Ошибка Коперника. Загадка жизни во Вселенной - Шарф Калеб - Страница 51
- Предыдущая
- 51/65
- Следующая
Как ни странно, даже такая причудливая система с двумя солнцами даст своим обитателям не больше предпосылок для выводов о своем положении во Вселенной, чем мы получаем от нашей. Им тоже придется дожидаться Коперника, который сместит их родную планету с центральной позиции и расставит все по местам. Но это лишь один пример. А теперь рассмотрим другой сценарий.
Рис. 13. Два Солнца альтернативной Земли.
Хотя на самом деле центр системы – звезды (слева), разумная раса вполне могла бы построить модель, которая точно описывала бы наблюдаемые в небе явления и при этом позволяла бы считать, что в центре мироздания находится их планета (справа)./
Вполне можно представить себе, что другая Земля – маленькая планета в тесной системе гораздо более крупных планет, где всю внутреннюю орбитальную зону занимают каменные и газовые гиганты. На основе всего того, что мы знаем об экзопланетах, подобная конструкция встречается гораздо чаще[196], чем системы, подобные нашей Солнечной. Теперь предположим, что в этой богатой планетами системе между нашей гипотетической Землей и Солнцем вращается еще восемь планет. Все они крупнее Земли, некоторые размером с Нептун. Подобные системы – это не просто гипотеза. Именно так устроены некоторые недавно открытые системы экзопланет[197]. Может быть, в них есть даже точный эквивалент нашей родной планеты – наверняка мы не знаем, но это отнюдь не исключено.
Согласно этому сценарию внутренние планеты выглядят на ночном небе как яркие небесные тела, которые мечутся туда-сюда и с течением недель и месяцев то появляются, то исчезают. Самые крупные так велики, что фазы-полумесяцы Солнца видны невооруженным глазом, так что для того, чтобы пронаблюдать это явление, не нужен Галилей со своим телескопом.
Наша гипотетическая родня, столкнувшись со всеми этими вариациями, не стала бы считать, что движения планет – это просто «несоответствия». Напротив, обитатели подобной Земли вскоре поняли бы, что все действие сосредоточено вокруг Солнца. Это ничуть не повредило бы их ощущению собственной исключительности. Сначала они были убеждены, что Земля уникальна и исключительна, ведь она, очевидно, занимает в мироздании именно такое место, откуда лучше всего видна великолепная механика внутренних планет, занимающих, очевидно, подчиненное относительно Земли положение. Однако у их цивилизации все равно недоставало бы сведений, чтобы сделать выводы о точном расстоянии до крошечных неподвижных звездочек, которые видны на небе по ночам. Но эти яркие точечки никогда не превращаются в диски наподобие планетных – а значит, даже если это другие планеты, они, наверное, очень далеко. А если это, наоборот, другие Солнца, то так же очевидно, что их планетные системы не разглядеть просто потому, что они опять же очень далеко. В естественнонаучных кругах на подобной планете будут преобладать атомисты и сторонники теории множественности миров, и в их представлении во Вселенной окажется множество систем, богатых планетами. Ведь некоторые истины самоочевидны, не так ли?
Есть и еще один сценарий, который перевернул бы нашу историю космических открытий с ног на голову. Представим себе, что Земля вообще никогда не была настоящей планетой, а небесным телом, которое расположено ниже в иерархии миров. Что если наша родная планета была бы вовсе не планета, а спутник другой планеты[198]? Подобные спутники вполне могут обращаться вокруг газовых гигантов: они бывают так велики, что способны удержать атмосферу, и так велики, что способны вести себя совсем как планеты. В такую категорию попадает Титан – небесное тело из нашей собственной Солнечной системы, а подобные ему крупные спутники могут существовать где угодно. Если материнская планета-гигант вращается вокруг солнцеподобной звезды на том же расстоянии, что и мы от Солнца, подобный спутник будет освещаться и обогреваться примерно так же, как и Земля, и условия у него на поверхности в принципе могут быть такими же. Это сложный сценарий, зато его издавна полюбили писатели-фантасты и кинематографисты: какой интересный гипотетический случай развития цивилизации!
Самая вероятная физическая конфигурация для спутника гигантской планеты – это синхронизация[199] его вращения вокруг своей оси и по орбите. Иначе говоря, спутник всегда будет обращен к матери-планете одной и той же стороной, а время его оборота вокруг своей оси будет равно циклу вращения по орбите. Именно так обстоят дела у нашей Луны, и именно поэтому она на протяжении эпох исправно вызывает приливы. Эти регулярные периоды несильной тяги постоянно истощают первоначальный вращательный импульс и заставляют спутник замедлить вращение, и в конце концов оно приходит в соответствие с орбитальным периодом.
