Примечания
1
Астрономическая единица — среднее расстояние от Земли до Солнца, равное 149600 тыс. км.
2
Пожалуй, только скорости звезд и планет в астрономии выражаются в единицах «километр в секунду».
3
В самом центре галактического ядра в области поперечником в 1 пк находится, по-видимому, несколько миллионов звезд.
4
Полезно запомнить простое правило: скорость в 1 пк за млн лет почти равна скорости в 1 км/с. Предоставляем читателю убедиться в этом.
5
Поток излучения от звезд измеряется так называемыми «звездными величинами». По определению, поток от звезды (т + 1) — й величины в 2,512 раза меньше, чем от звезды т-й величины. Звезды слабее 6-й величины невооруженным глазом не видны. Самые яркие звезды имеют отрицательную звездную величину (например, у Сириуса она равна –1,5).
6
Так как обычная несенсибилизированная фотографическая пластинка чувствительна к синему свету, а глаз — к желтому и зеленому, то фотографические и визуальные величины неодинаковы. Например, для красных звезд показатель цвета может достигать 1,5 звездной величины и даже больше, в то время как для голубоватых он бывает, отрицательным.
7
Плазмой называется ионизованный газ, в каждом элементе объема которого находится одинаковое количество электронов и положительных ионов.
8
Радиусы звезд главной последовательности и последовательности субкарликов с одинаковой поверхностной температурой неодинаковы.
9
Разумеется, в отдельных случаях наблюдается выбрасывание вещества из поверхностных слоев звезд (например, при вспышках новых и сверхновых, а также в виде спокойного истечения, так называемого «звездного ветра»). Речь идет о невозможности объяснения эволюции звезд вдоль главной последовательности таким способом.
10
Собственные линии поглощения ионизованного кальция у таких звезд отсутствуют, так как температуры их поверхностных слоев слишком высоки.
11
Линия ОН состоит из четырех близких по частотам компонент (1612, 1665, 1667 и 1720 МГц).
12
Линия поглощения 21 см, обусловленная межзвездным водородом, образуется в радиоспектре какого-либо источника совершенно таким же образом, как линии межзвездного кальция в спектрах удаленных горячих звезд.
13
Радиоизлучение от метагалактических источников линейно поляризовано, причем степень поляризации обычно порядка нескольких процентов. Поляризация этого радиоизлучения объясняется его синхротронной природой (см. ниже).
14
Недавно были обнаружены мазерные линии молекулы SiH.
15
Более подробно о звездообразовании см. книгу автора: «Звезды: их рождение, жизнь и смерть» (М.: Наука, 1984).
16
Удивительно, что такую эволюцию Солнца предсказал Уэллс задолго до возникновения теоретической астрофизики. Его путешественник по времени, как, может быть, помнит читатель, увидел в далеком будущем над пустынным океаном огромное красное Солнце… Правда, Уэллс не учел, что температура Земли при этом была бы очень высокой, порядка 300–500 °C. Ведь светимость такого Солнца — красного гиганта, очень велика… Но не будем мелочно придираться к великому провидцу…
17
В последнее время, по-видимому, обнаружены удивительные объекты — взрывающиеся ядра галактик, явление несравненно более грандиозное, чем вспышка сверхновых (см. гл. 6).
18
И все же оказалось, что рентгеновские звезды — это нейтронные звезды в двойных системах (см. гл. 8). Но это стало ясно только после 1970 г.
19
Недавно было показано, что в области «языка» наблюдается мягкое рентгеновское излучение повышенной интенсивности. Так как такое излучение характерно для старых оболочек сверхновых звезд, то гипотеза Брауна тем самым получила серьезное обоснование.
20
Так же как и ядра галактик, далеко не все квазары активны, т. е. меняют свои свойства со временем.
21
Можно, правда, полагать, что в предыдущие циклы образования (галактик и звезд не происходило. Однако это предположение выглядит довольно искусственным.
22
Установлено, что двойственность весьма распространена среди радиогалактик (см., например, рис. 33).
23
Сейчас выяснилось, что расстояния между компонентами двойных радиогалактик меняются в довольно широких пределах, что осложняет задачу, но не делает ее безнадежной.
24
Разумеется, «близость» в этом случае следует понимать относительно: речь идет об объектах, находящихся от нас не дальше, чем, например, миллиард световых лет.
25
Под «размерами» расширяющейся Вселенной здесь понимается расстояние между двумя какими-нибудь точками, которое в процессе расширения непрерывно растет.
26
При этом на каждый протон вещества Вселенной приходится несколько десятков миллионов квантов. Важно отметить, что это отношение сохранится в течение всей дальнейшей эволюции Вселенной.
