Непобедимый космос
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Человек никогда не завоюет до конца космическое пространство. Это утверждение может показаться абсурдным. И все-таки оно выражает истину. Наш век во многом неповторим. Он насыщен событиями и явлениями, которых никогда не было прежде к которые никогда уже не повторятся. Они накладывают глубокий отпечаток на наше мышление, заставляя верить в то, что истинное сегодня будет истинным вечно, хотя, возможно, в более крупных формах. И, победив расстояние к нашей планете, мы рассчитываем сделать это еще раз. Однако факты говорят совсем иное, и мы увидим это более ясно, если забудем о настоящем и обратимся к прошлому.
Для наших предков бескрайность Земли была основным фактом, господствовавшим над их умами и жизнями. Во все века, предшествовавшие нашему времени, мир был действительно огромен, и ни один человек не мог видеть больше, нежели ничтожно малую частицу этой необъятности. Несколько сотен километров — самое большее тысяча — уже были равносильны бесконечности. Великие империи и культуры могли процветать на одном и том же континенте, не зная ничего друг о друге, кроме легенд и слухов, неясных, словно доносящихся с отдаленной планеты. Когда первопроходцы и искатели приключений в былые времена покидали свои дом, отправляясь на поиски новых земель, они навсегда прощались с родными местами и товарищами по юности. Всего несколько поколений назад родители прощались со своими детьми, уезжавшими в эмиграцию, твердо зная, что уже никогда не увидятся с ними.
А теперь, на протяжении жизни всего-навсего одного поколения, все изменилось. Над теми морями, по которым Одиссей странствовал добрый десяток лет, «Комета», летающая на авиалинии Бейрут — Рим, проносится за какой-нибудь час, а искусственные спутники Земли преодолевают расстояние между Троей и Итакой меньше чем за минуту.
На Земле уже нет отдаленных мест ни в психологическом, ни в физическом смысле этого понятия. Когда друг уезжает в страну, которая раньше считалась далекой, даже если он не собирается возвращаться оттуда, у нас уже не возникает то чувство вечной разлуки, которое печалило наших предков. Мы знаем, что на реактивном лайнере можно прилететь к нему за несколько часов, что достаточно лишь включить скайп, чтобы услышать его голос.
Мы уничтожили расстояния здесь, на маленькой Земле, но нам никогда не удастся уничтожить то пространство, которое зияет между звездами. И вновь, как в те дни, когда звучал голос Гомера, человечество глядит в лицо необъятности, испытывая трепет перед ее величием. Перспективы, которые раскрывает эта необъятность, воодушевляют, а грядущие трудности вселяют страх. Из мира: который стал слишком мал, мы движемся в мир, который всегда будет слишком большим, в мир, границы которого всегда будут удаляться от нас со скоростью, превышающей скорость нашего продвижения к ним.
Рассмотрим вначале весьма скромные межпланетные расстояния в пределах нашей Солнечной системы, расстояния, на которые мы сейчас готовимся посягнуть. Самый первый «Лунник» нанес им чувствительный удар, удалившись более чем на 320 миллионов километров от Земли — в шесть раз больше расстояния от Земли до Марса. Когда человечество сумеет использовать ядерную энергию для космических полетов, Солнечная система начнет «сжиматься», пока не станет лишь немногим больше сегодняшней Земли. Путешествие к самой отдаленной планете займет, вероятно, не более недели, а до Марса и Венеры можно будет долететь за несколько часов.
Это достижение будет реализовано на протяжении ближайшего столетия. Может показаться, что оно превратит Солнечную систему в уютный милый уголок Вселенной, в котором такие планеты-гиганты, как Сатурн и Юпитер, будут играть ту же роль в наших мыслях, какую Африка и Азия играют сегодня. Качественные различия в климате, атмосфере и гравитации, хотя они и весьма существенны, в данном случае нас не интересуют, в какой-то мере это, может быть, и верно, но как только мы пересечем орбиту Луны, удалимся всего на четыреста тысяч километров от Земли, мы встретимся с первым из барьеров, которые будут разлучать Землю с ее детьми, рассеявшимися в космическом пространстве.
Чудодейственную телефонную и телевизионную, а теперь и компьютерную сеть, которая покрывает всю Землю и делает всех людей соседями, нельзя продлить в космическое пространство, и никогда нельзя будет беседовать с человеком, находящимся на другой планете.
Не истолкуйте это утверждение превратно. Даже при современных радиотехнических средствах сравнительно нетрудно решить проблему передачи речи на другие планеты. Но радиосигналы будут путешествовать до места назначения несколько минут, а в некоторых случаях и несколько часов, так как радиоволны и световые волны распространяются с одной и той же ограниченной скоростью — 300 тысяч километров в секунду. Через двадцать лет вы сможете слушать, что говорит вам друг, находящийся на Марсе. Но слова, которые вы услышите, будут произнесены, по меньшей мере на три минуты раньше, столько же времени понадобится на то, чтобы был услышан ваш ответ. В таких условиях можно обмениваться устными сообщениями, но не беседовать. Даже если собеседник будет на Луне, запаздывание речи, составляющее две с: половиной секунды, неизбежно вызовет досаду. А при дальности связи более полутора миллионов километров это запаздывание станет просто невыносимым.
На людей, которые привыкли считать мгновенную связь чем-то само собой разумеющимся, частью самой структуры цивилизованной жизни, этот «временной барьер» может произвести глубокое психологическое воздействие. Он будет беспрестанно напоминать о тех всеобщих законах и ограничениях, которые наша техника никогда не преодолеет, ибо, по-видимому, несомненно, что ни один сигнал, а тем более материальное тело, не может двигаться быстрее скорости света.
