Мой рассказ о соединении во времени двух замечательных событий – начала программы поиска внеземных цивилизаций1 и открытия удивительных объектов – пульсаров.
Центром этих событий стал знаменитый ГАИШ 2 (Государственный астрономический институт имени П.Г. Штернберга), расположенный на территории МГУ имени М.В. Ломоносова и взявший на себя, помимо научной астрономической работы, подготовку студентов – будущих астрономов.
В годы моей работы в институте там было много очень ярких и интересных людей, но был один просто невероятный человек – Иосиф Самуилович Шкловский.
Как известно учёные делятся на два вида: «генераторы» и «экскаваторы». Первые – генерируют идеи, улавливая их как бы «из воздуха», вторые – заняты «глубоким копанием» своей «научной траншеи», часто, кстати, оставляющим глубокие раны на земной поверхности. И. Шкловский безусловно относился к виду «сверхгенераторов».
Примечательна история, что, когда к нему приехал знаменитый Королев (не город, а человек) и попросил придумать эффектный эксперимент для наглядной рекламы достижений страны в Космосе (видимо, одного БИП-БИП 3 спутника ему касалось мало). Шкловский мгновенно предложил взорвать натриевую бомбу 4 на поверхности Луны. Идея понравилась (натрий даёт очень яркую вспышку жёлтого цвета) и… она была осуществлена. Все астрономы мира направили свои телескопы в нужную точку и в определённый час увидели «русскую лампу» на Луне. Но естественно это крохотная часть того, что мог придумать и придумывал уникальный мозг И. Шкловского.
Я не буду даже пытаться перечислять все его достижения, могу только посоветовать прочитать одну из его фантастически интересных книг «Вселенная, жизнь, разум» – я уверен, Вы получите большое удовольствие.
Но здесь речь пойдёт только об одном его увлечении, выросшим отдельным и «ветвистым деревом». И. Шкловский, будучи великим «знатоком звёзд», впервые взялся посчитать количество разумных цивилизаций или, говоря научным языком, «вероятность зарождения жизни в отдельной звёздной системе». По его расчётам «вероятность» оказалась достаточно высокой и, очевидно, следовало заняться поисками разумных сигналов (в первую очередь радиосигналов из Космоса). Его ученики, а надо сказать он возглавлял в ГАИШе отдел радиоастрономии, с энтузиазмом принялись распространять в мировом астрономическом сообществе эти идеи. Вскоре возник знаменитый проект SETI, цель которого и заключалась в поиске сигналов внеземных цивилизаций. Возникло много идей по созданию собственных сигналов, благодаря которым, предполагаемые соседи в Космосе могли понять, что земляне достигли нужной степени развития и жаждут с ними общения. Сейчас, конечно, всё это кажется достаточно наивным, т.к. прошло всего полвека и в Галактике засияла новая радиозвезда по имени Земля.
Не знаю будет ли это новостью для Вас, но развитие сотовой телефонной связи привело к тому, что сейчас яркость излучения Земли в радиодиапазоне намного превышает «радиояркость» громадного Юпитера. Дело в том, что радиоизлучение сотовой связи прозрачно для ионосферы и свободно уходит в Космос. Задумайтесь об этом и, когда будете разговаривать по мобильному телефону, подумайте, что Вас может услышать не только Ваш приятель, но, спустя какой-то промежуток времени, и ближние «космические соседи». Конечно, Вы можете сомневаться, что Ваш разговор вообще может быть ими понят. Да, это и так, но и не совсем так! Отдельный разговор, конечно, никому не интересен, кроме собеседника, но общая интонация – это «суммарная характеристика аборигенов», т.е. нас самих – жителей Земли. Так что в любом разговоре следите за речью и «держите марку» цивилизованного человека!
Вернёмся к главной идее статьи. Примерно в это же время, как раз с помощью студентов-астрономов, но не русских, а англичан, был построен почти любительский радиотелескоп для специфического радиодиапазона. Не надо думать, что эти студенты все были гениями и смогли самостоятельно сделать огромное зеркало-чашу (именно таким большая часть людей представляет себе радиотелескоп). Нет, английские студенты выехали загород, как в советские времена студенты ехали копать картошку, и… они тоже копали, вернее, вкопали высокие столбы (много столбов), а затем протянули и закрепили на них проволоку. Эти «проволочные нити» обеспечивали избирательный выбор радиосигналов, пришедших с определённого направления, подобно старой ТВ антенне. Нити соединили и подключили к ним сложную аппаратуру для фиксации сигналов из Космоса. На этом этапе проектом заинтересовались серьёзные учёные-радиоастрономы, использовавшие в работе компьютеры, может быть, по нашим временам ещё примитивные, но уже умеющие обрабатывать информацию. Надо отметить, что в наш век почему-то чаще успех приходит именно к женщинам-астрономам, то ли они аккуратнее и усерднее, но факт остаётся фактом.
В июле 1967 года Джоселин Белл, аспирантка Энтони Хьюиша 5, на радиотелескопе Маллардской радиоастрономической обсерватории Кембриджского университета обнаружила удивительные периодические сигналы, которых раньше никто не замечал. 6
Установка для изучения межпланетной сцинтилляции
Interplanetary Scintillation Array (IPS). Вверху — прини -
ма ю щие элементы установки крупным планом. Внизу —
вид с высоты птичьего полета на оборудование Маллар-
довской радиоастрономической обсерватории в Кем брид -
же. Данная установка занимает целое поле (IPS Array).
Фото с сайта radio.astro.gla.ac.uk.
