Что такое цивилизация в астрономии
Скорее всего, галактическая цивилизация найдётся в центре Млечного Пути
Целимся в центр
Млечному Пути уже 13 миллиардов лет. Некоторые из старейших звёзд нашей Галактики родились почти в самом начале существования Вселенной. И за всё это неизмеримое время нам известна минимум одна технологически развитая цивилизация – наша.
Но если Галактика такая старая, и мы знаем, что она способна порождать жизнь, почему же мы больше ни от кого не получаем весточек? Если какая-нибудь цивилизация появилась бы в Галактике раньше нас всего на 0,1% от возраста последней, они бы опережали нас на миллионы лет – и, вероятно, развились бы куда как сильнее нас. Если мы уже почти готовы заселять другие планеты, не должен ли Млечный Путь кишеть внеземными космическими кораблями и колониями?
Возможно. Но, вероятно, мы просто не там ищем. Недавние компьютерные симуляции Джейсона Райта с коллегами говорят о том, что лучше всего искать освоившие космос цивилизации в центре Галактики. Этот регион остаётся относительно малоисследованным проектами по поиску внеземной жизни.
Анимация симуляции заселения галактики. Белые точки – незаселённые звёзды, фиолетовые – заселённые. Белые кубики – корабли в полёте. Спиральная структура заселения образуется из-за движения звёзд в галактике. После достижения центра скорость колонизации радикально возрастает.
Перемешивание
Старые математические модели колонизации космоса пытались подсчитать время, которое цивилизация потратит на распространение по всему Млечному Пути. Учитывая размер Галактики, полномасштабное заселение займёт больше времени, чем она существует. Однако уникальность новой симуляции заключается в учёте движения звёзд в Галактике. Млечный Путь не статичен, как считалось в старых моделях – это крутящаяся и перемешивающаяся масса звёзд. Летательные аппараты колонистов и зонды должны перемещаться между звёздами, которые в свою очередь также перемещаются. Из новой симуляции становится видно, что движение звёзд помогает колонизировать Галактику, внося эффект растворения в процесс распространения цивилизации.
Симуляция основана на предыдущем исследовании Джонатана Кэрролла-Нелленбека с коллегами, предполагавшего, что гипотетическая цивилизация могла бы распространяться внутри динамической Галактики на досветовых скоростях. В симуляции предполагается, что корабли цивилизации движутся со скоростями, сравнимыми с тем, на что способны наши летательные аппараты (около 30 км/с). Когда в симуляции корабль прибывает в обитаемый мир, он считается колонией, и уже сам может запускать новые корабли каждые 100 000 лет, если в пределах досягаемости находится незаселённый мир. В симуляции максимальное расстояние для полёта космического корабля составляет 10 световых лет, а длительность полёта – 300 000 лет. Технология виртуальной колонии должна существовать 100 млн лет перед тем, как угаснуть, однако у неё существует вероятность обзавестись новыми поселенцами, если в пределах досягаемости появится другая колония.
Результат получился совершенно другим. Вращение звёзд в Галактике создаёт «фронт» колонизационной волны. Когда он достигает ядра Галактики, тамошняя плотность звёзд резко увеличивает скорость колонизации. Даже с консервативными ограничениями на скорость космических кораблей большую часть Галактики можно заселить менее чем за миллиард лет.
В прямой видимости
Результаты симуляции поддерживают уже сделанное ранее предложение Вишала Гаджара с коллегами, считавшими, что признаки жизни нужно искать в центре Галактики. Эту область можно не только быстро колонизировать, но и эффективно сканировать в поисках технологий. Галактический центр находится у нас в прямой видимости, и это самый плотный по количеству звёзд участок. Кроме того, поскольку Галактика формировалась изнутри наружу, самые старые планеты находятся в её центре – а, значит, у них было больше времени для развития жизни.
Также центр служит естественной точкой для обмена и распространения информации. А если вам нужно найти сигнал, по той же логике вам лучше искать его ближе к центру. Также Гаджар с коллегами предположили, что развитая цивилизация способна добывать энергию из центральной сверхмассивной чёрной дыры Млечного пути для питания всегалактического маяка.
