Как найти человека в галактике

Поиск жизни в космосе: как, зачем и к чему может привести

4 октября 1957 года в 22:28 по московскому времени мир изменился навсегда. В ту ночь многие жители Земли могли видеть в ясном небе необычный след, а миллионы радиолюбителей в СССР прильнули к радиоприёмникам, с замиранием сердца слушая сигналы «БИП, БИП, БИП» на частоте 40 МГц.

То был запуск первого в истории искусственного спутника ПС-1. Событие стало эпохальным: СССР получал единодушные поздравления из всех стран мира. Словно бы человечество на миг объединилось, и не было социализма и капитализма, дипломатических конфликтов и военных альянсов.

Дальше американцы, разумеется, осознали, что начинается новая гонка — на этот раз космическая. И в 1958 году правительство США создало National Aeronautics and Space Administration — сокращённо NASA. Но пока человечество соревновалось, кто первым выйдет в открытый космос (Леонов) или высадится на Луне (Армстронг), почти у всех возникал вопрос: если мы мечтаем о космических путешествиях и колонизации неизвестных планет, то может быть, мы всё-таки не одиноки во Вселенной? И где-то в сотнях световых лет есть и другие цивилизации, которые уже научились путешествовать и ищут нас?

Давайте посмотрим в статье, что человечество уже предпринимало для обнаружения внеземных форм жизни, что из этого получилось и пофантазируем, что будет, если мы всё-таки найдём инопланетян.

---

Начать хочется со слов великого фантаста Рэя Бредбери, которые он написал после запуска искусственного спутника ПС-1:

В ту ночь, когда Спутник впервые прочертил небо, я глядел вверх и думал о предопределённости будущего. Ведь тот маленький огонёк, стремительно двигающийся от края и до края неба, был будущим всего человечества. Я знал, что хотя русские и прекрасны в своих начинаниях, мы скоро последуем за ними и займём надлежащее место в небе. 

Тот огонёк в небе сделал человечество бессмертным. Земля всё равно, не могла бы оставаться нашим пристанищем вечно, потому что однажды её может ожидать смерть от холода или перегрева. Человечеству было предписано стать бессмертным, и тот огонёк в небе надо мной был первым бликом бессмертия.

Как люди искали пришельцев

В 1959 году появилась общая программа SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence), которая пыталась найти следы инопланетной формы жизни. А вслед за ней — METI (Messaging to Extraterrestrial Intelligence). Это другой параллельный подход, в котором человечество не ищет, а пытается передавать послания пришельцам. Посмотрим, как развивались события и к чему человечеству пришло за 60 с лишним лет. 

SETI — Поиск внеземного разума

Конечно, есть так называемая теория палеоконтакта, согласно которой пришельцы уже много раз вступали с человечеством в контакт. В качестве аргументов приводятся некоторые наскальные изображения, каменные таблички и фрески, на которых наши праотцы якобы изображали пришельцев. Например, рисунки в долине Валь-Камоники (Италия), которые начали рисовать ещё с неолита (5500-3300 гг. до н.э.) и продолжали вплоть до Железного века (примерно 1-е тысячелетие до н.э). Получились довольно симпатичные комиксы.

Другой пример — это знаменитые Абидосские иероглифы, обнаруженные в одном из залов поминального храма фараона Сети I. Некоторые «уфологи» поспешили принять их за изображения вертолёта, подводной лодки, дирижабля и планера. Однако экспертиза показала, что это совсем не изображения. Просто сначала Сети I повелел написать одно, а когда он умер — его сын Рамсес II повелел заштукатурить старую писанину про отца и написать уже про себя любимого. Со временем штукатурка обвалилась, и появились такие странные рисунки. 

Подобных исторических примеров очень много. Чаще всего объяснения им вполне прозаичное, но многие конспирологи успешно используют их для объяснения своих псевдонаучных теорий. Не будем уподобляться им и поговорим о более задокументированном подходе.

Всё началось в 1959 году, когда в старейшем научно-популярном журнале Nature вышла статья астрофизиков Джузеппе Коккони и Филиппа Морриса Searching for Interstellar Communications. Авторы предположили, что радиотехнологии дают человечеству возможность и принимать, и передавать сообщения, которые может расшифровать достаточно развитая цивилизация. При этом радиоволны распространяются с максимально возможной скоростью света, что позволяет компенсировать огромные расстояния. Но на какой частоте должна вестись передача мощными радиотелескопами? 

Была предложена частота 1420 МГц, потому что она эквивалентна длине волны света 21 см, которую излучает атом водорода при переходе из возбуждённого в стабильное состояние. А так как водород — самый распространённый элемент во Вселенной (более половины массы межзвёздного вещества), то и шансы на успех несколько повышаются, за счёт снижения уровня помех радиоспектра. Астрономы даже называют частоту 1420 МГц радиолинией нейтрального водорода, и выбрали ее как универсальную величину для поиска внеземных цивилизаций. 

В 1960 году на сцене появляется один из главных вдохновителей и участников SETI — астроном Фрэнк Дональд Дрейк. Он инициировал проект «Озма», названный в честь принцессы, из книг Фрэнка Баума про страну Оз. Цель: использовать радиотелескоп «Тател», построенный в 1959 году в лаборатории «Грин Бэнк» в Западной Вирджинии, и получить сигналы от планет Тау Кита и Эпсилон Эридана. 

Обе звезды находятся на относительно небольших расстояниях 12 и 10,5 световых лет соответственно, и наиболее приближены по конфигурации к нашему Солнцу. Логично, что если в их районе есть жизнь, то обнаружить ее будет проще, чем в более отдалённых системах. За четыре месяца записали 150 часов радиосигналов, однако никаких следов внеземных сигналов не обнаружили. Были и курьёзы: 8 апреля 1960 года на записи появился неожиданный сигнал, который на поверку оказался пролетающим самолётом. 

