Глава тридцать восьмая

Да будет тьма

Среди прочих научных дисциплин астрофизика – чемпион по смирению. Поразительная ширь и глубина Вселенной изо дня в день заставляет сдуваться наше самомнение, мы постоянно зависим от прихотей неконтролируемых сил. Выдастся всего-навсего пасмурный вечерок – каприз погоды, который не помешает никаким другим начинаниям, – и мы не сможем делать наблюдения на телескопе, одна ночь работы которого может стоить и двадцать тысяч долларов безо всяких скидок на погоду. Мы – пассивные наблюдатели космоса, мы собираем данные о тайнах природы, приноравливаясь к тому, где, когда и как природа их открывает. Чтобы познать космос, нужны какие-то окна во Вселенную – и чтобы эти окна не были затянуты туманом, замазаны краской или заляпаны грязью. Однако распространение так называемой цивилизации, а следовательно – вездесущего технического прогресса в целом, мешают решить эту задачу. Если мы ничего не сделаем, люди скоро потопят Землю в фоновом свечении и всякий доступ к рубежам космических открытий окажется перекрыт.

Преобладающая и самая очевидная форма астрономического загрязнения – это уличное освещение. Его постоянно видно с борта самолета во время ночных перелетов, а значит, фонари освещают не только улицы поблизости, но и остальную Вселенную. Особенно вредны ничем не прикрытые уличные фонари – то есть, фонари без направленных вниз абажуров-отражателей. Если местные власти устанавливают светильники, обладающие подобными недостатками, им приходится покупать лампы большей мощности, поскольку половина света от них уходит вверх. Растраченный впустую свет, направленный в ночное небо, и делает большýю часть участков на поверхности Земли непригодными для астрономических исследований. В 1999 году участники симпозиума «Сохраним астрономическое небо» с полным правом оплакивали утрату темного неба в масштабах всего земного шара. В одной статье утверждается, что неэкономное освещение обходится Вене в 720 000 долларов в год, Лондону – в 2,9 миллиона, Вашингтону – в 4,2 миллиона, а Нью-Йорку – в 13,6 миллионов (Sullivan and Cohen 1999, pp. 363–368). Обратите внимание, что Лондон, население которого примерно равно населению Нью-Йорка, при всей своей неэкономности почти в пять раз экономнее последнего.

Беда астрофизика состоит не только в том, что свет уходит в космос, но и в том, что в нижних слоях атмосферы содержится смесь водяного пара, пыли и загрязняющих веществ, которые отталкивают некоторые фотоны, стремящиеся вверх, обратно на землю, отчего небо начинает светиться в том же диапазоне, что и огни ночного города. Города светятся все ярче, тусклые космические объекты видны все хуже, так что горожанам доступ во Вселенную оказывается перекрыт.

Трудно преувеличить масштаб этого явления. Включите в темной комнате карманный фонарик и направьте его на противоположную стену – и вы разглядите его луч безо всяких усилий. Однако попробуйте включать все более ярко верхний свет – и сами убедитесь, что разглядеть луч все труднее и труднее. Если небосклон загрязнен посторонним светом, то расплывчатые космические объекты вроде комет, туманностей и галактик становится очень трудно или вовсе невозможно заметить. Я в жизни не видел галактику Млечный Путь в черте Нью-Йорка, а я здесь родился и вырос. Если смотреть в ночное небо с залитой светом Таймс-сквер, различишь разве что десяток-другой звезд – а ведь в те дни, когда по городу бродил последний генерал-губернатор Новых Нидерландов Питер Стейвесант, с того же самого места было видно несколько тысяч звезд. Неудивительно, что у древних был так развит культ ночного неба, а у современных народов, ничего не знающих о ночном небе, так развит культ вечернего телевизора.

Распространение электрического освещения в городах в XX веке привело к возникновению техногенной дымки, которая заставляла астрономов строить горные обсерватории подальше от окраин городов и удаляться для этого в уединенные уголки – на Канарские острова, в чилийские Анды, на вулкан Мауна-Кеа на Гавайях. Важное исключение – Национальная обсерватория Китт-Пик в Аризоне. Астрономы не стали отступать под натиском города Тусона, который становился все больше и ярче, а окопались и дали бой. Победа далась им неожиданно легко – оказывается, нужно было всего-навсего убедить горожан, что они тратят на уличное освещение неоправданно много своих собственных денег. В результате город получил экономичные фонари, а астрономы – темное небо. Постановление № 8210 Кодекса уличного освещения графства Тусон-Пима наталкивает на мысль, что в тот момент, когда его принимали, и мэр, и шеф полиции, и начальник тюрьмы были астрономами. В разделе 1 сформулирована цель постановления:

Цель настоящего Кодекса – задать такие стандарты уличного освещения, чтобы они без особой необходимости не препятствовали астрономическим наблюдениям. Задача настоящего Кодекса – посредством урегулирования типов, видов, конструкции, установки и применения устройств, систем и методов электрического освещения улиц добиться экономии энергии без ухудшения безопасности, удобства, надежности и продуктивности и при этом сделать более приятным пребывание в ночное время на территории, находящейся в нашей юрисдикции.