27
Недавно было обнаружено рентгеновское излучение от межгалактического газа в скоплениях галактик; согласно этим наблюдениям температура межгалактического газа около 108 Кельвинов, а плотность ~10–4 частицы на кубический сантиметр или ~10–28 г/см3.
28
Характер поведения Вселенной вполне аналогичен поведению камня, брошенного вверх в поле земного тяготения. Если его первоначальная скорость достаточно велика, он преодолеет тяготение и будет все время удаляться от Земли (аналог «открытой» модели). Если же скорость недостаточна, тяготение остановит его и он упадет обратно (аналог «закрытой» модели).
29
Если, конечно, не говорить о гипотезе панспермии.
30
Очевидно, период изменения скоростей равен периоду обращения одной звезды относительно другой.
31
Такое перемещение называется «собственным движением» звезды. Для близких звезд оно достигает нескольких секунд дуги в год.
32
В настоящее время уже известно около 20 рентгеновских источников с аналогичными периодическими изменениями потока излучения.
33
Скорость вращения Солнца на его экваторе составляет всего лишь 2 км/с, что в 15 раз меньше скорости Земли на орбите.
34
Так как угловые скорости кольца и оставшихся частей были почти одинаковы.
35
Следует, однако, отметить, что огромное большинство красных карликов обладают высокой активностью (это так называемые «звезды типа UV Кита») что исключает, по-видимому, возможность развития жизни в их окрестностях.
36
При этом учитывается, что температура земной атмосферы на высоте уровня диссипации (~ 500 км) около 1500 К.
37
Читателя, интересующегося этой проблемой, мы отсылаем к книге: Уотсон Д. Двойная спираль. — М: Мир, 1969.
38
См. доклад А. А. Ляпунова «Об управляющих системах живой природы и общем понимании жизненных процессов». — М., 1962.
39
В земной атмосфере имеется довольно значительное количество (около 1 %) аргона. Однако атмосферный аргон образовался позже в результате радиоактивного распада калия и никакого отношения к первоначальной атмосфере не имеет.
40
К сожалению, этот процент растет благодаря неконтролируемому промышленному развитию.
41
Человечество варварски относится к сохранению этого чуда — насыщенной кислородом земной атмосферы. Сплошная вырубка лесов (особенно в Бразильской сельве), а также хаотическое промышленное развитие уже сейчас нарушили кислородный баланс нашей планеты. Можно, конечно, утешаться, что на несколько тысяч лет кислорода еще хватит. Однако существ, исповедывающих такую «философию» («после нас — хоть потоп»), вряд ли следует причислять к виду «Homo Sapiens».
42
В настоящее время близкая ультрафиолетовая часть солнечного спектра поглощается озоном О3, а более далекая — молекулами кислорода О2и азота N2.
43
Опарин А. И., Фесенков В. Г. Жизнь во Вселенной. — М.: Изд-во АН СССР 1956.
44
Впрочем, некоторые количества других аминокислот имеются у низших организмов. Следует, однако, заметить, что у этих организмов ДНК отличаются от обычных.
45
См., например, очень содержательную и интересную книгу Камшилов М. М. Эволюция биосферы. — М.: Наука, 1979.
46
См. Карр А. Рептилии. — М.: Мир, 1975.
47
Очень удачный термин «тиражирование» предложен Я. И. Фурманом.
48
Усредненная мощность земного радиоизлучения в метровом диапазоне, как можно подсчитать, близка к 1 Вт/Гц.
49
В марсианской атмосфере практически отсутствует кислород, а следовательно и озон, который экранирует ультрафиолетовое излучение в области 2000–3000 А.
50
Любопытно, что анализ срезов кораллов приводит к выводу, что в Девонском периоде в году было ~450 суток.
51
Вследствие аберрации света сила светового давления на движущееся тело будет иметь составляющую, направленную против движения, что приведет к непрерывному торможению сил. Это и есть эффект Пойнтинга — Робертсона. По этой причине, например, обращающиеся вокруг Солнца пылинки, размеры которых больше 0,5 мкм, будут непрерывно выпадать на Солнце. Для частиц, размеры которых меньше 0,5 мкм (но больше 0,2 мкм), сила светового давления превышает силу гравитационного притяжения. Такие частицы будут выталкиваться за пределы Солнечной системы.
52
Следует заметить, однако, что если спора попадет в какую-нибудь расщелину на пылинке, она будет надежно «забронирована» от губительного воздействия ультрафиолетовых лучей. Такую естественную возможность всегда надо учитывать.