К слову, был проведён ещё второй эксперимент, названный «Озма II», в той же обсерватории Грин Бэнк под руководством учёных Бенджамина Цукермана и Патрика Палмера. В ходе работ, продолжавшихся с 1973 по 1976 год, было исследовано уже более 650 ближайших звёзд, однако тоже ничего не обнаружили.

Большая часть финансирования шла из частных средств, чего было явно недостаточно. В 1971 году НАСА решило взяться за дело всерьёз и запустило проект «Циклоп». В научно-исследовательском центре НАСА в Маунтин Вью, группа учёных, возглавляемая Бернардом Оливером, разрабатывала идею интегрированной сети из 1500 радиотелескопов, которые бы были плотно установлены на участке диаметром 16 км и непрерывно сканировали космическое пространство в радиусе 1000 световых лет. Это позволило бы охватить не менее миллиона солнцеподобных звезд, в системах которых могла быть жизнь.

Проект «Циклоп» оценивали в 10 млрд долларов, а реализовать его должны были в течение 20 лет. Однако он так и остался на бумаге — слишком уж велики были затраты, которые лучше было пустить на изучение Луны или Марса. Однако были и интересные выводы: например, учёные предположили, что не стоит зацикливаться на частоте 1420 МГц, а рассмотреть еще частоту 1,662 МГц, соответствующая излучению рассеянных в космосе гидроксилов OH.

Параллельно к исследованию подключился университет Огайо, который в 1970-х годах тоже искал признаки внеземной жизни. И неожиданно 15 августа 1977 местный радиотелескоп «Большое ухо» зафиксировал сильный радиосигнал на рабочей частоте 1420 МГц, зарезервированной в радиодиапазоне США. То есть это не мог быть какой-то земной объект. 

Ширина сигнала составляла не более 10 кГц и длилась порядка 72 секунд. Дело в том, что телескоп был статичным, и сканировал пространство за счёт вращения Земли. С учётом угловой скорости этого вращения и ограниченной ширины зоны приёма антенны определённая точка небосвода могла наблюдаться в течение как раз 72 секунд. Предполагаемое направление —  созвездие Стрельца.

Однако дальнейшие попытки обнаружить ещё раз этот сигнал, который вся мировая пресса назвала «Wow!», не увенчались успехом. Ни на следующий день, ни на протяжении ещё 2-х десятилетий. Что это было, до сих пор остаётся загадкой. Предполагают, что это след кометы 266P/Christensen. Однако тогда бы сигнал всё равно пеленговали бы на следующий день, с небольшим смещением. Так что вопрос остаётся открытым.   

В 80-е годы SETI столкнулась с недостатком финансирования государства (что ни удивительно — результатов не было), и астрономы-энтузиасты решили сосредоточиться на частном финансировании. В 1984 году появился SETI Institute — некоммерческая организация, полностью свободная от налогов, на базе исследовательского центра в Маунтин Вью. В 1995 году институт запустил масштабный проект «Феникс», целью которого было масштабное исследование звёзд, похожих на Солнце. Возглавила проект астроном Джилл Картер. Работы начались в феврале 1995 года и изначально задействовали два мощных радиотелескопа:

• В лаборатории Паркса (Австралия), крупнейший в южном полушарии, с диаметром антенны 64 метра. Запущен в работу в 1961 году и стал одним из трех радиотелескопов, которые приняли сигнал с Луны от команды Нила Армстронга в 1969 году и транслировали телевизионную картинку;

• Уже известный нам радиотелескоп Грин Бэнк, который астроном-первопроходец Дрейк использовал в первом SETI проекте «Озма». Правда, его диаметр значительно увеличили с 26 до 100 метров — он исследовал северное полушарие. 

Позже к участию также привлекли телескоп Аресибо (Пуэрто-Рико), про который мы ещё поговорим ниже. 

К 2004 году было просканировано более 800 звёзд в радиусе 200 световых лет. Причём исследования не ограничивались частотой 1420 МГц, а велись в диапазоне от 1000 до 3000 МГц. Но к сожалению, никаких результатов также получить не удалось. 

Тогда SETI-Institute понял, что нужно расширяться ещё больше. Для этого он совместно с Калифорнийским университетом в Беркли построил на частные средства радиотелескоп Allen Telescope Array. Он представляет собой 42 спутниковых антенны по 6 метров в диаметре каждая, расположенных в горах к северо-востоку от Сан-Франциско. И дополнительно к исследованиям привлекались мощные орбитальные телескопы, такие как «Кеплер», «Хаббл», «Спитцер» и «Гершель».

Но чтобы обрабатывать такой огромный массив данных, нужны были серьёзные вычислительные мощности. И чтобы решить проблему дополнительно финансирования, родилась идея проекта SETI@home. Суть в том, что есть добровольцы, домашние компьютеры которых не всегда задействуются на 100%. Они устанавливают специальную программу, получают часть данных из Интернета, обрабатывают их и передают результаты обратно по сети. 

Проект запустили в 2000-м году, и он успешно просуществовал вплоть до 2020 года. За это время в нём приняли участие порядка 1,8 млн пользователей и помогли обработать колоссальный объём данных, с чем не справился бы ни один суперкомпьютер того времени. За это время было найдено несколько «интересных» сигналов: например, в 2003 году SHGb02+14a, а в 2012 году — сигнал от экзопланеты KOI-817. Однако всё это больше напоминало случайные космические шумы, и за 60 лет SETI не зафиксировал осмысленных сообщений из серии: «Мы вас видим — скоро увидимся!». Как сказал астроном Питер Бэкус: «Судя по всему, если у нас и есть соседи, то они очень тихие».

