Таким образом, например, распад каона К⁺ на два пиона

К⁺ → π⁺ + π⁺ + π^-

был первым примером нового типа слабого взаимодействия, при котором не испускались электроны и в котором также наблюдалось сильное взаимодействие. Впоследствии были открыты другие типы распада каона. Ферми всегда смотрел в корень проблемы. Столкнувшись с каскадом новых частиц, обнаруженных в космических лучах, он сформулировал простой вопрос: откуда берутся эти космические лучи? Ученый вновь продемонстрировал свои выдающиеся навыки обобщения в статье On the Origin of Cosmic Radiation («О происхождении космического излучения»), опубликованной в 1949 году. В ней он выдвинул теорию о том, что космические лучи — это продукт ядерных реакций на звездах: они ускоряются в космосе под воздействием сильных электромагнитных полей звезд и галактик, которые должны быть похожи, на те, что ученые воссоздают в циклотронах, но имеют при этом гораздо большую интенсивность. В теории Ферми были и темные пятна, поскольку она не объясняла до конца поведение тяжелых ядер, обнаруженных в космических лучах.

Летом 1949 года, через 11 лет после отъезда, Ферми вернулся в Италию, чтобы представить свою работу о происхождении космической радиации на международной конференции по космическим лучам, организованной в Комо. На родине его ждал теплый прием. Ученый был взволнован и растроган, встречая старых друзей. Он прочитал несколько лекций, воодушевив новое поколение итальянских физиков, для которых он был настоящей легендой.

Вернувшись в Италию, Ферми вместе со своим новым учеником Чжэньнином Янгом опубликовал революционную статью Are Mesons Elementary Particles? («Являются ли мезоны элементарными частицами?»), в которой соавторы утверждали, что π-мезоны могут быть результатом объединения нуклона и антинуклона. Янг и Ферми хорошо описали свою модель, объяснив сильное взаимодействие между л-мезонами. Их теорию в 1956 году дополнил Сёити Саката. Янг и Ферми приблизились к современной модели, в которой мезоны считаются результатом объединения кварка и антикварка. Интуиция подсказала Ферми, что строение мезонов заслуживает более глубокого изучения и что они состоят из частицы и античастицы. Но поскольку о существовании кварков еще не было известно, это важное открытие вплоть до 1960-х годов считалось второстепенным.

Изучение неба стало предметом не только астрономии, но и других областей физики. Обычные люди также испытывали к этой теме большой интерес. Научно-фантастические романы и начинавшие появляться фильмы способствовали распространению в американском обществе представления о том, что инопланетяне существуют и приходят из других миров, чаще всего — с Марса. В конце концов даже физики утверждали, что нашей планеты достигают космические лучи, несущие неизвестные частицы и электромагнитные волны, которые могут заключать в себе послания какой-нибудь далекой — и более развитой — цивилизации. Ферми, опираясь на возможность развития разумной жизни на какой-либо из мириад планет Вселенной, считал вполне вероятным, что инопланетяне посылают нам сигналы или даже могут прилететь с визитом. Так зародился парадокс Ферми: противоречие между высокой вероятностью существования разумных цивилизаций во Вселенной и отсутствием тому эмпирических доказательств.

Парадокс Ферми был сформулирован летом 1950 года во время неформальной беседы на обеде в Лос-Аламосе, на которой присутствовали Ферми, Теллер, а также Эмиль Конопинский и Герберт Йорк. Ученые рассматривали опубликованную в The New Yorker Magazine иллюстрацию Алана Дюнна, изображавшую вторжение инопланетян, и обсуждали свидетельства людей об НЛО. Вдоволь насмеявшись — обеды в Лос-Аламосе обычно проходили в неформальной обстановке, — Ферми вдруг посерьезнел и начал делать быстрые вычисления. Эти подсчеты предвосхитили ставшее позже известным уравнение Дрейка.

Если инопланетяне существуют, то где же они?

Энрико Ферми

По мнению Ферми, если Солнце — молодая звезда (а в нашей галактике существуют миллиарды звезд в миллиарды раз старше ее) и Земля — типичная планета, то на других древнейших планетах тоже должна быть разумная жизнь. И если на них существуют цивилизации, способные осуществлять межзвездные путешествия, то эти инопланетяне должны были посетить и Землю и даже могли колонизировать ее. Но где же они?! Говорят, именно эти слова воскликнул Ферми в заключение своих рассуждений. Ученый также утверждал, что во Вселенной, помимо нашей, существует миллион галактик. Вот и парадокс: по предположениям Ферми, вероятность того, что к нам прилетали инопланетяне, очень велика, но, тем не менее, этому нет ни одного доказательства.

Существование инопланетной жизни, безусловно, было и остается задачей Ферми. Данные, которыми мы обладаем, ничтожны; были проведены некоторые вычисления вероятности существования жизни, и на этом почти все. Расчеты Ферми в течение следующих лет подробно изучались, и правительство США даже решило создать специальный проект — Search for ExtraTerrestrial Intelligence (SETI). Но пока ученые смотрели в небо, над Землей распростерлась тень угрозы ядерной войны. Возможно, это и было ответом на парадокс Ферми: быть может, технологически развитые цивилизации всегда создают оружие для самоуничтожения?

Фрэнк Дрейк (р. 1930) — американский радиоастроном и почетный президент программы по исследованиям инопланетной жизни SETI. В1961 году он предложил свое знаменитое уравнение, позволявшее подсчитать количество цивилизаций, которые могли бы войти в контакте землянами. Это количество (N) цивилизаций определяется как произведение

N = R·f_p·n_e·f_v·f_i·f_c·L,

где:

R — количество звезд, образующихся в год в нашей галактике;

f_p — доля звезд, обладающих планетами;

n_e — среднее количество планет с подходящими условиями для зарождения жизни;

f_v — доля планет, на которых зародилась жизнь;

f_i — доля планет, на которых есть жизнь в разумной форме;

f_c — доля планет с разумной жизнью, обитатели которых пытаются установить контакт с другими цивилизациями;

L — время жизни цивилизации, которая ищет контакта.

В 1961 году Дрейк пришел к выводу, что могло существовать примерно N = 10 цивилизаций, которые мы могли бы обнаружить. Этот вопрос вызвал множество споров, и последние подсчеты дают гораздо меньшее значение N: N < 0,0000001.

Ферми и Раби, входившие в состав Общего совещательного комитета (General Advisory Commitee, GAC), выступили резко против расширения ядерного арсенала, считая, что это оружие представляет опасность для всего человечества. После Хиросимы и Нагасаки этика ученых, поставивших свой талант на службу войне и создавших оружие массового поражения, стала жестче. Ферми активно выступал за исключительно мирное применение ядерной энергии. Возможно, его убедили в этом ужасные последствия работы ученых в Лос-Аламосе: ядерная бомба убивала еще долгие годы после взрыва.

Тем не менее Гарри Трумэн сделал приоритетными исследования в области создания водородной бомбы. Когда Ферми, как обычно, летом приехал в Лос-Аламос, он опять принял участие в разработке проекта новой бомбы. Теллер и Улам придумали боеприпас, в котором сочетались деление и синтез, но он оказался слишком громоздким для перевозки в самолете. Ферми помогал им в подсчетах критичности новой системы, но транспортабельная водородная бомба была получена только в 1955 году.