Кратка история на почти всичко

1. Как да изградим вселена

Колкото и усилено да се опитваме, никога няма да можем да разберем просто колко мъничък е, колко скромно място заема в пространството един протон. Просто твърде малък е.

Протонът е безкрайно малка част от атома. Протоните са толкова мънички, че едно топване мастило като за точката в i-то може да съдържа около 500 000 000 000 от тях. Това е доста повече от броя секунди, съдържащи се в половин милион години. Така че, може да се каже, че протоните са изключително микроскопични.

Сега да си представим, ако можем (а вие сигурно не можете), как този протон се свива до милиардна част от нормалния си размер в толкова малък обем спрямо него, че един нормален протон ще изглежда огромен. Да поставим в този мъничък, мъничък обем около пет грама материя. Отлично. Готови сме да сложим началото на вселена.

Предполагам, разбира се, че желаем да изградим инфлационна (раздуваща се) вселена. Ако вместо това предпочитаме да изградим една по-старомодна, стандартна вселена от типа на тази след Големия взрив, ще са ни нужни допълнителни материали. Всъщност, ще е нужно да съберем всичко, което е в наличност — до последната прашинка и частица материя, които се намират между тук и крайната част на сътворението — и да го вмъкнем в място, което е толкова безкрайно малко и компактно, че въобще няма размери. Това е познато като сингуларност.

И в двата случая трябва да сме готови за наистина голям взрив. Естествено, ще искаме да се оттеглим на безопасно място, за да наблюдаваме зрелището. За съжаление, няма къде да се оттеглим, защото извън сингуларността няма нищо и никъде. Когато вселената започне да се разширява, тя ще се разпростира, за да запълни една по-голяма пустота. Единственото пространство, което съществува, е това, което тя създава, докато се развива.

Естествено е, но е погрешно да си представяме сингуларността като един вид бременна точка, висяща в тъмна, безкрайна пустота. Обаче няма пространство, няма тъмнина. Сингуларността няма „около“ около нея. Няма пространство, което да заеме, няма място, където да бъде. Дори не можем да попитаме откога е там — дали скоро се е появила, като една добра идея, или е била там винаги, тихо чакаща подходящия момент. Времето не съществува. Няма минало, от което да се появи.

И така, от нищото започва нашата вселена.

В един-единствен ослепяващ импулс, в един момент на величие, твърде бърз и експанзивен, каквито и думи да използваме, сингуларността приема божествени измерения, пространство извън всякаква представа. През първата изпълнена с жизненост секунда (секунда, на която много космолози ще посветят кариерата си, разделяйки я все по-фино и по-фино) е създадена гравитацията и други сили, които управляват физиката. За по-малко от минута вселената се разпростира милиони милиарди километри и бързо нараства. Сега има много топлина — десет милиарда градуса — достатъчно, за да започнат ядрените реакции, които създават по-леките елементи — главно водород и хелий, с примес (около един атом на сто милиона) на литий. За три минути 98% от цялата материя, която съществува или някога ще съществува, е била произведена. Вече имаме вселена. Тя е удивително място, предлагащо най-чудесни и приятни възможности, а също и красиво. И всичко това е станало приблизително за време, колкото да се направи един сандвич.

Кога се е случил този момент е въпрос на дебат. Космолозите отдавна спорят дали моментът на Сътворението е бил преди 10 милиарда години или преди двойно повече време, или е бил някъде по средата. Консенсусът изглежда, че се е насочил към числото около 13,7 милиарда години, но се знае, че тези неща трудно се определят, както ще видим по-нататък. Всичко, което наистина може да се каже, е, че в някакъв неопределен период в много далечното минало поради незнайни причини е дошъл моментът, известен на науката като t=0. Оттогава ние сме били на път.

Разбира се, има много неща, които не знаем, и много от нещата, които мислим, че знаем, не сме знаели, или пък сме мислели, че знаем отдавна. Идеята съществува от 1920-те, когато Жорж Льометр, белгийски свещеник и учен, за първи път опитва да я предложи, но всъщност тя не става преобладаващо схващане в космологията до средата на 1960-те, когато двама млади радио астрономи случайно правят едно изключително откритие.

Имената им са Арно Пензиас и Робърт Уилсън. През 1965 г. те Опитвали да използват една голяма съобщителна антена притежание на лабораториите Бел в Холмдел, Ню Джърси, но имали проблем с наличието на неспиращ фонов шум — едно постоянно свистене, което правело невъзможно да се извършва експериментална работа. Шумът бил неотслабващ и нефокусиран. Идвал от всяка точка на небето, ден и нощ, през всички сезони. Цяла година младите астрономи правели всичко, което било по силите им, за да открият и елиминират шума. Тествали всяка електрическа система. Направили наново прибори, Проверили електрически вериги, размествали жици, почиствали щепсели. Качили се в чинията, като поставили и облепили с лепенка всяка спойка и нит. Отново се качили в чинията с метли и твърди четки, и внимателно я почистили от това, което по-късно в един труд посочили като „бял диелектричен материал“ или птичи тор, както е по-известно. Нищо от това, което опитали, не довело до резултат. Без те да знаят, само на 50 километра от тях — в Принстънския университет, екип от учени начело с Робърт Дике работел върху откриването именно на това, което те толкова усилено се опитвали да премахнат. Изследователите от Принстън следвали идеята, която била лансирана през 1940-те от родения в Русия астрофизик Джордж Гамов, че ако се търси достатъчно навътре в пространството, ще се намери някакво космическо фоново лъчение, остатък от Големия взрив. Гамов изчислил, че преминавайки през огромната шир на космоса, лъчението ще достигне Земята във формата на микровълни. В един по-скорошен труд той дори посочва инструмент, който би могъл да се използва за целта: антената на Бел в Холмдел. За съжаление, нито Пензиас, нито Уилсън, нито пък някой от екипа на Принстън не бил прочел труда на Гамов.

Шумът, който Пензиас и Уилсън чували, бил, разбира се, шумът, който Гамов постулирал. Били открили края на вселената или поне на видимата й част, на разстояние 150 милиарда трилиона километра. Те „виждали“ първите фотони — най-древната светлина във вселената, въпреки че времето и разстоянието са ги превърнали в микровълни, точно както Гамов предсказал. В книгата си Инфлационната вселена Алън Гът предлага аналогия, която спомага да се види това откритие в перспектива. Ако възнамерявате да надникнете в дълбините на вселената, като че ли гледате надолу от стотния етаж на Емпайър Стейт Билдинг (като стотният етаж представлява сегашният момент, а нивото на улицата е моментът на Големия взрив), по времето на откритието на Уилсън и Пензиас най-далечните галактики, които някой някога е засякъл, са били на около шейсетия етаж, а най-далечните неща — квазарите — на двайсетия. Откритието на Пензиас и Уилсън избутали нашето познание на видимата вселена до към 1 см от тротоара.

Все още неосъзнаващи какво причинява шума, Уилсън и Пензиас телефонирали на Дике в Принстън и му описали проблема си с надеждата, че може да предложи разрешението му. Дике веднага схванал какво били открили двамата млади хора. „Е, момчета, конкуренцията току-що ни е изпреварила“, казал той на колегите си, затваряйки телефона.

Скоро след това Астрофизикъл Джърнал публикува две статии: една от Пензиас и Уилсън, описваща свистенето, другата от екипа на Дике, обясняваща същността му. Въпреки че Пензиас и Уилсън не са търсели космическо фоново лъчение, не са знаели какво представлява то, когато са го открили, и не са го описали или обяснили в никаква студия, те спечелват Нобеловата награда по физика за 1978 г. Изследователите от Принстън получават само съчувствие. Според Денис Овърбай в Самотни души в космоса нито Пензиас, нито Уилсън са разбирали като цяло значението на това, което са открили, докато не прочитат за него в Ню Йорк Таймс.

Между другото, смущение от космическо фоново лъчение е нещо, което всички сме изпитвали. Нагласете телевизора си на канал, който той не приема, и около 1% от трепкащата картина, която се вижда, се обяснява с тази древна останка от Големия взрив. Следващия път, когато се оплаквате, че не дават нищо по телевизията, помнете, че вие винаги можете да гледате раждането на вселената.

Въпреки че всеки го нарича Големия взрив, много книги ни предупреждават да не го схващаме като експлозия в традиционния смисъл. Това по-скоро е било огромно внезапно разширяване. Така че, какво го е причинило?