Кстати, в СССР тоже старались не отставать от западных коллег. И в 1966 году появилась «Специальная астрофизическая обсерватория», которая должна была заниматься фундаментальными исследованиями космоса. В частности, поиском сигналов от внеземных цивилизаций. Для этого в 1974 году завершили строительство самого большого радиотелескопа в мире — РАТАН-600, с диаметром кольцевой антенны 576 метров. Однако даже на этом уникальном аппарате зафиксировать инопланетных сигналов не удалось.

METI — Послания внеземному разуму

Но, кроме активного поиска радиосигналов, люди логично полагали, что для того, чтобы дверь открыли, в неё нужно для начала постучаться. Поэтому предпринимались многочисленные попытки отправить послания братьям по разуму.

Первое официальное сообщение внеземным цивилизациям было отправлено 19 ноября 1962 году из Центра Дальней Космической Связи неподалёку от Евпатории. Сама станция представляла собой две площадки: первая — в районе села Витино (приёмная), вторая — в районе пос. Заозёрное (передающая). Между площадками было около 10 км, чтобы мощное передающее оборудование не влияло на чувствительный приёмник. Для передачи и приёма использовались антенны АДУ-1000.

Послание состояло из трёх слов: «Мир, Ленин, СССР», отправленных азбукой Морзе в сторону поверхности Венеры, чтобы проверить возможности установки (но понятно, что сообщение могут увидеть и внеземные формы жизни). Длина волны составляла 39 см. С момента отправки сообщения до момента приёма отражённого сигнала прошло 4 минуты 32,7 секунды.  Сейчас это самое старое сообщение, по расчётам учёных, движется в сторону звезды HD 131336 в созвездии Весов, и достигнет его примерно через 750 лет. 

Следующее межгалактическое послание было отправлено спустя 12 лет, 16 ноября 1974 года из обсерватории Аресибо (Пуэрто-Рико), про которую мы уже говорили выше. Сообщение с длиной волны 12,6 см было направлено в сторону звёздного скопления в созвездии Геркулеса, находящегося на расстоянии около 25 000 световых лет от Земли. Оно длилось 169 секунд и содержало следующую информацию в матричном представлении:

• Числа от одного до десяти в двоичной системе.

• Атомные числа водорода, углерода, азота, кислорода и фосфора.

• Молекулярные формулы дезоксирибозы, фосфата и азотистых оснований — нуклеотидов ДНК.

• Количество пар нуклеотидов в геноме человека  — число 4 294 441 822.

• Информация о среднем росте человека (176,4 см) и популяции (4,2 млрд. на момент отправки).

• Информация о количестве планет в Солнечной системе (Солнце и 9 планет), а также адресе отправки — 3-я планета, Земля.

• Диаметр передающей антенны.

Авторы сообщения: хорошо уже знакомый нам Франк Дрейк и его коллега — Карл Саган, популяризатор SETI и METI, астрофизик и писатель. Многие учёные подвергли критике сложность и форму передачи сообщений, однако вряд ли кто-то воспринимал его всерьёз — 25 000 лет человечество вряд ли будет ждать. Скорее это сообщение, как и в случае советских учёных, проверяло технические возможности станции. 

Следующие осознанные радиосообщения были отправлены спустя 25 лет, в 1999 году, из уже знакомого нам Центра Дальней Космической Связи в Евпатории. Это были целые серии сообщений (т.н. Cosmic Call), направленные к разным звёздам, на которых потенциально могла быть жизнь по тем или иным признакам. Структура сообщений было подобна сообщения из Аресибо, но содержала намного больше информации: например, по астрономии, биологии и географии, а также короткие приветственные послания разных жителей. Расчётное время доставки сообщений — от 30 до 70 лет, в зависимости от расстояния до звёзд. Остаётся только ждать.

Но помимо радиосообщений, человечество решило передать что-то более вещественное. Поэтому когда в 1972 году НАСА запустил аппарат «Пионер-10», а в 1974 году — «Пионер-11», для изучения Юпитера и Сатурна, к ним решили прикрепить специальные пластинки из анодированного алюминия с посланиями. Выглядело это примерно так:

Кроме очевидных изображений мужчины и женщины на фоне аппарата, на ней также были показаны:

• состояния атома водорода — причём расстояние между ядрами равнялось 21 см (длина волны универсального радиосигнала для общения). И это же число является масштабной линейкой для нахождения других линейных величин на пластинке.

• расположение планет Солнечной системы с маршрутом «Пионера»;

• хитрая карта, которая позволяет вычислить расположение Земли и время запуска. Правда, большая часть обычных ученых, которая критиковала послание, не смогла этого сделать 🙂

Сейчас аппарат «Пионер-10» продолжает двигаться в сторону Альдебарана, и если с ним ничего не случится, то эти послания попадут к звезде примерно через 2 млн лет. 

В целом, проблема пластинок «Пионера» заключалась в том, что на минимально возможной площади пытались уместить очень много информации. Из-за этого их читаемость терялась, что прекрасно понимали их авторы — все те же Карл Саган и Фрэнк Дрейк. Поэтому когда в 1977 году НАСА запустило знаменитые «Вояджеры», то снова обратилось к ним, и те вышли из ситуации более оригинально.

Для послания изготовили граммофонную пластинку, которую покрыли золотом, чтобы предотвратить эрозию под воздействием космической пыли. По сути, альтернативы на тот момент не было — никакая магнитная лента не выдержит воздействия космической радиации, равно как и микрофильм. На пластинку записали: 

• приветствия на 55 языках, в том числе на древних шумерском, хеттском и арамейском; 

• 27 музыкальных произведений, включая этническую музыку разных народов, классику (Бетховен, Моцарт, Бах, Стравинский), джаз в исполнении Луи Армстронга и зажигательный рок-н-ролл Чака Берри;

• набор разных звуков, таких как человеческие голоса, шаги, журчание воды, смех ребёнка и так далее;

• 116 изображений, которые закодированы на звуковых дорожках. По сути, создатели превратили пластинку в своеобразную дискету с аудио и фотоматериалами. Подробнее как это делалось, можете прочитать тут.  