Вид по направлению к центру Галактики из пустыни Мохаве
Так почему же так тихо?
Все эти соображения не дают ответа на наш вопрос – а где все? Возможная скорость колонизации Галактики усложняет поиск ответа. Более того, Кэрролл-Нелленбек с коллегами отмечают, что в процессе колонизации передовая цивилизация может разработать новые технологии для двигателей, укорачивающие время, необходимое для расселения. При этом предварительное сканирование галактического ядра в радиодиапазоне не обнаружило никаких сигналов. Может быть, ответом является само молчание. Галактика настолько стара, что у жизни было время распространиться повсеместно, поэтому некоторые считают, что такое молчание обрекает все мечты на встречу с разумом на неудачу.
Но надежда всё ещё есть! Исходя из симуляции, возможно, что некоторые части Галактики не будут заселены даже по прошествии значительного времени. Весь вопрос в эффективности. Вспомним, что колонизация идёт по наикратчайшим путям. Со временем некоторые колонии вымирают и становятся утерянными – возможно, из-за катаклизмов или истощения ресурсов. Вместо того, чтобы углубляться в космос, цивилизации решают заново заселить вымершие колонии, поскольку те находятся ближе. Формируются скопления населённых колоний, окружённые необитаемыми планетами, которые никто так и не населит. Достигается статическое равновесие, при котором определённые участки Млечного Пути просто неэффективно будет колонизировать.
Есть и другие способы объяснить молчание. Возможно, долгоживущие цивилизации устойчиво развиваются с меньшей скоростью, чем мы думаем. Возможно, различные цивилизации, колонизируя Галактику, стараются держаться подальше друг от друга. Возможно, цивилизации стараются не вмешиваться в развитие таких планет, как наша, или опасаются биологической несовместимости на других мирах. Всё это может объяснить, почему мы ни с кем до сих пор не встретились – если мы действительно не встретились.
Похороненное прошлое
Кэрролл-Нелленбек с коллегами рассмотрели понятие «временного горизонта» – точки в истории, после которой на Земле уже не могут сохраниться следы предыдущих колонизаций. Допустим, миллиарды лет назад на Землю прибыла галактическая инопланетная цивилизация, прожила тут несколько тысяч лет, и вымерла. За прошедшее с тех пор время не останется никаких свидетельств их существования. Поэтому возможно, что хотя мы и не встречали инопланетян, то их встречала Земля.
Судя по симуляции, и исходя из нашего местоположения в Галактике, существует 89% вероятность того, что между визитами инопланетных кораблей проходит миллион лет – потенциально этого достаточно для того, чтобы стереть все следы предыдущих колонизаций. Симуляция говорит, что между пустой и целиком заполненной Галактикой есть промежуточные варианты – это объясняет молчание, одновременно не исключая возможности существования технологически развитой инопланетной цивилизации.
Шаровая жизнь?
Хотя центр Галактики кажется идеальной целью для будущих исследований SETI, у неё есть и другие участки с похожими благоприятными условиями – шаровые скопления.
Это древние собрания звёзд, вращающихся вокруг центра Галактики на расстоянии в десятки тысяч световых лет от него. Это пережитки периода активного формирования звёзд, подогреваемого слияниями галактик. Всего в Млечном Пути известно порядка 150 шаровых скоплений (ШС) возрастом 10-13 млрд лет.
Трёхмерная модель известных ШС и их местоположение в Млечном Пути
ШС чрезвычайно плотны, звёзды в них расположены гораздо ближе друг к другу, чем в среднем в диске Млечного Пути. Рассуждая о межзвёздных путешествиях или передаче сигналов, мы обычно говорим о тысячелетиях. Однако цивилизации, возникшая в ШС, на межзвёздные перелёты хватит и нескольких лет, а на передачу сигналов – нескольких месяцев или даже недель. Проблема в том, что плотность звёзд в ШС может отрицательно сказаться на формировании планет и их орбитальной стабильности.