Една от теориите е, че вероятно това особено явление (наричано научно сингуларност) е останка от по-ранна загинала вселена — така че ние сме само една от вечния цикъл на разширяващи се и загиващи вселени — като мех на кислороден болничен апарат. Други отдават Големия взрив на това, което наричат „фалшив вакуум“ или „скаларно поле“, или „вакуумна енергия“ — във всеки случай някакво качество или нещо, което е породило нестабилност в нищото, което е съществувало. Изглежда невъзможно, че може да се получи нещо от нищо, но фактът, че някога не е имало нищо, а сега имаме вселена, е явно доказателство, че може. Вероятно нашата вселена е просто част от много по-големи вселени, някои в различни измерения, а големи взривове стават непрекъснато и навсякъде. Или пък може би пространството и времето са имали съвсем други форми преди Големия взрив — форми, твърде чужди за нас, за да си ги представим — и Големият взрив представлява някакъв вид преходна фаза, при която вселената е преминала от форма, която не разбираме, във форма, която почти разбираме. „Това много се доближава до религиозните въпроси,“ казва пред Ню Йорк Таймс през 2001 г. д-р Андрей Линде, космолог в Станфорд.

Теорията за Големия взрив не е за самия взрив, а за това, какво е станало след него. Има се предвид не много дълго време след това. Като правят много изчисления и наблюдават внимателно какво става в ускорителите за елементарни частици, учените смятат, че могат да видят назад до 10 на степен –43 секунди след момента на сътворението, когато вселената е била все още толкова малка, че е щял да ви бъде нужен микроскоп, за да я видите. Не трябва да ни става лошо всеки път, когато срещнем необикновено число, но може би си струва от време на време да си поразмърдаме мозъка върху някое от тези числа, за да си спомним колко те са умонепостижими и смайващи. Така 10 на степен –43 е 0,0000000000000000000000000000000000000000001 или една 10 милиона милиарда милиарда трилионна част от секундата.1

Повечето от това, което знаем, или смятаме, че знаем за ранните моменти на вселената, е благодарение на една идея, наречена инфлационна теория, изложена за първи път през 1979 г. от младия учен, занимаващ се с физика на елементарните частици тогава в Станфорд, а сега в Масачузетския технологичен институт, на име Алън Гът. Бил на трийсет и две години, и, както той казва, нищо особено не е правил преди това. Може би никога нямало да предложи теорията, ако не присъствал на лекция за Големия взрив, изнесена от самия Робърт Дике. Лекцията накарала Гът да започне да се интересува от космология и по-специално от раждането на вселената.

Крайният резултат бил инфлационната теория, която твърди, че за част от момент след началото на сътворението вселената претърпява внезапно драматично разширяване. Тя се издува — всъщност се състезава сама със себе си, като удвоява размера си всеки 10 на степен –34 секунди. Целият този епизод може би е продължил не повече от 10 на степен –30 секунди — това е една милион милиона милиона милиона милионна от секундата — но променя вселената от нещо, което може да се държи в ръка, в нещо, което е най-малко 10 000 000 000 000 000 000 000 000 пъти по-голямо.

Инфлационната теория обяснява пулсациите и вихрите, които правят възможна появата на вселената. Без тях не би имало късове материя и следователно звезди, а само реещ се газ и вечна тъмнина.

Според теорията на Гът при една десетмилионна от трилионната от трилионната от трилионна секунда се появява гравитацията. След друг абсурдно кратък интервал последва електромагнетизмът, както й слабите, и силните ядрени сили — предмет на физиката. Те биват последвани след още един кратък интервал от появата на рояк елементарни частици — материал за материята. От въобще нищо изведнъж се появяват множество фотони, протони, електрони, неутрони и доста други — между 10 на степен 79 и 10 на степен 89 от всеки вид, според стандартната теория за Големия взрив.

Такива количества, разбира се, са трудно разбираеми. Достатъчно е да знаем, че в един-единствен забележителен момент ние сме дарени с вселена, която е необятна — според теорията най-малко на разстояние сто милиарда светлинни години, но вероятно с всевъзможен размер, стигащ до безкрайност — при това перфектно подредена, за да се създадат звезди, галактики и други сложни системи.

Това, което е изключителното от наша гледна точка, е колко добре са се оказали за нас нещата. Ако вселената се е формирала съвсем малко по-различно — ако гравитацията е била една идея по-силна или по-слаба, ако разширяването е протекло съвсем малко по-бавно или по-бързо — то тогава не би имало стабилни елементи, за да създадат вас и мен, както и земята, на която стоим. Ако гравитацията е била съвсем малко по-силна, самата вселена е щяла да се срути като лошо издигната палатка, без наличието на правилни стойности, даващи й правилните измерения, плътност и компоненти. Ако обаче гравитацията беше по-слаба, нищо нямаше да се съедини. Вселената щеше да остане завинаги едно скучно, разпръснато и празно пространство.

Това е една от причините експертите да вярват, че вероятно е имало и други големи взривове, може би трилиони и трилиони такива по време на величествения период на вечността, и че причината ние да съществуваме на именно тази вселена е, че тя е тази, на която можем да съществуваме. Както Едуард П. Трайън от Колумбийския университет се изрази: „В отговор на въпроса, защо се е случило, предлагам скромното предложение, че нашата вселена е просто едно от тези неща, които се случват от време на време.“ Към което Гът добавя: „Въпреки че създаването на вселена е нещо малко вероятно, Трайън подчертава, че никой не е броил неуспешните опити.“

Мартин Рийз, кралският астроном на Великобритания, смята, че има много вселени, вероятно безкраен брой, всяка с различни белези, различни комбинации, и че ние просто живеем на една, на която нещата са в такава комбинация, която ни позволява да съществуваме. Той прави аналогия с много голям магазин за дрехи: „Ако е зареден с много дрехи, не сте изненадани, че сте намерили костюм, който ви става. Ако има много вселени, всяка управлявана от различно множество числа, ще има една, където дадено множество от числа ще е подходящо за живот. Ние сме точно в тази вселена.“

Рийз твърди, че шест числа по-специално управляват нашата планета и ако някоя от тези стойности се променят дори съвсем малко, нещата няма да са такива, каквито са. Например, за да съществува вселената както сега, е нужно водородът да се превръща в хелий по един прецизен начин — по-точно по начин, който превръща седем хилядни от масата му в енергия. Ако се понижи тази стойност съвсем слабо — да кажем от 0,007% на 0,006% — никакво превръщане няма да се осъществи: вселената ще е съставена от водород и нищо друго. Ако се повиши стойността съвсем слабо — до 0,008% — ще има такова изобилие на съединения, че водородът отдавна ще се е изчерпал. И в двата случая при най-малкото променяне на стойностите вселената нямаше да съществува такава, каквато я знаем и от каквато се нуждаем.

Бих казал, че нещата са точни засега. В дългосрочен план гравитацията може да се окаже донякъде твърде силна и някой ден вероятно да спре разширяването на вселената, като причини колапса й, когато тя ще се срине в друга сингуларност. Възможно е целият процес да започне отново. От друга страна, гравитацията може да е твърде слаба и вселената ще продължи своя ход завинаги, докато всичко ще се отдалечи толкова много, че няма да има възможност за материално взаимодействие, така че вселената ще стане място, което е инертно и мъртво, но много обширно. Третата опция е гравитацията да е точна — терминът на космолозите е „критична плътност“ — и да поддържа вселената цяла при точно правилните измерения, за да може нещата да продължават безкрайно. Когато гледат по-леко на нещата, космолозите понякога наричат това ефект „златни къдрици“, което означава, че всичко е както трябва. (За сведение тези три възможни вселени са известни съответно като затворена, отворена и плоска.)