А чтобы всё это можно было расшифровать, её поместили в алюминиевый футляр и внутрь вложили ещё одну пластину с инструкцией, как воспроизвести пластинку, и граммофонную иглу. Вот как это выглядело:

На текущий момент «Вояджеры» уже давно покинули пределы Солнечной системы. Но, как ни странно, с ними до сих пор есть связь — например, в ноябре 2017 года двигатели «Вояджера-1» были успешно запущены после 37 лет простоя. Это нужно было сделать для корректировки ориентации антенны на Землю. Ожидается, что связь с ним пропадёт только к 2030 году, когда распад радиоизотопного элемента станет слишком значительным, и мощности не хватит для поддержания модуля связи.

На самом деле «Вояджеры» стали идеальными почтальонами, потому что изначально предназначались для исследования отдалённых планет Солнечной системы. Спустя 45 лет они продолжают свой полёт и, возможно, всё-таки найдут своего адресата. На сайте НАСА можно посмотреть местоположение аппаратов в реальном времени.

Парадокс Ферми и уравнение Дрейка

Шёл 1950 год, и жарким летом в кафетерии Лос-Аламосской лаборатории, в которой до этого разработали атомную бомбу, собрались трое учёных: Эдвард Теллер, Эмиль Конопински и Герберт Йорк. В какой-то момент к ним подсел один странноватого вида человек, по совместительству Нобелевский лауреат по имени Энрико Ферми. За столом начался спор по поводу того, есть ли жизнь во Вселенной, кроме нашей. Поначалу шутливый разговор стал более серьёзным.

И в этот момент Ферми сформулировал простой и ясный вопрос — передадим суть разговора: «В радиусе 100 световых лет есть множество планет, пригодных для жизни в нашем понимании. А нашей Вселенной уже 14 млрд лет, и за это время в ближайшем пространстве должна была появиться хотя бы одна высокоразвитая цивилизация, которая как-то проявила бы себя. Например, радиосигналами, которые мы можем улавливать, или отправила бы зонды или корабли, видимые нами в телескопы. Но если инопланетяне существуют, чего же мы их не видим?». Этот вопрос вошёл в историю как парадокс Ферми, и до сих пор многими воспринимается весомым аргументом в спорах о поиске внеземной жизни.

Но с этим были согласны не все. Самыми ярыми противниками этого утверждения стали наши старые знакомые-астрономы: Карл Саган и Фрэнк Дрейк. Последний в 1960 году даже вывел специальное уравнение, которое позволяет оценить количество внеземных цивилизаций, готовых по уровню развития вступить с нами в контакт прямо сейчас. Вот как оно выглядит:

Хотя на самом деле уравнение имеет пока достаточно малое практическое применение — по сути современный уровень развития науки позволяет более-менее точно знать только величины R (количество звёзд, образующихся в Галактике) и fp (доля звёзд, которые обладают планетами). Все остальные параметры стали предметом ожесточённых споров как сторонников SETI и METI, так и их противников. Вот какие цифры подставлялись, чтобы обосновать, что есть N=1 цивилизация, готовая к контакту:

Например, Карл Саган считал, что эти цифры занижены, и что N значительно больше 1. Когда с этими математическими выкладками согласились сотни энтузиастов, поиск внеземного разума стал делом решённым — SETI и METI стартовали. И как мы уже видели выше, поиск «успешно» продолжается уже 60 с лишним лет — на него тратятся десятки миллиардов долларов, и многие свято верят, что мы всё-таки неизбежно найдём братьев по разуму. 

Так что же будет дальше

Но несмотря ни на что, человечество не сдаётся: возможно, инопланетяне могут общаться с нами посредством лазерных сигналов (так называемое FSO — free-space optics), на совсем других частотах радиосигналов или ещё другими, малоизученными современной наукой способами. Поэтому мы продолжаем изучать и собирать данные.

Например, 25 декабря 2021 году был успешно запущен очередной супер телескоп «Джеймс Уэбб» — самый современный на сегодняшний день. Он способен обнаруживать относительно холодные экзопланеты с температурой поверхности до 300 К (что соответствует средней температуре на Земле) в радиусе 15 световых лет, наблюдать за планетами-карликами с массой менее 0,3 от массы Юпитера, изучать водные миры на спутниках планет-гигантов и многое другое. Стоимость проекта — 10 млрд долларов, которые выделили космические агентства 17 стран мира.

А 18 апреля 2018 года на орбиту был выведен телескоп TESS, при помощи ракетоносителя Falcon 9 компании SpaceX. За 4 года исследований телескоп уже нашёл около сотни подтверждённых экзопланет, на которых возможно зарождение жизни. Другими словами, массив данных о космическом пространстве с каждым годом все возрастает, и все верят в успех программы SETI. Пожелаем человечеству удачи.

Но давайте посмотрим на это ещё с другой, более фантастической стороны: а что же будет, если мы всё-таки найдём инопланетян и установим с ними контакт? И тут уместно замечание Стивена Хокинга, который допускал внеземную форму жизни, однако предостерегал от встречи с ней.

Допустим, что нас обнаружили и прилетели «на огонёк». Очевидно, что эта цивилизация сможет преодолевать огромные космические расстояния и по уровню развития будет сильно опережать человечество. Но кто сказал, что они такие уж миролюбивые? Обратимся к истории, когда Колумб высадился в Америке и нашёл там аборигенов. Продвинутые конкистадоры за какие-нибудь пару сотен лет активного мародёрства сумели поживиться ценными ресурсами, заодно убив тысячи местных жителей. А защититься копьями и стрелами против армии с мушкетами и пушками было невозможно. Так может, нас ожидает такая же участь? И успех программ SETI и METI просто выпустит джинна, которого мы не сможем остановить?

