На службе у войны: негласный союз астрофизики и армии - Тайсон Нил Деграсс

Современная астрофизика не похожа на большинство других наук. Объекты внимания астрофизиков находятся высоко над их головами, за пределами одной или нескольких стран – по крайней мере, пока эти страны еще не начали заявлять свои права на обладание другими планетами. Многочисленные исследователи, рассеянные по земному шару и иногда представляющие исторически враждебные друг другу государства, могут изучать один и тот же объект в одно и то же время при помощи похожих или взаимодополняющих инструментов и телескопов, расположенных на земной поверхности, обращающихся вокруг Земли на высоте в несколько сотен миль или находящихся в дальнем космосе. Стремление ученых к сотрудничеству неподвластно религиозным, культурным или политическим ограничениям, потому что в космосе нет религии, культуры или политики – только сокращающиеся пределы нашего неведения и расширяющиеся границы космических открытий.

Один из наших главных инструментов – космический телескоп Хаб-бла, далеко обогнавший по продуктивности все когда-либо создававшиеся научные приборы. С момента его запуска в 1990 году на основе полученных им данных опубликовано более 15 000 исследовательских работ, написанных сотрудничающими друг с другом учеными почти из всех стран мира, где только занимаются астрофизикой, и на эти статьи дано три четверти миллиона (это число непрерывно растет) ссылок в реферируемых журналах[538]. У телескопа Хаббла сегодня есть несколько замечательных «родственников», каждый из которых появился в результате международного сотрудничества.

Какие удивительные открытия сделали астрофизики? Исследователи из Канады, Германии, Нидерландов, Великобритании и Соединенных Штатов обнаружили колоссальную волну горячего газа – шириной в 200 000 световых лет, вдвое шире Млечного Пути, и настолько раскаленную, что она испускает мощное рентгеновское излучение, – которая уже несколько миллиардов лет распространяется по сверхмассивному скоплению галактик в Персее. Вызвана она гравитационными возмущениями от меньшего скопления, зацепившего своим краем скопление в Персее.

Группа из двух десятков исследователей – из Австралии, Франции, Португалии, Испании, Швейцарии и Соединенных Штатов, возглавляемая астрофизиками из Гарвардского Смитсоновского центра астрофизики, – нашла экзопланету, оказавшуюся многообещающим кандидатом в обитаемые миры: LHS 1140В, каменную планету с металлическим ядром, немного большую, чем Земля, с орбитой в «зоне обитания» вокруг холодной звезды и, вполне возможно, обладающую атмосферой.

Лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория LIGO – в ней сотрудничают более тысячи ученых из более чем ста институтов восемнадцати стран – зарегистрировала гравитационные волны от столкновения черных дыр на расстоянии в несколько миллиардов световых лет от нас.

Большой коллектив ученых из Бельгии, Франции, Марокко, Саудовской Аравии, Южной Африки, Швейцарии, Великобритании и Соединенных Штатов, возглавляемый астрофизиками из Льежского университета в Бельгии, открыл систему TRAPPIST-1: семь экзопланет земного размера, вероятно, каменных, обращающихся на небольшом расстоянии от материнской звезды, которая более чем вдвое холоднее Солнца. Три из этих планет находятся в «зоне обитания».

Астрофизики из Канады, Чили, Франции, Израиля, Италии, Польши, Испании, Великобритании и Соединенных Штатов изучают квантовые эффекты, связанные с сильными магнитными полями вокруг нейтронных звезд; гигантскую межгалактическую пустоту – войд, которая способствует движению нашей галактики в пространстве, «расталкивая» его; пока необъяснимый холодный участок космического микроволнового фона («отпечатка» Большого взрыва), который может оказаться первым доказательством реальности мультивселенной. Они обнаружили большую, тусклую, относительно близкую к нам сфероидальную галактику, близкую по массе к Млечному Пути, которую так долго не удавалось зарегистрировать, потому что она на 99,99 % состоит из темной материи. Осенью 2017 года они впервые увидели межзвездный астероид, залетевший в Солнечную систему откуда-то издалека, из Млечного Пути, пронесшийся мимо Солнца и умчавшийся куда-то в сторону Марса на скорости в 300 000 километров в час.

Астрофизики не только делают открытия, но и высказывают гипотезы: например, что инопланетяне могут использовать лазер для подачи сигналов о своем существовании, сигналов, которые могли бы быть замечены наблюдателями при тщательном мониторинге известных и предполагаемых экзопланет. Некоторые из нас предполагают, что инопланетяне могут обеспечивать энергией свои межзвездные зонды, посылая непрерывные мощные потоки радиоволн при помощи гигантских излучателей, питающихся энергией звезд. Так можно было бы объяснить регистрируемые крупнейшими радиотелескопами Земли таинственные короткие всплески радиоволн, которые приходят с расстояний в миллиарды световых лет.

Конечно, какие-то из наших революционных открытий и предположений могут привлечь интерес военных и разработчиков оружия. Но другие могут, наоборот, ясно показать, неосуществимость их надежд на «космическое превосходство».

Одним из таких революционных открытий, сделанным за десятилетия до появления «Хаббла» и его космических собратьев, было открытие происхождения элементов во Вселенной,

Происхождение атомов, свойства которых определяют нашу биохимию и лежат в основе жизни на Земле, связано с процессами термоядерного синтеза в недрах звезд. Мы существуем во Вселенной, и Вселенная существует в нас. Это понимание, этот имеющий почти духовный смысл дар науки XX века современной цивилизации, не был результатом озарения, снизошедшего на одинокого бессонного исследователя, но следствием плодотворного сотрудничества четверых ученых в 1950-х годах.

Происхождение и относительная распространенность химических элементов долго оставались одной из главных загадок современной астрофизики. Исследования радиоактивности – естественного взаимопревращения элементов – привели к сильным подозрениям, что за ней стоит какой-то единый естественный ядерный процесс, возможно тот же, который высвобождает энергию в недрах звезд.

В 1920 году, вскоре после окончания чудовищной бойни Первой мировой войны, английский астрофизик сэр Артур Эддингтон на собрании Британской ассоциация содействия развитию наук изложил свои провидческие мысли об источнике звездной энергии:

Звезда пользуется неким гигантским резервуаром неизвестной нам энергии. Вряд ли эта энергия может быть чем-то иным, нежели субатомной энергией, которая, как известно, существует в изобилии в любой материи; и иногда мы мечтаем о том, что человек когда-нибудь научится освобождать ее и пользоваться ею в своих целях. Этот источник оказался бы практически неисчерпаем, если бы только можно было его нащупать. <…>

Если и вправду субатомная энергия в звездах высвобождается, чтобы поддерживать в их недрах горение гигантских печей, мы, возможно, стали чуть ближе к осуществлению нашей мечты об управлении этой скрытой мощью для благосостояния человеческого рода – или для его самоубийства[539].

Главные прорывы в квантовой физике произошли в 1920-х и продолжались до 1932 года, когда британский физик Джеймс Чедвик открыл новую субатомную частицу: нейтрон. До этих пор все, что мы знали о строении звезд, свидетельствовало: несмотря на огромную температуру и давление в ядре звезды, элементы там образовываться не могут. Но это не помешало Эддингтону заметить в 1926 году в своей книге «Внутреннее строение звезд»: «Мы не будем спорить с критиком, который считает, что звезды недостаточно горячи для рождения элементов; просто предложим ему пойти и поискать местечко погорячее»[540]. Вы поняли, что он послал своих оппонентов к чертям?