Звёздный спектр часто будет соответствовать набору известных химических спектров, если вы предполагаете, что в силу эффекта Доплера все линии сдвинулись вверх или вниз, потому что звезда движется к вам или от вас с определённой скоростью. Такие наблюдения указывают на то, что многие галактики удаляются от нас (в их свете есть смещение в сторону более длинных волн, или «красное смещение»); и чем дальше они находятся, тем быстрее они движутся (и наоборот). Это наблюдение, известное как «закон Хаббла», является одной из основ любой космологии (теории Вселенной). Наряду с вышеописанным, эффект Доплера может давать нам информацию на гораздо более детальном уровне. Если звезда вращается вокруг оси, перпендикулярной вашему лучу зрения, одна её сторона движется к вам, другая — от вас, а середина просто перемещается поперёк вашего луча зрения. Таким образом, часть её света не показывает признаков доплеровского смещения, часть в большей или меньшей степени смещена в красный цвет, а часть — в синий цвет. Конечным результатом будет расширение всех её спектральных линий, и степенью расширения можно воспользоваться, чтобы оценить, насколько быстро вращается звезда.
Другие источники данных
Последние несколько десятилетий, а особенно — последние несколько лет, внесли некоторые существенные дополнения в копилку хитростей астрономов. Во-первых, видимый свет — это не единственный вид излучения, испускаемого звездами. Электромагнитное излучение варьирует от гамма-лучей с длиной волны всего лишь 10-15 м до рентгеновских лучей, ультрафиолета, видимого света, инфракрасного излучения и радиоволн, часть которых имеет длину волны, измеряемую многими километрами. Из всего этого диапазона, аналогичного многим октавам в музыке, невооружённый глаз может увидеть менее одной октавы. (Для сравнения: мы слышим около десяти октав.)
В настоящее время астрономические наблюдения проводятся во всех частях электромагнитного спектра, и каждая из них рассказывает астрономам о том, чего не могут рассказать другие части. Оборудование для наблюдений в разных частях спектра выглядит очень по-разному. Например, одним из самых известных радиотелескопов является «тарелка» в Аресибо, которая встроена в чашеобразную долину в горах Пуэрто-Рико.
Во-вторых (и в-третьих, и значительно дальше), наша недавно обретённая способность путешествовать в космос и отправлять туда приборы произвела настоящую революцию в поиске астрономических данных. Как кто-то заметил лет десять назад, «За последние десять лет астрономия изменилась больше, чем за предыдущие четыреста».
На Земле проклятием для телескопов и спектроскопов всегда были облака, дымка, атмосферная турбулентность, пыль, промышленное загрязнение и рассеянный свет от больших и малых населённых пунктов. Все эти проблемы можно устранить, если вы разместите свои приборы за пределами атмосферы. Таким образом, несмотря на проблемы на первых этапах работы, телескоп «Хаббл» уже смог сделать многое из того, что до него не удавалось ни одному телескопу — в том числе первое прямое наблюдение многочисленных планетных систем в процессе формирования. Многие астрономы желают запустить «туда» ещё больше приборов — хоть на околоземную орбиту, хоть на Луну, или ещё дальше.
Наконец, космические путешествия позволили в буквальном смысле взглянуть на другие тела в нашей собственной Солнечной системе с гораздо более близкого расстояния, чем мы могли когда-либо до этого. К настоящему моменту мы уже видели много крупных и довольно много мелких тел «крупным планом» — в виде телевизионного изображения и в показаниях приборов, отправленных нам роботизированным космическим аппаратом, пролетающим мимо или даже совершающим посадку на них.
Важно ли это для писателей-фантастов? Вне всяких сомнений! Когда мы впервые начали получать телеметрические данные с других планет, мгновенно изменив свои представления о них, мне показалось, что одним из первых эффектов, который это оказало на писателей-фантастов, было то, что они стали слегка побаиваться выбирать местом действия своих произведений «местные» планеты. Если вы написали рассказ о Марсе, когда зонд ещё был на пути туда, то всё, о чём вы рассказали, может безнадёжно устареть к моменту публикации рассказа.
