Космос: Эволюция Вселенной, жизни и цивилизации - Карл Саган

Мы дети Космоса в самом глубоком смысле. Вспомните жар солнца на вашем запрокинутом к небу лице в безоблачный летний день; вспомните, как опасно прямо смотреть на Солнце. Мы ощущаем его энергию на расстоянии 150 миллионов километров. Что бы мы почувствовали на его кипящей самосветящейся поверхности или погрузившись в глубину его ядерного пламени? Солнце согревает нас, кормит и дает возможность видеть. Оно оплодотворяет Землю. Его могущество лежит далеко за пределами человеческого опыта. Птицы своими песнями приветствуют солнечный восход. Даже некоторые одноклеточные организмы устремляются навстречу свету. Наши предки поклонялись Солнцу[177], а они были вовсе не глупыми людьми. И все же Солнце — обычная, даже заурядная звезда. Если мы должны поклоняться силе, превосходящей нашу собственную, разве не разумно почитать Солнце и звезды? В глубине каждого астрономического исследования, порой так глубоко, что сам его автор об этом не подозревает, скрывается зерно этого благоговейного трепета.

Галактика — неисследованный континент, полный экзотических существ звездного масштаба. Мы провели лишь предварительную рекогносцировку и встретились с отдельными обитателями. Некоторые из них напоминают нам что-то знакомое. Странности других превосходят самые невероятные фантазии. Но изыскания еще только начаты. Опыт прошлых экспедиций подсказывает нам, что многие наиболее интересные обитатели галактического континента еще не обнаружены и не предсказаны. Совсем недалеко от нашей Галактики, в Магеллановых облаках и в шаровых скоплениях вокруг Млечного Пути, почти наверняка есть планеты. В таких мирах нас поразил бы головокружительный вид восходящей Галактики — огромной спирали из 400 миллиардов звезд с коллапсирующими газовыми облаками, конденсирующимися планетными системами, лучезарными сверхгигантами, стабильными звездами средних лет, красными гигантами, белыми карликами, планетарными туманностями, новыми, сверхновыми, нейтронными звездами и черными дырами. В таком мире сразу было бы ясно, как это начинает становиться понятно в нашем, что наше вещество, наша форма и многое в нашем характере определяется глубочайшей связью между жизнью и Космосом.

Глава X Край вечности

Вот вещь, в хаосе возникающая, прежде неба и земли родившаяся! О беззвучная! О лишенная формы! Одиноко стоит она и не изменяется. Повсюду действует и не имеет преград. Ее можно считать матерью Поднебесной! Я не знаю ее имени. Обозначая иероглифом, назову ее Дао. Произвольно давая ей имя, назову ее великое. Великое — оно в бесконечном движении. Находящееся в бесконечном движении не достигает предела. Не достигая предела, оно возвращается [к своему истоку][178].

Лао-цзы. Дао дэ цзин. Китай. Около 600 г. до н. э.

Есть дорога в выси, на ясном зримая небе;

Млечным зовется Путем, своей белизною заметна.

То для всевышних богов — дорога под кров Громовержца,

В царский Юпитера дом.

Встали пенаты богов-небожителей, властию славных.

Это-то место — когда б в выражениях был я смелее —

Я бы назвал, не боясь, Палатином великого неба[179].

Овидий. Метаморфозы. Рим. I в. н. э.

Некоторые глупцы заявляют, что мир создан Творцом.

Доктрина, согласно которой мир был сотворен, противоречит здравому смыслу и должна быть отвергнута.

Если Бог создал мир, то где Он был до творения?.. Как мог Бог сотворить мир без всякого исходного материала? Если сказать:

Он сначала создал материал, а потом мир, то мы приходим к бесконечной регрессии… Знайте, что мир, как и само время, является несотворенным, не имеющим ни начала, ни конца. И это лежит в его основе.

Махапурана. Индия

Десять или двадцать миллиардов лет назад случилось удивительное событие — Большой Взрыв, с которого началась наша Вселенная. Почему он произошел — величайшая из всех загадок. Но вот что случилось, мы знаем довольно хорошо. Вся материя и энергия Вселенной были сжаты до невероятно высокой плотности — в космическое яйцо, вроде тех, о которых упоминают многие мифы о творении; возможно, в математическую точку, вовсе лишенную размеров. Не то чтобы все вещество и энергия были втиснуты в какой-то уголок нынешней Вселенной, нет; скорее вся Вселенная — материя, энергия и пространство, которое они заполняли, — умещалась в очень малом объеме. В ней было очень немного места для событий.