На тему контакта с пришельцами есть огромное множество научно-фантастических произведений. Например, такие романы, как «Война миров» Герберта Уэллса (как раз про агрессивный контакт, которого боялся Хокинг) и «Глас Господа» Станислава Лема (потрясающая книга, сюжет которой построен на программе SETI). Или фильмы, среди которых особенно выделим «Контакт» Роберта Земекиса — снятого, кстати, по одноимённому произведению Карла Сагана. 

Но сколько бы хитроумных сюжетов не придумали фантасты, есть ещё и другая мысль, более прозаичная, на которой книгу не построить. А может быть, инопланетяне уже давно нас заметили? Но посмотрев на то, как мы столетиями истребляем друг друга ради ресурсов, а не выживания, решили игнорировать таких соседей. И возможно, отсутствие контактов с инопланетянами — это лучшее доказательство того, что внеземной разум всё-таки существует?

Делитесь в комментариях, что вы думаете по поводу внеземного разума: стоит ли человечеству стараться дальше или пора остановиться, от греха подальше?

---

НЛО прилетело и оставило здесь промокод для читателей нашего блога:

— 15% на все тарифы VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS.

Об этом мы спросили ведущего научного сотрудника лаборатории внегалактической астрофизики и космологии Специальной астрофизической обсерватории Российской академии наук Дмитрия Макарова.

Дмитрий Игоревич, помните: в Тентуре, налево от Большой Медведицы… Правильный ли адрес землян в Галактике дал Георгий Данелия в фильме “Кин-дза-дза!”? А еще там наших пацаков упрекали за незнание порядкового номера Земли: “Номер твоей планеты, балда, любой планетарий за два чатла выдаст”.

Дмитрий Макаров: Сегодня этот номер известен каждому школьнику. Конечно, если он не ловил ворон на уроках. Земля – третья планета от Солнца. Ближе к светилу только Меркурий и Венера, а дальше Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Ну и Плутон, который недавно разжаловали из планет. Теперь он считается одним из самых крупных объектов пояса Койпера. Это область, в которой “обитают” кометы. Они состоят из камней и льда, и у них короткий период обращения – меньше 200 лет. Знаменитая комета Галлея родом оттуда, она посещает нас каждые 76 лет. Еще дальше облако Оорта. Здесь летают в пустоте обломки, не пригодившиеся для строительства Солнечной системы. Это облако поставляет нам кометы с периодом в тысячи лет. Например, комета Хейла-Боппа. Мы стали свидетелями ее пришествия в 1997 году. Яркая голова кометы с огромным, на полнеба светящимся хвостом запомнилась многим. Заметьте, никаких особенных бед с землянами не случилось, хотя астрологи и прочие колдуны чего только не сулили. Комета вернется через 4 тысячи лет, так что кто пропустил, тот пропустил. Вот, собственно, первые точки нашего космического адреса. Землю назовем условно квартирой. А Солнечную систему со всеми ее планетами, спутниками и кометами – улицей.

Тогда что мы назовем городом?

Дмитрий Макаров: Галактику Млечный Путь. На Руси ее называли Птичий путь или Гусиная дорога. Если хотите понять, как наша галактика выглядит со стороны, посмотрите на фотографии туманности Андромеды. Она очень похожа. Ее можно разглядеть на ночном небе даже невооруженным глазом, как светлое пятно. А в телескопе открывается поистине потрясающее зрелище – гигантский звездный диск с закручивающимися по спирали рукавами. В нем мириады солнц. Так вот наш Млечный Путь выглядит ничуть не хуже. В нем от 200 до 400 миллиардов светил.

Где мы в этом скопище звезд?

Дмитрий Макаров: В одном из рукавов спирали. Он называется рукав Ориона. Солнечная система находится не на самой периферии, но в провинции – точно. От нас до центра галактики порядка 27 тысяч световых лет (Световой год – расстояние, которое свет, движущийся со скоростью 300 000 км в секунду, проходит за год). Величины настолько запредельные, что человеку сложно их осознать. К ядру галактики концентрация звезд становится все выше и выше. Это прекрасный сверкающий огнями мегаполис, а в самом центре зияет сверхмассивная черная дыра. Яркая полоса из звезд на ночном небе, которую мы называем Млечный Путь, это ребро галактического диска. Если бы Солнце располагалось чуть выше плоскости диска, мы любовались бы галактической спиралью во всей ее красе вместе с рукавами и загадочным ядром. Но мы как бы в лесу, и у нас пока нет возможности над ним подняться. Центр галактики от нас скрыт, его закрывают темные облака космической пыли, и только инфракрасный свет “пробивается” через эти области. Пыль не позволяет нам разглядеть грандиозное зрелище: сияющий эллипсоид ядра с бесчисленным количеством звезд. Будь он виден, он занимал бы в небе площадь более ста лун. Впрочем, жалеть не о чем. Земля находится в спокойном месте. Тут сотни миллионов, а может, и миллиардов лет не было никаких масштабных катаклизмов. Иначе наша хрупкая жизнь не смогла бы зародиться.

А дальше какая строка в нашем космическом адресе?

Дмитрий Макаров: Местная группа галактик. В нее входят Млечный Путь, туманность Андромеды (М31), галактика Треугольника (М33) и их спутники. Спутники – тоже галактики, но карликовые, они вращаются вокруг больших. Представьте, вся Вселенная расширяется, а Местная группа держится вместе. Ее связывает единое гравитационное поле. Следующая иерархическая структура – сверхскопление Девы. Его протяженность порядка 200 миллионов световых лет. Это невообразимое расстояние. Сверхскопление содержит десятки тысяч галактик, в них сотни миллиардов звездных систем. И вот здесь мы, безусловно, на самой окраине. Галактики как жемчужины “нанизаны” на нити или волокна, между которыми бескрайние пустоты с очень низкой плотностью материи – войды. По сути, наша Вселенная – это огромные войды, переплетающиеся галактическими нитями.