Сега въпросът, който всеки от нас си е задавал, е: какво ще се случи, ако отидем до края на вселената и си представим, че си пъхнем главата между пердетата? Къде ще ни бъде главата, ако не е вече във вселената? Какво ще намерим там? Отговорът за жалост е, че не можем да стигнем до края на вселената. Не защото ще отнеме дълго време, за да стигнем дотам — макар че наистина ще бъде дълго — а защото дори и да пътуваме навън по права линия до безкрайност и без да се предаваме, никога няма да стигнем до крайна граница. Вместо това ще стигнем до мястото, откъдето сме тръгнали (при това положение вероятно ще се отчаяме и ще се откажем). Причината е, че според теорията на Айнщайн за относителността (до която ще стигнем по-нататък) Вселената се изкривява по начин, който не можем добре да си представим. За момента е достатъчно да знаем, че ние не носим в някакъв голям, вечно разширяващ се балон. По-скоро пространството се изкривява по начин, който му позволява да бъде безкрайно, но с предели. Не може дори да се каже, че пространството се разширява, защото, както отбелязва Нобеловият лауреат Стивън Уайнбърг, „слънчевите системи и галактики не се разширяват, а и самото пространство не се разширява“. По-скоро галактиките бързо се „разбягват“ една от друга. Това е нещо като предизвикателство към интуицията. Или както биологът Дж. Б. С. Холдейн отлично отбелязва: „Вселената не е само по-чудновата отколкото предполагаме; тя е по-чудновата отколкото можем да предположим“.

Аналогията, която обикновено се прави, за да се обясни кривината на пространството, е да се опитаме да си представим някого от вселена с плоски повърхности, който никога не е виждал сфера, да бъде доведен на Земята. Колкото и да обикаля из пространството на планетата, той никога няма да намери края. Накрая може да се върне в мястото, откъдето е започнал, и, разбира се, ще бъде абсолютно объркан при опита си да обясни как е станало това. Ами че ние сме в същото положение в космоса като нашия озадачен плоскопространствен гостенин, само дето сме объркани от по-големи размери.

Точно както няма място, където да намерим края на вселената, така няма и място, където да застанем в центъра й, и да кажем: „Оттук започва всичко. Това е най-централната част.“ Ние всички сме в центъра на всичко. Всъщност, не го знаем със сигурност; не можем да го докажем математически. Учените просто приемат за даденост, че не можем наистина да бъдем в центъра на вселената — помислете какво ще означава това — но феноменът трябва да бъде еднакъв за всички наблюдаващи на всички места. И все пак, всъщност не знаем дали е така.

За нас вселената се разпростира дотам, докъдето е достигнала светлината през милиардите години след формирането на вселената. Тази видима вселена — вселената, която ние познаваме и за която можем да говорим — е широка един милион милион милион милиони километри. Но според повечето теории вселената като цяло — метавселената, както често я наричат — е доста по-обширна. Според Рийз броят на светлинните години до края на тази по-голяма, непозната вселена няма да бъде изписана „с десет нули, нито дори със сто, а с милиони.“ Накратко, има повече пространство, отколкото можем да си представим, вече без да се затрудняваме да включваме и нещо друго отвъд.

Дълго време теорията за Големия взрив имала един явен пропуск, който тревожел много хора — а именно, че не може да даде обяснение как сме се появили тук. Въпреки че 98% от цялата съществуваща материя е била създадена с Големия взрив, тази материя съдържала главно само леки газове: хелий, водород и литий, които споменахме по-рано. Нито и частица от по-тежките елементи, толкова жизненоважни за съществуването ни — въглерод, азот, кислород и всички останали — не са се появили от газовия бульон на сътворението. Но — и ето го проблемът — за да се получат тези тежки елементи е нужна топлина и енергия като на Големия взрив. Обаче имало е само един Голям взрив и той не го е направил. Така че откъде са дошли тези по-тежки елементи?

Интересното е, че човекът, намерил отговора на този въпрос, е космолог, който силно ненавиждал Големия взрив като теория и който създал термина „Голям взрив“ като подигравка. Скоро ще стигнем и до него, но преди да разгледаме въпроса как сме дошли тук, може би си заслужава да отделим няколко минути и да помислим къде поточно се намира това „тук“.

2. Добре дошли в Слънчевата система

Астрономите сега могат да правят най-удивителните неща. Ако някой запали клечка кибрит на Луната, те са в състояние да видят пламъка. От най-малкото пулсиране и потрепване на далечните звезди могат да стигнат до заключение относно размера, характера и дори възможността за заселване на планетите, които са твърде отдалечени, за да бъдат забелязани — планети толкова далечни, че ще са ни нужни половин милион години с космически кораб, за да отидем там. Със своите радиотелескопи те могат да хванат мимолетни излъчвания, толкова абсурдно слаби, че общото количество енергия, събрано от такива извън Слънчевата система, от всичките тях заедно, откакто събирането започва (през 1951 г.) е „по-малко от енергията на една-единствена снежинка, която пада на земята“, по думите на Карл Сейгън.

Накратко казано, няма много неща, които да стават във вселената, които астрономите да не могат да открият, ако решат. Ето защо е толкова важно да отбележим, че до 1978 г. никой не е забелязал, че Плутон има спътник. През лятото на същата година един млад астроном — Джеймс Кристи от Американската военноморска обсерватория във Флагстаф, Аризона, правел рутинен преглед на фотоизображения на Плутон, когато забелязал, че там има нещо — нещо неясно и неопределено, но със сигурност не било Плутон. Консултирайки се с колегата си Робърт Харингтън, Кристи стигнал до заключението, че това, което вижда, е спътник. И не било просто някакъв си спътник. По относителния си размер спрямо своята планета това бил най-големият спътник в Слънчевата система.

Това било всъщност удар върху статуса на Плутон като планета, който и без това никога не е бил особено стабилен. Тъй като дотогава за пространството, заемано от спътника, и за пространството, заемано от Плутон, се смятало, че са едно и също нещо, това означавало, че Плутон е с доста по-малък размер, отколкото някой е предполагал — по-малък дори и от Меркурий. Наистина, седем спътника в Слънчевата система, включително и нашата луна, са по-големи.

Сега естествено въпросът е защо никой толкова дълго не е открил някакъв спътник в собствената ни Слънчева система. Отговорът е, че това се дължи отчасти накъде астрономите насочват апаратурата си, отчасти на това, какво апаратурата е конструирана да засече, и отчасти на самия Плутон. Повечето зависи от това накъде са насочили апаратурата си. По думите на астронома Кларк Чапман: „Болшинството хора смятат, че астрономите отиват нощем в обсерваториите си и сканират небесата. Това не е вярно. Почти всички телескопи по света са конструирани да наблюдават много мънички части от небето доста надалече, за да видят квазар, в търсене на черни дупки или да наблюдават далечна галактика. Единствената истинска мрежа от телескопи, която сканира небесата, е конструирана и изградена от военните.“

Разглезени сме от изображенията на художниците, които ни карат да си представяме една висока разделителна способност, която фактически не съществува в астрономията. Плутон на снимката на Кристи е едва забележим и мъгляв — парче от космически влакнест мъх — и луната му не е романтично осветеното, ясно очертано небесно тяло редом до него, което виждаме на рисунка в Нашънъл Джиографик, а по-скоро едно малко и изключително неясно загатване на още мъглявост. До такава степен изображението е мъгляво, че фактически бяха нужни седем години, за да види някой отново луната на Плутон и съответно независимо да потвърди съществуването й.

Един приятен щрих от откритието на Кристи е, че то е станало във Флагстаф, тъй като именно там Плутон е бил първоначално открит. Това плодотворно събитие в астрономията било до голяма степен благодарение на астронома Пърсивал Лоуел. Лоуел, който произхожда от една от най-старите и богати фамилии в Бостън (тази в известната песничка за това, че Бостън е градът на умните и глупавите, където членовете на семейство Лоуел разговарят само с тези от семейство Кабот, докато последните разговарят само с Бога), прави дарение на известната обсерватория, носеща името му, и никога няма да бъде изтрит споменът, свързан с убеждението му, че Марс е покрит с канали, построени от трудолюбиви марсианци с цел да пренасят вода от полярните области до сухите, но плодородни земи близо до екватора.

Лоуел също е бил непоколебимо убеден в съществуването там някъде отвъд Нептун на неоткрита девета планета, кръстена Планета X. Той основава схващането си на неправилности, които засича в орбитите на Уран и Нептун, и отдава последните години от живота си, опитвайки се да намери наситения с газ гигант, за който вярвал, че е там някъде. За жалост Лоуел умира внезапно през 1916 г., донякъде отчасти изтощен от търсенето, което временно се прекратява, докато наследниците му се изпокарват за наследството. През 1929 г. обаче, до голяма степен, за да отклонят вниманието от сагата за каналите на Марс (неловкото положение било достигнало сериозни граници), директорите на обсерваторията „Лоуел“ решили да възобновят търсенето и за тази цел наели младия Клайд Томбоу.