А после 13 следующих разделов, где приводятся жесткие правила и нормы, диктующие горожанам, какие виды уличного освещения следует предпочитать, а каких избегать, начинается самое интересное – раздел 15:

Нарушение любого предписания настоящего Кодекса кем бы то ни было является административным нарушением. По каждому следующему дню нарушения выдвигается отдельное обвинение.

Как видите, стоит лишь посветить на телескоп, и мирный гражданин превращается в сущего Рэмбо. Думаете, я преувеличиваю? Существует особая организация, которая протестует против направленного вверх света во всем мире – Международная ассоциация борцов за темное небо. У этой Ассоциации весьма красноречивый девиз, напоминающий фразу, написанную на патрульных автомобилях полицейского управления Лос-Анджелеса: «За качественное уличное освещение как средство беречь и сохранять ночную атмосферу и темное небо, доставшееся нам от предков». И члены ее, будто полицейские, придут к вам, стоит вам нарушить закон.

Это я знаю не понаслышке. Они и ко мне приходили. Не прошло и недели с того дня, как Роузовский Центр Земли и Космоса открыл свои двери для посетителей, как я получил письмо от генерального директора Ассоциации, где меня распекали за то, что в тротуар перед входом вмонтированы лампы, которые светят вверх.

Нас обвинили вполне справедливо: в площадку перед Центром и правда вмонтировано сорок ламп (правда, очень малой мощности), которые подчеркивают и освещают гранитную арку у входа. Эти лампы отчасти функциональны, отчасти декоративны. Целью письма было не свалить вину за плохие условия для астрономических наблюдений во всем городе Нью-Йорке на эти жалкие лампочки, а указать, что Планетарий имени Хейдена должен подавать всему миру хороший пример. Стыдно признаться, но лампы мы так и не убрали.

Однако не все зло на планете имеет искусственное происхождение. Яркости полной Луны вполне хватает, чтобы сократить число звезд, видимых невооруженным глазом, с нескольких тысяч до нескольких сотен. И в самом деле, полная Луна более чем в 100 000 раз ярче самых ярких ночных звезд. А законы отражения делают полную Луну более чем в десять раз ярче, чем полумесяц. Сияние Луны сильно сокращает и количество метеоров, которые видно во время метеоритных дождей, независимо от того, где именно на Земле их наблюдаешь, хотя облака, конечно, мешают гораздо сильнее. Так что никогда не желай астроному, направляющемуся к большому телескопу, полюбоваться полной Луной. Правда, приливные силы Луны создают лужицы и озерца, остающиеся на суше после отлива, и другие недолговечные экосистемы, которые в свое время поспособствовали переходу от морской к сухопутной жизни и в конечном итоге обеспечили человеку возможность развиться и процветать. Если бы не эта мелочь, большинство астрономов-наблюдателей, особенно космологов, были бы только рады, если бы никакой Луны и вовсе не было.

Несколько лет назад мне позвонила одна дама-маркетолог, которая хотела спроецировать на Луну логотип своей компании. Она желала знать, что для этого нужно сделать. Сначала я в сердцах бросил трубку, но потом все-таки перезвонил этой даме и вежливо объяснил, почему это не слишком удачная мысль. Были и другие руководители разных компаний, которые спрашивали меня, как вывести на орбиту светящиеся баннеры шириной в милю с броскими рекламными слоганами – примерно как вычерчивают в небе слова разноцветным дымом и прицепляют флаги к самолетам на разных спортивных состязаниях или над океаном возле многолюдных пляжей. Я всегда грожусь натравить на них световую полицию.

Неочевидная связь современного образа жизни с загрязнением светом распространяется и на другие части электромагнитного спектра. Следующими в зону риска попадают радиоволновые окна в космос, в том числе микроволновое излучение. В наши дни мы буквально затоплены сигналами устройств, испускающих радиоволны, – это и сотовые телефоны, и пульты для гаражных дверей, и пищащие ключи, которые открывают и запирают машины, и радиорелейные станции, и радио- и телепередатчики, и рации, и полицейские радары, и GPS, и сети спутниковой коммуникации. Наше радиоволновое окно во Вселенную затянуто этим техногенным туманом. А немногие оставшиеся чистые полосы в радиодиапазоне становятся все уже и уже, поскольку технологический образ жизни захватывает все больше и больше радиотерриторий. Выявлять и изучать слабо излучающие космические объекты стало трудно как никогда.

