Внеземной. В поисках инопланетного разума

Пользуясь лишь карандашами и бумагой, участники моей исследовательской группы смоделировали процессы, как они должны были проходить в соответствии с этим предположением, – до той точки, когда дальнейшие расчеты потребовали использования мощного компьютерного оборудования. Фолькер Бромм, тогда аспирант Йеля, взял на себя эту задачу, и за последние два десятилетия он и другие теоретики установили, что описанный нами процесс рождения звезд действительно мог дать начало ранним галактикам. Модели и теории имеют огромную ценность, но фактические данные, способные подтвердить и то, и другое, исключительно важны. Я хотел увидеть газовые облака, которые предсказывала наша теория, – это означало, что нужно найти свидетельства возрастом около тринадцати миллиардов лет.

Когда перед астрофизиками-детективами встают проблемы, связанные с огромными масштабами Вселенной, они могут потерять хладнокровие. К счастью, у них есть одно преимущество, которого не имеют представители ни одной другой фундаментальной науки. Они могут заглядывать в далекое прошлое.

Поскольку свет движется с конечной скоростью, чем дальше в пространство мы смотрим, тем раньше во времени мы видим. А поскольку везде во Вселенной условия были одинаковыми, то, заглянув вглубь космоса, мы можем видеть свое прошлое.

И чем глубже в космос мы смотрим – тем более древние объекты можем там обнаружить. Наблюдать звезду в четырех световых годах от нас, вроде Проксимы Центавра, – это значит видеть звезду такой, какой она была четыре года назад. Но если сфокусировать телескопы на галактике в 13 миллиардах световых лет от нас и зафиксировать испущенный ею свет – мы увидим Вселенную такой, какой она была 13 миллиардов лет назад. Заглянуть так далеко, в «темные века» Вселенной, в эпоху, когда конденсировались облака газа, из которых возникли потом первые звезды, – грандиозная научная задача. И это заставляет нас также задумываться о непостижимо гигантских временных мерках Вселенной. Сегодня люди живут в среднем примерно 73 года. Чтобы увидеть, как 13 миллиардов лет назад во Вселенной зажглись первые огни, нам нужно было бы прожить почти 180 миллионов жизней – идея тем более странная, если вспомнить о том, что планете Земля около 4,5 миллиардов лет, и, как считается, жизнь на ней существует только 3,8 миллиарда лет ее истории.

Всматриваясь во Вселенную, астрофизики непосредственно ощущают физическую необъятность космоса. Мы можем видеть свет, рожденный в далекой космической древности. Как будто бы мы оказались прямо посреди вселенских археологических раскопок. Чем дальше мы смотрим, тем древнее обнаруживаемые археологические слои. Это место раскопок космической истории простирается до границ видимой сферы вокруг нас, которая обозначает момент Большого взрыва, занимая пространство, которое свет преодолел за 13,8 миллиарда лет. Свету, рожденному за этой границей, для достижения Земли требуется больше времени, чем существует сама Вселенная, поэтому столь отдаленные регионы недоступны для нашего наблюдения.

Довольно самонадеянным было бы предполагать, что мы – это единственный разум в огромном космосе. Несмотря на то что жизнь в том виде, что мы знаем, и в том виде, что мы не знаем, может существовать на множестве других планет, кажется вероятным, что мы столкнемся с артефактами внеземных технологий еще до того, как установим контакт с какой-либо инопланетной разумной жизнью. Это необходимо держать в голове, пытаясь найти объяснение непонятным свойствам межзвездных объектов, таких как Оумуамуа.

* * *

Мои исследования по теме космического рассвета внесли свой вклад в возникновение нового научного направления, названного «21-сантиметровая космология». Это область радиоастрономии, занимающаяся построением трехмерных карт Вселенной при помощи измерений радиоизлучения атомарного водорода, которое изначально происходит на длине волны 21 сантиметр, но со временем претерпевает допплеровское растяжение из-за расширения космоса.

Можно вспомнить, что это тот же метровый частотный диапазон, который люди заполнили радиошумом своих телевизоров, приемников, мобильных телефонов и компьютеров, – это озарение вдохновило нас с Матиасом Залдарриагой задуматься: будут ли и другие развитые цивилизации излучать такой же шум? Но в самом начале мой интерес к излучению на волне в 21 сантиметр был вызван тем, что с его помощью было возможно заглянуть в такое далекое прошлое, когда еще не могло быть никаких цивилизаций. На том этапе своей карьеры я охотился не на пришельцев, я охотился на водород.

После того как случился Большой взрыв, водород был самым распространенным элементом во Вселенной, занимая первое место с большим отрывом: ранняя Вселенная на 92 % состояла из атомов водорода и на 8 % – из атомов гелия. Но в то время водород во Вселенной еще не излучал никаких радиосигналов, которые можно было бы зафиксировать сегодня. Причина в том, что сразу после Большого взрыва подавляющее большинство обычного вещества Вселенной, а именно водорода, было в ионизированном состоянии.