Томбоу нямал специално образование в областта на астрономията, но бил старателен и проницателен, и след година търпеливо търсене някак си засича Плутон — бледа точка светлина в бляскавата небесна твърд. Било удивително откритие и това, което го прави още по-забележително, е, че наблюденията, въз основа на които Лоуел предсказва съществуването на планета отвъд Нептун, се оказват напълно погрешни. Томбоу вижда веднага, че новата планета въобще не прилича на масивното газово кълбо, предсказано от Лоуел, но каквито и резерви да е имал той или някой друг относно характера на новата планета, те скоро биват изместени от силните усещания, съпътстващи всяка голяма новина в тази лесно поддаваща се на възторзи епоха. Това е първата планета, открита от американци, и никой нямало да си отвлича вниманието с мисълта, че всъщност тя е просто една далечна ледена точица. Наречена била Плутон, поне отчасти заради това, че първите две букви са монограм от инициалите на Лоуел. Той бива посмъртно акламиран навсякъде като гений от първи ранг, а Томбоу до голяма степен изпада в забрава, освен в средите на планетарните астрономи, където бива почитан.

Няколко астрономи продължават да смятат, че може би съществува Планета X там някъде — наистина огромна, вероятно почти десет пъти по-голяма от Юпитер, но толкова далеч, че за нас е невидима. (Тя получава съвсем малко слънчева светлина, така че сигурно не остава никаква светлина, която да бъде отразена.) Идеята е, че това не е конвенционална планета като Юпитер или Сатурн — твърде далече е за това; говорим вероятно за 7,5 трилиона километра — но повече приличаща на слънце, което не е успяло да стане такова. Повечето звездни системи в космоса са бинарни (двузвездни), което прави нашето самотно слънце да е нещо като странност.

Що се отнася до самия Плутон, никой не знае със сигурност колко е голям или от какво е изграден, каква атмосфера има или дори всъщност какво представлява. Много астрономи смятат, че това въобще не е планета, а само засега най-големият обект, открит в зона от галактически отломки, известни като пояса на Куипер. Той е бил всъщност теоретизиран от астронома Ф. С. Лионард през 1930 г., но името е в чест на Жерард Куипер, родом от Холандия, но работил в Америка, който развива идеята. Поясът Куипер е източник на, както ги знаем, краткотрайни комети, тези, които преминават доста често — от които най-известна е Халеевата комета. По-уединените дълготрайни комети (сред тях скорошните посетители са Хейл-Боп и Хиакутаке) идват от по-далечния облак на Оорт, за който ще споменем повече по-нататък в тази точка.

Наистина е вярно, че Плутон не действа като другите планети. Не само че е малък и неясен, но и толкова променлив в движенията си, че никой не може да каже къде точно ще бъде Плутон след един век. Докато орбитите на другите планети са повече или по-малко в една и съща плоскост, орбиталният път на Плутон е наклонен спрямо тази плоскост под ъгъл 17 градуса, като килната шапка на нечия глава. Орбитата му е толкова неправилна, че за значителни периоди от всяка от самотните й обиколки около слънцето е по-близо до нас, отколкото е Нептун. През повечето от 1980-те и 1990-те Нептун е фактически най-отдалечената планета в Слънчевата система. Само на 11.02.1999 г. Плутон се завръща на външната алея, за да остане там през следващите 228 години.

Така че ако Плутон наистина е планета, тя наистина е странна. Много е мъничка: само една четвърт от 1% от масата на Земята. Ако се положи върху Съединените щати, няма да покрие и половината от долните четиридесет и осем щата. Само това я прави да бъде изключително аномална; това означава, че планетарната ни система се състои от четири каменисти вътрешни планети, четири газови външни гиганта и едно мъничко самотно ледено кълбо. Нещо повече, има причини да предполагаме, че скоро може би ще започнем да откриваме дори по-големи ледени сфери в същата част на пространството. Тогава ще имаме проблеми. След като Кристи забеляза спътника на Плутон, астрономите започнаха да обръщат повече внимание на тази част от космоса и от началото на декември 2002 г. са открили още над 600 транснептунови обекта или „Плутинос“, както алтернативно ги наричат. Един от тях, наречен Варуна, е почти толкова голям, колкото луната на Плутон. Астрономите сега смятат, че вероятно има милиарди такива обекти. Проблемът е, че много от тях са ужасно тъмни. Обикновено имат албедо или отражаемост само 4% — почти толкова, колкото една буца въглища — и, разбира се, тези буци въглища са на около шест милиарда километра разстояние.

А колко далече е всъщност това? Почти извън границите на въображението ни е. Пространството е просто огромно. Нека да си представим, че с учебна и развлекателна цел тръгваме на пътешествие с ракетен кораб. Няма да стигнем много далече — само до края на нашата си Слънчева система — но трябва да определим колко голямо е пространството и каква малка част от него заемаме.

Сега лошата новина. Страхувам се, че няма да се върнем вкъщи за вечеря. Дори със скоростта на светлината ще са нужни седем часа, за да стигнем до Плутон. Разбира се, въобще не можем да пътуваме с такава скорост. Трябва да се движим със скоростта на космическите кораби, а те доста се влачат. Най-добрата скорост, постигната засега от човешки обект, е тази на космическите кораби Вояджър 1 и 2, които летят, отдалечавайки се от нас, с около 55 хиляди километра в час.

Причината корабите Вояджър да бъдат изстреляни именно тогава (през август и септември 1977 г.) е, че Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун са били така разположени, както се случва веднъж на 175 години. Това позволява на двата космически кораба да използват метода на „гравитационна помощ“, чрез който те биват прехвърляни от една газова планета гигант на друга, като се използва ускорение, което позволява изразходването на минимално количество гориво и време. Въпреки това са били нужни девет години, за да стигнат до Уран, и десетина, за да пресекат орбитата на Плутон. Добрата новина е, че ако почакаме до януари 2006 г. (тогава, когато засега е определено новият космически кораб Ню Хорайзънс на НАСА да отпътува за Плутон), можем да се възползваме от благоприятната позиция на Юпитер, плюс напредъка в някои технологии, и да стигнем дотам само за около едно десетилетие — макар че да се върнем обратно за съжаление ще отнеме доста повече. Във всеки случай ще бъде едно доста дълго пътешествие.

Сега първото нещо, което вероятно ще осъзнаете, е, че Космосът е обезсърчаващо безметежен. Слънчевата ни система може да е най-жизненото нещо на трилиони километри, но всички видими неща в нея — Слънцето, планетите и спътниците им, милиардите падащи скали от астероидния пояс, кометите и другите разни носещи се отломки — заемат по-малко от трилионна част от съществуващото пространство. Бързо ще осъзнаете, че никоя от картите на Слънчевата система, които някога сте виждали, не е била и приблизително мащабно точна. Повечето ученически схеми показват планетите как следват една след друга на почти еднакви интервали — външните гиганти си хвърлят сянка една върху друга в много илюстрации — но тази измамност е нужна, за да бъдат вместени върху един и същи лист. В действителност Нептун не е само малко отвъд Юпитер, Нептун е доста отвъд Юпитер — пет пъти по-далече от Юпитер, отколкото Юпитер е далеч от нас, т.е. разположен е толкова навън, че получава само 3% от светлината, колкото получава Юпитер.

Фактически разстоянията са такива, че практически е невъзможно слънчевата система да бъде начертана мащабно точно. Дори ако добавите много разгъващи се листове в учебника си или използвате един наистина дълъг лист хартия за плакати, пак ще бъде невъзможно. На диаграма на Слънчевата система в мащаб, при който Земята е сведена до диаметър на грахово зърно, Юпитер ще бъде на разстояние 300 метра, а Плутон — на километър и половина (като самият той ще бъде с размер колкото на една бактерия, така че и без това няма да можете да го видите). В същия мащаб Проксима от Центавър, най-близката до нас звезда, ще бъде почти на хиляда километра далече. Дори ако всичко се намали, така че Юпитер бъде толкова малък, колкото точката в края на това изречение, а Плутон не е по-голям от една молекула, Плутон пак ще бъде разстояние над 10 метра.