Похоже на паутину?

Дмитрий Макаров: Похоже, но и это еще не самое большое образование. Сверхскопление Девы является частью галактической структуры Ланиакеа. С гавайского языка это слово переводится как “небеса необъятные” в честь полинезийских мореходов, которые ориентировались по звездам в Тихом океане. Эта структура диаметром 520 миллионов световых лет содержит гигантское количество галактик. Продолжив наши ассоциации, Ланиакею можно назвать страной. Если вы скажете: “Я живу в Ланиакее”, то ничуть не погрешите против истины. Астрономы определили наше место в ней, и да, мы и здесь умудрились угнездиться на периферии.

В Ланиакее астрономы обнаружили поразительное явление. Внутри нее скопления галактик куда-то движутся. По большому счету, они, конечно, разлетаются, но гравитация формирует частные космические течения, и мы их наблюдаем. Астрономы долго не могли понять, почему существуют эти потоки. Что стягивает звезды нашей части Вселенной?

Наша планета со скоростью 600 километров в секунду “падает” к Великому Аттрактору

Гравитационную аномалию назвали Великим Аттрактором. Область, куда “падают” миры, закрыта от нас пылью. Ее окрестности – неспокойное место, там “живут” древние галактики, которые то и дело сталкиваются. Раньше ученые предполагали, что галактическое течение вызвано чем-то, что лежит далеко позади Аттрактора. Возможно, что за ним скрывается невероятное количество темной материи. Но сегодня считается, что Аттрактор – это колоссальная концентрация галактик, поэтому она и действует как гравитационная яма.

Земля тоже движется к Великому Аттрактору?

Дмитрий Макаров: Конечно. Все, что есть в Ланиакее, “падает” к Великому Аттрактору. В том числе и наша маленькая Земля. Причем с достаточно высокой скоростью – около 600 километров секунду. Но расстояния во Вселенной так велики, что в запасе у землян миллиарды и миллиарды лет.

Где же место человека в грандиозной Вселенной?

Дмитрий Макаров: Наш космический адрес определен достаточно точно. Планета Земля, Солнечная система, рукав Ориона, галактика Млечный путь, Местная группа галактик, сверхскопление Девы, Ланиакеа. Мы живем в иерархической Вселенной, и таких структур, как Ланиакеа, в космосе много. Где заканчивается эта колоссальная иерархия и заканчивается ли она, неизвестно.

Но удивительно даже не то, что мы так малы, а то, что мы способны это осознавать.

Читайте еще

Чем занимается специальная астрофизическая обсерватория РАН, можно узнать на ее сайте www.sao.ru.

Часть 1. Контакт с людьми с другой планеты, которая находится в нашей галактике

Конец ознакомительного фрагмента.

Как люди узнали, что есть другие галактики

Пространство – это одна из тех вещей, о которой мы знаем очень мало. Однако, человечество всегда было маленькими исследователями, которые никогда не оставляют без ответа никакого вопроса. За многие годы ученые смогли раскрыть тайны вселенной и узнать, что галактики – это не просто сгусток звезд, а на самом деле совершенно независимые космические объекты.

Как ученые начали исследовать галактики?

В 1920 году небесный ученый Эдвард Хаббл начал исследовать галактики. Его наблюдения помогли ему выяснить, что туманности – это на самом деле другие галактики, которые находятся на огромном расстоянии от нас. Он установил, что некоторые галактики движутся в сторону нас, а другие движутся в противоположном направлении.

Кроме того, в 1929 году Хаббл открыл закон движения галактик от нас – чем дальше галактика от нас, тем быстрее она движется. Этот закон привел Хаббла к выводу о расширении Вселенной.

Когда ученые ознакомились с концепцией галактик?

В концепцию галактик ученые начали верить только в XX веке. На протяжении долгого времени небесные объекты считались просто звездами и планетами. Их система расположения при этом не была описана. Однако, современная картинка галактикам как системе, существовала еще в Античности. На протяжении многих лет купол небосвода связывался с идеей свода небес, который окружает нашу планету со всех сторон, а на него были нанесены звезды-точки.

Каким образом ученые могут изучать галактики в настоящее время?

В настоящее время ученые могут изучить галактики только с помощью телескопов. На протяжении многих лет научное сообщество использовало земные телескопы, чтобы изучать космические объекты. Однако, их работа ограничена атмосферными условиями Земли. После запуска в космос первого телескопа, Хаббл, области наблюдения стали экспоненциально увеличиваться, позволяя ученым увидеть и изучить галактики с невиданной точностью.

Вывод

Таким образом, ученые уже не заигрывают галактики на земле или в атмосфере планет – теперь они используют телескопы, чтобы наблюдать и изучать те галактики, которые находятся на огромном расстоянии от нас. Современные ученые позволяют нам более точно узнать о мире и его объектах, таких как галактики, и мы можем только надеяться, что в будущем наши знания будут продолжать расти

Как люди узнали, что есть другие галактики

Человечество всегда интересовалась небом и вселенной. Многие звезды и группы звезд, которые мы видим на ночном небе, имеют имена, которые дали древние астрономы. Один из первых таких ученых был Гиппарх, живший в II веке до нашей эры. Он дал имена многим звездам и создал уникальную каталогизацию для наблюдения их движения.

Тем не менее, до XIX века люди считали, что наше Солнце и все звезды находятся в одной галактике. Конечно, они заметили некоторые различия и аномалии на небе, но никто не мог объяснить их.

Открытие других галактик

В 1917 году астроном Эдвин Хаббл начал использовать телескоп для изучения небесных объектов. Он и его коллеги заметили, что некоторые светящиеся объекты, которые ранее считали звездами, на самом деле имели очень большие расстояния до нас и принадлежали другим галактикам.

