Наука о чужих. Как ученые объясняют возможность жизни на других планетах - Антон Иванович Первушин Страница 56

Впрочем, эйфория от предчувствия близких контактов с братьями по разуму длилась недолго.

2.3. Живая Вселенная

Вера в обитаемость соседних планет росла на протяжении всего XIX века, став частью мировоззрения многих людей. Некоторые учёные (а не только фантасты) утверждали, будто бы какие-то существа есть даже на Солнце.

К примеру, в 1859 году французский астроном и математик Жан Лиагре, сделавший также карьеру на военном поприще, в докладе «О множественности миров» (Sur la pluralite des mondes) для Королевской академии наук, литературы и изящных искусств Бельгии заявил, что Солнце «следует рассматривать не как всепожирающую разрушительную печь, а как самое значительное планетарное тело, как величественную обитель, где совершенство организмов находится в гармонии с великолепием их места обитания». Шотландский изобретатель Мунго Понтон, прославившийся открытием метода фотографирования с использованием дихромата калия в качестве светочувствительного вещества, сообщал в книге «Великий архитектор, проявленный в материальной Вселенной» (The Great Architect; as Manifested in the Material Universe, 1866), что ядро Солнца относительно холодное и твёрдое, поэтому вполне может быть пригодно для поддержания развитой биосферы, а некоторые из структур, замеченные астрономами в фотосфере светила – это гигантские «организмы» или скопления «организмов». Английский химик доктор Томас Фипсон, известный своими исследованиями фосфоресценции и каталитических процессов, в статье «Обитаемые планеты» (Inhabited Planets, 1867) писал: «Если развитие жизни измерять количеством тепла и света, которые каждая планета получает от центрального светила нашей системы, то само это светило должно быть областью вечной жизни и совершенного счастья». И так далее. Понятно, что все эти утверждения были чисто умозрительными, ведь не существовало методов, которые могли дать надёжные сведения о составе и структуре Солнца. Впрочем, вскоре они появились.

Как известно, ещё Исаак Ньютон установил, что свет можно разделить на составляющие цвета, пропустив луч сквозь стеклянную призму. Свет каждого цвета обладает своей особой «преломляемостью», поэтому отклоняется поверхностями призмы на определённый угол, отличающийся от остальных. В результате на экране, установленном за призмой, появляется радужная полоска – спектр солнечного света, в котором фиолетовый цвет через зелёный и жёлтый постепенно переходит в красный. Ньютон не увидел в этом явлении возможность изучения Солнца – его больше интересовали свойства света, чтобы, изучив их, улучшить качество телескопов.

Много позже, в июне 1802 года, английский химик и минералог Уильям Волластон выпустил статью «Метод исследования преломляющих и рассеивающих сил с помощью призматического отражения» (A Method of examining refractive and dispersive Powers, by prismatic Reflection), в которой описал семь тёмных полосок, обнаруженных в солнечном спектре. Он не смог объяснить их природу и не осознал значения своего открытия для астрономии – на статью в то время не обратили внимания. Слава первопроходца в новой области науки досталась немецкому оптику Йозефу Фраунгоферу. Как и Ньютон, он занимался совершенствованием линз, для чего изыскивал способ более точного измерения коэффициента преломления для каждого из цветов спектра. В 1814 году он разложил свет призмой, установленной перед объективом небольшого теодолита, и обнаружил сотни «сильных и слабых вертикальных линий, которые темнее остальной части цветного изображения». Заинтересовавшись явлением, Фраунгофер изучил спектры Венеры и звезды Сириус. По поводу Венеры он правильно записал: «Я убедился, что свет Венеры в этом отношении имеет ту же природу, что и солнечный свет». Что касается звезды, то Фраунгофер был несколько обескуражен: «Я совершенно точно увидел в спектре Сириуса три широкие полосы, которые, по-видимому, не имеют никакой связи с солнечным светом». В 1823 году немецкий оптик продолжил наблюдения, снабдив телескоп-рефрактор призмой, и описал спектры Сириуса, Кастора, Поллукса, Капеллы, Бетельгейзе и Проциона. При этом он увидел, что положения тёмных линий отличаются от звезды к звезде.

К сожалению, Фраунгофер в тридцать девять лет умер от туберкулёза и не смог внести более существенный вклад в новую науку.

Следующий шаг в нужном направлении сделал сэр Джон Гершель. В начале 1820-х годов он занялся исследованиями спектров горения и пришёл к важному выводу: «Цвет, который таким образом образуется в пламени различными веществами, во многих случаях позволяет легко и безошибочно определить даже самые малые их количества». Была заложена основа для спектрального анализа: каждый химический элемент, если поместить его в огонь, даёт свой характерный цвет.

К середине XIX века учёные установили, что с помощью спектра, в том числе выходящего за пределы оптического диапазона (то есть в инфракрасной и ультрафиолетовой областях), можно определить более или менее полный состав любого нагретого соединения веществ – даже на Солнце. В 1859 году немецкий физик Густав Кирхгоф, работавший совместно с химиком-экспериментатором Робертом Бунзеном, открыл, что, как он писал в октябрьской заметке для «Ежемесячных отчётов Королевской прусской академии наук в Берлине» (Monatsberichte der Königlichen Preufs. Akademie der Wissenschaften zu Berlin), «тёмные области солнечного спектра, не создаваемые атмосферой Земли, возникают из-за присутствия в раскалённой солнечной атмосфере тех веществ, которые в спектре пламени создают яркие линии в одном и том же месте». Кирхгоф определил важный принцип: вещества видны в спектре либо как яркие линии излучения, либо как тёмные линии поглощения в зависимости от того, наблюдается их собственный свет или свет от более горячего источника, проходящий через вещество.

Рис. 31. Йозеф Фраунгофер демонстрирует свой спектроскоп. Фотогравюра с картины Ричарда Уиммера. 1897 год. Из книги: Essays in Astronomy by Ball, Harkness, Herschel, Huggins, Laplace, Mitchel, Proctor, Schiparelli, and Others. New York: D. Appleton and Company. 1900.

Заявив свой приоритет в области спектрального анализа, Кирхгоф и Бунзен продолжили работу. В фундаментальной статье «Исследования солнечного спектра и спектров химических элементов» (Untersuchungen iiber das Sonnenspectrum und die Spectren der chemischen Elemente), написанной в июне 1861 года, Кирхгоф сообщал: «Особенно поразительно, что в местах расположения всех наблюдаемых линий железа в солнечном спектре обнаруживаются очень отчётливые тёмные линии… Но в нашей атмосфере невозможно выделить пары железа в количестве, достаточном для образования в солнечном спектре таких превосходных линий поглощения, соответствующих линии железа; тем более что эти линии не претерпевают заметных изменений по мере приближения Солнца к горизонту. Однако предположение о наличии таких паров в атмосфере Солнца не противоречит высокому уровню температур, который нам известен… Таким образом, после установления присутствия земного элемента