Transiting Exoplanet Survey Satellite — Спутник, исследующий транзит экзопланет. — Прим. пер.

Search for Extraterrestrial Intelligence — поиск внеземного разума. — Прим. пер.

Саган К. Голубая точка. Космическое будущее человечества. — М.: Альпина нон-фикшн, 2017.

В названии последнего раздела и его последней фразе использованы слова из песни Дэвида Боуи «Герои». — Прим. пер.

^{‹‹1››} В случае если эту книгу будут читать инопланетяне, заранее прошу у них прощения.

^{‹‹2››} Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн.

^{‹‹3››} Строительные материалы, научная и общественная жизнь, теплая постель.

^{‹‹4››} Скиапарелли использовал 22-см телескоп, Лоуэлл имел в своем распоряжении 30- и 40-см телескопы.

^{‹‹5››} Но, разумеется, не для Майкла Брауна и Международного астрономического союза. Советую почитать «Как я убил Плутон и почему это было неизбежно» (How I Killed Pluto and Why It Had It Coming) — прекрасно изложенную историю «падения» планеты.

^{‹‹6››} Ага! Новая единица измерения! Минимальная температура, которой может обладать физическое тело, равна –273 °C. При этой температуре тело не обладает тепловой энергией. Первоначально это значение назвали «градус Кельвина». Поскольку изменение на одну единицу одинаково для шкал Цельсия и Кельвина, 0 °C эквивалентно 273 °K.

^{‹‹7››} Что я имею в виду? Ну, 0,1 отличается от единицы на один порядок или на одну десятую. Возьмите число 1×10^–10. Оно отличается от 1 на 10 порядков. Это действительно малое число по сравнению с единицей.

^{‹‹8››} Бактерии и археи представляют две ветви нашей современной трехдоменной классификации клеточных форм жизни. Бактерии и археи — одноклеточные прокариоты (клетки, лишенные выраженных ядер). Третья ветвь, эукариоты, включает одноклеточные и многоклеточные организмы, клетки которых имеют ядра. Вы являетесь представителем домена эукариотов. Хотя трехдоменная система может показаться менее наглядной, чем классификация, основанная на внешних признаках (например, наличие позвоночника, глаз, противопоставленного большого пальца), она проще и более эффективна, поскольку основана на биохимии живых организмов.

^{‹‹9››} Докажите, что я не прав.

^{‹‹10››} Ну, например, можно каждый день с утра пораньше ронять на землю яблоко, но было бы странно ожидать, что закон всемирного притяжения вдруг на него не подействует.

^{‹‹1››} Вытяните руку перед собой и посмотрите на свой мизинец. Он образует угол примерно в один градус. Угловой размер Солнца (и полной Луны, на которую можно смотреть без вреда для зрения), если смотреть на него с Земли, составляет половину этой величины.

^{‹‹2››} Я не буду здесь говорить обо всех достижениях Эйнштейна. Достаточно сказать, что появившаяся в 1915 г. общая теория относительности дала объяснение гравитации в терминах взаимосвязи между материей, энергией и геометрией пространства-времени.

^{‹‹3››} Это утверждение справедливо для нашего времени, но что случится в отдаленном будущем? Современные наблюдения показывают, что скорость расширения Вселенной увеличивается. Если это правда, то расширение космологического горизонта замедлится и в конце концов остановится на каком-то фиксированном уровне. Со временем все галактики во Вселенной, гравитационно не связанные с галактикой Млечный Путь, удалятся за этот горизонт. Если учесть, что звезды, сияющие сегодня на нашем ночном небе, превратятся к тому времени в звездные останки (черные дыры и холодные нейтронные звезды или белые карлики), каким темным и пустынным будет наш небосклон!

^{‹‹4››} Я буду придерживаться качественного подхода к описанию истории ранней Вселенной.

^{‹‹5››} А что, если бы уничтоживший динозавров астероид не столкнулся с Землей? Это большой и интересный вопрос, которого я не коснусь в этой книге даже поверхностно.

^{‹‹6››} Это также название очень хорошей книги, написанной Примо Леви.

^{‹‹7››} Одна десятимиллионная.

^{‹‹8››} Строго говоря, для того, чтобы два ядра слились в одно, нужна лишь высокая температура. Но без высокой плотности таких ядер будет очень мало.

