Итак, вспыхнула сверхновая звезда. Свет ее настолько ярок, что астрономы без труда наблюдают это уникальнейшее явление природы. Однако такая звезда недолго радует астрономов - ее "оптическая жизнь" коротка. Свет ее постепенно слабеет, и уже через несколько месяцев она никак не выделяется на звездном небе. Теперь астрономы могут наблюдать только огромные массы газа, разлетающиеся от места взрыва в разные стороны. Газ можно обнаружить оптическими приборами.
Причины и механизм образования сверхновых звезд пока загадка для ученых. Мы можем только предполагать, что происходит в глубинах Галактики. Существует, например, гипотеза, утверждающая, что в сверхновой звезде в результате эволюции почти все протоны и электроны быстро образуют нейтроны. Звезда при этом с катастрофической скоростью уменьшается в размерах. Происходит взрыв, и вещество наружных оболочек разбрасывается в пространстве.
Грандиозен взрыв сверхновой звезды! Если сравнить энергию, выделившуюся, например, при взрыве сверхновой звезды в туманности Кассиопеи А, то она окажется в 100 миллиардов раз больше энергии, выделяемой Солнцем за целый год.
Какое отношение имеют вспышки сверхновых звезд к космическим лучам? Ответ на этот вопрос решит проблему происхождения источников космического излучения. Даже части энергии, выделяющейся при взрыве одной звезды, достаточно, чтобы компенсировать потери космических лучей в Галактике в течение десятков лет.
Радиоастрономические наблюдения указывают на существование огромного количества космических лучей в зовых оболочках образовавшихся в результате взрыва сверхновых звезд.
Космические лучи путешествуют с огромной скоростью. Что же представляет собой фантастический естественный ускоритель космических лучей, способный сообщать частицам такую огромную энергию?
Было предположение, что ускорение космических частиц происходит в газовой оболочке звезды под действием ударных волн. С такой гипотезой, однако, трудно согласиться: вероятно, таким образом частицы не смогу приобрести ту энергию, которая присуща космическим лучам, а в десятки и даже в сотни раз меньшую. Очевидно, ударные волны только выбрасывают в пространство из недр звезды огромные массы частиц и придают им сравнительно небольшие начальные скорости. Далее частицы разгоняются уже под действием переменных магнитных полей.
Иными словами, наша Галактика - это гигантский естественный ускоритель, мощность которого настолько велика, что даже трудно себе представить.
Чем объяснить, что в космических лучах процентной содержание ядер тяжелых элементов больше, чем во вселенной? Маловероятно, чтобы сверхновые звезды по составу столь сильно отличались от обычных. Некоторый соображения позволяют прийти к выводу, что здесь главная роль принадлежит механизму ускорения частиц, особенно в начальной его стадии.
Для того чтобы процесс ускорения начался, ядрам легких элементов необходимо придать определенную скорость. В наземных ускорителях частицы через инжектор "впрыскиваются" в установку и только потом разгоняются. В естественных условиях такого инжектора нет и поэтому частицы, имеющие недостаточную скорость, ускоряются, а остаются в районе взрыва сверхновое звезды.
Тяжелые же частицы в определенных условиях могут ускоряться при любой начальной скорости. Поэтому их процентное содержание в космических лучах оказывается повышенным.
Космические лучи бороздят просторы Галактики, - заканчивает свой рассказ В. Гинзбург. - Они живут сотни миллионов и миллиардов лет и за это время проходя огромные расстояния. Нашу Галактику они никогда не покидают. Если фотоны или загадочные нейтрино лишь пронизывают Галактику и теряются где-то во вселенной, то космические лучи верны нашему звездному миру. Изучать их - значит постоянно следить за пульсом нашей звездной системы".
- А что, если радиотелескопы слышат не только голоса звезд, но и принимают сигналы разумных существ иных цивилизаций?
- Хотя гипотеза эта и спорна, многие ученые не считают ее невероятной.
- И они слушают "голоса иных цивилизаций"?
- По крайней мере, пытаются их распознавать... Перед радиоастрономами всего мира сегодня встала проблема: узнать и расшифровать послания разумных существ, если они на самом деле присутствуют в потоке космического излучения. В Советском Союзе в этой области работает член-корреспондент Академии наук СССР профессор И. Шкловский. Вот что он рассказывает.
