Книга знаменитого американского астрофизика и популяризатора науки К. Сагана рассказывает об эволюции Вселенной, формировании галактик и зарождении жизни и разума. Автор прослеживает пути познания Вселенной — от прозрений древних мыслителей через открытия Кеплера, Ньютона и Эйнштейна к современным космическим миссиям.

КОММЕНТАРИИ К ЦВЕТНЫМ ИЛЛЮСТРАЦИЯМ

Форзац: Небольшое скопление галактик, включающее в себя крупную спиральную и эллиптическую галактики. Художник А. Шеллер

Заняв наблюдательный пост в межгалактическом пространстве, мы увидели бы россыпь бесчисленных слабых волокон света, напоминающих морскую пену на волнах Космоса. Это галактики. Некоторые из них одинокие странники, но большинство обретается в составе общин — звездных скоплений и, сбившись в кучу, бесконечно дрейфует среди величественной темноты Космоса. Перед нами Космос в самом крупном из известных масштабов. lt;...gt; Любая галактика состоит из газа, пыли и звезд — миллиардов и миллиардов звезд. И каждая звезда может быть чьим-то солнцем. Внутри галактики есть звезды, и миры, и, возможно, жизнь, разумные существа, космические цивилизации. Но издали галактики напоминают мне коллекцию любовно подобранных вещиц — ракушек, а может быть, кораллов, творений, над которыми Природа трудилась в космическом океане целые эоны. (с. 28-29)

Оборот форзаца: Фотография кометы Веста, сделанная М. Гросманом в феврале 1976 г. в Западной Германии. Огромный хвост кометы направлен в сторону от Солнца, которое уже скрылось за горизонтом. Он образован частицами, которые выбрасываются ядром кометы и увлекаются потоком быстрых протонов и электронов солнечного ветра.

501

Дальнейшие подступы к Солнцу заполнены гигантскими снежками из льда, камня и органических молекул, которые составляют огромный сферический рой. Это кометные ядра. Время от времени проходящая невдалеке звезда едва заметным гравитационным воздействием мягко направляет одно из них во внутренние области Солнечной системы. Там Солнце нагревает ядро, и лед испаряется, образуя красивый кометный хвост. (с. 32-33)

Кометы всегда были источниками страха и суеверного трепета. Их неожиданное появление бросало вызов представлению о неизменном и божественно упорядоченном Космосе. Казалось невероятным, что приковывающая к себе взгляд полоса молочно-белого пламени, которая каждую ночь восходит и заходит вместе со звездами, появилась безо всякой на то причины и не является каким-либо предзнаменованием. Так возникла идея, будто кометы — это предвестницы катастроф, знаки божественного гнева, что они предсказывают смерть правителей и гибель царств. (с. 129)

Нахзац: Шаровое звездное скопление, обращающееся вокруг центра галактики. Художник А. Норсиа

Перед самым началом Первой мировой войны Харлоу Шепли из Миссури разработал технику измерения расстояний до шаровых звездных скоплений — восхитительных сферически симметричных «звездных куч», напоминающих пчелиный рой. Шепли нашел своего рода стандартную звездную свечу — тип звезд, которые хорошо заметны благодаря своей переменности и вместе с тем всегда имеют одну и ту же собственную светимость. Сравнивая видимый блеск таких звезд, обнаруженных в шаровых скоплениях, с их реальной светимостью, определенной по ближайшим к нам светилам этого класса, Шепли смог вычислить, насколько далеко находятся скопления. lt;...gt; Возможно, на планете, обращающейся вокруг звезды в ядре Галактики или в центре одного из исследованных Шепли шаровых скоплений, обитают живые существа. Они могут лишь пожалеть

502

нас, которым дано созерцать невооруженным глазом скромную пригоршню светил, тогда как их небеса буквально сияют звездами. Вблизи центра Млечного Пути нашему взгляду открылись бы не тысячи, а миллионы ярких небесных огней. Даже с заходом Солнца (или нескольких солнц) не наступала бы ночная тьма. (с. 288-289)

Ил. 1. За темной пылевой завесой туманности Ориона разливается яркий свет горячих молодых звезд.