Р. Ди Стефано и А. Рэй подсчитали «зону обитаемости ШС». Обычно под «зоной обитаемости» мы понимаем радиус орбиты планеты, при котором на её поверхности может существовать жидкая вода. Земля, по счастью для нас, находится в обитаемой зоне Солнца. В ШС зона обитаемости – это радиус не двумерной окружности, а трёхмерной оболочки с центром в центре скопления. Внутренняя часть этой толстой оболочки начинается там, где плотность ШС падает до такой степени, чтобы звёздные системы могли быть стабильными с учётом гравитационного взаимодействия близлежащих звёзд. Притяжение ближайшей звезды может разрушить планетарный пылевой диск, из которого формируются планеты. Звезда, проходящая близко к другой звезде, может выбить с орбиты одну из её планет.
Внешняя часть оболочки начинается там, где плотность звёзд падает настолько, что среднее расстояние между звёздами становится больше 10 000 а.е., или примерно двух световых месяцев. После этого преимущества нахождения в скоплении – небольшое расстояние для перелёта и быстрые коммуникации – сходят на нет. Зона между двумя «стенками» оболочки идеально подходит для колонизации – звёзды достаточно близко для быстрых перелётов и обмена сообщениями, но не настолько близко, чтобы разрушать системы друг друга.
Нам нужно, чтобы в это идеальное множество входили звёзды небольшой массы, живущие дольше остальных. По счастливому стечению обстоятельств у звёзд малой массы также минимальный радиус обитаемых зон. А чем ближе планета к материнской звезде, тем меньше вероятность, что другая звезда выбьет её с орбиты. В ШС также проявляется эффект «массовой сегрегации», когда наиболее массивные звёзды, с менее всего подходящими для заселения системами, притягиваются к центру. Поэтому сегрегация естественным образом выстраивает звёзды от наименее подходящих к наиболее подходящим по направлению от центра к периферии.
Получается, что в гипотетическом ШС, приближающемся по массе к 100 000 солнечных, в идеальные условия для колонизации попадают 40% звёзд класса G (жёлтые карлики типа нашего Солнца) и 15% звёзд классов К и М (оранжевые и красные карлики). Это довольно много. Существует даже возможность, что планеты, выброшенные из систем, смогут поддерживать цивилизацию благодаря общей энергии всех звёзд, получаемой в скоплении со всех сторон – особенно если у цивилизации будет продвинутая технология её сбора. Представьте – свободно путешествующий в космосе инопланетный мир.
Ди Стефано и Рэй предположили, что даже если у 10% звёзд в ШС будут обитаемые планеты, 1% из них будет пригоден для разумной жизни, а на 1% от последних будут существовать цивилизации, владеющие передачей сигналов, то в каждом ШС Млечного Пути должна будет существовать хотя бы одна такая цивилизация. Если взять чуть более оптимистичные цифры, получится, что в разреженном диске могло бы существовать больше цивилизаций, но они были бы разделены значительными расстояниями в 300 световых лет.
Если бы вы жили в ШС, вы могли бы попытаться связаться с далёким диском Млечного Пути. Нам же ещё пока предстоит найти прямые свидетельства хотя бы существования планет в ШС. Наши технологии поиска экзопланет не дают искать их на таком расстоянии и в таком плотном окружении, как ШС. Однако если всё же в ШС будет существовать цивилизация, способная дотянуться до тысяч звёзд, то Ди Стефано и Рэй считают, что она будет, по сути, «бессмертной».
Мы отправляли радиосообщение в один из таких ШС – красивое звёздное скопление M13 в созвездии Геркулеса. Оно находится в 22 000 световых лет от нас, имеет диаметр в 145 световых лет, и состоит из 100 000 звёзд. В 1974 году сообщение в М13 было направлено с радиотелескопа Аресибо. В сообщении содержались числа от 1 до 10, химические компоненты ДНК, изображение человека, изображение солнечной системы и самого телескопа. Длительность сообщения составила 3 минуты. Дойдёт оно до скопления через несколько тысяч лет.
