Георгий Гамов - Мистер Томпкинс внутри самого себя

По вычислениям голландско-американского астронома Геральда Кейпера протопланеты образовались до того, как Солнце сконденсировалось настолько, чтобы стать горячей и яркой звездой. Таким образом, как и во многих других случаях, протопланеты были зачаты в темноте. В частности, протеземля была гигантским шаром из смеси водорода и гелия с крохотным твердым ядром, на долю которого приходилось около 1% общей массы. По поверхности этого протоядра мы и разгуливаем ныне. Наконец, когда Солнце сконденсировалось настолько, что температура в его центре достигла 20 миллионов градусов по шкале Кельвина1, в недрах Солнца началась термоядерная реакция и стала испускать в космическое пространство сильнейшую радиацию.

Эта радиация сдула толстые первичные водородно-гелиевые атмосферы Меркурия, Венеры, Земли и Марса, обнажив их твердые ядра. Что касается Юпитера и планет, расположенных за ним, то они находятся от Солнца на гораздо больших расстояниях и, следовательно, в меньшей степени подвержены действию давления солнечной радиации, поэтому значительная часть первичных водородно-гелиевых атмосфер у них сохранилась, и их твердые ядра скрыты от наших глаз под их толстым покровом. Например, Юпитер имеет твердое ядро, примерно лишь в 10 раз более массивное, чем Земля, а остальная масса приходится на долю толстой и разреженной водородно-гелиевой атмосферы. Если вспомнить, что общая масса Юпитера примерно в 300 раз превосходит массу Земли, то нетрудно понять, сколь несущественна масса твердого ядра Юпитера.

Работы Вейцзеккера и Кёйпера обнажили совершенно новый или, наоборот, очень старый аспект проблемы происхождения планет, предложившие нам старое вино в новых, более привлекательных мехах. По современным оценкам вероятность того, что звезда обладает своей собственной планетной системой, больше 1/100, поэтому можно предполагать, что из сотен тысяч миллионов звезд, образующих Млечный Путь, у нескольких тысяч миллионов звезд могут быть свои планетные системы. Даже если всего лишь 1% этих планетных систем имеет планету, сравнимую с нашей Землей, в Млечном Пути должно быть по крайней мере 10 миллионов обитаемых планет.

1 Предложенная лордом Кельвиным шкала абсолютных температур начинается с температуры абсолютного нуля, или —273° по шкале Цельсия, — самой низкой из температур.

При обсуждении происхождения жизни на других обитаемых планетах важно иметь в виду, что первичная атмосфера Земли и других обитаемых планет была, по словам химиков, скорее восстановительной, чем окислительной, т.е. содержала больше водорода, чем кислорода. Поэтому летучие вещества, образующие первичные атмосферы этих планет, должны были быть водородом и его соединениями с кислородом, азотом и углеродом, т.е. водяными парами, аммиаком и метаном, известным также под названием болотный газ. Такое заключение очень важно, поскольку именно в описываемой атмосфере происходит интенсивное образование различных органических соединений. Биологи теперь убеждены в том, что если такие органические соединения образуются, то жизнь заведомо возникает и развивается. Таков ответ на наш первый вопрос о том, существуют ли обитаемые миры во множестве, и то, что полученный ответ утвердительный, позволяет нам ответить на наш второй вопрос — обитаемы ли миры, пригодные для обитания? И в этом случае ответ, по-видимому, утвердительный.

Нашему Солнцу и нашей Земле сейчас примерно 4 500 000000 лет, и наша цивилизация — сущий новорожденный младенец. Если верно, что в нашей Галактике существует много цивилизаций, то очень многие из них в своем развитии должны далеко уйти от нашей цивилизации, так как даже если некоторые звезды всего лишь на несколько миллионов лет старше нашего Солнца, жизнь на обращающихся вокруг таких звезд планетах имела для эволюции на несколько миллионов лет больше. Такие цивилизации должны обладать несравненно более глубокими и широкими знаниями, чем мы, поэтому надежды на установление контакта с ними не столь уж не обоснованы.

— А как предлагают вступить в контакт с внеземными цивилизациями те, кто так убежден в их существовании? — поинтересовался мистер Томпкинс.

— Единственный разумный метод, который сейчас нам известен, — с помощью радиосигналов. К сожалению, поймать радиосигнал внеземной цивилизации не так просто, как, покрутив ручки настройки радиоприемника, найти в эфире нужную программу. Основные проблемы связаны с огромными расстояниями, чудовищным количеством звезд и временем, которое требуется сигналу, чтобы пройти путь туда и обратно, и с помехами.

Расстояния сами по себе в действительности не являются серьезной проблемой. Разумеется, с увеличением расстояния радиосигнал становится слабее, убывая обратно пропорционально квадрату расстояния. Иначе говоря, при увеличении расстояния в 2 раза сигнал ослабеет в 4 раза, а при увеличении расстояния в 3 раза сигнал ослабевает в 9 раз. Но, в целом, мы можем бороться с ослаблением радиосигнала, делая его узконаправленным, как луч прожектора. Для этого нам, разумеется, необходимо радиозеркало. Чем больше его размеры, тем острее, уже наш луч, тем дальше мы можем послать радиосигнал. Даже сейчас мы в состоянии послать радиосигнал на очень большое расстояние. Самое большое из полностью управляемых ныне существующих радиозеркал находится в обсерватории Джодрел Банк в Англии. Диаметр зеркала — 75 м. Используя такое зеркало и передатчики, аналогичные нашим самым мощным радарным установкам, было бы нетрудно послать сигнал на расстояние 10-20 световых лет, а после некоторых усовершенствований даже достичь дальности примерно в 500 световых лет.

Существенным препятствием для сверхдальней радиосвязи были и остаются помехи в нашей Галактике. Они обусловлены тем, что всевозможные объекты в космическом пространстве — звезды и облака пыли и газов — испускают радиоволны. Однако помехи можно свести практически на нет, если прием радиосигналов вести с помощью большого радиозеркала, «нацеленного» на источник сигналов. Объясняется это двумя причинами. Чем больше радиозеркало, тем больше энергии оно принимает и тем меньше участок неба, с которого она улавливает сигналы. Тем самым большое радиозеркало позволяет резко снизить уровень помех и в то же время увеличить интенсивность сигнала. Таким образом, чем больше радиозеркала передатчика и приемника, тем на большем удалении можно установить связь.

Разумеется, не следует обо всем судить по нашим нынешним меркам. Самые большие радиоантенны, которые могут быть построены на Земле, имеют в диаметре сотни метров. Технические ограничения на размеры связаны главным образом с искажениями, вызываемыми гравитацией, ветрами и колебаниями температуры, которые изменяют форму зеркала, следящего за источником радиоизлучения. Однако все эти ограничения носят временный характер. На Луне или в космическом пространстве можно построить гораздо большие радиозеркала с диаметром в несколько километров. А поскольку мы сами стоим на пороге создания таких радиозеркал, цивилизации, даже немного обогнавшие нас на пути прогресса, без особого труда могли бы также построить их.