Сначала подозревали, что эти сигналы имеют земное происхождение, но вскоре все эти сомнения быстро рассеялись и стала ясна их внеземная природа, и даже возникло подозрение, что эти сигналы искусственного происхождения.
Конечно, самое удивительное – это совпадение описанных событий во времени (см. название статьи): Человечество начинает поиск возможных собеседников, и они сразу же находятся.
Но, увы, Космос не хочет ничего слышать и тем более отвечать! Вскоре были найдены космические источники дающие столь удивительно чёткие периодические сигналы. Один из ближайших оказался в довольно мистическом месте – Крабовой туманности. А эта туманность связана со знаменитой, описанной в древних китайских летописях, Звездой-Гостьей, сверхновой звездой 7 излучение которой можно было наблюдать даже днём. И тогда стало понятно, что излучают её «останки», то есть, то, что от неё сохранилось, а остаётся после сверхновой звезды, так называемый, пульсар. Пульсар или нейтронная звезда – это уцелевшая часть сверхновой звезды, сжатая почти до размеров огромного атомного ядра. По законам физики, так как взаимодействия звезды с другими объектами достаточно слабое, момент импульса вращательного движения этого ядра сохраняется 8. При этом пульсар вращается с чудовищной скоростью до 700 оборотов в секунду. По оси пульсара возникает очень сильное переменное магнитное поле, и, как следствие, возникает поток направленного электромагнитного излучения в диапазоне радиоволн 9.
Большинство пульсаров, кроме вращения по одной оси, медленно вращаются и по другой, иногда перпендикулярной оси собственного вращения. Периодически радиоизлучение пульсаров направляется на Землю, создавая эффект «пульсирующего источника» (отсюда название этого астрономического объекта). В результате пульсар становиться «радиофонариком», относительно медленно перемещающим свой луч, образуя поверхность конуса, а, иногда, и плоскости. Именно такой пульсар и обнаружила Джоселин Белл!
Комментарий к статье.
1. Внеземные цивилизации – гипотетические цивилизации, возникшие и развивающиеся вне Земли. Существует проект по поиску и предсказыванию внеземных цивилизаций и возможному вступлению с ними в контакт – SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence).В рамках этого проекта в ГАИШе постоянно устраиваются научные семинары совместно с секцией «Жизнь и разум Вселенной» научного совета по астрономии РАН.
2. В состав этого огромного института (ГАИШ) входят 20 отделов и лабораторий. Там занимаются фундаментальными проблемами астрономии и космологии – исследованием галактик, межзвездного пространства, общей теорией относительности (ОТО) и теорией гравитации, нейтронными звездами, рождением звезд, черными дырами и т.д. Базой для формирования и создания института было открытие Астрономической обсерватории МГУ на Пресне, которой 11 декабря 2006 года исполнилось 175 лет.
3. БИП-БИП (BIP-BIP) спутник 1 – первый искусственный спутник Земли, запущенный советскими учёными на орбиту 4 октября 1957 года. При полете издавал сигналы, по звуку которых и был назван. В разных точках Земного шара ловили эти сигнала.
4. Натриевая бомба – натрий при контакте с водой или с влажным воздухом самовоспламеняется. Температура горения натрия на поверхности воды достигает 840 градусов. Распылённый натрий в факеле может гореть и с более высокой температурой, до 1600 градусов.
5. Энтони Хьюиш — английский физик, лауреат Нобелевской премии по физике 1974 года. Член Лондонского королевского общества.
6. Результаты наблюдений несколько месяцев хранились в тайне, а первому открытому пульсару присвоили имя LGM-1 (сокр. от англ. Little Green Men — «маленькие зелёные человечки». Такое название было связано с предположением, что эти строго периодические импульсы радиоизлучения имеют искусственное происхождение. Кроме того, вскоре группа Хьюиша нашла ещё 3 источника аналогичных сигналов.
Только через год, в феврале 1968 года в журнале «Nature» появилось сообщение об открытии быстропеременных внеземных радиоисточников неизвестной природы с высокостабильной частотой. Сообщение, как и ожидалось, было научной сенсацией. Создавались теории, придумывались гипотезы, предлагались новые исследования.
В числе прочих теорий (гипотеза Иосифа Шкловского и др.) было предложено рассматривать эти источники как своего рода сверхмощные «маяки» внеземных цивилизаций.
7. Образование сверхновой звезды – явление, в ходе которого звезда взрывается, резко увеличивая свою яркость, затем медленно затухает. Образование сверхновой звезды – это этап эволюции звёзд. Взрыв сопровождается выбросом значительной массы вещества из внешней оболочки звезды в межзвёздное пространство, а из оставшейся части вещества ядра взорвавшейся звезды, как правило, образуется плотный объект – нейтронная звезда, масса которой в несколько раз превышает массу Солнца.
8. В механике есть три закона сохранения – импульса, момента импульса и механической энергии. В замкнутой системе тел, в которой нет взаимодействия тел системы с телами, не входящими в неё, выполняются законы сохранения импульса и момента импульса. Момент импульса – это произведение момента инерции на угловую скорость вращения, момент импульса характеризует инертность тела по отношению к вращательному движению, так же как масса тела – мера инертности тела, а также гравитационного взаимодействия.
9. Согласно теории Максвелла переменное во времени магнитное поле вызывает появление переменного электрического поля, которое в свою очередь возбуждает переменное магнитное поле и т.д. Так образуется электромагнитная волна, идущая от источника, в данном случае от пульсара.
ЖУРНАЛЬНАЯ ПЕЧАТНАЯ ПУБЛИКАЦИЯ МАТЕРИАЛА
