За последние четыре года благодаря космическому телескопу «Кеплер» мы узнали, что в нашей галактике очень много планет. Но самый интересный факт, который добыл для нас «Кеплер» - это то, что среди всех этих планет нет ничего подобного нашей Солнечной системе.
Этот факт прекрасно виден на примере анимации «Планетарий Кеплера IV», созданной аспирантом кафедры астрономии из университета Вашингтона Итаном Крузе. В ней Крузе сравнивает орбиты сотен экзопланет из базы данных Кеплера с нашей собственном Солнечной системой, которая на анимации представлена справа, и сразу бросается в глаза. Анимация показывает относительный размер кеплеровских планет (хотя, разумеется, не в масштабе сопоставимом с их звездами), а также температуру поверхности.
На анимации очень легко заметить, насколько странной кажется Солнечная система на фоне других систем. До начала миссии «Кеплера» в 2009 году астрономы предпологали, что большинство экзопланетных систем будут устроены по типу нашей: маленькие каменные планетки ближе к центру, огромные газовые гиганты в середине, и ледяные куски камня на периферии. Но оказалось, что все устроено гораздо причудливее.
«Кеплер» нашел «горячие Юпитеры», огромные газовые гиганты, которые практически касаются звезд системы. Как объясняет сам Крузе, «устройство „Кеплера“ диктует то, что он гораздо лучше засекает планеты с более компактными орбитами. В меньших системах планеты быстрее кружатся по орбитам, поэтому телескопу гораздо легче их засечь».
Конечно, аномальность Солнечной системы на общем фоне может быть из-за того, что наши знания об остальных системах еще недостаточны, или же потому, что, как объяснялось выше, мы в основном замечаем более мелкие системы с быстрой периодичностью движения. Тем не менее, «Кеплер» уже нашел 685 звездных систем, и ни одна их них не похожа на нашу.
Давайте задумаемся, какой может быть внеземная жизнь?
Учитывая размеры Вселенной, есть веские причины предполагать существование жизни, помимо земной. И некоторые ученые твердо верят в то, что она будет обнаружена к 2040 году. Но как на самом деле выглядят (если они действительно есть) разумные внеземные формы жизни? Не одно десятилетие научная фантастика описывала нам пришельцев как низкорослых серых гуманоидов с большими головами и в целом не сильно отличающихся от человеческого вида. Однако есть как минимум десять веских причин считать, что разумная внеземная жизнь совсем не похожа на нас.
Планеты обладают разной гравитацией
Гравитация является ключевым фактором, влияющим на развитие всех организмов. Помимо ограничения в размерах наземных животных, гравитация является также и причиной, благодаря которой организмы могут адаптироваться под различные изменения окружающей среды. За примерами далеко ходить не нужно. Все доказательства находятся перед нами на Земле. Согласно истории эволюции, организмам, которые однажды решили выйти из воды на сушу, пришлось развить конечности и сложный скелет, так как их тела больше не поддерживались текучестью воды, которая компенсировала воздействие гравитации. И хотя существует определенный диапазон того, насколько сильной может быть гравитация для того, чтобы одновременно поддерживать атмосферу планеты и при этом не раздавить на ее поверхности все остальное, диапазон этот может варьироваться, а, следовательно, могут и варьироваться внешний вид организмов, которые приспособились к ней (гравитации).
Предположим, что сила гравитации Земли будет в два раза больше нынешней. Это, конечно, не означает, что все сложные живые организмы будут выглядеть как карликовые черепахоподобные существа, однако вероятность возникновения двуногих прямоходящих людей резко сократится. Даже если мы сможем сохранить механику нашего передвижения, мы станем гораздо ниже и при этом будем иметь более плотные и толстые кости скелета, которые позволят нам компенсировать возросшую силу гравитации.
Если же сила гравитации окажется в два раза ниже нынешнего уровня, то, вероятнее всего, произойдет обратный эффект. Наземным животным теперь не потребуется наличия мощных мышц и прочного скелета. В общем и целом все станут выше и крупнее.
Мы можем бесконечно теоретизировать по поводу общих характеристик и следствий наличия высокой и низкой гравитации, однако более тонкие детали приспособленности организма к тем или иным условиям мы предсказать пока не в состоянии. Однако эта приспособленность будет определенно прослеживаться во внеземной жизни (если, конечно, мы ее найдем).
