 сантиметров горизонт находится всего в 5 километрах, а Кинг-Конг, взобравшись на Эмпайр-Стейт-Билдинг в Нью-Йорке, увидит окрестности в радиусе 80 километров. В 1933 году, после того, как сняли этот классический блокбастер, там поставили радиоантенну. В принципе, на расстоянии в 80 километров можно было бы поставить антенну-приемник той же высоты, и тогда сигнал мог покрывать их совокупную зону охвата, увеличив дистанцию, на которую распространяется сигнал, до 160 километров.