Скорость света, являющаяся частью самой структуры пространства и времени,— абсолютный предел скорости. В узких рамках Солнечной системы это обстоятельство не будет вызывать серьезных трудностей, если мы примиримся с задержками в связи, которые проистекают именно из этого обстоятельства. В худшем случае запаздывание будет равняться примерно одиннадцати часам — столько времени нужно земному радиосигналу, чтобы достичь орбиты Плутона, самой удаленной из планет. В сообщении между Землей, Марсом и Венерой задержка не будет превышать двадцати минут: этого недостаточно, чтобы серьезно мешать обмену коммерческой или административной информацией, но более чем достаточно, чтобы разрушить ту персональную звуковую или видеосвязь, которая создает впечатление прямого общения с друзьями на Земле, где бы они ни находились.
Когда мы выйдем за пределы Солнечной системы, то столкнемся с совершенно новым свойством космической действительности. Даже сегодня многие, в общем-то образованные, люди не могут постичь — подобно тем первобытным людям, которые умели считать только до трех, а все числа больше четырех смешивали в одну кучу,— глубочайшего различия между околосолнечным и межзвездным космическим пространством. Первое — это пространство, окружающее соседние с нами миры, планеты; второе — пространство, окружающее далекие солнца, звезды. И оно в буквальном смысле в миллионы раз больше.
В нашей земной практике столь резкие изменения масштабов не встречаются. Чтобы мысленно представить себе расстояние до ближайшей звезды в сравнении с расстоянием до ближайшей планеты, вообразите мир, в котором самый близкий от вас предмет находится на расстоянии всего одного метра, а дальше глазу не на чем остановиться, пока вы не пропутешествуете тысячу километров.
Многие консервативные ученые, устрашенные этими космическими безднами, отрицают, что их удастся когда-либо преодолеть. Воистину некоторые люди не способны учиться: те, кто раньше высмеивал идею возможности полета аппаратов тяжелее воздуха, а потом смеялся над идеями межпланетных путешествий, сегодня совершенно твердо убеждены, что звезды навсегда останутся недосягаемыми для нас. И снова они неправы, ибо им не под силу усвоить великий урок нашего века: если что-то теоретически возможно и фундаментальные научные закономерности не препятствуют его реализации, то рано или поздно оно будет осуществлено.
Когда-нибудь — может быть, уже в этом веке, а может быть, через тысячу лет — человечество откроет действительно эффективные средства передвижения наших космических кораблей. Любое техническое устройство всегда совершенствуется до своего предела (если, конечно, оно не будет вытеснено чем-то лучшим), а предельная скорость для космических кораблей — это скорость света. Они никогда не достигнут этого предела, но они подойдут к нему очень близко. И тогда путешествие от Земли до ближайшей звезды займет менее пяти лет.
Наши исследовательские космические корабли будут улетать все дальше и дальше от своего дома, непрерывно расширяя сферу исследованного космического пространства. Радиус этой сферы будет расти почти со скоростью света (но эта скорость никогда не сравняется со скоростью света). Пять лет — до тройной системы Альфа Центавра, десять — до странной двойной звезды Сириуса А и В, одиннадцать — до дразнящей загадки 61 Лебедя, этой первой звезды, подозреваемой в том, что у нее есть планеты. Эти путешествия длительны, но они не невозможны. Человек всегда был готов платить за свои изыскания, сколь бы высокой ни была цена, а цена космического пространства — это время.
Когда-нибудь люди предпримут даже такие путешествия, которые будут длиться сотни и даже тысячи лет. Анабиоз — мера, несомненно, осуществимая — может дать ключ к реализации межзвездных перелетов. Другое решение проблемы — полностью автономные космические ковчеги, крошечные странствующие миры. Они позволят осуществить неограниченно длительные путешествия, на протяжении которых одни поколения космонавтов будут сменяться другими. Предсказанный теорией относительности известный эффект замедления хода времени, согласно которому для путешественника, летящего со скоростью, близкой к скорости света, время движется гораздо медленнее, может послужить основой для третьего решения. Есть и другие пути.
Имея столь много теоретических возможностей осуществления межзвездных перелетов, можно не сомневаться в том, что, по крайней мере, одна из них будет реализована. Вспомним историю атомной бомбы; было три различных пути ее создания, и никто не знал, какой из них лучше. Были испробованы все три, и все они привели к цели.
Поэтому, заглядывая в далекое будущее, мы должны рисовать себе картину медленного (немногим менее миллиарда километров в час!) распространения человеческой деятельности за пределы Солнечной системы, среди солнц, рассеянных в той части Галактики, где мы находимся ныне. Эти солнца удалены одно от другого в среднем на пять световых лет; иными словами, мы никогда не сможем добраться от одного из солнц до другого меньше чем за пять лет.
Чтобы лучше уяснить себе, что это значит, обратимся к земной аналогии. Вообразите себе обширный океан, усеянный островами. Часть из этих островов пустынна; часть, возможно, обитаема. На одном из островов живет племя энергичных людей, только что познавших кораблестроительное искусство. Оно готовится исследовать океан, но должно учитывать, что на путешествие до ближайшего острова нужно затратить пять лет и никакие усовершенствования конструкции кораблей не помогут сократить это время.
Чего могут достичь островитяне в этих обстоятельствах (именно в таком положении мы и окажемся в недалеком будущем)? Через несколько столетий они сумеют основать поселения на ближайших к ним островах и бегло обследовать многие другие острова. Дочерние поселения смогут и сами посылать в океан пионеров-разведчиков. Возникнет своего рода ценная реакция распространения первичной культуры на все расширяющуюся площадь океана.
Продолжение следует.
Автор: Артур Кларк.