53
Необходимо заметить, что споры некоторых микроорганизмов и вирусы не гибнут даже при дозах жесткого излучения, достигающих 1 млн рентген. Все же, как показывают оценки, дозы радиации, полученные вирусами и спорами при «межзвездных путешествиях», значительно больше.
54
«Планетный шовинизм» — это представление о том, что жизнь во Вселенной может возникнуть и развиваться только на планетах.
55
Колмогоров А. Н. Жизнь и мышление с точки зрения кибернетики. — М., 1961. Все дальнейшие цитаты приводятся из этого источника.
56
Такую возможность исключить нельзя, особенно если будет выяснено, что возникновение жизни на Земле есть процесс случайный (см. гл. 13). Страшно даже представить, что из 1020–1021 планетных систем во Вселенной, в области радиусом в десяток миллиардов световых лет разум существует только на нашей крохотной планете и, может быть, еще на некоторых немногих.
57
В рассуждении фон Хорнера, однако, имеется существенный дефект: древние греки не имели ни малейшего представления о том, во сколько раз. яркость Солнца превосходит яркость звезд. Сказанное, конечно, не умаляет ценности этого рассуждения.
58
Более подробно о природе сигналов см. гл. 23.
59
В США и СССР уже давно проводятся удачные опыты по освещению Луны лазером.
60
Впрочем, для искусственных разумных существ, отличающихся огромным долголетием, это ограничение несущественно.
61
В двоичной системе каждое число представляется суммой степеней 2: n = a020 + a121 + a323 +, где at принимают значения либо 1, либо 0. В первом случае ставится точка, во втором делается пропуск. Например, число 1110 можно представить как 1·23 + 0·22 + 1·21 + 20 или… На рис. 105 слева от изображения каждого числа дополнительно ставится еще точка, как это делается, например, при телеграфировании.
62
Впрочем, имеется принципиальная возможность передать по радио самую исчерпывающую информацию о материальном предмете любой сколь угодно высокой степени организации (например, о разумном существе). На основе этой информации инопланетная цивилизация из своих материальных ресурсов сможет изготовить такой предмет.
63
Забавно, что сразу же появились возражения против этого остроумного проекта. Так, например, некоторые авторы считают вообще недопустимым «загрязнение» Венеры земными формами жизни… Это «возражение» применительно к Венере представляется смешным, однако вопрос о тщательной стерилизации космических кораблей достаточно серьезен.
64
Мы следуем классификации цивилизации, предложенной в 1964 г. Н. С. Кардашевым (см. следующую главу).
65
Первая статья И. С. Шкловского, посвященная проблеме внеземных цивилизаций («Природа», № 7,1960), послужившая основой первого издания книги «Вселенная, жизнь, разум».
66
В самом деле, поток теплового радиоизлучения от Солнца на расстоянии R, выраженном в метрах, равен 10–15f2/R2 Вт/м2—Гц (где f — частота), а от передатчика W·G/R2, где W — мощность передатчика, a G — коэффициент направленного действия передающей антенны, определяемый ее диаметром: G = 4πd2/λ2 Таким образом, при d≈ 100 м для волн дециметрового диапазона G = 105. Отсюда следует, что при f = 103 МГц поток радиоизлучения от передатчика будет больше потока теплового излучения от звезды при W> 10–2 Вт/Гц.
67
Если в качестве передатчика используется зеркало диаметра d1, то мощность, которую следует излучать в соответствующем направлении (например, в направлении нашей Солнечной системы), при условии, чтобы на приемной станции с диаметром зеркала d2 сигнал превысил космический фон, должна быть
Отсюда следует, что при d2 = d2 = 80 м и при R = 10 световых лет W = 100 Вт/Гц, что технически осуществимо уже сейчас.
Заметим, однако, что размеры передающих антенн и мощность передатчиков у высокоорганизованных цивилизаций могут быть, конечно, значительно больше принятых нами.
68
Последняя статья И. С. Шкловского по проблеме внеземных цивилизаций («Земля и Вселенная», № 3, 1985) была написана на основе доклада на Всемирном геологическом конгрессе в Москве и вышла в свет после кончины автора.
69
Недавние наблюдения на специализированном спутнике IRAS, оснащенном инфракрасными телескопами, привели к обнаружению вокруг Веги и некоторых других близких звезд пылевых дисков или колец, возможно, являющихся ранней фазой образования планетных систем. Таким образом, эта важнейшая проблема сдвинулась с мертвой точки.
70
Элементы, атомы которых тяжелее гелия.
71
Проведенные недавно немецким геохимиком Шидловским исследования изотопного отношения 12С/13С для древних пород доказали, что жизнь на Земле возникла по крайней мере 3,8 млрд лет назад, т. е. не позже, чем спустя 0,8 млрд лет после ее образования.