^{‹‹9››} Если масса звезды выше, то даже давления вырожденного нейтронного газа будет недостаточно. После определенного предела формируется черная дыра.

^{‹‹10››} Тяжелее гелия.

^{‹‹11››} Да, и Плутон среди них.

^{‹‹1››} Удивительно, что в 1948 г. математик и создатель первых ЭВМ Джон фон Нейман использовал очень похожее определение жизни (в данном случае искусственной) во время одной из лекций, посвященных общей теории автоматов. Его идеи предвосхитили наши сегодняшние представления о молекулярной генетике.

^{‹‹2››} В основном благодаря наличию углекислого газа, метана и водяного пара в небольших, но значимых количествах.

^{‹‹3››} Плюс небольшое количество тепла, выделяемого при распаде радиоактивных элементов внутри Земли.

^{‹‹4››} Этот абзац можно считать коротким вступлением к теории эволюции. Если вы хотите глубже понять теорию Дарвина, я бы посоветовал вам следующий подход, состоящий из двух этапов: первый — прочтите книгу Ричарда Докинза «Слепой часовщик», второй этап — вернитесь в начало и повторяйте первый этап до тех пор, пока не достигнете понимания (Докинз Р. Слепой часовщик. — М.: Corpus, 2015).

^{‹‹5››} Для сравнения хочу напомнить, что самые старые метеориты имеют возраст 4,57 млрд лет, что считается верхним пределом возможного возраста Солнечной системы.

^{‹‹6››} Возможно, вы также знакомы с углеродом-14 (6 протонов и 8 нейтронов). В отличие от обычного углерода, ¹⁴C неустойчив и превращается в азот с периодом полураспада приблизительно 5000 лет — в геологическом масштабе почти мгновенно.

^{‹‹7››} Геохимическая летопись не позволяет нам определить, как эта ранняя жизнь преобразовывала углерод — как правило, в форме CO₂ — в энергию. Мы не знаем, происходило это в результате реакции фотосинтеза (с выделением кислорода или без) или посредством биосинтеза метана (метаногенеза). Сведения не сохранились. Приходите в следующем эоне, может, ситуация прояснится.

^{‹‹8››} Формула такова: 6CO₂ + 6H₂O + энергия → C₆H₁₂O₆ + 6O₂.

^{‹‹9››} Правила приличия не позволяют мне назвать это событие величайшим отравлением в истории планеты.

^{‹‹10››} Его также находили в ядерных реакторах. Это живое воплощение утверждения Ницше: «То, что нас не убивает, — делает сильнее».

^{‹‹11››} Вы можете заменить эксперимент Миллера — Юри с маленьким теплым водоемом на другой, в котором будут воспроизводиться, например, условия в гидротермальных источниках срединных океанических хребтов. Постановка эксперимента изменится, но идеи, которые за ним стоят, останутся, в сущности, такими же.

^{‹‹12››} Вы можете спланировать собственный вариант эксперимента Миллера — Юри, но для этого потребуется воспроизвести условия космического вакуума и запастись изрядным терпением.

^{‹‹13››} Я часто задумывался над этим вопросом, когда играл в настольную игру «Первичный бульон».

^{‹‹1››} Если бы это был вопрос на миллион долларов! Тогда для ответа на него хватило бы одного исследовательского гранта.

^{‹‹2››} Представьте себе мускулистого Зевса (Юпитера) в обтягивающей футболке с надписью SUN (Солнце), и вы никогда больше не забудете порядок следования внешних планет — Сатурн, Уран и Нептун.

^{‹‹3››} Ватт — это единица мощности, или количества энергии, которое получает система за единицу времени. Для сравнения: чайник использует приблизительно 2000 Вт мощности, когда кипятит вам воду для чая. Общее количество энергии, потребовавшееся на кипячение воды, — это мощность чайника, умноженная на время, затраченное на кипячение. Если мощность измерять в ваттах, время в секундах, то тогда энергия будет выражаться в джоулях. Единицы измерения — великая вещь!

^{‹‹4››} Также известная как температура абсолютно черного тела в соответствии с традицией физиков XIX в., которые разработали математические основы теории.

^{‹‹5››} Подзаголовок объясняется тем, что студенческая аудитория реагировала на слово, содержащее приставку «пан», еле сдерживаемым хихиканьем.