Вероятно, что когда оно туда доберётся, разобрать его будет уже невозможно. Но, возможно, когда-нибудь мы повстречаем цивилизацию, распространяющуюся по галактике. Или же мы сами станем такой цивилизацией.
Космическая цивилизация как цель и смысл жизни
Мною сформулирована гипотеза в которой делается попытка осознать место и роль Человеческой цивилизации во Вселенной, а также определить направление и этапы для дальнейшего благополучного развития.
Теория космических цивилизаций
Пояснение основных терминов:
Космическая цивилизация – в данной теории под понятием «космическая цивилизация» подразумевается цивилизация разумных существ способная автономно существовать в открытом космосе и не быть постоянно привязанной и зависимой в своем существовании от какой либо планеты, звезды, звездной системы или галактики.
Планетная цивилизация – в данной теории под понятием «планетной цивилизации» подразумевается цивилизация разумных существ существование которой всецело зависит от места ее возникновения т.е. планеты, и которая не обладает техническими возможностями для своего автономного существования вне ее.
Из приведеннных выше пояснений основных терминов можно понять основной смысл описываемой терии. Он заключается в следующем:
Всякая разумная жизнь стремиться к познанию Вселенной и своего места в ней, с пониманием безграничности Вселенной и в то же время с пониманием ограниченности своего места прибывания как в пространственном смысле так и во временном возникает противоречие которое ставит разумых существ перед вопросами на которые необходимо найти ответ, т.е. то что мы называем смыслом жизни. Если Вселенная безгранична, а наше место прибывания и прдолжительность нашей жизни ограниченна и всецело зависит от места нашего обитания, от его состояния и пригодности для жизни, то значит ли это что наша цивилизация обречена на гибель по вполне объективным физическим причинам, или есть какой-то выход — путь в безграничную и бесконечную жизнь вне зависимости от объективных физических факторов воздействующих на место зарождения цивилизации.
По моему убеждению цивилизация которая остановиться на первом варианте – т.е. мыслит себя только в рамках места своего зарождения и ставит себя в полную зависимость от благополучия и пригодности для жизни от той планеты на которой она зародилась либо как запасной вариант от какой-либо другой близко расположенной пригодной для существования планеты, неминуемо обрекает себя на гибель и моральную деградацию, ведь какой смысл в развитии, в стараниях, в благородстве и любви если все это неминуемо погибнет, и нет никаких возможностей воспрепятствовать этому, так как это объективный процесс. И тогда какие бы призывы не слышались о любви, благородстве, человеколюбии – все равно осознание ограниченности будет как червь разъедать сознание и диктовать – живи сегодня, ведь завтра этого может и не быть, а это неминуемая деградация и гибель из за потери жизненных ориентиров. Это то что происходит с нашей человеческой цивилизацией в настоящий момент, и по всем параметрам наша человеческая цивилизация подходит под понятие «планетной цивилизации».
Второй вариант – т.е. осознание того что существование и развитие твоей цивилизации также безграничны как сама Вселенная, способен дать твердые ориентиры и неиссякаемую энергию разумным существам для претворения этого осознания в реальность, что по моему убеждению абсолютно верно и осуществимо, и такая цивилизация благодаря такому осознанию является переходной от «планетной цивилизации» к «космической цивилизации» к которой она неминуемо придет ибо уже имеет необходимый потенциал для решения технических вопросов своего автономного существования безгранично в безграничной Вселенной.