Колоссальный космический взрыв положил начало расширению Вселенной, которое с тех пор никогда не прекращалось. Ошибочно описывать расширение Вселенной через аналогию с раздувающимся пузырем, наблюдаемым извне. По определению снаружи не могло находиться ничего из того, что мы знаем. Лучше представлять этот процесс изнутри, например воображая линии координатной сетки, приклеенные к движущейся ткани пространства, которое однородно расширяется во всех направлениях. По мере растяжения пространства вещество и энергия расширяющейся Вселенной стремительно остывали. Излучение космического взрыва, которое, как тогда, так и сейчас, заполняет Вселенную, смещалось по спектру от гамма-лучей к рентгену и ультрафиолету, а затем через радугу цветов видимого спектра в инфракрасную часть спектра и радиодиапазон[180]. Порожденное Большим Взрывом фоновое космическое излучение, приходящее к нам со всех сторон, регистрируется современными радиотелескопами. В ранней Вселенной пространство было очень ярко освещено. С течением времени ткань пространства продолжала расширяться, излучение охлаждалось, и в какой-то момент в обычном видимом диапазоне космос стал темным, как теперь.

Молодая Вселенная была заполнена излучением и веществом — первоначально водородом и гелием, которые образовались из элементарных частиц плотного первичного огненного сгустка. Если бы в то время кто-то мог обозреть Вселенную, его взгляду было бы не за что зацепиться. Потом в газе появились небольшие сгущения, едва заметные неоднородности, которые начали расти. Стали формироваться волокна громадной паутины газовых облаков, скопления огромных, неповоротливых, медленно вращающихся объектов, яркость которых постоянно возрастала и каждое из которых оказалось в итоге состоящим из сотен миллиардов светящихся точек. Появились крупнейшие из известных образований во Вселенной. Мы видим их и сегодня.

Мы обитаем в затерянном уголке одного из них. Они зовутся галактиками[181].

По прошествии около миллиарда лет после Большого Взрыва распределение вещества во Вселенной сделалось немного комковатым, оттого, возможно, что сам Большой Взрыв не был идеально однородным. Плотность вещества в комках оказалась немного выше, чем в других местах. Их гравитация притягивала большое количество окружающего газа, растущих облаков водорода и гелия, которым было суждено стать скоплениями галактик. Очень небольших начальных неоднородностей хватило для формирования весьма крупных сгущений вещества.

По мере продолжения гравитационного коллапса зародыши галактик вращались все быстрее, подчиняясь закону сохранения углового момента. Некоторые из них сплющивались по оси вращения, вдоль которой центробежная сила не уравновешивала гравитацию. Они стали первыми спиральными галактиками, огромными шутихами в открытом космосе. Другие протогалактики с более слабой гравитацией или меньшим начальным моментом импульса сплющились очень незначительно и стали первыми эллиптическими галактиками. По всей Вселенной галактики настолько похожи друг на друга, будто сделаны по одному шаблону, потому что простые законы природы — всемирное тяготение и сохранение углового момента — действуют во всем мировом пространстве. Та же физика, которая в земном микрокосме определяет движение падающего тела или вираж конькобежца, создает галактики в макрокосме Вселенной.

В нарождающихся галактиках облака гораздо меньшего размера также переживали гравитационный коллапс; температура внутри них возрастала, начинались термоядерные реакции и вспыхивали первые звезды. Горячие массивные молодые звезды, беззаботно расточая запасы водородного топлива, быстро эволюционировали и вскоре заканчивали свою жизнь в великолепных вспышках сверхновых, возвращая термоядерный пепел — гелий, углерод, кислород и более тяжелые элементы — в состав межзвездного газа, из которого появлялись новые поколения звезд. Первые массивные звезды, вспыхивая сверхновыми, порождали череду накладывающихся друг на друга ударных волн в окружающем газе, сжимая межгалактическую среду и ускоряя образование скоплений галактик. Гравитация не упускает случая усиливать даже незначительные конденсации вещества. Ударные волны сверхновых могли увеличить интенсивность аккреции вещества в любом масштабе. Началась эпопея космической эволюции, породившая из газа, оставшегося после Большого Взрыва, иерархию конденсаций материи: скопления галактик, галактики, звезды, планеты и, наконец, жизнь и разум, способный в общих чертах понять тот изящный процесс, который привел к его возникновению.