^{‹‹6››} А как же, возразите вы, ALH84001 — марсианский метеорит, в котором, как утверждалось, были обнаружены микрофоссилии примитивных микроорганизмов? Вам придется потерпеть до главы, посвященной Марсу, в которой я собираюсь приоткрыть эту банку с микрочервями.

^{‹‹7››} Прошу прощения, но тут я снова заставлю вас подождать до главы, посвященной Марсу.

^{‹‹8››} Класс метеоритов SNC, включающий шерготтиты, наклиты и шассиньиты.

^{‹‹9››} Миссия «Кассини» завершилась 15 сентября 2017 г., когда космический аппарат прошел вблизи внутреннего кольца Сатурна (кольца D), после чего погрузился в атмосферу планеты и разрушился.

^{‹‹1››} Марсианские сутки, или сол, как принято говорить в НАСА, длиннее земных на 39 минут.

^{‹‹2››} Мои собственные впечатления от картины, переданной «Викингом», были более прозаичны. Посмотрев на большое поле, усыпанное камнями, все в ямах и рытвинах, я подумал: какая удача, что автоматический посадочный модуль, приземлявшийся на ракетных двигателях, ухитрился закончить посадку целым и невредимым, да еще в вертикальном положении.

^{‹‹3››} Команда марсоходов — прекрасный пример того, как сотрудники последовательных миссий, ставящие перед собой сходные цели, могут учиться на ошибках предшественников и проводить все более и более сложные научные эксперименты. А одиночные миссии таких возможностей лишены.

^{‹‹4››} Мелкая пыль, результат выветривания горных пород на планетах и спутниках. Это не совсем та почва, к которой мы привыкли на Земле, поскольку в ней нет продуктов разложения биологических организмов.

^{‹‹5››} Для сравнения: средняя глубина земных океанов составляет 3600 м. Это число уменьшится до 2600 м, если мы выровняем всю поверхность Земли, чтобы получился глобальный океан. Лишь около 3 % земной воды сосредоточено в ее полярных шапках. Если их растопить, то глубина океана увеличится на небольшую относительно средней глубины океана величину — около 100 м, хотя это существенно скажется на жизни 40 % населения Земли, живущего на расстоянии менее 100 км от океанского побережья.

^{‹‹6››} Среднее атмосферное давление на Марсе позволяет жидкой воде существовать только в очень узком диапазоне температур. При контакте с атмосферой водяной лед переходит из твердой фазы в газообразную.

^{‹‹7››} Но они не покрывали всю планету. Марс имеет несимметричное строение, для южного полушария в среднем характерны большие высоты, чем для северного. По-видимому, на Марсе были обширный северный океан и отдельные водоемы в других местах.

^{‹‹8››} Технические трудности связаны с тем, что линия метана в спектре излучения уже, чем спектральное разрешение прибора, который использовался для его обнаружения, что лишает это наблюдение необходимой достоверности.

^{‹‹9››} Можно рассмотреть гипотезу, что Марс, как Уэстли, герой фильма «Принцесса-невеста», «не совсем» мертв.

^{‹‹10››} Попробуйте ввести в поисковую строку Google «Curiosity REMS», чтобы получить сегодняшнюю погоду на Марсе. (REMS — станция мониторинга окружающей среды марсохода «Кьюриосити».)

^{‹‹11››} Буквально «спрятанные внутри камня».

^{‹‹12››} Технически это означает, что у этих пород более низкое альбедо, или отражательная способность. В результате они поглощают больше солнечной энергии, чем породы с высоким альбедо, и поэтому дневные температуры там выше.

^{‹‹13››} Очень двусмысленный каламбур в данном контексте.

^{‹‹14››} В действительности процесс поиска метеоритов не так прост. Поскольку они темнее окружающего льда, метеориты нагреваются и погружаются в ледяной покров Антарктиды. Но движению континентальных льдов препятствуют Трансантарктические горы. Особенности ледниковых течений приводят к тому, что метеориты возвращаются на поверхность, концентрируясь в относительно небольших областях. Ученые из группы поиска метеоритов снаряжают к подножиям Трансантарктических гор экспедиции на снегоходах и находят около 130 кг метеоритов за сезон. Именно так был обнаружен ALH84001.