До настоящего момента человечество безрезультатно пытается найти признаки разумных цивилизаций в космосе, и это происходит по моему убеждению не потому что таковых не имеется, а потому что мы себе не вполне правильно представляем результат развития разумных цивилизаций, и следовательно ищем не там где бы они могли быть. Ни одна по настоящему разумная цивилизация не может поставить свое существование в зависимость от своего места обитания и зарождения, она будет изыскивать возможности для минимизации рисков своего существования. Из этих представлений ни одна планета не может быть безопасной для существования цивилизации, из-за своих размеров планета не может быть тем объектом на который цивилизация может активно влиять для поддержания на ней пригодных для своего обитания условий по вполне объективным физическим причинам, любой катаклизм способен поставить под вопрос само существование цивилизации. Поэтому разумная цивилизация неминуемо придет к вопросу о создании искусственной среды своего обитания, на которую она будет способна активно влиять и поддерживать в ней необходимо комфортные условия для своего существования. По моему представлению такой средой для автономного существования могли бы быть космические станции-города с населением от сотен тысяч и до миллионов человек. На них должны быть обеспечены привычные комфортные условия жизни как и на планете, т.е. гравитация, солнце, земля, вода, растения и воздух. Не смотря на фантастичность таких замыслов их осуществление вполне реалистично даже уже для нынешнего поколения людей. Такая станция-город может быть выполненна в форме цилиндра с диаметром от десятков до сотен километров, и высотой сравнимой с диаметром, гравитацию в такой станции будет имитировать центробежная сила, все здания, почва, озера, реки, будут находиться внутри цилинрического корпуса на его внутренней поверхности, прочие системы жизнеобеспечения тоже вполне возможно спроектировать уже нашему поколению.
Космические цивилизации состоят из государств которые в свою очередь состоят из колоний космических станций-городов, которые способны свободно перемещаться во вселенной и черпать из нее необходимое для своего существования вещество и энергию.
Этим и объясняется на мой взгляд безуспешность поисков в космосе разумных цивилизаций, так как их искали в основном на планетах, а на планетах их в принципе не может быть, так как по настоящему высокоразвитые космические цивилизации обитают в открытом космосе, и на планетах в лучшем случае можно обнаружить лишь только остатки или следы их прибывания.
Таким образом одним из выводов «Теории космических цивилизаций» является утверждение о том что контакт и следы других цивидизаций нужно искать не на планетах а в открытом космосе, так как именно открытый космос является местом обитания по настоящему развитых цивилизаций, поэтому можно практически подтвердить или опроергнуть данную теорию активизировав поиск признаков цивилизаций в открытом космосе.
Нужно также понимать что базовые установки и жизненные приоритеты у «космических цивилизаций» и «планетных цивилизаций» имеют значительную разницу которая в корне меняет жизненные приоритеты и смысл жизни. «Планетная цивилизация» зародившись в условиях ограниченности жизненного пространства и ресурсов диктует жестокие условия для выживания, дает установки на борьбу за ограниченные пространственные и сырьевые ресурсы, что заставляет разумных существ быть жестокими и склонными к уничтожению себе подобных, хотя любой представитель разумной цивилизации испытывает душевный дискомфорт от таких условий и выборов которые диктует ему жизненная реальность. Это говорит о том что жестокость в принципе не свойственна разумным существам, так как высокоразвитые цивилизации имеют совсем другие условия жизни и приоритеты. «Космическая цивилизация» в отличии от «планетной» имеет совсем другие реалии существования, в условиях безграничных пространственных и сырьевых ресурсов не может быть никакой борьбы за них и враждебного настроя между представителями цивилизации из за этого, наоборот возникает большая потребность друг в друге и в воспроизводстве разумных существ, так как нехватка представителей высокоразвитых цивилизаций для осуществления своей цивилизационной миссии во Вселенной это основная проблема «космических цивилизаций». Поэтому в качестве предположения из моей теории «космических цивилизаций» можно сделать вывод о том что «планетные цивилизвции» это своего рода «эмбрионы» «космических цивилизаций», которые искуственно создаются высокорозвитыми цивилизациями для восполнения острой нехватки своих представителей. Но для того чтобы на полных правах войти в сообщество «космических цивилизаций» «планетной цивилизации» необходимо прежде «родиться», т.е. осознать свое место и роль во Вселенной и суметь, создать для себя безопасную искуственную среду обитания для автономного существования в открытом космосе, которая подарит бесконечные пространственные и сырьевые ресурсы и возможность для неограниченного развития во времени.