Художник Дж. Оллисон

Контур незодиакального созвездия Ориона, небесного охотника, образуют четыре яркие звезды. Почти пополам его делит диагональная линия из трех звезд, называемая поясом Ориона. Три менее яркие звезды, как бы свисающие с пояса, принято считать мечом легендарного охотника. На самом деле средняя звезда меча и не звезда вовсе, а огромное газовое облако, где прямо сейчас рождаются светила. Оно называется туманностью Ориона. Многие звезды в созвездии Ориона горячие и молодые, они очень быстро эволюционируют и завершают свою жизнь колоссальными космическими взрывами — вспышками сверхновых. Они рождаются и умирают за время порядка нескольких десятков миллионов лет. Если с помощью компьютера мы резко ускорим течение времени в Орионе, нам откроется потрясающее зрелище: многие из его звезд будут рождаться и умирать на наших глазах, мерцая и вспыхивая, подобно огням ночного салюта. (с. 296)

Ил. 2. Трапеция Ориона — четыре новорожденные звезды в туманности Ориона.

Художник Дж. Оллисон

Звезды-подростки все еще окружены следами светящейся туманности — гравитационно связанными остатками амниотического газа. Пример тому — близкое к нам скопление Плеяды. Как это бывает в человеческих семьях, обретшие зрелость светила покидают родной дом и редко видятся друг с другом.

Где-нибудь в Галактике есть звезды — возможно, десятки звезд — братья и сестры Солнца, родившиеся вместе с ним в одном газопылевом комплексе пять миллиардов лет назад. (с. 333)

Ил. 3. Стадо флоатеров дрейфует над большим атмосферным вихрем.

Ил. 3а. Флоатер крупным планом.

Ил. 3б. Флоатеры, парящие над аммиачными облаками.

На гигантской планете, вроде Юпитера, с атмосферой, богатой водородом, гелием, метаном, водяными парами и аммиаком, твердая поверхность недосягаема, однако существуют довольно плотные облачные слои. lt;...gt; Дабы показать, что жизнь вовсе не исключена на таких совершенно отличных от Земли планетах, мы с коллегой по Корнеллу Э. Э. Солпитером проделали некоторые вычисления. Конечно, мы не можем точно знать, на что будет похожа жизнь в подобном месте, однако нам хотелось рассмотреть, в рамках известных законов физики и химии, может ли мир такого типа в принципе быть обитаемым. lt;...gt; Как и в случае с привычными нам земными воздушными шарами, чем глубже погружается флоатер, тем больше становится подъемная сила, возвращающая его в верхние, более прохладные и безопасные области атмосферы. Флоатер может питаться образующимися в атмосфере органическими молекулами или вырабатывать их самостоятельно, используя солнечный свет и воздух, подобно тому как это делают растения на Земле. lt;...gt; Флоатеры могут передвигаться в атмосфере, испуская струи воздуха, на манер реактивного самолета или ракеты. Мы воображали их скученными в огромные ленивые стада, которые простираются, насколько хватает глаз... (с. 73-75)

Ил. 4. Изображение Большого Красного Пятна в искусственных цветах.

В ходе компьютерной обработки красные и голубые тона усилены за счет зеленых. Высокие облака временно закрывают около трети Большого Красного Пятна. Снимок сделан межпланетной станцией «Вояджер-1».

Ил. 5. Снимок Юпитера, сделанный станцией «Вояджер-1» в начальной фазе сближения с расстояния 28 млн. км.

