Майкл Шермер - Тайны мозга. Почему мы во все верим
И мы вновь забегаем вперед, выбирая предполагаемых борцов за истину. Существовала и масса других свидетельств против теории островов вселенной, и ни одно из них не выглядело убедительнее продемонстрированного с помощью нового устройства, разлагающего свет на элементарные составляющие. Как доказал Исаак Ньютон еще в XVII веке, если пропустить обычный свет через стеклянную призму, его можно разложить на составляющие цвета. За несколько веков ученые обнаружили, что если увеличить полосу этих цветов, то можно увидеть вертикальные линии, соответствующие элементам в веществе предмета, излучающего этот свет. Например, если нагреть какой-либо элемент так, чтобы он раскалился и начал излучать свет, то при пропускании этого света через призму и увеличении его мы увидим характерный набор линий, соответствующих только этому элементу и никакому другому, всегда и везде.
Устройство, о котором идет речь, называется спектроскоп, его впервые применил немецкий оптик Йозеф Фраунгофер. Он присоединил примитивный спектроскоп к своему телескопу и заметил, что схожие последовательности линий появляются в спектре Солнца, Луны и планет, что следовало из факта, что Луна и планеты отражают солнечный свет. Но когда Фраунгофер проанализировал линии других звезд, то обнаружил, что их паттерны выглядят иначе. Значит, свет звезд исходит из другого источника? Несколько десятилетий спустя физик и химик Роберт Бунзен («бунзеновская горелка») изучил с помощью своего спектроскопа пламя местного пожара и обнаружил в нем барий и стронций. Другие ученые последовали его примеру, изучая спектр всевозможных нагретых элементов, и таким образом родились технологии спектроскопии и спектрального анализа, а также наука астрофизика. Составляя каталоги характерных линий спектра для земных элементов, астрономы получили возможность направлять спектроскопы (в сочетании с телескопами) на звезды, а в итоге и на туманности, чтобы определять их состав.
В воображении Никола время в пути должно было составлять не менее тридцати миллионов лет. Эта цифра и вправду поражала, учитывая распространенное в то время мнение, согласно которому библейские события происходили десять тысячелетий назад.
В 1861 году физик Густав Кирхгоф изучил спектр ближайшей к Земле звезды, Солнца, и обнаружил в нем линии, соответствующие натрию, кальцию, магнию, железу, хрому, никелю, барию, меди и цинку. 29 августа 1864 года английский астроном-любитель Уильям Хаггинс направил спектроскоп на свет, исходящий от ярких звезд Бетельгейзе и Альдебаран, и различил в их спектре железо, натрий, кальций, магний и висмут, подтвердив, что Солнце – всего лишь звезда, или, наоборот, что звезды относятся к тому же виду небесных объектов, что и Солнце. Но затем Хаггинс завел спорщиков в тупик, выполнив спектральный анализ одной из планетарных туманностей Гершеля и обнаружив только одну характерную линию.
Поначалу я предположил, что призма сместилась и что я смотрел на отражение освещенной щели… а затем меня вдруг осенило. Загадка туманностей разгадана. Ответ, который пришел к нам с самим светом, звучал так: не группа звезд, а светящийся газ. Звезды порядка нашего Солнца и более яркие дали бы другой спектр; свет этой туманности явно излучал светящийся газ.[367]
«Небулярная гипотеза сделана видимой»
Благодаря этим новым данным маятник качнулся в обратную сторону, в пользу теории туманностей как внутренних галактических структур; кое-кто полагал, что, возможно, туманности – звездные и планетарные системы в процессе развития. Демонстрируя влияние этой концепции на восприятие, в 1888 году сравнительно новая технология астрофотосъемки была представлена на ежегодном собрании Королевского астрономического общества наряду с показом эффектного снимка Андромеды, после чего астрономы провозгласили, что «небулярная гипотеза сделана видимой!» Грандиозную Андромеду вновь отнесли к окраинам нашей галактики. Даже открытие новой звезды в галактике Андромеды, послужившее дополнительным свидетельством ее внегалактического происхождения, было воспринято сквозь призму небулярной гипотезы как аномалия: сам факт, что она затмевала целую туманность «энергией примерно пятидесяти миллионов солнц», как писал один астроном, означал, что она просто не могла быть взрывающейся звездой в далекой галактике. Вместо этого было высказано предположение о возможном «внезапном преобразовании туманности в звезду», в итоге небулярная гипотеза уцелела. «Вопрос о том, являются ли туманности внешними галактиками, едва ли требует дальнейшего обсуждения, – провозгласила астроном Агнес Клерк в своем исчерпывающем труде 1890 года «Система звезд» (The System of the Stars). – На него ответил прогресс открытий. Ни один сведущий мыслитель, располагающий всеми доступными свидетельствами, не сможет теперь с полной уверенностью утверждать, что конкретная отдельно взятая туманность может быть звездной системой координат того же уровня, что и Млечный Путь».[368]