В последние полвека радиоастрономы сделали множество замечательных открытий – обнаружили пульсары, квазары, молекулы в космическом пространстве и реликтовое микроволновое излучение – первое доказательство, что Большой Взрыв действительно был. Однако такие слабые радиосигналы заглушает даже беспроводная телефонная связь: современные радиотелескопы до того чувствительны, что разговор по рации между двумя астронавтами на Луне был бы одним из ярчайших источников на радио-небосклоне. А если бы у марсиан были сотовые телефоны, мощнейшие из наших радиотелескопов засекли бы и их без особого труда.

Федеральная комиссия по связи с вниманием относятся к многочисленным, настоятельным и зачастую противоречивым требованиям различных слоев общества к радиоспектру. Оперативная группа по спектральной политике при Федеральной комиссии по связи пересматривает политику использования электромагнитного спектра с целью повысить гибкость и производительность. Председатель Комиссии Майкл К. Пауэлл в интервью «Вашингтон Пост» 19 июня 2002 года сказал, что хочет изменить основной принцип Комиссии – перестать «командовать и контролировать» и выработать подход, ориентированный на рынок. Еще Комиссия будет следить за тем, как распределяются полосы радиодиапазона и не будут ли разные полосы интерферировать друг с другом.

Американское астрономическое общество, профессиональная организация астрофизиков США, со своей стороны, призвало своих членов быть такими же бдительными, как члены Международной ассоциация борцов за темное небо (лично я всячески приветствую подобную позицию), и убеждать тех, кто отвечает за политику распределения радиочастот, оставить некоторые полосы нетронутыми для астрономических нужд. Если позаимствовать понятия и лексикон у несгибаемых «зеленых», эти полосы следует считать «электромагнитными нетронутыми землями» или «электромагнитным национальным парком». Чтобы исключить интерференцию, географические районы вокруг защищенных обсерваторий также должны быть очищены от любых радиосигналов искусственного происхождения.

Самая серьезная проблема, вероятно, состоит в том, что чем дальше находится исследуемый объект от Млечного Пути, тем больше длина волны и ниже частота его радиосигнала. Это явление – космологический эффект Допплера – и есть главное доказательство расширения Вселенной. Поэтому на самом деле невозможно выделить отдельный диапазон «астрофизических» частот и решить, что в это окно видно весь космос от ближайших галактик до краев наблюдаемой Вселенной. Битва за тьму продолжается.

На сегодняшний день строить телескопы для изучения любых частей электромагнитного спектра лучше всего на Луне. Причем на той стороне, которая не обращена к Земле. Если поставить их на видимой стороне Луны, будет даже хуже, чем если смотреть с поверхности Земли. С видимой стороны Луны Земля в тринадцать раз больше и примерно в пятьдесят раз ярче, чем Луна, если смотреть на нее с Земли. К тому же Земля никогда не заходит. Наверное, вы и сами уже сообразили, что непрестанный щебет коммуникационных сигналов делает Землю еще и самым ярким объектом на радиоволновом небосклоне. А рай для астронома находится, наоборот, на обратной стороне Луны, где Земля никогда не восходит, навеки погребенная за горизонтом.

Поскольку телескопам, выстроенным на обратной стороне Луны, Земля нигде не будет закрывать обзор, их можно будет направить в любую сторону, не рискуя испортить данные из-за электромагнитных эманаций Земли. Но и это еще не все – ночь на Луне длится почти 15 земных дней, что даст астрономам возможность наблюдать объекты на ночном небе сутками напролет, гораздо дольше, чем удается с Земли. А поскольку у Луны нет никакой атмосферы, наблюдения с лунной поверхности ничем не хуже наблюдений с земной орбиты. Космическому телескопу им. Хаббла придется уступить свое почетное место и скромно отодвинуться.

Более того, поскольку на Луне нет атмосферы и свет не рассеивается, небо на Луне и днем почти такое же темное, как и ночью, так что все любимые звезды прекрасно видны даже неподалеку от солнечного диска. Трудно найти другое такое незагрязненное место.

Беру назад свои язвительные замечания в адрес Луны. Может быть, наша небесная соседка скоро станет лучшей подружкой астронома.