^{‹‹15››} Есть мнение, что марсианский метеорит прозванный «Черный красавчик», старше. Однако притом, что он действительно содержит кристаллы циркона возрастом 4,4 млрд лет, по данным радиометрического анализа, эти фрагменты вкраплены в относительно молодую брекчию, которой не больше 2 млрд лет.

^{‹‹16››} И в конце концов след выведет вас на Билла Клинтона на лужайке перед Белым домом. (Я еще вернусь к этому моменту в конце книги.)

^{‹‹17››} Однако вызывал сомнение тот факт, что образец также содержал аминокислоты земного происхождения.

^{‹‹18››} Вся эта увлекательная история изложена в приложении к книге Шопфа «Колыбель жизни».

^{‹‹19››} Для сравнения: вторая космическая скорость для Земли составляет 11 км/с, а для Луны — 2,4 км/с.

^{‹‹20››} Правила приличия не позволяют мне высказать все, что я думаю по этому поводу.

^{‹‹21››} По крайней мере, если мы оснастим их электронный мозг радиационной защитой.

^{‹‹1››} Данные зондов «Пионер» позволили ученым составить представление об уровне радиации в окрестностях Юпитера и заранее принять меры по защите космических аппаратов.

^{‹‹2››} Это значит, что вы бы там весили в 230 раз больше, чем на Земле.

^{‹‹3››} Небольшое фоновое магнитное поле, создаваемое самим зондом «Галилео», которое могло повлиять на слабые сигналы, было устранено с помощью остроумного метода — вращения стойки с магнетометром вокруг самого аппарата. Таким образом фоновое поле получило временны́е и пространственные характеристики, по которым его можно было легко распознать и отделить от измеряемых значений.

^{‹‹4››} Пока что Каллисто не находится в резонансе с другими Галилеевыми спутниками, но синхронизируется с ними в будущем, когда их орбиты станут больше и они смогут влиять на свою самую далекую сестру.

^{‹‹5››} К счастью, иллюминаторы глубоководного аппарата, сделанные из такого же пластика, избежали подобной участи.

^{‹‹6››} Или с длиной волны 5 м, если вам так больше нравится.

^{‹‹7››} Что конкретно понимается под словами «экологически безопасные»? Нет смысла с таким трудом добираться до вод древнего подледного озера и добывать образцы, если во время бурения вы занесете в ту среду, которую хотите исследовать, поверхностные бактерии. И дело тут не только в опасности для озера, загрязнение ставит под вопрос весь смысл вашего эксперимента: если вы обнаружите в вашей пробе новые бактерии, как можно быть уверенным, что вы не внесли их туда сами? Это пример техногенной панспермии (будет обсуждаться позднее). Как нам сохранить первозданную чистоту инопланетных миров, которые мы хотим исследовать? Американская антарктическая экспедиция, которая проводила бурение на озере Уилланс, использовала для этой цели горячую воду, которая подвергалась фильтрации и стерилизации с помощью ультрафиолетового излучения, чтобы предотвратить вероятность загрязнения озера. Образцы для взятия проб также тщательно обрабатывались. Российские ученые, проводившие бурение на озере Восток, использовали более традиционный бур, где в качестве буровой жидкости применялись керосин и фреон. Ученые из других стран высказывали опасения, что это значительно повышает риск техногенного загрязнения. Споры по-прежнему продолжаются.

^{‹‹8››} А кроме того, флаги, оспу и т. п.

^{‹‹9››} Можно возразить, что никакой необходимости в планетарной защите нет, поскольку тонны вещества из Солнечной системы падают на Землю каждый день в форме пыли и микрометеоритов. Конечно, мы имеем все основания полагать, что они не несут никаких живых организмов, но я бы все же не исключал возможных сюрпризов.

^{‹‹10››} Возможно, это не слишком поэтичное название, но, как гласила надпись на герметике для линолеума, выпускавшемся в Британии в 1990-х гг., «он делает ровно то, что написано на упаковке».

^{‹‹1››} Чудесная цитата из Овидия «Они сделали далекие звезды ближе» плюс случайный набор букв — технически это можно назвать анаграммой, хотя очки снимаются за незанятые буквы в конце. Честно говоря, первое, что приходит мне в голову, чтобы зашифровать фразу «Saturn has a moon!», — это «Hot roman saunas!».