Целью данной теории является попытка дать возможность нашей человеческой цивилизации осознать свое место и роль во Вселенной, определить для себя цели для развития на будущее и приступить к их реализии. Пора понять что людям в принципе делить нечего, ведь все то из за чего мы конфликтуем – земля и ресурсы на ней, обречено по вполне объективным причинам в отличии от нас на гибель, поэтому мы все нужны друг другу, нужно не враждовать а объединить свои силы и возможности для реализации глобального цивилизационного проекта по обеспечению возможности автономного существования в открытом космосе, в результате которого человечество превратится в «космическую цивилизацию». И начать движение к этому возможно уже сейчас, необходимо всем сторонникам этой теории в разных государствах объединиться и направлять правительства своих государств к сотрудничеству и осуществлению международных проектов для создания космических станций-городов, которые смогут обеспечить человечеству автономное существование в космосе и безграничные возможности.
Урок №2. Астрономия и цивилизация
Урок №2. АСТРОНОМИЯ И ЦИВИЛИЗАЦИЯ.
2. Астрономические расстояния.
3. Почему астрономия необходима современной цивилизации?
1. Немного из истории астрономии.
Астрономия – наука, которая изучает строение Вселенной, движение, физическую природу, происхождение и эволюцию небесных тел и образованных ими систем. Практически всю информацию о небесных телах приносит нам электромагнитное излучение. И только в последние сорок лет отдельные миры стали изучать непосредственно: зондировать атмосферы планет, изучать лунный и марсианский грунт.
Почему астрономию называют древнейшей из наук? А все повторяется в небе над нами: каждую ночь восходят и заходят звезды, меняются лунные фазы, Солнце находит свой путь между звезд. Скорее всего, именно эти закономерности были открыты первыми астрономами, сидевшими у первобытного костра. Движение Луны было положено в основу первого лунного календаря, затем было открыто движение Солнца, и появился солнечный календарь. В это же время достигла расцвета и «небесная» мифология: первобытные люди обожествляли Солнце, Луну и другие светила, совершали различные обряды, чтобы задобрить небесных богов.
За несколько тысяч лет до нашей эры в долинах крупных рек (Нил, Евфрат, Ганг, Хуанхэ) осели земледельцы. Календарь, составлявшийся жрецами Солнца и Луны, стал играть важнейшее значение в их хозяйственной жизни. Наблюдения за светилами жрецы проводили в древних обсерваториях, одновременно бывших и храмами. Археологи нашли довольно много подобных обсерваторий. Простейшие из них – мегалиты – представляли собой один или несколько камней, расположенных в строгом порядке друг относительно друга. Мегалиты отмечали места восхода и захода светил в определенное время года. Одним из самых известных сооружений древности является Стоунхендж, расположенный в Южной Англии. Обсерватория представляет собой 30 вкопанных камней высотой более 5 м с положенными сверху плитами, составлявшие кольцо диаметром почти 30 м. Внутри него располагались еще несколько камней. Сейчас ученые полагают, что Стоунхендж строился между 1900 и 1600 гг. до н. э. Его основная функция – наблюдение Солнца и Луны, определение дней зимнего и летнего солнцестояний, предсказание лунных и солнечных затмений. Стоунхендж – это своеобразный компьютер каменного века.
Новый толчок астрономия получает, когда на европейском континенте возникает греческая цивилизация. Греки, а вслед за ними и римляне, использовали лунно-солнечный календарь. Неточность календаря компенсировали тем, что вставляли в некоторые месяца дополнительные дни. Часто при этом преследовались политические или экономические цели. Чтобы избежать этого в 46 г. до н. э. Юлий Цезарь вводит юлианский календарь, который в наше время называется «старым стилем».
Его последователь – александрийский ученый Птолемей (2 век н. э.) – написал самый великий астрономический труд античности – «Альмагест», в котором систематизировал все астрономические знания своей эпохи и описал собственную геоцентрическую систему мира, которая господствовала в европейской науке на протяжении пятнадцати веков.