Одним из первых объектов, которые Хаббл изучал, была Звезда Андромеды. Он наблюдал за ней, используя телескоп, и заметил, что она имеет необычную форму, а не просто точечное изображение, как большинство звезд, которые он ранее исследовал. Он пришел к выводу, что эта звезда на самом деле находится в другой галактике.

Следующим шагом Хаббла было изучение галактик, которые находятся дальше от нас, чем Звезда Андромеды. С помощью телескопа он наблюдал за многими галактиками и заметил, что все они имеют характерные формы и структуры.

Как работает телескоп

Телескопы играют ключевую роль в изучении космоса. Первые телескопы были простыми оптическими устройствами, которые использовали линзы для увеличения изображений звезд и других объектов. Современные телескопы гораздо более сложны и находятся на орбите, чтобы минимизировать влияние атмосферы Земли на их работу.

Телескоп находится на орбите вокруг Земли, где его можно лучше обслуживать и калибровать. Некоторые известные телескопы, такие как «Хаббл», называются дальневидными телескопами. Они имеют очень большую длину фокуса и очень четкое изображение космических объектов.

Другие способы изучения вселенной

В настоящее время существуют и другие способы изучения космоса, кроме использования телескопов. Одним из таких способов является использование радиотелескопов. В отличие от обычных телескопов, которые излучают и принимают световые волны, радиотелескопы работают с помощью радиоволн.

Другой способ исследования космоса — это использование космических зондов и роботов. Они могут путешествовать в космосе и изучать космические объекты вблизи, а также снимать изображения и передавать их на Землю.

Итог

Люди узнали о существовании других галактик только в начале XX века. Это было возможно благодаря использованию телескопов, которые позволили нам наблюдать за объектами на очень больших расстояниях. Сегодня мы продолжаем изучать космос, используя не только телескопы, но и многие другие научные инструменты и технологии.

• Ученые изучают космос уже более 2000 лет
• Древние астрономы дали имена многим звездам
• До XIX века люди считали, что все звезды находятся в одной галактике
• Эдвин Хаббл изучал небо с помощью телескопа и обнаружил другие галактики
• Современные телескопы работают на орбитах вокруг Земли
• Радиотелескопы и космические зонды также используются для исследования вселенной

Космос — это невероятно интересный и загадочный объект для исследования. Мы продолжаем узнавать все новое об этой необъятной вселенной и можем только гадать, что еще нас ждет впереди.

Как люди узнали, что есть другие галактики

В нашей галактике Млечный Путь находится более 100 миллиардов звезд, но это далеко не единственная галактика в нашей вселенной. На самом деле, в нашей вселенной есть миллиарды других галактик, разных форм и размеров. Но как люди узнали, что они существуют?

Наблюдения с помощью телескопов

В 1610 году Галилео Галилей смотрел в телескоп и увидел четыре спутника Юпитера. Это было первое официальное наблюдение небесного тела, отличного от Земли. С тех пор телескопы стали все более точными и мощными.

В 1750 году астрономом Томасом Ридом была обнаружена галактика Андромеда, самая близкая к нам галактика, находящаяся на расстоянии около 2,5 миллиона световых лет. Он обнаружил ее с помощью телескопа, который сам сделал. Это был прорыв в астрономии, потому что раньше все считали, что Млечный Путь — это все, что есть во Вселенной.

Классификация галактик

В 1924 году американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что наблюдаемые объекты, которые раньше считали звездами, на самом деле являются другими галактиками. Он также заметил, что эти галактики движутся от нас на большие скорости, и что более далекие галактики движутся быстрее, чем ближние.

Хаббл начал классифицировать галактики на основе их форм, размеров и свойств. Он предложил поделить их на три класса:

• Эллиптические галактики, которые имеют форму эллипсоида;
• Спиральные галактики, которые имеют спиральную форму, и содержат пыль и газ, присутствующие в виде армий и дисков;
• Неправильные галактики, которые не имеют определенной формы.

Скопление галактик

Следующим важным открытием стало обнаружение скоплений галактик. Это означает, что галактики не случайно разбросаны во Вселенной, а находятся в областях, где существуют большие скопления гравитационно связанных галактик и других объектов. Скопления галактик объясняются гравитационным взаимодействием между галактиками и холодным газом.

Выводы

Существуют миллиарды галактик в нашей вселенной, и наша земля – всего лишь крошечная точка в этом необъятном пространстве. Благодаря развитию телескопов и новых технологий, астрономы продолжают исследовать Вселенную и открывать все новые факты. Открытие других галактик и скоплений галактик дало нам возможность узнать о том, как работает наша Вселенная, и что ее строительные блоки объединены гравитационными силами.

«Мы – часть этой Вселенной, мы есть в этой Вселенной, и, может быть, это самая главная проблема всего нашего существования. Мы попросту должны понять, где мы находимся и что мы делаем здесь.» — Карл Саган.

После открытия Галактики казалось, что теперь мы все знаем об устройстве Вселенной. Но только казалось…

Во-первых, снова нам как бы не повезло с местом, занимаемым Солнцем и Солнечной системой в Галактике. Дело в том, что мы находимся совсем не в центре Галактики, а примерно на расстоянии в 30 000 световых лет от него. Впрочем, это не так уж плохо, потому что нелегко себе вообразить, каково приходится звездам и планетам вблизи до сих пор загадочного центра Галактики, где, наверное, очень и очень неспокойно. Скорее всего, в центре Галактики не только много массивных звезд и различных источников рентгеновского инфракрасного и радиоизлучения. Быть может, там притаилась и пока дремлет огромная черная дыра?

