Тринадцать вещей, в которых нет ни малейшего смысла
Шрифт:
Точно ли это так? Мы не знаем наверняка. Среди астрономов есть и иное мнение: характеристики реликтового излучения подсказывают, что Вселенная, наоборот, анизотропна. Некоторые космологи даже всерьез подумывают о реабилитации отвергнутого еще в начале прошлого века «светоносного эфира» — призрачной субстанции, которая в каких-то направлениях облегчает прохождение лучей через пространство, а в каких-то — нет. В этом старинном сценарии изотропия тоже не предусмотрена. Пока у нас слишком мало информации, чтобы судить с уверенностью о подобных вещах; ясно лишь одно: чтобы хоть как-то приблизиться к истине о «вселенских лакунах», необходима теория, свободная от произвольных допусков. Только она сможет гарантировать, что космологи не впадут
Такое легче провозгласить, чем сделать. Сказать по совести, мы еще не дотянулись умом, чтобы описать Вселенную без подобных — возможно, губительных — упрощений. Однако, насколько известно, задача все же имеет решение. Дело не только в неспособности ученых к научным озарениям, но еще и в неполноте математического аппарата. В этом смысле сегодняшние ученые подобны своим предшественникам из доэйнштейновской эпохи. В один прекрасный день, по убеждению Эдварда Колба, кто-нибудь поймет, как решить уравнения Эйнштейна без притянутой за уши изотропии, и тогда сумеет совершить нечто выдающееся: допустим, объяснить природу темной энергии. Тут и множественность вселенных — если она реально существует — перестанет тяготеть над нашим пониманием космоса.
Этого, разумеется, стоит ждать с нетерпением. А пока самое лучшее, что можно сделать, — это уверенно повторить вслед за Слайфером его консервативную максиму: Вселенная неизмеримо больше того, что нам известно о ней в данный момент. И уж космос-то всегда готов к новым открытиям.
Кто знает, какие сюрпризы он для нас припас? Тем более что темная энергия и темная материя — не единственные явления, потенциально способные войти в новый канон физики. Есть причины сомневаться, что ее основные законы непреложны во всем космическом пространстве или действуют одинаково в любой момент времени. Доказательство этого, разумеется, в корне изменило бы все представления о развитии Вселенной. Но прежде чем идти по такому следу, стоит вспомнить о двух исследовательских зондах, запущенных в космос в семидесятые годы. Они сейчас удаляются от Солнечной системы — довольно странным путем, отклонившись от заданного курса на некоторую величину. Быть может, аномалия «Пионеров» подскажет, что же не так в нашем мироздании?
2. «Пионер» — не пример
Как два звездолета ослушались Ньютона
Судьба Исаака Ньютона дает надежду всем, кому сызмальства не везло. Родился он недоноском и выглядел до того маленьким, жалким и противным, что родная мать, по преданию, изрекла: «Этого посадить бы в дырявый кисет». В школе его числили самым безнадежным тупицей. А когда Ньютону исполнилось двадцать три, он открыл закон всемирного тяготения, гласящий: между любой парой тел действует сила взаимного притяжения, прямо пропорциональная обеим массам и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними.
На первый взгляд проще простого, однако эта формула — в буквальном смысле альфа и омега любых аэрокосмических исследований. Всеми аппаратами, которые мы запускаем в небеса, правит закон обратных квадратов; ракетчики руководствуются им, чтобы понять, как будет маневрировать их корабль в полях притяжения планет и лун Солнечной системы или — в нашем случае — вне ее.