Така че Слънчевата система е наистина доста огромна. Докато стигнем Плутон, ще сме стигнали толкова далеко, че Слънцето — нашето скъпо, топло, правещо тен, животворно Слънце — ще се е смалило до размера на глава на карфица. То ще бъде съвсем малко повече от една ярка звезда. В такава самотна пустота човек може да започне да разбира как най-значимите обекти — например спътникът на Плутон, не са били забелязани. В това отношение той не е бил изключение. До експедициите на Вояджър се е смятало, че Нептун има два спътника. Вояджър открива още шест. Когато бях момче, се смяташе, че има 30 спътника в Слънчевата система. Сега тези спътници възлизат на „най-малко 90“, една трета от които са били открити само през последните десет години.

Това, което трябва да се помни, разбира се, е, че когато разглеждаме вселената като цяло, всъщност не знаем какво има в нашата собствена Слънчева система.

Сега другото нещо, което ще забележите, докато прелитате покрай Плутон, е, че подминавате Плутон и трябва да продължите. Ако проверите маршрута си, ще видите, че това е пътешествие до края на Слънчевата ни система, но се страхувам, че още не сме стигнали дотам. Плутон може да е последният обект, отбелязан на ученическите карти, но системата не свършва там. Всъщност, краят й ни най-малко не е там. Няма да стигнем до края на Слънчевата система, докато не достигнем облака на Оорт, една обширна звездна област от реещи се комети, а няма да стигнем облака на Оорт през следващите — съжалявам за това — десет хиляди години. И макар да отбелязва външния край на Слънчевата система, както е нехайно илюстрирано в ученическите карти, Плутон е едва на една петдесетхилядна от целия път. Разбира се, нямаме надежда да осъществим такова пътешествие. Пътуване до Луната от само 400 000 километра все още представлява за нас едно много голямо начинание. Мисията до Марс с екипаж, поискана от президента Буш-старши в момент на мимолетно лекомислие, тихомълком отпадна, когато някой изчисли, че тя ще струва 450 милиарда долара и вероятно ще доведе до смъртта на целия екипаж (като тяхното ДНК бъде разбито на пух и прах от високоенергийни слънчеви частици, от които не биха могли да се предпазят).

На основание на това, което знаем сега и можем логически да допуснем, няма абсолютно никакви изгледи човешко същество да посети някога края на Слънчевата ни система — въобще. Просто твърде далече е. Както стоят нещата, дори с телескопа на Хъбъл не можем даже да видим облака на Оорт, така че всъщност не знаем дали е там. Съществуването му е вероятно, но е изцяло хипотетично.2

Всичко, което може да се каже с някаква сигурност по отношение на облака на Оорт, е, че той започва някъде отвъд Плутон и се разпростира на около две светлинни години в космоса. Основната мерна единица в Слънчевата система е Астрономическата единица (или AU), представляваща разстоянието от Слънцето до Земята. Плутон е на 40 AU от нас, а центърът на облака на Оорт — на около 50 000. С една дума, далече е.

Но нека си представим, че сме стигнали до облака на Оорт. Първото нещо, което бихте забелязали, е, че тук е много спокойно. Сега сме много далече откъдето и да е — толкова далече от собственото ни Слънце, че дори вече то не е най-ярката звезда на небето. Удивително е, като си помислим, че това далечно блещукане има достатъчно гравитация да държи всичките тези комети в орбита. Все пак тази връзка не е много силна, така че кометите се носят по един тържествен начин, движейки се само с 350 километра в час. От време на време някои от тези самотни комети биват избутвани от нормалната им орбита от някое леко гравитационно смущение — вероятно от минаваща звезда. Случва се да бъдат изхвърлени в пустотата на пространството, за да не бъдат никога видени отново, или понякога изпадат в дълга орбита около Слънцето. Годишно около три или четири от тях, известни като дълготрайни комети, преминават през вътрешната част на Слънчевата система. Само от време на време тези отклонили се посетители се шляпват в нещо твърдо като Земята. Ето защо сме тук сега — защото кометата, която сме дошли да видим, току-що е поела дългия път надолу към центъра на Слънчевата система. Тя се е насочила не някъде другаде, а към Мансън, Айова. Ще е нужно много време, за да се стигне до там — най-малко три или четири милиона години — така че ще я оставим за малко и ще се върнем към нея доста по-късно в книгата.

Така че, това е вашата Слънчева система. И какво още има там, отвъд Слънчевата система? Ами, хем нищо, хем доста много — в зависимост от това как ще погледнете на нея.

В краткосрочен план — нищо. Най-големият перфектен вакуум, някога създаден от човека, не е бил толкова празен колкото пустотата на междузвездното пространство. И има доста много от това нищо, докато не се достигне до следващата част от нещо. Най-близкият ни съсед в космоса — Проксима от Кентавър, част от тризвездно струпване, известно като Алфа от Кентавър, е на 4,3 светлинни години разстояние — малка разходка по галактически — но това все пак е хиляда милиона пъти по-далече от едно пътешествие до Луната. Да се отиде с космически кораб, ще са нужни поне 25 000 години, и дори ако осъществите пътешествието, пак ще бъдете някъде, където няма да има друго освен самотен куп звезди в средата на необятното нищо. За да стигнете до следващата важна забележителност — Сириус, ще отидат още 4,6 светлинни години пътуване. И така ще продължава, ако искате да отскачате от звезда до звезда из космоса. Само за да се достигне до центъра на галактиката ни, ще е нужно повече време, отколкото сме съществували като създания.

Космосът, нека да повторя, е огромен. Средното разстояние между звездите е 32 милиона милиона километри. Дори при скорости, доближаващи се до тези на светлината, това са разстояния, представляващи фантастично предизвикателство за който и да е пътуващ индивид. Разбира се, възможно е извънземни същества да изминат милиарди километри, за да се забавляват, посаждайки житни кръгове в Уилтшър или да изкарат ума на някой беден човечец в пикал на самотно шосе в Аризона (все пак те сигурно имат и тийнейджъри), но наистина изглежда малко вероятно.

От друга страна, статистически вероятността да съществуват други разумни същества някъде там е добра. Никой не знае колко звезди има в Млечния път — приблизителните изчисления варират от близо 100 милиарда до може би 400 милиарда — и Млечният път е само една от около 140 милиарда други галактики, много от които дори са по-големи от нашата. През 1960-те професор от Корнел на име Франк Дрейк, развълнуван от такива огромни числа, извел известното уравнение, предназначено да изчисли шансовете относно наличието на развит живот в космоса, основаващо се на последователност от намаляващи вероятности.

Според уравнението на Дрейк броят на звездите в дадена част от вселената се разделя на броя на звездите, които вероятно имат планетарни системи; това се разделя на броя планетарни системи, които теоретично могат да поддържат живот; резултатът се разделя на броя на планетите с възникнал живот, достигнал до състояние на разум, и т.н. При всяко такова деление числото намалява колосално — и все пак, дори при най-песимистично въведените данни резултатът за развитите цивилизации само в Млечния път винаги е от порядъка на милиони.

Каква интересна и вълнуваща мисъл. Може да сме само една от милиони развити цивилизации. За жалост се смята, че тъй като пространството е много обширно, то средното разстояние между всеки две от тези цивилизации възлиза на най-малко 200 светлинни години. Като начало това означава, че дори тези същества и да знаят, че сме тук и някак си могат да ни видят с телескопите си, те наблюдават светлина, която е напуснала Земята преди 200 години. Така че, не виждат вас и мен. Те наблюдават Френската революция, Томас Джеферсън и хора с копринени чорапи и напудрени перуки — хора, които не знаят какво е атом или ген, които произвеждат електричество, като трият кехлибар с парче кожа, и смятат, че това е голяма работа. Всяко известие, което получим от тях, вероятно ще започва с „Ваше величество“ и ще изказва поздравления относно хубавите ни коне и съвършеното познаване на китовата мас. Двеста светлинни години е разстояние толкова далече от нас, че просто е невъзможно да си го представим.

Така че, дори и да не сме наистина сами, практически това е така. Карл Сейгън е изчислил, че броят на вероятните планети в цялата вселена възлиза на 10 милиарда трилиона — брой, който е изключително извън нашите представи. Но това, което е също толкова извън представите ни, е количеството пространство, из което са разхвърлени тези планети. „Ако ни поставят наслуки във вселената“ — пише Сейгън — „шансът да попаднем на или близо до планета е равен на по-малко от едно от един милиард трилиона трилиона“. (Това е 10 на степен 33, или единица, следвана от трийсет и три нули.). „Световете са скъпоценност.“

Ето защо вероятно е добра новина, че през февруари 1999 г. Международният астрономически съюз официално призна Плутон за планета. Вселената е голямо и самотно място. Нужни са ни колкото се може повече съседи.