Но эта фаза быстро прошла. Вскоре у нас на руках оказалось столько совершенно новой информации о планетах, что писатели-фантасты больше не могли противиться искушению и начали вплетать её в свои произведения. Иметь возможность рассуждать о Меркурии или Юпитере с использованием знаний, которыми никто на Земле не обладал ещё полгода назад — это нечто захватывающее. Разумеется, это также может сделать процесс написания чуть более напряжённым. Одним из первых романов, опубликованных мной в журнале “Analog Science Fiction and Fact”, был «Мир в облаках» (“World in the Clouds”) Боба Бакли, в котором говорилось о людях, колонизирующих атмосферу Венеры. Боб писал его, а я редактировал как раз в то время, когда американские и советские зонды спускались в атмосферу Венеры и пакет за пакетом отправляли на Землю информацию из первых рук о том, что находилось там, внизу, на самом деле. Как любой хороший писатель-фантаст, Боб хотел сделать всё как можно правильнее. Поэтому всякий раз, когда приходил новый поток данных, я получал большой коричневый конверт с несколькими страницами для замены, чтобы вставить их в его рукопись.
ОТ БОЛЬШОГО ВЗРЫВА ДО ГАЛАКТИК
Как бы ни восхищали нас наши местные планеты, их потенциал в качестве жилья для инопланетян довольно ограничен. В любом случае, они представляют собой просто частные случаи общих принципов, описывающих звёзды и планеты повсеместно. Поэтому я не собираюсь вдаваться в подробное обсуждение условий на каждой из планет и спутников нашей Солнечной системы. Вместо этого я сразу перейду к описанию того, как образуются звёзды и планеты, и какой облик они могут принять в итоге.
Вначале, согласно лучшим предположениям большинства современных астрономов, вся материя во Вселенной была сосредоточена в чрезвычайно малом пространстве, и за один очень короткий период она начала расширяться — иными словами, она взорвалась. Этот взрыв, широко известный под названием «Большой взрыв», является отправной точкой для большинства современных моделей космологии — истории Вселенной. Ряд проблем, связанных с деталями, привёл к появлению вариаций на тему вроде инфляционных моделей, но, поскольку эта книга об инопланетянах и, вероятно, мало какие из их личных проблем будут такого масштаба, здесь я не буду подробно останавливаться на них. (Конечно, некоторые писатели-фантасты справятся практически с любым испытанием! Пример неких инопланетян, у которых такие проблемы действительно есть, ищите в книге Марианны Дайсон «Критический фактор» (“The Critical Factor”)) Если вы хотите сильнее углубиться в увлекательные загадки космологии, можно начать со статьи Ротмана и Эллиса в разделе «Источники».
Для большинства целей, связанных с созданием инопланетян, вам потребуется лишь общее представление о том, как, предположительно, развивалась Вселенная. Когда вся эта материя внезапно расширяется после Большого взрыва, начинает формироваться структура. Некоторые фрагменты движутся быстрее, чем другие, поэтому через определённое время более быстрые фрагменты переместились дальше, чем более медленные, что соответствует закону Хаббла. (Нет, это не означает, что мы находимся в центре Вселенной или на том самом месте Большого взрыва. Если вы присмотритесь к динамике такой системы немного внимательнее, то окажется, что каждый фрагмент видит, как все остальные фрагменты удаляются от него со скоростями, пропорциональными расстояниям до них.)
В самом начале не существовало ни звёзд, ни галактик; вся материя во Вселенной возникла в пространстве, малом по сравнению с подобными вещами. Изначально сама материя не находится в привычных формах вроде атомов и молекул. Мы пропустим краткий начальный период, когда всё ещё только стремилось приобрести знакомый нам облик хотя бы на этом уровне, и вернёмся к истории, когда у нас будет расширяющееся облако, состоящее в основном из водорода. Первоначальный взрыв настолько силён, что этот материал вскоре распределяется — по нашим меркам, довольно редко и неравномерно.