Планета громадна. Она более чем вдвое массивнее всех остальных планет вместе взятых. Здесь нет гор, долин, вулканов, рек; нет границы между воздухом и землей — лишь огромный океан плотного газа и плывущие в нем облака, мир без поверхности. Все, что мы видим на Юпитере, плывет по его небу. lt;...gt; Белые пояса, вероятно, являются высотными облаками, состоящими из кристаллов аммиака; коричневатые цвета соответствуют более глубоким и горячим областям, где атмосферные потоки направлены вниз. Области синего цвета, по-видимому, представляют собой просветы в облаках, сквозь которые можно видеть чистое небо.

lt;...gt; Большое Красное Пятно. Огромный столб газа, высоко поднимающийся над соседними облаками; настолько большой, что в нем поместилось бы несколько таких планет, как Земля. Красный цвет, возможно, связан с выносимыми на поверхность сложными молекулами, которые образуются или концентрируются на большой глубине. Не исключено, что этот гигантский циклон существует уже миллионы лет. (с. 233-234)

Ил. 6-8. Звездолет «Орион» (авторы идеи Т. Дайсон, Ф. Дайсон и др.); звездолет «Дедал» (Британское межпланетное общество); прямоточный звездолет Бассарда.

Художник Р. Стернбах

Сегодня уже существуют эскизы космических кораблей для полета человека к звездам. Ни один из них не предполагает запуск непосредственно с Земли. Они должны собираться на околоземной орбите и уже оттуда отправляться в долгие межзвездные путешествия. Один из таких проектов получил название «Орион» в честь созвездия, что напоминает: его главная цель — звезды. В проекте «Орион» предлагается использовать взрывы ядерного оружия, водородных бомб, производимые

505

рядом с массивной плитой, которая от каждого взрыва будет получать толчок — этакая огромная космическая моторная лодка на ядерном ходу. lt;...gt; Британским межпланетным обществом был предложен проект «Дедал». В нем предусматривается использование термоядерного реактора, намного более безопасного и эффективного, чем существующие сейчас реакторы атомных электростанций, работающие на энергии ядерного распада. Термоядерные реакторы пока не построены, но ожидается, что они появятся в ближайшие несколько десятков лет. «Орион» и «Дедал» могут достичь 10 процентов скорости света. lt;...gt; Быстрые межзвездные полеты — на скорости, близкой к скорости света, — это задача не на столетие, а на тысячу, если не на десять тысяч лет. Но принципиально они возможны. Р. У. Бассард предложил своего рода прямоточный звездолет, который собирает межзвездную диффузную материю, состоящую в основном из атомов водорода, ускоряет ее в термоядерном реакторе и выбрасывает назад. Водород используется в нем и в качестве топлива, и в качестве рабочего тела. lt;...gt; Чтобы прямоточный двигатель заработал, его топливозаборник должен иметь в поперечнике сотни километров. (с. 307-309)

Ил. 10. Ночь на ледяной планете на краю звездного скопления Плеяд.

Поскольку Плеяды сформировались лишь недавно, этот мир должен быть очень молодым.

Художник Д. Эгги

Ил. 11. На планете, обращающейся вокруг звезды на окраине шарового скопления. Эта цель достижима лишь с субсветовой скоростью, которую мог бы развить звездолет Бас-сарда.

Художник Д. Диксон

...Существует плавный переход от тройных систем через небольшие скопления, содержащие несколько десятков звезд, до гигантских шаровых скоплений, сверкающих миллионами солнц, (с. 31)

Ил. 12. Ракета «Сатурн-5» с космическим кораблем «Апол-лон-14», установленная на пусковой позиции перед ночным стартом к Луне.

Фото Д. Миллона

Космические миссии — беспилотные и пилотируемые — требуют во многом тех же самых технологических и организационных навыков, того же мужества и отваги, что и военное дело. lt;...gt; Средства, вложенные в подготовку к войне, сравнительно легко могут быть реинвестированы в исследование Космоса. (с. 491-492)

Ил. 13. Астронавт экспедиции «Аполлон-16» устанавливает на поверхности Луны лазерный ретрорефлектор.