3. Вселената на преподобния Евънс

Когато небесата са ясни и Луната не е твърде ярка, преподобният Роберт Евънс, тих и жизнерадостен човек, довлачва обемист телескоп до терасовидния покрив на дома си, намиращ се в Сините планини на Австралия, на петдесет мили западно от Сидни, и прави нещо изключително. Гледа в глъбините на миналото и открива умиращи звезди.

Да се гледа в миналото, разбира се, е лесната част. Погледнете към нощното небе и това, което виждате, е история, и то много история — звездите не са такива, каквито са сега, а такива каквито са били, когато светлината им ги е напуснала. Няма и да знаем дали Полярната звезда, добрият ни другар, всъщност не е изгоряла миналия януари или през 1854 г., или когато и да е от началото на 14 век, и вести от нея просто още не са достигнали до нас. Това, което можем да кажем — можем някога да кажем — е, че все още е светела на този ден преди 680 години. Звезди умират през цялото време. Това, което Боб Евънс прави по-добре от всеки, който се е опитвал, е да открива тези моменти на звездно сбогуване.

Денем Евънс е един мил и вече почти пенсионирал се пастор от Обединената църква на Австралия, който работи малко на свободна практика, като изследва историята на религиозните движения през деветнайсети век. Но нощем той е по свой непретенциозен начин титан на небесата. Търси свръхнови звезди.

Свръхнова звезда се появява, когато звезда гигант — такава, която е по-голяма от Слънцето, рухва и след това грандиозно експлодира, освобождавайки изведнъж енергия на стотици милиарди слънца, като гори за известен момент с по-ярка светлина, отколкото всички звезди в галактиката. „Това е като един трилион водородни бомби да избухнат наведнъж“, казва Евънс. Ако се случи свръхнова звезда да експлодира на пет хиляди светлинни години разстояние, свършено е с нас, според Евънс — „ще развали шоуто“, както той се изрази весело. Но вселената е огромна и свръхновите звезди обикновено са доста далеч, за да ни навредят. Всъщност, повечето такива звезди са толкова невъобразимо далече, че светлината им достига до нас като едва забележимо блещукане. За около месец и нещо, когато те са видими, всичко, което ги отличава от другите звезди в небето, е, че заемат точка в пространството, която не е била запълнена преди това. Именно тези аномалии, честите следи от боцване в пренаселения небесен свод открива преподобният Евънс в нощното небе.

За да разберем какво постижение е това, нека си представим обикновена маса за трапезария, покрита с черна покривка и как някой изсипва шепа сол върху й. Разпръснатите зрънца ще бъдат една галактика. Сега нека си представим още хиляда и петстотин такива маси като първата — достатъчни, за да запълнят паркинг на Уол-март (верига магазини в САЩ — Бел.прев.), да кажем, или наредени в една линия, която ще е дълга 3 километра — всяка със случайна подредба от сол върху й. Сега да прибавим едно зрънце сол към която и да е маса и да накараме Боб Евънс да мине между масите. От пръв поглед той ще го забележи. Това зрънце сол е супернова звезда.

Талантът на Евънс е толкова изключителен, че Оливър Сакс в Антрополог на Марс отделя пасаж за него в главата за учени аутисти — като веднага добавя, че „не прави намек, че той страда от аутизъм.“ Евънс, който не се познава със Сакс, се смее над намека, че може да страда от аутизъм или пък че е учен, но не може да обясни откъде идва талантът му.

„Изглежда, че просто ми иде отръки да наизустявам звездни полета“, каза ми той, с поглед откровено изразяващ извинение, когато посетих него и жена му Илейн в едноетажната им къща като от картинка, разположена в тихия край на селото Хейдълбрук — там, където Сидни най-накрая завършва и започват безкрайните тревисти равнини на Австралия. „Не съм особено добър в други неща“, добавя той. „Не помня добре имена“.

„Или къде е сложил нещата“, извика Илейн от кухнята.

Той пак кимна откровено и се ухили, после ме попита дали искам да видя телескопа му. Представях си, че Евънс има истински телескоп в задния си двор — умалена версия на Маунт Уилсън или Паломар, с плъзгащ се отгоре покрив и механизиран стол, с който е удоволствие да се маневрира. Всъщност, той не ме отведе навън, а в една претъпкана стая — склад до кухнята, където си държи книгите и записките, и където телескопът му — бял цилиндър с размера и формата на битова цистерна за топла вода, стои в домашно изработена въртяща се стойка от шперплат. Когато му се прииска да наблюдава, той пренася това съоръжение на два пъти в една малка площадка до кухнята. Между навеса на покрива и перестите върхове на евкалиптовите дървета, растящи на склона долу, той има изглед към небето, голям колкото пощенска кутия, но казва, че това е предостатъчно за целите му. И там, когато небесата са ясни и Луната не е много ярка, открива своите свръхнови звезди.

Терминът свръхнова звезда (специалистите казват за краткост само супернова) е създаден през 1930-те от един необикновено странен астрофизик на име Фриц Цвики. Роден в България и израснал в Швейцария, Цвики идва в Калифорнийския технологичен институт (Калтех) през 1920-те и там веднага се отличава с отблъскващата си личност и чудати способности. Не изглеждал особено умен и много от колегите му го възприемали малко като „противен простак.“ Запален по фитнеса, често лягал на пода на Калтехската зала за хранене или на други публични места и правел упражнения, като повдигал тялото си на една ръка, за да покаже силата си на всеки, който бил склонен да се съмнява в нея. Бил пословично известен с агресивността си, като накрая поведението му всявало такава заплаха, че най-близкият му сътрудник, възпитан човек на име Валтер Бааде, отказвал да остава насаме с него. Освен всичко останало, Цвики обвинил Бааде, който бил германец, че е нацист, какъвто той не бил. Имало е поне един случай, когато Цвики заплашвал да убие Бааде, който работел горе на хълма в обсерваторията Маунт Уилсън, ако го видел на територията на Калтех.

Но Цвики бил способен на смайващи с проницателността си и изключителност прозрения. В началото на 1930-те вниманието му се насочило към въпрос, който отдавна занимавал астрономите: появата от време на време на небето на необясними точки светлина — нови звезди. Вероятността била малка, но той се чудел дали неутроните — частици от състава на атомите, които току-що били открити в Англия от Джеймс Чадуик, и съответно били нещо ново и модно — не са причината. Дошло му на ум, че ако една звезда се свие до степен на плътност, каквато има в ядрото на атома, резултатът ще е едно невъобразимо компактно ядро. Атомите буквално ще бъдат смазани, електроните им ще бъдат превърнати силово в ядро, образувайки неутрони. Ще се получи неутронна звезда. Да си представим милион наистина тежки гюлета, свити до размер на топче за игра — и това не е всичко. Ядрото на неутронна звезда има такава плътност, че една лъжица от материята й ще тежи 100 милиарда килограма. Една лъжица! Но има и още. Цвики разбира, че след колапса на такава звезда би имало много остатъчна енергия — достатъчно, за да се получи най-големият взрив във вселената. Тези остатъчни експлозии той нарича свръхнови звезди. Те ще са — те са — най-големите събития на сътворението.

На 15 януари 1934 г. списанието Физикъл Ривю публикува много кратко резюме на презентация, направена от Цвики и Бааде предишния месец в Станфордския университет. Въпреки изключителната му краткост — един параграф от двайсет и четири реда — резюмето съдържа много новости в науката: за първи път се споменават свръхновите и неутронните звезди; убедително се обяснява методът на формирането им; правилно се изчислява мащабът на тяхната експлозивност; и, като бонус към заключението, експлозиите на свръхнова звезда се свързват с появата на мистериозно ново явление, наречено космически лъчи, които наскоро били открити да съществуват в изобилие из вселената. Най-малкото, което можем да кажем, е, че тези идеи са били революционни. Трябвало да изминат трийсет и четири години преди съществуването на неутронни звезди да бъде потвърдено. Концепцията за космическите лъчи, въпреки че е правдоподобна, още не е доказана. Като цяло по думите на астрофизика Кип С. Торне от Калтех резюмето е било „един от най-далновидните документи в историята на физиката и астрономията.“

Интересното е, че Цвики почти не разбирал, защо всичко това става. Според Торне „той не разбирал достатъчно добре законите на физиката, за да докаже идеите си“. Талантът на Цвики бил за големи идеи. Други — Бааде най-вече — били оставени да правят изчисленията.

