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

Вплоть до 1884 года мир не мог договориться о том, какой момент времени считать официальной полночью для всей Земли – в какой определенный час и в каком месте Земли начинается новый день. Не было общепринятой нулевой точки, от которой отсчитывались бы направления на географические восток и запад. Выбор нулевого градуса долготы в большей степени определялся национальными, религиозными и патриотическими соображениями, чем очевидной пользой от общего международного стандарта времени и координат. Астрономы Королевской Гринвичской обсерватории в течение долгих лет определяли и хранили точные небесные координаты звезд – координаты, отсчитываемые от меридиана, проходившего через место установки их телескопа. В начале XVIII столетия европейцы чаще использовали Парижскую обсерваторию как нулевую точку долготы на земле; в веке XIX они предпочитали использовать Гринвичскую обсерваторию для отсчета долгот в море. К концу XIX века капитаны судов, железнодорожные магнаты, генералы, адмиралы, астрономы, географы и гидрографы поняли, что они не могут больше ждать, когда по этому вопросу будет достигнуто полное согласие. Пора было принимать решение.

И вот под давлением закона, принятого конгрессом США, в 1884 году в Госдепартаменте собралась международная конференция. Двадцать пять государств прислали своих представителей, причем шестнадцать из них были дипломатами, а не учеными, что свидетельствовало об отсутствии у приславших их государств серьезных намерений. В одном из первых вариантов резолюции затрагивался вопрос о том, сможет ли группа приглашенных астрономов, представляющая интересы широких научных кругов, свободно высказывать свои мысли в ходе дискуссии, в той мере, в какой они сочтут нужным. Эта резолюция не прошла[148]. Вытерпев несколько первых заседаний, репортер научного еженедельника пожаловался: «Время в основном уходит на политическую дипломатию и сантименты». Представитель Британии, генерал-лейтенант Р. Стрейчи, раздраженный сопротивлением международному соглашению по вопросу о точности измерения долготы, заявил, что долгота есть долгота и как географ он не может делить ее на первосортную – для астрономических целей и второ- или третьесортную – для географических. Американский представитель, астроном Льюис Резерфорд, ядовито заметил, что «прежде чем приезжать на конференцию, делегатам следовало изучить обсуждаемый вопрос – ведь пока вы не понимаете или хотя бы не думаете, что понимаете, о чем идет речь, обсуждение не имеет смысла»[149]. В общем, съезд превратился в шумную перепалку, похожую на конференции по климату начала XXI века.

Все же 22 октября 1884 года делегаты уступили неизбежному и признали пользу принятия «единого нулевого меридиана для всех стран вместо множества ныне существующих начальных меридианов». Они согласились в том, что этот меридиан будет пересекать центр основания специального телескопа в Гринвичской обсерватории. С этого времени будут установлены и «универсальные» сутки, «которые для всего мира будут начинаться в момент средней полуночи на нулевом меридиане», и что «астрономические и морские сутки будут устроены так, чтобы начинаться везде» в один и тот же момент[150]. Франция, однако, официально согласилась принять Гринвичский меридиан только в 1911 году.

Как бы далеко в обозримое будущее мы ни заглянули, можно быть уверенными, что, даже когда континентальный дрейф и насильственное или мирное изменение национальных границ сделают лицо Земли неузнаваемым, с таким трудом установленная координатная система широт и долгот сохранится. Но не для всех и не для любых целей. Через столетие после Международной меридианной конференции 1884 года основанный на связи неба и телескопа Гринвичский нулевой меридиан уступил свое общемировое первенство более рафинированному меридиану, положение которого было выведено из глобального гравитационного поля Земли и определялось пульсациями лазерного излучения, направляемого на установленные на спутниках отражатели. Если вы углубитесь вертикально вниз от первоначального нулевого меридиана, то из-за неравномерного распределения масс в толще коры и мантии Земли вы не попадете в центр нашей планеты. Но если провести такую вертикаль от нового «геодезического» меридиана, лежащего в 102 метрах к востоку от традиционного Гринвичского «меридиана ноль», она в точности совместится с центром масс Земли.

С самого начала холодной войны Министерство обороны США работало над установлением собственного геодезического меридиана. К 1980-м новые методы измерений и большие объемы получаемых данных позволили представителям как наук о Земле, так и космических исследований построить эффективную международно согласованную координатную систему, которая после ее принятия в 1984 году Управлением картографической службы Министерства обороны США и внедрения в сеть американских станций GPS стала глобальным стандартом для спутниковой навигации и основой измерения всемирного времени UT[151]. В очередной раз, по схеме старой, как сама человеческая цивилизация, наука и война объединились – каждая из этих сторон служила нуждам другой, пассивно и активно помогая друг другу достичь своих целей.

4. Вооруженный глаз

Ничем не оснащенное зрение вряд ли позволит вам увидеть Вселенную во всей ее славе. Пока оптические приспособления не перекинут для нас мост через физически непреодолимые расстояния, мы не приблизимся к пониманию того, что во Вселенной находится. Человеческие существа нуждаются в помощи инструментов даже для того, чтобы узнать, что происходит в видимом космосе, не говоря уж о множестве явлений, заметных только в невидимом свете.

Сам по себе человеческий глаз – хороший, но не первоклассный приемник излучения. Он способен различать очертания деталей с угловыми размерами не менее одной шестидесятой доли градуса полного 360-градусного круга. Воспринимаемый сетчаткой диапазон длин световых волн разочаровывающе узок: от 400 до 700 миллиардных долей метра – крохотный участок электромагнитного спектра. Этот участок носит самоочевидное название: видимый свет. Если представить себе свет как волну, распространяющуюся в пространстве, длина этой волны представляет собой расстояние между двумя ее последовательными гребнями. Сосчитайте, сколько таких гребней пройдет через некоторую точку за одну секунду, и вы получите частоту. Какова бы ни была скорость бегущей волны, чем короче ее длина, тем выше частота.

Электромагнитный спектр простирается в обоих направлениях до бесконечности: и в сторону длинных волн, где он, возможно, ограничен размером самой Вселенной, и в сторону волн коротких, где ограничения, возможно, ставит квантовая физика. Сейчас мы располагаем техникой, позволяющей регистрировать волны с длиной от менее одной стомиллиардной доли метра (высокочастотные гамма-лучи) до многих сотен километров (крайне низкочастотные радиоволны) – отличие в квадриллионы раз.

Тысячелетия назад, если человек хотел посмотреть на небо или на противоположную сторону широкой долины, он мог воспользоваться длинной пустотелой трубкой, которая помогала фокусировать внимание и уменьшить блики – так делал Аристотель и, вероятно, его предшественники. Но никакая пустая трубка, какой бы длинной они ни была – и неважно, отделана ли она золотом, как у древнего ассирийского мастера, вырезана ли из нефрита, как у древнего китайского художника, или прикреплена к армиллярной сфере, как придумал сделать один сведущий в математике средневековый римский папа[152], – не могла бы помочь вашей физиологической неспособности разглядеть планету Нептун или оценить численность вражеской армии или флота на большом расстоянии.

Но, как только вы вставите в трубку пару линз, у вас в руках окажется оптический телескоп.