Луна. История будущего - Оливер Мортон

Большинство наблюдений, описанных Галилеем в «Звездном вестнике» (1610), короткой, но весьма авторитетной книге, стали возможны благодаря его новейшему телескопу, с помощью которого он годом ранее начал изучать Луну и другие небесные тела. Так как телескопов было мало, большинству читателей оставалось только верить ему на слово и не сомневаться в точности иллюстраций, демонстрировавших его несомненный художественный талант, которым он некогда надеялся прославиться. Однако увидеть пепельный свет и понять его природу можно было и без высоких технологий. Галилей уверял читателей, что они могут сами увидеть эффект, если найдут в небе низко висящую молодую или старую Луну и встанут так, чтобы закрыть освещенный солнцем полумесяц трубой или стеной. Разглядев пепельный свет таким образом, людям не составляло труда сделать вполне естественный вывод, что он отражается сначала от Земли, а затем от Луны, как солнечный свет, проникающий в комнату без окон.

Должно быть, большинству читателей Галилея это казалось странным. Однако астроном Тюбингенского университета Михаэль Мёстлин и его ученик Иоганн Кеплер, в то время занимавший должность придворного астронома императора Священной Римской империи Рудольфа II, ничуть не удивились этому утверждению в «Звездном вестнике». Они пришли к таким же выводам об освещении Луны, не прибегая к помощи телескопов. С ними соглашался и богослов Паоло Сарпи, занимавший государственную должность в Венеции. Галилей был знаком с ним — вполне возможно, они затрагивали эту тему в беседах. Не случайно все эти люди, как и Галилей, входили в небольшую группу созерцателей Луны, которые серьезно относились к опубликованной более полувека назад идее польского каноника Николая Коперника о том, что Земля обращается вокруг Солнца.

Это представление лишь косвенно связано с объяснением природы пепельного света. Способность Земли отражать солнечный свет на Луну не зависит от того, что вокруг чего вращается: Земля и Солнце в любом случае время от времени оказываются по разные стороны от Луны. Современник Кеплера и Галилея, веривший, что в центре мира находится Земля, вполне мог точно так же объяснить едва видный свет в объятиях полумесяца. Но, насколько нам известно, ни один из геоцентристов в то время не предложил такого объяснения: к нему пришли только сторонники системы Коперника.

Почему такое представление об освещении Луны пепельным светом вписывалось в одну модель Вселенной, но не вписывалось в другую? Ответ таков: чтобы понять, что Луна и Земля обладают одинаковыми отражающими способностями, нужно было признать, что они принадлежат к одному классу объектов. Для сторонников системы Коперника Луна и Земля были планетами, как и другие планеты, которые обращались вокруг Солнца. Всем остальным это казалось чепухой. Средневековый мир вслед за Аристотелем полагал, что Земля по составу радикально отличается от Луны и любых других тел, которые обращаются вокруг нее. Земля состоит из прозаической материи, а небесные тела — из хрусталя, огня или других изысканных веществ. Земля меняется, а они остаются неизменными. Они двигаются, а Земля стоит на месте.

Представление о том, что Луна освещается Землей, как Земля освещается Луной, шло вразрез с такими идеями. Как выразился Галилей, оно втягивало Землю «в танец звезд». Эта хореография была частью коперниковской революции, как и сведения о том, что обращается вокруг чего. Земля стала планетой — в изначальном смысле звезды, которая движется по небу, — а планеты стали землями, то есть такими же реальными телами, как мир вокруг. Возможно, на них жили люди, которые считали их своими мирами, а Землю — далекой движущейся точкой. Казалось, их существование почти неизбежно: какой смысл Богу создавать необитаемые миры? Как пишет историк искусства и науки Эйлин Ривз, «по крайней мере, в массовом сознании [появилась] почти самоочевидная связь между теорией вторичного света, коперниковской картиной мира и верой во внеземную жизнь».

* * *

С тех пор вопрос о внеземной жизни кружится в танце с астрономией, как Земля кружится в танце с Луной и Солнцем: порой идеи противостоят друг другу, а порой выстраиваются в одну линию. В последние двадцать лет в этой сфере наблюдается удивительный консенсус: сегодня люди видят смысл в астрономии, с готовностью оплачивая исследования, посвященные поиску жизни в других мирах.

Именно поэтому в начале XXI века астрономы из Прованса и Аризоны, которые многие годы не придавали Луне значения, вдруг стали так внимательно вглядываться в ее отраженный пепельный свет. Они смотрели на него, чтобы понять, как признаки жизни на Земле выглядят издалека.

В 1995 году, после многих десятилетий ложных тревог, астрономы начали находить планеты вокруг других звезд. Свет таких «экзопланет» был столь слабым, что обнаружить их сами не получалось — можно было заметить лишь их тени, скользившие по поверхности звезд, или вызываемые ими крошечные колебания в спектре звездного света. Но ученые, заинтересованные жизнью во Вселенной — их уже начинали называть астробиологами, — полагали, что со временем телескопы станут больше и лучше и позволят им непосредственным образом увидеть ряд экзопланет. После этого они примутся искать на них признаки жизни.

Свет экзопланеты — это свет далекой звезды, который прошел сквозь атмосферу вращающейся вокруг нее экзопланеты, был отражен обратно в космос и добрался до Земли. Многие годы, ушедшие на последний отрезок пути, никак не меняют свет, но доля секунды, которая требуется ему, чтобы пройти сквозь атмосферу экзопланеты и отразиться от облаков или от поверхности, оставляет на нем свой след. Молекулы атмосферы экзопланеты поглощают свет с одними длинами волн лучше, чем с другими. Если астрономы сумеют разложить свет экзопланеты по длинам волн на спектрограмме, как банкомет раскладывает колоду карт на зеленом сукне, они смогут выявить эти эффекты: некоторых карт в колоде не обнаружится, потому что свет с некоторыми длинами волн поглотила атмосфера экзопланеты.

Как химический состав атмосферы может свидетельствовать о наличии жизни на планете? Рассмотрим атмосферу Земли и других ближайших планет. На Марсе и Венере химический состав атмосферы определяется исключительно солнечным светом, потому что на поверхности ничто не высвобождает в атмосферу газы, которые могли бы вступать во взаимодействие друг с другом. На Земле жизнь неутомимо выделяет новые и новые газы, в связи с чем атмосфера полнится газами, взаимодействующими друг с другом, такими как метан и аммиак, угарный газ и кислород и так далее. В 1960-х годах британский ученый и изобретатель Джеймс Лавлок назвал это основополагающим признаком жизни на планете. Такая жизнь, как на Земле, не может не использовать атмосферу планеты в качестве источника сырья и мусорной свалки. Забирая одно, она неизменно возвращает в атмосферу другое, потому что она берет лишь то, что ей необходимо, а затем меняет вещества в процессе использования. Таким образом, жизнь не позволяет атмосфере войти в равновесие, наблюдаемое в безжизненных мирах. Метан, аммиак и кислород в атмосфере Земли свидетельствуют о функционировании биосферы, которая использует энергию Солнца, чтобы трансформировать проходящие через нее вещества, то есть поддерживает биогеохимические циклы, связывающие одушевленные и неодушевленные объекты в живом мире. Мысль о том, что жизнь выступает источником подобного беспорядка в атмосфере, стала одним из первых шагов к впоследствии выдвинутой Лавлоком гипотезе Геи — предположению, что посредством создания такого неравновесия жизнь играет фундаментальную роль в поддержании обитаемости планет, подобно тому как езда на велосипеде не позволяет ему упасть.