Цвики също първи забелязал, че във вселената няма достатъчно видима маса, за да държи галактиките заедно, и че трябва да има някакво друго гравитационно влияние — това, което сега наричаме тъмна материя. Едно нещо той не успял да види и то е, че ако неутронна звезда се свие достатъчно, тя ще стане толкова плътна, че дори и светлината няма да избегне огромното й гравитационно притегляне. Ще има черна дупка. За жалост Цвики така бил презиран от колегите си, че неговите идеи почти не привлекли никакво внимание. Когато пет години по-късно великият Роберт Опенхаймер разглежда неутронните звезди в един забележителен доклад, той нито веднъж не споменава работата на Цвики, въпреки че Цвики работел от години върху проблема в кабинет наблизо по коридора. Изводите, до които стига Цвики по отношение на тъмната материя, няма да привлекат сериозно внимание, докато не минат около четирийсет години. Можем само да допуснем, че през това време е направил много гимнастически упражнения, повдигайки тялото си на една ръка.

Когато обърнем глава към небето, можем да видим изненадващо малко от вселената. С невъоръжено око общо от Земята могат да се видят само 6000 звезди, а от която и да е точка — само 2000. С бинокъл броят на звездите, които се виждат от един участък, се увеличава на 50 000, а с малък двуинчов телескоп този брой скача на 300 000. С 16-инчов телескоп, какъвто Евънс използва, започваме да броим не в звезди, а в галактики. Евънс предполага, че от своята платформа вижда между 50 000 и 100 000 галактики, всяка съдържаща десетки милиарди звезди. Това, разбира се, са респектиращи числа, но дори и толкова много да се вижда, свръхновите звезди са изключителна рядкост. Една звезда може да гори милиарди години, но умира само веднъж и то бързо, а само малко умиращи звезди експлодират. Много свършват тихо, като лагерен огън на разсъмване. В една типична галактика, състояща се от стотици милиарди звезди, свръхнова звезда съществува средно веднъж на двеста или триста години. Следователно да открием свръхнова звезда прилича малко като да стоим на наблюдателната площадка на Емпайър Стейт Билдинг с телескоп и да търсим прозорци из Манхатън с надеждата да видим, че някой ще запали свещичките на торта по случай нечий двайсет и първи рожден ден.

Така че, когато един изпълнен с надежда мил свещеник се свързва с астрономическото дружество, за да попита, дали имат схеми на полета за търсене на свръхнови звезди, те го смятат за побъркан. По това време Евънс разполага с 10-инчов телескоп — доста респектиращ размер за аматьор, взиращ се в звездите, но не и за сериозна работа в областта на космологията — а той предлагал да открие един от най-редките феномени във вселената. В цялата история на астрономията преди Евънс да започне наблюденията си през 1980 г. били открити по-малко от 60 свръхнови звезди. (Когато го посетих през август 2001 г., той тъкмо беше отбелязал трийсет и четвъртото си видимо откритие; трийсет и петото последва три месеца по-късно, а трийсет и шестото — в началото на 2003 г.)

Евънс обаче имаше някои предимства. Повечето наблюдатели, както и по принцип болшинството от хората, в по-голямата си част са в северното полукълбо, така че до голяма степен той сам изучаваше небето, особено в началото. Притежаваше също бързина и свръхестествената си памет. Големите телескопи са неудобни неща и повечето от операционното им време се използва, за да бъдат поставяни в нужната позиция. Евънс можеше да завърта бързо 16-инчовия си телескоп като играч на компютърна игра, който стреля, отделяйки не повече от две секунди на определена точка в небето. В резултат на това той е в състояние да наблюдава около 400 галактики за една вечер, докато с голям професионален телескоп при късмет могат да се наблюдават 50 или 60.

Търсенето на свръхнови звезди най-често води до… неоткриването на такива. От 1980 до 1996 г. Евънс достига средно до две открития годишно — не особено голяма отплата за стотиците нощи, прекарани във взиране и взиране. Веднъж открил три в период от петнайсет дни, но пък друг път цели три години не открил нито една.

„Всъщност има нещо полезно в това да не откриеш нищо“ — казва той. — „Помага на космолозите да определят степента на развитие на галактиките. Това е една от редките области, където липсата на сведения е всъщност сведение.“

На маса до телескопа има лавица от снимки и материали, свързани с научните му занимания, и той ми показа някои от тях. Ако някога сте разглеждали популярни астрономически публикации, а със сигурност сте го правили, знаете, че те обикновено са пълни с изключително бляскави цветни снимки на далечни мъглявини и тем подобни — приказно осветени облаци от звездна светлина от най-фино и вълнуващо великолепие. Работните изображения на Евънс въобще не са такива. Те са просто неясни черно-бели снимки с малки точици, обкръжени с ореол светлина. Една от тях, която ми показа, изобразяваше множество звезди с нищожна светлина, която трябваше да доближа до лицето си, за да видя добре. Това, ми каза Евънс, е звезда от съзвездие на име Форнакс от галактика, известна в астрономията като NGC 1365 (NGC означава New General Catalogue — каталог, където се вписват нещата. Някога този каталог е бил обемиста книга, лежаща върху нечие бюро в Дъблин; днес, разбира се, е база данни.) В продължение на 60 милиона безметежни години светлината от импозантната смърт на тази галактика пътувала безспирно през пространството, докато една нощ през август 2001 г. достигнала Земята под формата на взрив от сияние — най-мъничкото ярко блясване в нощното небе. Разбира се, Робърт Евънс, намиращ се на хълма, където ухаело на евкалипт, е този, който я забелязва.

„Мисля, че има нещо, доставящо удовлетворение“ — каза Евънс — „в идеята светлината да пътува милиони години през пространството и точно в момента, когато достига Земята, някой да погледне към точното късче небе и да я види. Смятам, че просто е редно събитие от такава величина да бъде забелязано.“

Свръхновите звезди правят нещо повече от това да предизвикват чувство на възхищение. Те биват няколко вида (единият е открит от Евънс) и от тях един, известен като свръхнова звезда тип Iа, е особено важен за астрономията, тъй като винаги избухва по един и същи начин, с една и съща критична маса. По тази причина може да се използва като стандартна свещ за измерване на степента на разширение на вселената.

През 1987 г. Сол Пърлмутер от лабораторията, „Дюурънс Бъркли“ в Калифорния, нуждаейки се от повече свръхнови звезди тип Iа, отколкото можело да се получат визуално, решил да открие по-систематичен метод за търсенето им. Пърлмутер измислил чудесна система, използваща специализирани компютри и CCD (прибори със зарядна връзка) — всъщност наистина добри дигитални камери. Това автоматизирало търсенето на свръхнови звезди. Телескопите сега могат да правят хиляди снимки и с помощта на компютър да засичат сигнали от ярки точки, показващи избухване на свръхнова звезда. За пет години с новата техника Пърлмутер и колегите му от Бъркли откриват 42 свръхнови звезди. Днес дори аматьори откриват свръхнови звезди, като използват CCD.

„Със CCD можеш да насочиш телескоп към небето и да отидеш да гледаш телевизия“ — каза Евънс малко смутен. — „Те отнеха цялата романтика“.

Попитах го дали е изкушен от новата технология. „О, не“ — каза той, — „моят си начин много ми харесва. Освен това“ — той кимна към снимката на последната си свръхнова звезда и се усмихна — „все още понякога мога да ги надминавам.“

Въпросът, който естествено възниква, е: „Какво ще стане, ако звезда избухне наблизо?“ Най-близката ни звездна съседка, както видяхме, е Алфа от Кентавър и е на 4,3 светлинни години разстояние. Представях си, че ако на нея стане експлозия, ще има 4,3 години да гледаме светлината на това величествено събитие как се разпръсква из небето, като че ли изсипано от гигантска кана. Какво ли ще бъде, ако в продължение на четири години и четири месеца наблюдаваме как неизбежната гибел идва към нас, знаейки, че когато най-накрая пристигне, няма да остане и косъм от нас? Дали хората ще продължават да ходят на работа? Дали фермерите ще садят посеви? Дали някой ще ги доставя в магазините?

