Расплетая радугу. Наука, заблуждения и потребность изумляться - Ричард Докинз 15 стр.

Когда мы созерцаем далекие галактики, есть ли там, в этих галактиках, чьи-нибудь глаза, которые смотрят в обратном направлении, на нас? «В обратном направлении» подходящее выражение, ведь эти глаза могут видеть нас только в нашем прошлом. Если обитатели мира, удаленного на 100 миллионов световых лет, сумели бы вообще хоть что-нибудь разглядеть на нашей планете, то сегодня они увидели бы на ней смещенных в красный участок спектра динозавров, бегающих по розоватым равнинам. Увы, даже если во Вселенной и есть другие существа, а у них есть глаза, маловероятно, чтобы разрешающая способность их телескопов, сколь бы мощны те ни были, позволила бы им увидеть нашу планету, не говоря уже о ее отдельных обитателях. Мы сами никогда не видели других планет за пределами нашей Солнечной системы[29]. Да и в Солнечной системе мы до самых последних столетий знали не обо всех планетах. Нептун и Плутон светят слишком тускло, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. И мы узнали, куда наводить телескоп, только благодаря расчетам, основанным на незначительных отклонениях орбит более близких к нам планет. В 1846 году два астронома-теоретика Джон Адамс в Англии и Урбен Леверье во Франции независимо друг от друга задумались над несоответствием реального положения планеты Уран тому месту, где она теоретически должна была находиться. Оба вычислили, что это отклонение могло бы быть вызвано притяжением невидимой планеты, имеющей такую-то массу и находящейся там-то. Немецкий астроном Иоганн Галле развернул свой телескоп в нужное время в надлежащем направлении и открыл Нептун. Плутон был открыт аналогичным образом, и про изошло это только в 1930 году: американский астроном Клайд Томбо, в свою очередь, обратил внимание на гравитационное воздействие (значительно более слабое), оказываемое Плутоном на орбиту Нептуна. Джон Китс понял бы то душевное волнение, которое испытывали все эти астрономы:

Я испытываю особую нежность к этим строкам с тех пор, как издатель процитировал мне их после прочтения рукописи моего «Слепого часовщика».

Но существуют ли планеты, обращающиеся вокруг других звезд? Это важный вопрос, от ответа на который зависит наша оценка распространенности жизни во Вселенной. Если во всей Вселенной есть только одна звезда, окруженная планетами, то эта звезда, очевидно, Солнце, и тогда мы очень, очень одиноки. Если же верна другая крайность и каждая звезда является центром планетной системы, аналогичной нашей Солнечной, то число планет, потенциально пригодных для жизни, поистине бессчетно. Стоит нам найти планеты, обращающиеся вокруг еще какой-нибудь типичной звезды, и тогда, даже если вероятность возникновения жизни на отдельно взятой планете будет почти сколь угодно ничтожной, наше чувство одиночества все равно существенно ослабнет.

Я испытываю особую нежность к этим строкам с тех пор, как издатель процитировал мне их после прочтения рукописи моего «Слепого часовщика».

Но существуют ли планеты, обращающиеся вокруг других звезд? Это важный вопрос, от ответа на который зависит наша оценка распространенности жизни во Вселенной. Если во всей Вселенной есть только одна звезда, окруженная планетами, то эта звезда, очевидно, Солнце, и тогда мы очень, очень одиноки. Если же верна другая крайность и каждая звезда является центром планетной системы, аналогичной нашей Солнечной, то число планет, потенциально пригодных для жизни, поистине бессчетно. Стоит нам найти планеты, обращающиеся вокруг еще какой-нибудь типичной звезды, и тогда, даже если вероятность возникновения жизни на отдельно взятой планете будет почти сколь угодно ничтожной, наше чувство одиночества все равно существенно ослабнет.

Планеты находятся слишком близко к своим солнцам, а те слишком сильно затмевают их своей яркостью, и потому обычно наши телескопы их не видят. И мы знаем о том, что у других звезд тоже есть планеты (час этого открытия пробил лишь в 1990-е), опять-таки благодаря отклонениям от расчетных орбит на сей раз замеченным благодаря доплеровскому смещению окрашенного света[31]. Работает это так. Мы привыкли считать Солнце тем центром, вокруг которого вращаются планеты. Но Ньютон объяснил нам, что в действительности тела вращаются друг вокруг друга. Если две звезды, имеющие сходную массу, образуют так называемую двойную систему, то они вертятся туда-сюда одна вокруг другой, словно шарики гантели. Чем больше различаются их массы, тем сильнее впечатление, что более легкая звезда вращается вокруг более тяжелой, которая остается почти неподвижной. Если же одно тело намного тяжелее другого например, Солнце по сравнению с Юпитером,  то более тяжелое лишь слегка подрагивает, а более легкое бешено носится вокруг него, как терьер вокруг своего хозяина во время прогулки.