^{‹‹2››} Не зная, как назвать коричневую липкую субстанцию, произведенную в ходе попыток воспроизвести органическую химию Титана, Саган и Харе решили остановиться на слове «толины» (от греческого θολας — грязный) — древний термин для липкой коричневой массы.

^{‹‹3››} Солнечный ветер состоит из электрически заряженных частиц, преимущественно протонов, которые отражаются магнитным полем Сатурна. Фотоны электрически нейтральны и не подвержены воздействию магнетизма.

^{‹‹4››} Один ученый из ЕКА сравнил это с посадкой в крем-брюле. Мне очень нравится такое сравнение.

^{‹‹5››} Тот факт, что радарные измерения «Кассини» могут проникать на такие большие глубины, указывает, что эти озера полностью состоят из метана.

^{‹‹6››} Остается вопрос, куда именно нужно посылать следующую миссию.

^{‹‹7››} Это достигается очень остроумным способом — частицы заряженного газа заключаются в статически заряженный объем, или, другими словами, электрически заряженную проволочную клетку. Электрическое отталкивание между проволокой и частицами газа не дает ему распространяться за пределы этого объема.

^{‹‹8››} Со скоростью приблизительно 1–2 м/с.

^{‹‹9››} А. е. — астрономическая единица — единица измерения расстояний, приблизительно равная среднему расстоянию от Земли до Солнца.

^{‹‹10››} Хотя на самом деле «Вояджеры» направляются не к Альфа Центавра, в познавательных целях будем считать конечной целью их полета нашу ближайшую звездную систему.

^{‹‹1››} Если задуматься, обнаружить такую планетную систему с помощью доплеровской спектроскопии также будет очень трудно. При таком расположении планет движение звезды будет перпендикулярно линии нашего зрения. А метод Доплера позволяет нам фиксировать изменение лишь того компонента движения звезды, который направлен вдоль этой линии.

^{‹‹2››} Платоновы тела — это тетраэдр (4 равносторонних треугольника), куб (6 квадратов), октаэдр (6 равносторонних треугольников), додекаэдр (12 правильных пятиугольников) и икосаэдр (20 равносторонних треугольников). Все они в равной степени любимы геометрами и поклонниками «Подземелья драконов».

^{‹‹3››} Если точно, Ньютон показал, что P² = [4π / G (M_звезды + M_{планеты})] a³. Но, поскольку масса звезды значительно больше массы планеты, значением массы планеты можно пренебречь.

^{‹‹4››} Ученые называют это «правилом пяти сигм», из которого следует, что вероятность обнаружения, вызванного случайной погрешностью, составляет 1 к 3,5 млн.

^{‹‹5››} Фотометрия — измерение яркости.

^{‹‹6››} Вероятно, они брали пример с Кеплера. Когда Кеплер работал над своей моделью Солнечной системы, основанной на Платоновых телах, он написал герцогу Вюртембергскому письмо с просьбой выделить средства на строительство физической модели. Он превозносил ее физическую и математическую красоту, а также предлагал украсить ее драгоценными камнями и, возможно, воспроизвести в виде кубка. Идея Кеплера не произвела на герцогского секретаря особого впечатления, он ответил, что сомневается в возможности построения такой модели, и посоветовал Кеплеру начать с создания бумажной копии. С тех пор все научные фонды отвечают подобным образом.

^{‹‹7››} Современная классификация звезд основана на температурной последовательности, и каждому классу присвоена одна буква: OBAFGKM — от самых горячих звезд класса O до самых холодных класса M. Как выяснилось, эта последовательность также связана с массой и светимостью: звезды класса O обладают самой большой массой и светимостью, в то время как звезды класса М самые тусклые и наименее массивные среди звезд главной последовательности.

^{‹‹8››} Метод вариации времени транзитов (TTV) позволяет измерить массы планет в многопланетных системах на основании наблюдений за изменениями их орбит под воздействием гравитации. Простыми словами, время прохождения каждой планеты перед родительской звездой изменяется, поскольку другие планеты либо подталкивают ее вперед, либо тянут назад.

^{‹‹1››} К сожалению, в текущей версии SETI@Home такая опция не предусмотрена.

^{‹‹1››} Мои точно будут.