Седмици по-късно, като се върнах в града в Ню Хампшир, където живея, поставих тези въпроси на Джон Торстенсен, астроном в колежа „Дартмът“. „О, не“ — каза той, смеейки се. — „Новината за такова събитие се движи със скоростта на светлината, но същото се отнася и за разрушителността, така че ще научиш за нея и ще умреш от нея в един и същи момент. Но не се тревожи, защото няма да стане“.

За да те убие ударът от експлозия на свръхнова звезда, обясни той, трябва да си „абсурдно близо“ — може би в рамките на около десет светлинни години. Опасността ще дойде от различните видове радиация — космически лъчи и т.н. Те ще произведат удивителни сияния, блещукащи завеси от призрачна светлина, която ще изпълни цялото небе. Това няма да е добре. Всичко, което има достатъчно потенциал да направи такова шоу, може наистина да унищожи магнитосферата — магнитната зона високо над Земята, която обикновено ни предпазва от ултравиолетови лъчи и други космически атаки. Без магнитосферата всеки, който има нещастието да излезе на слънчева светлина, много бързо ще заприлича, да кажем, на прегоряла пица.

Причината, поради която можем да бъдем сравнително сигурни, че такова събитие няма да се случи в нашия край на галактиката, каза Торстенсен, е, че, първо, само определен вид звезда може да стане свръхнова. Кандидат-звездата трябва да бъде от десет до двайсет пъти по-масивна от нашето Слънце, а „няма нищо от нужния размер, което да е толкова наблизо. Вселената е милостиво голяма.“ Най-близкият вероятен кандидат, добави той, е Бетелхайзе, чиито различни разпръсквания от години показват, че нещо интересно и нестабилно става там. Но Бетелхайзе е на 50 хиляди светлинни години разстояние.

Само половин дузина пъти в историята свръхнови звезди са били достатъчно близо, за да бъдат видени с невъоръжено око. Един от взривовете е бил през 1054 г., който създава мъглявината Рак. А друг — през 1604 г., прави една звезда толкова ярка, че е можело да бъде забелязвана през деня в продължение на три седмици. Най-скорошният взрив е бил през 1987 г., когато свръхнова звезда блещука в зона от космоса, известна като Големият Магеланов облак, но той едвам се е виждал и то само в южното полукълбо — и е бил достатъчно безопасно далече на 169 000 светлинни години.

Свръхновите звезди са от изключително значение за нас поради друга важна причина. Без тях нямаше да сме тук. Нека да си спомним космическата загадка, с която завършихме първата глава — че Големият взрив създава много от леките газове, но не и тежки елементи. Те се появяват по-късно, но дълго време никой не може да открие как са се появили по-късно. Проблемът е, че е било нужно нещо наистина горещо — по-горещо дори от сърцевината на най-горещата звезда — за да създаде въглерод, желязо и другите елементи, без които щяхме да бъдем печално нематериални. Свръхновите звезди дават обяснение и един английски космолог, почти толкова ексцентричен колкото Фриц Цвики, прави това откритие.

Това е Фред Хойле от Йоркшир. Хойле, който почина през 2001 г. и бе описан в некролог в Нейчър като „космолог и полемист“, със сигурност беше и двете. Според некролога на това списание „той бе замесен в спорове през повечето от живота си“ и „под името му стояха доста глупости“. Той твърдеше например, без да има доказателства, че безценната вкаменелост на археоптерикс в Природонаучния музей е фалшификат, равен на измамата „Пилтдаун“, вбесявайки палеонтолозите в музея, които трябваше по цели дни да отбиват нападките по телефона от журналисти от целия свят. Той вярвал, че от горе от космоса е дошъл не само животът на Земята, но така също и много от болестите като грипа и бубонната чума, по едно време направил предположението, че човекът е развил издаден нос с ноздрите надолу, за да се предпази да не попаднат в него космически вредни организми.

Именно той създава термина „Големия взрив“, шегувайки се по време на радиопредаване през 1952 г. Изтъква, че нищо в това, което знаем по физика, не може да обясни, защо всичко събрано в една точка ще започне внезапно и драматично да се разширява. Хойле бе привърженик на теорията за стабилното състояние, в която вселената постоянно се разширява и същевременно създава непрекъснато нова материя. Хойле също осъзнава, че ако звездите се свиват, те освобождават огромно количество топлина — сто милиона градуса или повече — достатъчно, за да започнат да се създават по-тежките елементи в процес, известен като ядрен синтез. През 1957 г., работейки заедно с други, Хойле показва как по-тежките елементи биват формирани в експлозии на свръхнови звезди. За този труд У. А. Фаулър, един от сътрудниците му, получава Нобелова награда. За срам, Хойле не я получава.

Според теорията на Хойле една избухваща звезда ще генерира достатъчно топлина, за да създаде всичките нови елементи и ще ги разпръсне в космоса, където те ще образуват газови облаци — междузвездна среда (както е известна) — вграждайки се най-накрая в нови слънчеви системи. С новите теории най-накрая става възможно да се изграждат правдоподобни сценарии, които да обяснят как сме се появили тук. Това, което сега смятаме, че знаем, е следното:

Преди около 4,6 милиарда години огромен вихър от газ и прах, около 24 милиарда километра, се акумулира в пространството, където сме сега, и започва да се съединява. Почти всичко — 99,9% от масата на слънчевата система — отива за образуване на Слънцето. От останалия реещ се материал две микроскопични зрънца се носели достатъчно близо едно до друго, за да може да бъдат съединени чрез електростатични сили. Това е моментът на сътворението на планетата ни. Навсякъде из току-що почналата да се развива Слънчева система се случвало същото. Сблъскващи се песъчинки от прах образували по-големи и по-големи парчета. Накрая станали достатъчно големи, за да бъдат наречени „зародиши на планети“. Докато безспирно се сблъсквали и удряли, те се спуквали или се разединявали в безкрайни и случайни прегрупирания, но при всяко съприкосновение имало победител, а някои от победителите станали достатъчно големи, за да доминират орбитата, по която се движели.

Всичко станало изключително бързо. За да се разрасне Земята от нищожен по големина куп до планета бебе с диаметър около хиляда километра, се смята, че е отнело едва няколко десетки хиляди години. Само за 200 милиона години, вероятно и по-малко, Земята се е формирала в основни линии, въпреки че е била все още в разтопено състояние и подложена на постоянни удари от отломки, които останали да се носят наоколо.

Точно тогава, преди около 4,5 милиарда години, обект с размера на Марс се блъснал в Земята, като взривил достатъчно материал, за да образува сфера спътник — Луната. Смята се, че в рамките на седмица изхвърленият материал се събира отново в една буца и за година се формира в сферична скала, която все още ни е спътник. Счита се, че повечето от лунния материал произлиза от кората на Земята, а не от ядрото. Ето защо Луната има толкова малко желязо, а ние имаме в изобилие. Между другото, теорията се представя като скорошна, но всъщност тя е изложена за първи път през 1940 г. от Реджиналд Дали от Харвард. Най-новото нещо по отношение на нея е, че някой въобще й обръща внимание.

Когато Земята достигнала само около една трета от крайния си размер, вероятно започвала вече да формира атмосфера, съставена най-вече от въглероден диоксид, азот, метан и сяра. Не е точно това, с което свързваме живота, и все пак от този вреден бульон се е образувал животът. Въглеродният диоксид е мощен парников газ. Това било за добро, тъй като Слънцето тогава било значително по-замъглено. Ако не сме имали привилегията да се възползваме от парников ефект тогава, Земята е щяла да бъде постоянно замръзнала, а животът може би никога нямало да се зароди. Но някак си това е станало.

През следващите 500 милиона години младата Земя била постоянно и безмилостно обсипвана от комети, метеорити и други галактически отломки, които докарали вода за океаните и компоненти, нужни за успешното формиране на живота. Била е една изключително враждебна среда, но въпреки това животът започнал. Някак си събрани заедно химикалите потрепнали и оживели. Скоро сме щели да се появим.

Четири милиарда години по-късно хората започнали да се чудат как всичко това е станало. И именно там ни отвежда нашата история.