Вот такие колебания местоположения звезд и выдают наличие обращающихся вокруг них планет, не видимых никаким иным способом. Но и эти колебания слишком ничтожны, чтобы быть замеченными напрямую. Наши телескопы не способны улавливать столь незначительные изменения положения это даже еще более безнадежная затея, чем пытаться разглядеть планеты как таковые. И на помощь вновь приходит расплетание радуги. Поскольку звезда покачивается туда-сюда под влиянием вращающейся вокруг нее планеты, исходящий от нее свет приходит к нам смещенным то к красному краю спектра, когда она удаляется от нас, то к синему, когда она к нам приближается. Планеты обнаруживают свое присутствие, вызывая крайне малые, но все же поддающиеся измерению колебания между красным и синим смещением света, приходящего к нам от их родительских звезд. Точно так же обитатели далеких планет могли бы открыть существование Юпитера, наблюдая за регулярными изменениями оттенков Солнца. Юпитер, вероятно, единственная из обращающихся вокруг Солнца планет, которая достаточно велика для того, чтобы ее можно было детектировать подобным образом. А наша с вами скромная планета слишком крошечная, чтобы производимое ею гравитационное воздействие было заметно инопланетянам.

Зато инопланетяне могли бы узнать про нас, расплетая радугу радио- и телесигналов, которыми мы буквально накачиваем космос в течение последних десятилетий. Непрерывно раздувающийся волновой пузырь сферической формы, диаметром уже более светового века, охватил немалое количество звезд, пусть это и незначительная доля от их общего числа во Вселенной. Карл Саган в своем романе «Контакт» мрачно отметил, что в авангарде изображений, оповещающих Вселенную о землянах, мчится речь Гитлера на открытии берлинских Олимпийских игр 1936 года. На сегодняшний день нами не получено никакого ответа, ни единой весточки из других миров.

У нас никогда не было явной причины полагать, что мы не одиноки. Оба возможных сценария: что Вселенная изобилует жизнью и противоположный что мы абсолютно одни в равной степени увлекательны, хотя и очень по-разному. И в том и в другом случае стремление как можно больше узнать о Вселенной кажется мне непреодолимым, и я не могу себе представить, чтобы кто-то, обладающий впечатлительностью подлинного поэта, мог думать иначе. Я нахожу забавную иронию в том, сколь многие из сделанных на сегодняшний день открытий являются прямым следствием расплетания радуги. И поэтическая красота того, о чем это расплетание нам поведало,  от устройства звезд до расширяющейся Вселенной не могла бы не захватить воображения Китса, неминуемо погрузила бы Кольриджа в мир неистовых мечтаний и заставила бы сердце Вордсворта заняться так, как никогда прежде.

Великий индийский астрофизик Субраманьян Чандрасекар сказал в лекции, прочитанной в 1975 году:

Этот «трепет перед прекрасным», этот невероятный факт, что открытие, к которому нас побуждает поиск красоты в математике, непременно находит свое точное отражение в природе, вынуждает меня заявить, что красота вот то, на что человеческий разум откликается с наибольшей глубиной и силой.

Насколько честнее это звучит по сравнению с более известным высказыванием Китса, выражающим внешне сходные чувства:

Китсу с Лэмом следовало бы поднять свои бокалы и за поэзию, и за математику, и за поэзию математики. Вордсворта не пришлось бы уговаривать. Он (как и Кольридж) вдохновлялся шотландским поэтом Джеймсом Томсоном и, вероятно, помнил его стихотворение «Памяти сэра Исаака Ньютона» (1727 г.):

Глава 4

Штрихкод в эфире

«В эфире» для современного человека означает «по радио». Однако радиоволны не имеют отношения к эфиру ни к гипотетическому, ни к химическому: это невидимое излучение с большими длинами волн. А вот звуку нужна среда для распространения. Эта глава будет о звуке и о других медленных волнах, которые тоже можно расплести, как радугу. Звуковые волны распространяются примерно в миллион раз медленнее света (или радиоволн), будучи немного более быстрыми, чем «Боинг-747», но уступая по скорости «Конкорду». В отличие от света и прочих разновидностей электромагнитного излучения, которые лучше всего распространяются в вакууме, звуковые волны нуждаются в материальном посреднике, таком как воздух или вода. Это волны сжатия растяжения (иначе говоря, уплотнения разрежения) среды. Если речь идет о воздухе, то это означает локальные колебания атмосферного давления. Наше ухо представляет собой миниатюрный барометр, способный улавливать быстрые и ритмичные перемены давления. А у насекомых принцип действия органов слуха совершенно иной. Чтобы понять, в чем разница, нам понадобится сделать небольшое отступление и разобраться, что же такое давление на самом деле.

Если мы, к примеру, перекроем рукой выходное отверстие велосипедного насоса, то наша кожа почувствует давление как энергичный напор. В действительности же давление это совокупность ударов, производимых тысячами молекул воздуха, которые носятся туда-сюда в случайных направлениях (этим давление отличается от ветра там они перемещаются преимущественно в какую-то одну сторону). Если вы направите ладонь против сильного ветра, то почувствуете нечто равнозначное давлению: бомбардировку молекулами. В замкнутом пространстве например, внутри надутой велосипедной камеры молекулы воздуха давят на стенки с силой, пропорциональной количеству молекул и температуре. При любой температуре выше 273 °C (это самая низкая возможная температура, соответствующая полной неподвижности молекул) молекулы находятся в беспрерывном хаотичном движении, отскакивая друг от друга, как бильярдные шары. При этом сталкиваются они не только между собой, но и с внутренней стороной стенок камеры, которые «ощущают» это как давление. Кроме того, чем горячее воздух, тем стремительнее носятся молекулы (в этом и состоит смысл понятия «температура»), так что давление заданного объема воздуха при нагревании возрастает. Аналогичным образом температура определенного количества воздуха возрастает, если его сжимать, то есть увеличивать давление за счет уменьшения объема.