Теперь нам не помешает вспомнить первый закон Артура Кларка: «Когда уважаемый, но пожилой ученый утверждает, что что-то возможно, он почти наверняка прав. Когда он утверждает, что что-то невозможно, он, весьма вероятно, ошибается».[369] По мере приближения к ХХ веку мы обнаружим, что прогресс открытий говорит в пользу Кларка, а не Клерк, начиная с выполненного в 1899 году спектрального анализа Туманности Андромеды немецким астрономом Юлиусом Шайнером. Шайнер сравнил спектры Андромеды и Ориона, который в то время уже был признан облаком межзвездного газа. Спектр Андромеды в большей степени напоминал спектр гигантского скопления звезд, а не просто газового облака. С целью проверки этой гипотезы в 1908 году астроном Ликской обсерватории близ Сан-Хосе, Калифорния, Эдвард Фэс проанализировал спектр шаровых звездных скоплений и заметил сходство со спектром Андромеды. Шах и мат, по мнению Фэса: «Гипотезу о том, что центральную часть туманности, например, такой известной, как Андромеда, составляет единственная звезда, можно отвергнуть сразу, если только мы не хотим в значительной мере изменить общепринятые представления о том, что такое звезда».[370] Но поскольку точного и надежного способа измерить расстояние до таких небесных объектов еще не существовало, Фэс так и не смог определить, чем является Андромеда – ближайшим шаровым звездным скоплением или далеким островом вселенной.
«Когда уважаемый, но пожилой ученый утверждает, что что-то возможно, он почти наверняка прав. Когда он утверждает, что что-то невозможно, он, весьма вероятно, ошибается». – Артур Кларк.
«Весомое свидетельство в пользу широко известной теории «островов вселенной»
Последние детали этой загадочной небесной мозаики сложились в Калифорнии, сначала в Ликской обсерватории, а затем в Маунт-Уилсон, в двух первых в мире обсерваториях на вершинах гор, в свое время находившихся в авангарде изучения дальнего космоса и ретроспективного времени. В конце XIX века баснословно богатый промышленник Джеймс Лик в поисках самого внушительного и большого памятника, которому можно было бы присвоить его имя, выделил миллион долларов на строительство обсерватории на горе Гамильтон в горной цепи Дьябло, чуть удаленной вглубь материка от Сан-Хосе. В этой обсерватории был воздвигнут «Большой ликский телескоп-рефрактор» – тридцатишестидюймовое стекло на конце на удивление узкой трубки, – который до сих пор остается одним из прекраснейших астрономических приборов, поистине олицетворением элегантности в науке. Этот телескоп, один из последних больших рефракторов, использовался главным образом для изучения планет и звезд – занятия, которому астрономы посвящали себя полностью. Поэтому когда в обсерваторию пришел работать молодой и перспективный астроном Джеймс Килер, специализировавшийся на спектроскопии, его отправили на другой конец долины, к другой горе, где во второстепенной обсерватории помещался отнюдь не элегантный рабочий телескоп-рефлектор с тридцатишестидюймовым зеркалом и образующими костяк опорами вместо трубки.
Этот переход от старого к новому, от рефракторной линзы к отражающему зеркалу, был не просто символичным (рис. 19). Размеры линзы были ограничены ее весом, так как опираться она могла только по краям. Со временем она начинала проседать и давать искажения. А зеркало можно было полностью поддерживать снизу, поэтому телескоп-рефлектор удавалось сделать достаточно большим, чтобы улавливать драгоценные немногочисленные фотоны света, прибывающие из дальних уголков вселенной. Телескоп Кроссли, названный по фамилии богатого производителя ткани, который купил этот телескоп в 1885 году, а затем пожертвовал Ликской обсерватории, имел еще одно преимущество для специалиста по спектрографии: стеклянные линзы выборочно поглощали волны одной длины лучше, чем волны всех остальных длин, ограничивая масштабы и качество спектрального анализа, в то время как зеркало отражало в равной степени волны любой длины, представляя более точное отображение содержимого таинственных туманностей.[371]