Только в XV веке под влиянием античной культуры Европа очнулась от тяжелого сна, называемого Средневековьем. Поворот в мировоззрении связывают с жившим на границе XV и XVI веков польским ученым Николаем Коперником. Именно он в сознании миллионов людей стал автором гелиоцентрической картины мира. Вслед за этим Иоганн Кеплер открывает экспериментально законы движения небесных тел. А в 1609 году в астрономии свершилась новая революция: используя изобретенную голландцами зрительную трубу, Галилео Галилей создает телескоп и впервые направляет его на небо. Перечисление открытий, сделанных с его помощью, заняло бы целую страницу. Но над головой ученого уже сгущались тучи. В 1600 году был казнен придерживавшийся теории Коперника Джордано Бруно, а в 1633 инквизиция вынудила Галилея отречься от своего учения. Но прогресс уже было не остановить. В середине XVII в. Исаак Ньютон открывает закон всемирного тяготения, чем подтверждает правильность законов Кеплера. Он разработал основы дифференциального и интегрального исчислений, в результате чего астрономия приобрела стройную математическую опору. Двести пятьдесят лет была незыблема механика Ньютона.
XX век начался с низвержения механики Ньютона как универсального принципа мироздания. Два великих открытия: теория относительности Эйнштейна и квантовая механика Планка – Бора – Дирака полностью преобразили существующую картину мира. Изменили они и астрономию. Александр Фридман в 1922 году стал автором теории расширяющейся Вселенной, а Георгий Гамов в 1946 году на основании этой теории предложил гипотезу «Большого взрыва», которой ученые придерживаются до сих пор.
Сейчас в начале ХХI века астрономическая наука переживает новую революцию. Крупнейшее событие последних лет в астрономии это открытие ускоренного расширения нашей Вселенной, которое говорит о наличии во Вселенной еще одной формы материи «темной энергии», обладающей антигравитационными свойствами. Сто лет назад мы с гордостью могли сказать, что знаем на 95%, из чего состоит Вселенная, сейчас мы говорим, что знаем только на 5%, из чего состоит наша Вселенная, но, несмотря на это, наши знания за сто лет значительно выросли.
2. Астрономические расстояния.
Я хочу вам наглядно продемонстрировать, с чем имеет дело астрономия и сколько еще в природе свободного места. Короче говоря, мы сейчас с вами построим модель Вселенной в некотором масштабе, который способно представить наше воображение.
Для начала представим Землю в виде шара диаметром 10 см. В нашей модели высота бывшей станции «Мир» над «земной» поверхностью составила бы 2.7 мм (350 км). В таком масштабе Луна будет шариком диаметром 3 см, расстояние которого от Земли 3м. Моделью Солнца будет шар диаметром 10 м, удаленный от Земли на 1 км.
3. Почему астрономия необходима современной цивилизации?
Конечно, прошли те времена, когда астрономические наблюдения были необходимы, чтобы проложить курс корабля в открытом море, определить продолжительность года или время начала сева. Сегодня эти вопросы решаются с помощью технических средств. Но астрономия по-прежнему важна для человечества.
Но еще важнее роль астрономии в реальной жизни современного человечества, астрономия необходима для выживания цивилизации, потому что космос создает постоянные угрозы для нашей цивилизации.
Проблемы сегодняшнего дня. Погодные условия на Земле во многом зависят от гигантских взрывов на Солнце, сопровождающихся вспышками и выбросами космического вещества. Нарушается работа электронных устройств космических аппаратов, повреждаются наземные энергетические сети, создается реальная угроза здоровью экипажей космических станций. В зависимости от энергии, время, за которое солнечные частицы достигают земной поверхности, может составлять от 10 минут до нескольких часов. Надежное и точное предсказание и предупреждение о солнечной активности важно для нормальной работы аппаратур связи и навигации, и может помочь сэкономить сотни миллионов долларов, затрачиваемых на обслуживание и восстановление поврежденных систем.