В ходе проекта «Аполлон» астронавты установили в нескольких точках Луны специальные зеркала, называемые лазерными ретрорефлекторами. Когда лазерный луч, направленный с Земли, падает на такое зеркало и возвращается, время его движения туда и обратно можно измерить с потрясающей точностью. Умножив это время на скорость света, мы со столь же высокой точностью определим расстояние до Луны в момент измерения. (с. 142-143)

Ил. 14. Модель посадочного модуля «Викинг» в Долине Смерти в Калифорнии.

Даже во время съемок телепередач о науке в нашу работу вмешивалась всемирная военная активность. Когда мы имитировали исследование Марса... с использованием полномасштабной модели посадочного модуля «Викинг», нашу работу неоднократно прерывали самолеты американских ВВС, выполнявшие бомбометание на расположенном неподалеку полигоне. (с. 22-23)

Ил. 15, 16. Межзвездное послание «Вояджера».

На кожухе, в который вложен диск, представлены указания по воспроизведению записи и некоторые сведения о местоположении Земли и о современной эпохе (ил. 15).

Позолоченный диск сохранит запись на протяжении миллиардов лет (ил. 16).

Сейчас к звездам направляются два космических аппарата «Вояджер». На борту каждого из них находится позолоченная медная пластинка с фонограммой и звукосниматель в алюминиевом кожухе, на котором помещена инструкция по использованию. Мы сообщаем другим существам, которые могут бороздить моря межзвездного пространства, сведения о наших генах, нашем мозге, наших библиотеках. lt;...gt; На пластинке записано полтора часа лучшей музыки самых разных культур. Здесь есть произведения, выражающие наше чувство космического одиночества, желание покончить с изоляцией и стремление установить контакт с другими существами Космоса. lt;...gt; Многие, может быть большинство, из наших сообщений будет невозможно расшифровать. Но мы отправили их, потому что очень важно сделать попытку. (с. 421, 422)

Ил. 16.  Позолоченный диск сохранит запись на протяжении миллиардов лет (ил. 16).

Ил. 1. За темной пылевой завесой туманности Ориона разливается яркий свет горячих молодых звезд. Художник Дж. Оллисон

Контур незодиакального созвездия Ориона, небесного охотника, образуют четыре яркие звезды. Почти пополам его делит диагональная линия из трех звезд, называемая поясом Ориона. Три менее яркие звезды, как бы свисающие с пояса, принято считать мечом легендарного охотника. На самом деле средняя звезда меча и не звезда вовсе, а огромное газовое облако, где прямо сейчас рождаются светила. Оно называется туманностью Ориона. Многие звезды в созвездии Ориона горячие и молодые, они очень быстро эволюционируют и завершают свою жизнь колоссальными космическими взрывами — вспышками сверхновых. Они рождаются и умирают за время порядка нескольких десятков миллионов лет. Если с помощью компьютера мы резко ускорим течение времени в Орионе, нам откроется потрясающее зрелище: многие из его звезд будут рождаться и умирать на наших глазах, мерцая и вспыхивая, подобно огням ночного салюта. (с. 296)

Ил. 2. Трапеция Ориона — четыре новорожденные звезды в туманности Ориона. Художник Дж. Оллисон

Звезды-подростки все еще окружены следами светящейся туманности — гравитационно связанными остатками амниотического газа. Пример тому — близкое к нам скопление Плеяды. Как это бывает в человеческих семьях, обретшие зрелость светила покидают родной дом и редко видятся друг с другом.

503

Где-нибудь в Галактике есть звезды — возможно, десятки звезд — братья и сестры Солнца, родившиеся вместе с ним в одном газопылевом комплексе пять миллиардов лет назад. (с. 333)

Ил. 3. Стадо флоатеров дрейфует над большим атмосферным вихрем.

Ил. 3а. Флоатер крупным планом.

Ил. 3б. Флоатеры, парящие над аммиачными облаками.

