Нил Тайсон - Большое космическое путешествие

Если у каждой пары марсианских колонистов будет в среднем по четверо детей, то марсианская популяция сможет удваиваться каждые 30 лет, а через 600 лет достигнет 8 миллионов (небольшие популяции легко разрастаются – считается, что вся исходная популяция австралийских аборигенов происходит всего от 30 человек, переправившихся на континент на плотах из Индонезии около 50 000 лет назад. К моменту прихода европейцев эта популяция выросла как минимум до 300 000, как максимум – до миллиона человек). Если вы опасаетесь, что финансирование марсианской программы может иссякнуть, то следует планировать как раз самодостаточную колонию. Не нужно отправлять астронавтов на Марс, а затем возвращать их на Землю. Колонизация Марса обеспечит нашему виду два шанса вместо одного, и в долгосрочной перспективе наши шансы на выживание также могут удвоиться. Это будет как подстраховка на случай катастрофы, которая может настигнуть нас на Земле: и от климатических катаклизмов, и от столкновения с астероидом, и от неожиданных эпидемий. Кроме того, таким образом можно удвоить шансы когда-нибудь попасть к альфе Центавра. Колонисты могут закладывать новые колонии. Первые слова на Луне были сказаны по-английски не потому, что Англия отправила астронавтов на Луну, а потому, что Англия основала колонию в Северной Америке и представители этой страны полетели на Луну.

Если осмотреться, то Вселенная сама подскажет нам, что делать. Мы живем на крошечной пылинке в огромной Вселенной. Вселенная словно говорит: расселяйтесь, расширяйте среду обитания, так у вас будет больше шансов выжить. Мы живем на планете, усыпанной костями вымерших животных, а возраст нашего вида минимален по сравнению с возрастом всей Вселенной. Мы должны расселиться, пока не вымерли. Нашей космонавтике пока примерно полвека, но мы уже можем посылать космические корабли к другим планетам. Ее нужно использовать максимально разумно, пока она еще есть. Решимся ли мы отправиться в путь или отвернемся от Вселенной? Сейчас мы с вами беседуем об этом на Земле – что само по себе служит предостережением, насколько велика вероятность остаться запертыми на этой планете.

Летом 1969 года я побывал не только у Берлинской стены, но и в Стоунхендже. На тот момент Стоунхенджу было примерно 3870 лет. И он все еще там стоит! Еще я ездил во Флориду, специально чтобы посмотреть на запуск ракеты «Сатурн V», на которой Нил Армстронг, Базз Олдрин и Майкл Коллинз отправились на Луну на «Аполлоне-11». К тому моменту ракеты «Сатурн V» летали к Луне уже на протяжении семи месяцев. Еще через 3,5 года такие лунные запуски «Сатурн V» прекратились. Старт ракеты «Сатурн V» вышел запоминающимся (см. мой снимок на рис. 24.4). Ракета поднималась все выше и выше и выглядела при этом как волшебный меч, за которым тянулся куда более длинный хвост огня. Я никогда не видел ничего подобного. Посмотреть на запуск собрались до миллиона человек. Все наблюдали за запуском в полной тишине, но когда ракета скрылась за высокой пеленой перистых облаков, толпа взорвалась всеобщим ликованием. Освоение космоса – вот чем нам следует заняться.

Рис. 24.4. Взлет Аполлона-11. Снимок предоставлен Дж. Ричардом Готтом

Наш разум наделяет нас большим потенциалом, возможностью колонизировать Галактику и превратиться в сверхцивилизацию, но для большинства разумных видов это, должно быть, недостижимо – либо окажется, что мы особенные, поскольку мы разумны, но до сих пор живем всего на одной планете. Источники энергии, имеющиеся в нашем распоряжении, значительно уступают по мощности нашему Солнцу. Мы не очень могучи и существуем недавно. Но мы разумны, уже многое узнали о Вселенной и о законах, которым она подчиняется – как давно она возникла, когда во Вселенной возникли галактики и звезды. Это ошеломительное достижение, историю которого мы вам здесь и рассказали.

Эта книга, а также лекционный курс, который лег в ее основу, появились в результате труда множества людей. Для начала поблагодарим наших коллег из Принстонского университета, от которых мы так много узнали за долгие годы и которые смогли создать такую плодотворную и доброжелательную атмосферу, в которой нам довелось работать. Особенно благодарим профессора Нету Бакал, сформулировавшую исходную идею, на основе которой и сложилось наше трио.

Благодарим наших студентов, в том числе Каллена Блейка (Cullen Blake), Уэса Колли (Wes Colley), Джули Комерфорд (Julie Comerford), Дэниэла Грина (Daniel Grin), Юнь-Шань Ло (Yeong-Shang Loh), Джастина Шефера (Justin Schafer), Джошуа Шрёдера (Joshua Schroeder), Зака Слепяна (Zack Slepian), Искру Стратеву (Iskra Strateva) и Майкла Фогели (Michael Vogeley). Благодарим Рамина Ашрафа (Ramin Ashraf), Сората Тунгкасири (Sorat Tungkasiri), Паулу Бретт (Paula Brett), Софию Кирхакос Стросс (супругу Майкла) и Кэти Грически (Kathy Gryzeski) за помощь в работе, а также Люси Поллард-Готт (супругу Рича), которая вычитала и отредактировала всю книгу. Благодарим Роберта Дж. Вандербея за то, что поделился некоторыми своими астрофотографиями, а также Ли-Синь Ли за помощь с иллюстрациями. Также благодарим Адама Берроуза (Adam Burrows), Криса Чибу (Chris Chyba), Матиаса Залдарриагу (Matias Zaldarriaga), Роберта Дж. Вандербея и Дона Пейджа (Don Page) за ценные замечания.

В Принстонском университете благодарим нашего выпускающего редактора Марка Беллиса (Mark Bellis), нашего корректора Сида Вестморленда (Cyd Westmoreland), а также нашего редактора Ингрид Гнерлих (Ingrid Gnerlich) за ее беспримерную веру и прозорливость.

Майкл Стросс

Нил Деграсс Тайсон

Дж. Ричард Готт

Допустим, вы находитесь в лаборатории, где частица медленно движется слева направо со скоростью v гораздо ниже с (то есть v << c ). Частица подчиняется законам Ньютона, и если она имеет массу m , то, согласно Ньютону, у нее будет импульс P = mv , направленный вправо. Частица испускает в противоположных направлениях два фотона (один влево, другой вправо), каждый из которых обладает энергией E = h ν 0.Частица теряет энергию в количестве Δ E = 2 h ν 0, равную той энергии, которую «с точки зрения частицы» уносят два фотона. Эйнштейн показал, что импульс фотона равен его энергии, деленной на скорость света c . С точки зрения частицы фотоны уносят равное количество импульса, но в противоположных направлениях. Поэтому общий импульс двух фотонов «с точки зрения частицы» равен нулю. Частица «считает», что находится в покое (по первому постулату Эйнштейна), и испускает два одинаковых фотона в противоположных направлениях. По соображениям симметрии, если находящаяся в покое частица испускает два равночастотных фотона в противоположных направлениях, то она и остается в покое. Мировая линия частицы остается прямой – скорость ее не меняется (см. рис. 18.4).