Проблемы завтрашнего дня. Стивен Хокинг, выдающийся современный физик, человек необычайно сложной судьбы, высказал мрачное предположение по поводу выживания человечества в грядущем тысячелетии. Основанием для этого послужил парниковый эффект, который, по мнению Хокинга, приведет к необратимому повышению температуры. Альтернативой является освоение других планет. Без колонизации космоса у человечества очень мало шансов выжить, полагает известный ученый. Хотя и без этой причины, колонизация планет солнечной системы обязательно начнется не позже середины ХХI века. И первой обживаемой планетой будет Марс. Без астрономии здесь никак не обойтись.
И вот еще два совсем свежих факта. 17 июня 2002 года был открыт новый астероид, орбита которого пересекает орбиту Земли. Новый астероид имеет диаметр правда, всего 100 метров. После расчета его орбиты, оказалось, что за три дня до открытия он пролетел на расстоянии всего в 120 тысяч км от Земли ( что примерно в 3 раза меньше расстояния до Луны). На рисунке показана примерная траектория астероида. Видно, что расстояние от Луны до Земли он пролетел менее, чем за сутки. 2 сентября 2003 года появилось сообщение, что вновь обнаруженный астероид размером уже 1,5 км угрожает Земле столкновением 21 марта 2014 года.
Все приведенные выше факты ставят главный вопрос. Что делать? Ответ на этот вопрос применительно к малым телам Солнечной системы должен содержать два аспекта: астрономический — необходимо заблаговременно открыть неизвестные и потенциально опасные объекты на как можно большем расстоянии от Земли, вычислить их точные орбиты и предсказать момент возможной опасности; технический — необходимо принять решения и их реализовать, чтобы избежать возможного столкновения. Для решения астрономической части создана сеть телескопов. Это позволит обнаружить примерно 90% опасных астероидов и, имея резерв времени в несколько месяцев, принять необходимые решения. К настоящему моменту существует уже несколько технических проектов, как избавиться от конкретных астероидов.
Проблемы далекого будущего. Но, увы, не только столкновения несут в себе глобальные последствия для Земли. Отметим кратко еще три возможные опасности, исходящие из космоса. И первая опасность исходит от Солнца, породившего жизнь на Земле.
Будущая жизнь Солнца. Астрофизики могут рассчитать все этапы жизни звезды. Согласно расчетам, например, через 8 млрд лет Солнце превратится в красный сверхгигант, увеличив свой размер в 170 раз, поглотив при этом Меркурий. Нетрудно подсчитать, что на нашем небе Солнце будет выглядеть как красный шар, занимающий половину небесной сферы. В результате температура на Земле повысится, начнется интенсивное испарение океанов, из-за чего увеличится непрозрачность атмосферы, что вызовет так называемый парниковый эффект: Земля станет очень горячей. Дальнейшее раздувание Солнца приведет к тому, что и Земля уже будет вращаться фактически внутри Солнца. Согласно этому сценарию, Земле уготовлена не очень приятная участь. Трение Земли и частиц газа Солнца будет уменьшать орбитальную скорость Земли, в результате Земля по спирали будет падать к центральным областям Солнца. Это приведет к тому, что Солнце нагреет Землю до чрезвычайно высоких температур, превратив ее в раскаленные скалы без всяких признаков наличия воды в океанах и, естественно, жизни.
Столкновение галактик. И вообще не только Землю, но всю нашу Галактику ждет незавидное будущее. К сожалению, мы движемся навстречу самой крупной галактике нашей местной группы, Туманности Андромеды, и, примерно через три миллиарда лет произойдет неизбежное столкновение. Галактики перестанут существовать. И если через 10 миллиардов лет в этой части Вселенной будет существовать цивилизация, то ее разумные существа уже никогда не узнают, что была такая галактика Млечный путь, не говоря уж о том, что вокруг одной обычной звезды этой Галактики вращалась маленькая голубая планета, и мы с вами на ней изучали астрономию в 2008 году от Рождества Христова.
Вопросы экспресс опроса.
1. Как назывались простейшие обсерватории каменного века?
2. Кто создал телескоп?
3. Каково расстояние от Земли до Солнца?
4. Как называется ведущий раздел астрономии?