На гигантской планете, вроде Юпитера, с атмосферой, богатой водородом, гелием, метаном, водяными парами и аммиаком, твердая поверхность недосягаема, однако существуют довольно плотные облачные слои. lt;...gt; Дабы показать, что жизнь вовсе не исключена на таких совершенно отличных от Земли планетах, мы с коллегой по Корнеллу Э. Э. Солпитером проделали некоторые вычисления. Конечно, мы не можем точно знать, на что будет похожа жизнь в подобном месте, однако нам хотелось рассмотреть, в рамках известных законов физики и химии, может ли мир такого типа в принципе быть обитаемым. lt;...gt; Как и в случае с привычными нам земными воздушными шарами, чем глубже погружается флоатер, тем больше становится подъемная сила, возвращающая его в верхние, более прохладные и безопасные области атмосферы. Флоатер может питаться образующимися в атмосфере органическими молекулами или вырабатывать их самостоятельно, используя солнечный свет и воздух, подобно тому как это делают растения на Земле. lt;...gt; Флоатеры могут передвигаться в атмосфере, испуская струи воздуха, на манер реактивного самолета или ракеты. Мы воображали их скученными в огромные ленивые стада, которые простираются, насколько хватает глаз... (с. 73-75)

Ил. 4. Изображение Большого Красного Пятна в искусственных цветах. В ходе компьютерной обработки красные и голубые тона усилены за счет зеленых. Высокие облака временно

504

закрывают около трети Большого Красного Пятна. Снимок сделан межпланетной станцией «Вояджер-1».

Ил. 5. Снимок Юпитера, сделанный станцией «Вояджер-1» в начальной фазе сближения с расстояния 28 млн. км.

Планета громадна. Она более чем вдвое массивнее всех остальных планет вместе взятых. Здесь нет гор, долин, вулканов, рек; нет границы между воздухом и землей — лишь огромный океан плотного газа и плывущие в нем облака, мир без поверхности. Все, что мы видим на Юпитере, плывет по его небу. lt;...gt; Белые пояса, вероятно, являются высотными облаками, состоящими из кристаллов аммиака; коричневатые цвета соответствуют более глубоким и горячим областям, где атмосферные потоки направлены вниз. Области синего цвета, по-видимому, представляют собой просветы в облаках, сквозь которые можно видеть чистое небо.

lt;...gt; Большое Красное Пятно. Огромный столб газа, высоко поднимающийся над соседними облаками; настолько большой, что в нем поместилось бы несколько таких планет, как Земля. Красный цвет, возможно, связан с выносимыми на поверхность сложными молекулами, которые образуются или концентрируются на большой глубине. Не исключено, что этот гигантский циклон существует уже миллионы лет. (с. 233-234)

Ил. 6-8. Звездолет «Орион» (авторы идеи Т. Дайсон, Ф. Дайсон и др.); звездолет «Дедал» (Британское межпланетное общество); прямоточный звездолет Бассарда. Художник Р. Стернбах

Сегодня уже существуют эскизы космических кораблей для полета человека к звездам. Ни один из них не предполагает запуск непосредственно с Земли. Они должны собираться на околоземной орбите и уже оттуда отправляться в долгие межзвездные путешествия. Один из таких проектов получил название «Орион» в честь созвездия, что напоминает: его главная цель — звезды. В проекте «Орион» предлагается использовать взрывы ядерного оружия, водородных бомб, производимые

505

рядом с массивной плитой, которая от каждого взрыва будет получать толчок — этакая огромная космическая моторная лодка на ядерном ходу. lt;...gt; Британским межпланетным обществом был предложен проект «Дедал». В нем предусматривается использование термоядерного реактора, намного более безопасного и эффективного, чем существующие сейчас реакторы атомных электростанций, работающие на энергии ядерного распада. Термоядерные реакторы пока не построены, но ожидается, что они появятся в ближайшие несколько десятков лет. «Орион» и «Дедал» могут достичь 10 процентов скорости света. lt;...gt; Быстрые межзвездные полеты — на скорости, близкой к скорости света, — это задача не на столетие, а на тысячу, если не на десять тысяч лет. Но принципиально они возможны. Р. У. Бассард предложил своего рода прямоточный звездолет, который собирает межзвездную диффузную материю, состоящую в основном из атомов водорода, ускоряет ее в термоядерном реакторе и выбрасывает назад. Водород используется в нем и в качестве топлива, и в качестве рабочего тела. lt;...gt; Чтобы прямоточный двигатель заработал, его топливозаборник должен иметь в поперечнике сотни километров. (с. 307-309)

Ил. 9-11. Ландшафты гипотетических планет у других звезд.