По идее, космические зонды «Пионер-10» и «Пионер-11» уже не представляют особого интереса для жителей Земли. Запущенные в 1970-е годы, они сейчас плавно дрейфуют в пустоте за пределами Солнечной системы. Последний сеанс связи с «Пионером-10» состоялся 10 января 2003 года, на Земле был принят слабый сигнал. Сейчас зонд удалился от нее на четырнадцать миллиардов километров, миновав орбиту Нептуна, и связи больше не будет, потому что в аппарате не осталось энергии на отправку нового сигнала. Следующий важный момент полета ожидается примерно через два миллиона лет, когда «Пионер-10», согласно закону Ньютона, должен упасть на Альдебаран
Однако история «Пионеров» заставляет заподозрить: либо этот закон не всеобщий, либо, в лучшем случае, в расчеты конкретной исследовательской задачи вкралась ошибка. Потому что оба зонда сбились с пути. Каждый год полета они отклоняются от расчетной траектории на двенадцать тысяч километров. Вроде бы сущая безделица, особенно если учесть, что за этот срок они проходят по 330 миллионов километров; какая бы сила ни вызвала сбой, она в 10 миллиардов раз меньше той, с которой Земля удерживает любого из нас. Тем не менее это факт — и он ставит под сомнение универсальную ценность одного из величайших открытий Ньютона.
Идея, что полет «Пионеров» грозит обрушить всемирные законы физики, непопулярна даже среди тех, кто старается разгадать причины аномалии. Однако о том, что НАСА как раз и планировало проверить с помощью зондов принципы классической механики, сейчас вспоминают с явной неохотой. А коль скоро испытуемый «провалил экзамен», не следует ли сделать из этого афронта серьезные выводы?
В 1969 году, когда всеобщее внимание было приковано к посадке «Аполлона» на Луну, Джон Андерсон сосредоточился на миссии «Пионеров». Как ведущий исследователь проекта он отвечал за то, чтобы беспилотные аппараты наилучшим образом выполнили все положенное — провели наблюдения внешних планет Солнечной системы. Однако Андерсона осенило, что они способны на большее.
Зонды «Пионер» — уникальные аппараты. Вообще, любой космический корабль оснащен средствами проверки местоположения и траектории: например, триангуляции по определенным звездам. Если обнаружено отклонение от курса, его можно подкорректировать, включая и выключая ракетные двигатели. Между тем десятый и одиннадцатый «Пионеры» сохраняют устойчивость благодаря техническому приему, похожему на тот, что удерживает в стоячем положении детский волчок: они как бы ввинчиваются в космическое пространство, двигаясь вдоль силовых линий гравитационных полей. Такой способ движения — пертурбационные маневры — создает равновесие сил и ориентирует «верхушку юлы» в нужном направлении; автоматам не нужно подрабатывать двигателями, чтобы удержать корабль на курсе.
Андерсон понял, что полет «Пионеров», основанный исключительно на силе притяжения космических тел, может стать отличной проверкой законов небесной механики. Он предложил руководству НАСА включить эти исследования в основную программу миссии, которая заключалась в изучении Юпитера и внешнего пояса Солнечной системы. Начальство с идеей согласилось и выделило добавочные средства.
Первый «Пионер» стартовал с мыса Канаверал 2 марта 1972 года. Второй взлетел 5 апреля 1973-го. Миновало еще семь лет; за это время ушел в отставку Ричард Никсон, пал Сайгон, Маргарет Тэтчер стала премьер-министром Великобритании. Только тогда Джон Андерсон обнаружил что-то неладное.
Все первые годы полета бортовые приборы «Пионеров» исправно посылали на Землю показания. В 1980-м их траектории превратились в абсурд: судя по записям, оба зонда замедляли полет, словно притягиваясь к Солнцу. Андерсон обсуждал эту странность с астрономами в своей группе, но не решался на широкую огласку, поскольку сам не мог ничего объяснить. А в 1994 году с ним связался физик из Лос-Аламосской национальной лаборатории в штате Нью-Мексико.
Майкл Мартин Ньето задался целью выяснить, насколько надежны теоретические принципы гравитации. Всякий раз, беседуя с коллегами, он рвался обсудить один и тот же вопрос, смахивавший на риторический: можно ли надежно вычислить траекторию движения искусственных тел, пользуясь законом обратных квадратов Ньютона, если эти тела вышли за пределы Солнечной системы? И когда однажды он встретился с кем-то из группы Андерсона, тот заметил, что вопрос не такой уж праздный — стоит поинтересоваться мнением ведущего исследователя. Ньето позвонил Джону Андерсону.