Итак, одно полушарие нашей воображаемой Земли-Луны всегда обращено к планете-гиганту – она застилает чуть ли не 20?% небосвода, примерно как две ладони, если вытянуть руки перед собой. А дальняя сторона Земли-Луны никогда не видит планету, которая скрыта «позади», и всегда обращена в открытый космос. Первые современные исследователи из дальнего полушария были потрясены, когда увидели, как во время их пути на другую сторону родной Земли-Луны из-за горизонта постепенно поднимается зловещий шар материнской планеты!
На той стороне Земли-Луны, которая обращена к газовому гиганту, течение времени отмечается целым рядом удивительных событий. В период полутемной ночи материнская планета сияет в небе, заливая спутник отраженным солнечным светом. А практически идеальное геометрическое согласование орбит и вращения вокруг своей оси (так мне видится мой воображаемый сценарий) приводит к тому, что тень Земли-Луны падает прямо на огромный диск планеты. Это темное пятно видно даже невооруженным глазом и медленно пересекает поверхность газового гиганта. Для разумных обитателей Земли-Луны это важнейшая точка отсчета, поскольку когда эта тень достигает края диска планеты, это знаменует окончание ночи, когда Земля-Луна освещается отраженным светом планеты, и начало нового дня. Из-за горизонта постепенно показывается Солнце. А диск великой матери-планеты, словно по волшебству, передающемуся через пустоту, в тот же миг начинает превращаться в тающий полумесяц, на который наползает тьма, распространяющаяся по поверхности исполинской сферы.
Простое наблюдение за затемнением диска планеты породило на нашей гипотетической Земле-Луне множество математических и геометрических школ на протяжении бесчисленных поколений. Однако природа еще не все сказала. После краткого периода полной иллюминации ближняя сторона спутника входит во вторую разновидность перемежающихся ночей – «настоящую», темную ночь. Она начинается, когда на диск планеты в небесах, по-прежнему неподвижный, наползает тьма, и он превращается в серебристый полумесяц. Солнце прошло по небосводу к огромному диску планеты, а теперь скользнуло за него и полностью затемнилось.
Мир погружается в кромешную тьму, и далекие звезды ярче проступают на черном небе – однако остается темное пятно на месте диска планеты, окруженное призрачным ореолом, тускло мерцающим кольцом солнечного света, там, где атмосфера планеты преломляет и отражает его лучи. Об этом призрачном ореоле написаны и слагаются по сей день тома стихотворений: поэтам безразлично, что говорит наука о его происхождении. Именно во время второй ночи отчетливее всего заметен еще один феномен. Теперь мы видим, что небо пересекает тонкая сверкающая черта, которую раньше затмевал свет Солнца и планеты. Она исходит из черного диска планеты в обе стороны: так выглядят с краю кольца из частичек льда, опоясывающие планету-гигант. Появляются и другие загадочные небесные тела – десятки ярких точек, причем некоторые из них похожи на крошечные диски. Эти бисеринки света разбрызганы по небосводу и окружают тонкую линию колец планеты.
196
И в самом деле, некоторые астрономы утверждают, что самая распространенная конфигурация планетной системы в нашей Галактике состоит из нескольких планет, которые вращаются по довольно маленьким орбитам и облетают свою звезду за несколько дней или недель.
197
Пример такой планетной системы – система HD 10180 у звезды размером с Солнце, которая находится от нас на расстоянии около 127 световых лет. Анализ данных транзитного анализа (сейчас, когда я пишу эти строки, они ждут подтверждения в результате новых наблюдений) показывает, что планет может быть по крайней мере девять – семь из них вращаются в пределах половины расстояния от Солнца до Земли, а две – на расстоянии от 1,5 до 3,5 этой дистанции. См. Tuomi. Evidence for Nine Planets и сноску на с. 136.
198
В нашей собственной Солнечной системе есть планета Юпитер, у которой 67 спутников. Большинство из них совсем маленькие, однако галилеевы спутники – Ио, Европа, Ганимед и Каллисто – очень велики. Диаметр Ганимеда больше, чем у Меркурия. Астрономы почти уверены, что должны существовать не только экзопланеты, но и «экзолуны», и открыт сезон охоты на них. Уже давно обсуждается вероятность, что они могут оказаться «пригодными для обитания», и я даже писал об этом некоторое время назад, причем в моей статье есть ссылки на несколько более ранних работ: C.?A. Scharf. The Potential for Tidally Heated Icy and Temperate Moons around Exoplanets // The Astrophysical Journal 648 (2006): 1196–1205.
199
Иногда это называют «приливный захват».
- Предыдущая
- 51/65
- Следующая