Ил. 9. Планета в системе двойной звезды. Атмосферы звезд истекают в пространство, образуя гигантский спиральный узор. Возможно, звездолеты «Орион» и «Дедал» смогли бы добраться до нее за десятки или сотни лет. Художник Д. Диксон

Ил. 10. Ночь на ледяной планете на краю звездного скопления Плеяд. Поскольку Плеяды сформировались лишь недавно, этот мир должен быть очень молодым. Художник Д. Эгги

Ил. 11. На планете, обращающейся вокруг звезды на окраине шарового скопления. Эта цель достижима лишь с субсветовой скоростью, которую мог бы развить звездолет Бас-сарда. Художник Д. Диксон

506

...Существует плавный переход от тройных систем через небольшие скопления, содержащие несколько десятков звезд, до гигантских шаровых скоплений, сверкающих миллионами солнц, (с. 31)

Ил. 12. Ракета «Сатурн-5» с космическим кораблем «Апол-лон-14», установленная на пусковой позиции перед ночным стартом к Луне. Фото Д. Миллона

Космические миссии — беспилотные и пилотируемые — требуют во многом тех же самых технологических и организационных навыков, того же мужества и отваги, что и военное дело. lt;...gt; Средства, вложенные в подготовку к войне, сравнительно легко могут быть реинвестированы в исследование Космоса. (с. 491-492)

Ил. 13. Астронавт экспедиции «Аполлон-16» устанавливает на поверхности Луны лазерный ретрорефлектор.

В ходе проекта «Аполлон» астронавты установили в нескольких точках Луны специальные зеркала, называемые лазерными ретрорефлекторами. Когда лазерный луч, направленный с Земли, падает на такое зеркало и возвращается, время его движения туда и обратно можно измерить с потрясающей точностью. Умножив это время на скорость света, мы со столь же высокой точностью определим расстояние до Луны в момент измерения. (с. 142-143)

Ил. 14. Модель посадочного модуля «Викинг» в Долине Смерти в Калифорнии.

Даже во время съемок телепередач о науке в нашу работу вмешивалась всемирная военная активность. Когда мы имитировали исследование Марса... с использованием полномасштабной модели посадочного модуля «Викинг», нашу работу неоднократно прерывали самолеты американских ВВС, выполнявшие бомбометание на расположенном неподалеку полигоне. (с. 22-23)

507

Ил. 15, 16. Межзвездное послание «Вояджера».

На кожухе, в который вложен диск, представлены указания по воспроизведению записи и некоторые сведения о местоположении Земли и о современной эпохе (ил. 15).

Позолоченный диск сохранит запись на протяжении миллиардов лет (ил. 16).

Сейчас к звездам направляются два космических аппарата «Вояджер». На борту каждого из них находится позолоченная медная пластинка с фонограммой и звукосниматель в алюминиевом кожухе, на котором помещена инструкция по использованию. Мы сообщаем другим существам, которые могут бороздить моря межзвездного пространства, сведения о наших генах, нашем мозге, наших библиотеках. lt;...gt; На пластинке записано полтора часа лучшей музыки самых разных культур. Здесь есть произведения, выражающие наше чувство космического одиночества, желание покончить с изоляцией и стремление установить контакт с другими существами Космоса. lt;...gt; Многие, может быть большинство, из наших сообщений будет невозможно расшифровать. Но мы отправили их, потому что очень важно сделать попытку. (с. 421, 422)