"Предположим, что в Галактике есть цивилизации, которые продвинулись далеко вперед по пути прогресса. Допустим, они находятся на уровне научного и технического развития, какого мы достигнем через 100, 200 или 500 лет. Эти цивилизации, бесспорно, пытаются найти в космосе "братьев по разуму". Но как они могут это сделать?
Электромагнитные волны - вот одно из средств межзвездной связи, решили ученые. Во-первых, они распространяются с максимально возможной в природе скоростью, во-вторых, при таком способе связи энергию можно концентрировать в узких пределах.
Известный ученый Ф. Дайсон предположил, что достигшая высокого уровня технического развития инопланетная цивилизация способна окружить свою "солнечную систему" твердой оболочкой. По мысли Ф. Дайсона, наблюдателям, находящимся в других звездных системах, в частности в нашей, солнечной, такая оболочка должна представляться довольно мощным источником инфракрасного излучения. Ф. Дайсон предложил организовать систематические поиски "точечных" космических источников инфракрасной радиации. Кстати, аналогичную идею задолго до Ф. Дайсона высказывал К. Циолковский.
Научный сотрудник отдела радиоастрономии Государственного астрономического института имени П. Штернберга Н. Кардашев предложил весьма интересную интерпретацию гипотезы Дайсона. Он справедливо считает, что обнаружить космический источник инфракрасной радиации с большого расстояния очень трудно. Цивилизация может возвестить о своем существовании несравненно более эффективным способом, преобразовав сравнительно малую часть используемой ею энергии центральной звезды (например, одну десятую процента) в радиоволны диапазона 21 сантиметр (21 сантиметр - длина волны знаменитой радиолинии водорода, интенсивно исследуемой астрономами).
Искры "Салюта"-19
Расчеты, сделанные Н. Кардашевым, показывают, что искусственный источник радиоизлучения на волне 21 сантиметр может быть найден современными земными радиотелескопами, даже если он находится за пределами нашей звездной системы. Особый интерес представляет попытка обнаружения такого источника в знаменитой туманности Андромеды - одной из ближайших к нам галактик. В Государственном астрономическом институте имени П. Штернберга специально для этой цели разработана высокочувствительная радиоастрономическая аппаратура. Если попытка связи с другими цивилизациями не увенчается успехом, можно будет сделать вывод: близких к нам областях большой вселенной разумная жизнь не достигла такого развития, при котором она сможет распоряжаться ресурсами энергии достаточной мощности.
Контакт с разумными существами других солнечных систем откроет огромные перспективы развития науки. Все богатство знаний, накопленное человечеством, можно переложить на язык радиоволн и передать в космос за год. Разумные существа, пославшие сигнал в сторону нашей солнечной системы, попытаются сообщить нам о достижениях своей науки и техники. Расшифровав их послание, мы сможем получить знание, к которому человечество придет лишь через несколько десятков и сотен лет".
- Это же чистая фантастика!
- А разве двадцать лет назад полеты в космос и на Луну не казались такими же фантастичными?! Хотите еще один фантастический сюжет?
- Вновь о "братьях по разуму"?
- Нет, о "нервах планеты".
- ???
- Это выражение писателя и ученого Артура Кларка. В 1946 году он написал повесть, в которой предсказывал, что скоро весь земной шар будет покрыт радио- и телевизионной связью. "Это будет нервная система планеты", - уточнил он.
- Она создана?
- Практически да.
Проблемы дальней космической радиосвязи встали перед учеными после первых полетов за пределы Земли. Стало очевидно, что только невидимая радионить может связывать межпланетный корабль с родной планетой. Оборвется она, и автоматическая станция превратится в никому не нужный набор аппаратуры, а если на корабле люди, такая авария может привести к их гибели.
Один из аспектов проблемы космической связи - создание системы искусственных спутников Земли, которые служили бы ретрансляторами. Они позволят увеличить Дальность радиосвязи между наземными пунктами, самолетами, кораблями и т. д.
Если сейчас расстояние между двумя самолетами превышает тысячу километров, они могут связаться друг с другом только на коротких волнах. Но диапазон коротких волн очень невелик, одновременно в нем могут работать не более тысячи радиостанций. Если же радиостанций больше, возникают помехи.
Сейчас число всех радиостанций в мире достигло нескольких сотен тысяч, поэтому коротковолновый диапазон чрезвычайно загружен. К тому же в последние годы резко возрос уровень так называемых промышленных помех. Так что для связи на коротких волнах необходимо создавать очень мощные передатчики. Пока же надежная связь на коротких волнах практически невозможна.