Во-вторых, пытливым наблюдателям долгое время не давали покоя многочисленные туманные “пятнышки”. Некоторые из них видны невооруженным глазом, но большинство удается рассмотреть лишь в бинокли и телескопы.

Что это? В 1771 году французский астроном Шарль Мессье ( 1730 – 1817) опубликовал список (каталог), содержащий сотню таких объектов. Сделал это Ш. Мессье для того, чтобы охотники за кометами (а Мессье сам был одним из них) не путали бы вновь открываемые кометы с туманными объектами, которые к кометам не имеют никакого отношения.

У. Гершель тоже составил каталог туманностей, но в нем уже было свыше 2500 новых объектов. Среди них, как потом выяснилось, оказались и настоящие туманности из газа и пыли, и звездные скопления, которые, как и туманности, принадлежат нашей Галактике, и, наконец, другие звездные острова – галактики (о чем узнали значительно позже).

Астрономы не сразу поняли, что перед ними далекие звездные системы, похожие или не очень похожие на нашу собственную Галактику. А чтобы убедиться в этом, требовалось решить две главные задачи: доказать, что “кандидаты” в другие галактики находятся далеко за пределами нашей Галактики и действительно состоят из множества звезд, а не представляют собой светлые облака разреженной космической материи в Галактике.

Гершель, которому, напомним, удалось в 1785 году построить первую, весьма приближенную модель Галактики, считал, что среди множества туманностей есть внегалактические звездные туманности. Но решающие открытия были сделаны лишь в ХХ веке. Однако не прямой и широкой была дорога к этим открытиям. Уж слишком неправдоподобным выглядело представление о том, что Вселенная простирается далеко за пределы нашего Млечного Пути.

И даже после того, как Гершель заметил, что некоторые “туманности” состоят из звезд (1785 г.), он на склоне лет своих писал: “Все, что за пределами нашей собственной системы, покрыто мраком неизвестности”. А спустя 70 лет Агнеса Кларк (тоже английский астроном) уверяла: “Можно с уверенностью сказать, что ни один компетентный ученый, располагающий всеми доказательствами, не станет придерживаться мнения, что хотя бы одна туманность является звездной системой, сравнимой по размерам с Млечным Путем…”

Действительность оказалась более интересной. Не успел завершиться XIX век, как появились данные, противоречащие этому приговору. Каковы они? Во-первых, выяснили, что Туманность Андромеды, едва различимая невооруженным глазом (она 5-й звездной величины), по-видимому, состоит из звезд. Во-вторых, по мере вступления в строй все более мощных и совершенных телескопов открывали тысячи новых туманностей и на многих фотографиях обнаруживали, что они напоминают спирали. Они хорошо видны на снимках Туманности Андромеды. А ведь еще в начале XX века астрономы, основываясь на оказавшихся ошибочными определениях расстояний до Туманности Андромеды, считали, что это одна из туманностей нашей Галактики…

Пожалуй, “по-настоящему” (или окончательно) внегалактические туманности (то есть другие галактики) были открыты в 20-х годах XX столетия. В апреле 1920 года в Национальной академии наук США состоялась публичная дискуссия между двумя известными астрономами – Xapлoy Шепли и Гербертом Кертисом. Это был “великий спор” в основном о том, что представляют собой спиральные туманности. Считая, что Туманность Андромеды удалена от нас на расстояние около 500 000 световых лет (в действительности оно составляет 2 300 000 световых лет), Кертис доказывал, что Туманность Андромеды – это другая галактика. Иной точки зрения придерживался Шепли. По его мнению, диаметр нашей Галактики не менее 300 000 световых лет (втрое больше, чем на самом деле) и большинство наблюдаемых туманностей находятся внутри Галактики. Если же внегалактические туманности где-то есть, то они так далеки от нас, что мы их просто не можем увидеть. Спор закончился “вничью”: каждый остался при своем мнении… Одно было очевидным: нужны новые наблюдения туманностей и новые данные о масштабах огромного звездного мира, в котором мы живем.

И вскоре решающее слово было сказано. Его произнес великий американский астроном Эдвин Хаббл (1889-1953), который с помощью 2,5-метрового телескопа получил четкие изображения звезд в трех туманностях. Ими были “туманности” в созвездиях Андромеды, Треугольника и Печи.

Хаббл не только убедительно показал, что внешние части “туманностей” состоят из звезд. Более того: он открыл среди них переменные звезды – цефеиды, которые по праву называют “маяками Вселенной”. Мог ли думать английский любитель астрономии, глухонемой юноша Джон Гудрайк, открывший в 1784 году переменность четвертой по блеску звезды в созвездии Цефея, что им обнаружен не только интереснейший, ныне насчитывающий тысячи объектов, класс пульсирующих звезд – цефеид, но и найден один из ключей от “дверей” бездны мироздания? Но именно так и оказалось, потому что в XX веке цефеиды помогли астрономам определить расстояния до звездных систем (звездных скоплений, галактик), в которых их находили.

Предположив, что цефеиды действительно принадлежат “туманностям” (а не случайно видны на их фоне) и мигают они в других звездных системах точно так, как и в нашей собственной, Хаббл определил расстояния до этих таинственных туманных пятен. Расстояния оказались столь велики, что стало ясно: “туманности” – это огромные звездные системы, расположенные за пределами Галактики. Хабблу принадлежат и другие великие открытия. О некоторых из них вы скоро узнаете. Однако это уже будет рассказ не о “великое споре”, который, наконец, был завершен в середине 20-х годов прошлого века. В последующие годы и десятилетия происходили не менее драматические события. Ведь взору землян открылся удивительный мир галактик, их грандиозных “сообществ” (скоплений и сверхскоплений галактик) и величественная расширяющаяся Вселенная…

Смотрите также:

• Новые разработки ученых: от абсурда до сенсаций →
• Как началось открытие нашей Галактики →
• Космическая машина времени →