Планеты обладают разной атмосферой
Аналогично гравитации, атмосфера тоже играет ключевую роль в развитии жизни и ее характеристик. Например, членистоногие, жившие при каменноугольном периоде палеозойской эры (около 300 миллионов лет назад) были гораздо крупнее современных представителей. И все это благодаря более высокой концентрации кислорода в воздухе, которая составляла до 35 процентов, против 21 процента, которая имеется сейчас. Одними из видов живых организмов того времени, например, являются меганевры (предки стрекоз), чей размах крыльев доходил до 75 сантиметров, или же вымерший вид гигантских скорпионов бронтоскорпио, длина которых достигала 70 сантиметров, не говоря уже об артроплеврах, гигантских родственниках современных многоножек, длина тела которых доходила до 2,6 метра.
Если 14-процентное различие в составе атмосферы оказывает столь высокое влияние на размер членистоногих, то представьте, какие уникальные существа могут получиться, если эти различия в объеме кислорода будут гораздо существеннее.
А ведь мы еще даже не затрагивали вопрос возможности существования жизни, которая вообще не требует наличия кислорода. Все это дает нам безграничные возможности предположений того, как эта жизнь может выглядеть. Что интересно, ученые уже обнаружили на Земле некоторые виды многоклеточных организмов, которые не требуют наличия кислорода для существования, поэтому возможность существования внеземной жизни на планетах без кислорода уже не кажется такой безумной, как казалась раньше. Жизнь, существующая на таких планетах, будет определенно отличаться от нас.
Основой внеземной жизни могут служить другие химические элементы
Вся жизнь на Земле обладает тремя идентичными биохимическими характеристиками: одним из ее основных источников является углерод, ей необходима вода, и у нее есть ДНК, которая позволяет передавать генетическую информацию будущим потомкам. Однако будет заблуждением считать, что вся остальная возможная жизнь во Вселенной будет следовать тем же правилам. Напротив, она может существовать согласно совершенно иным принципам.
Важность углерода для всех живых организмов на Земле можно объяснить. Во-первых, углерод легко образует связи с другими атомами, он относительно стабилен, доступен в больших объемах и на его основе могут появляться сложные биологические молекулы, которые требуются для развития сложных организмов.
Однако наиболее вероятной альтернативой основного элемента жизни может служить кремний. Ученые, включая знаменитых Стивена Хокинга и Карла Сагана, в свое время обсуждали эту возможность. Саган даже вывел термин «углеродного шовинизма», чтобы описать наши предубеждения относительно того, что углерод является неотъемлемой частью жизни в любом уголке Вселенной. Если жизнь на основе кремния действительно где-то существует, то выглядеть она будет совсем не так, как выглядит жизнь на Земле. Хотя бы только потому, что кремний требует наличия гораздо более высоких температур для достижения реакционного состояния.
Внеземной жизни не требуется вода
Как указывалось выше, вода является другим важным требованием для жизни на Земле. Вода необходима потому, что она может находиться в жидком состоянии даже при большой разнице температур, она является эффективным растворителем, служит в качестве транспортного механизма и является триггером различных химических реакций. Но это не означает, что другие жидкости не смогут ее заменить нигде во Вселенной. Наиболее вероятным заменителем воды, как источника жизни, может служить жидкий аммиак, так как он разделяет с ней множество качеств.
Другой возможной альтернативой воде может служить жидкий метан. Несколько научных статей, написанных на основе информации, собранной космическим аппаратом «Кассини» аэрокосмического агентства NASA, предполагают, что жизнь на основе метана может существовать даже внутри нашей Солнечной системе. А именно на одном из спутников Сатурна - Титане. Помимо факта того, что аммиак и метан являются совершенно разными веществами, которые тем не менее могут присутствовать в воде, учеными доказано, что две субстанции могут находиться в жидком состоянии даже при более низких температурах, чем вода. Учитывая это, можно предположить, что жизнь не на основе воды будет выглядеть совершенно иной.
Альтернатива ДНК
Третьим ключевым пазлом жизни на Земле является способ хранения генетической информации. Очень долгое время ученые считали, что только ДНК способна на это. Однако оказалось, что есть и альтернативные способы хранения. Более того, это доказанный факт. Ученые недавно создали искусственную альтернативу ДНК - КсНК (ксенонуклеиновая кислота). Как и ДНК, КсНК способна хранить и передавать генетическую информацию в процессе эволюции.
Помимо наличия альтернативы ДНК, внеземная жизнь, скорее всего, может также производить и другой тип протеинов (белков). Вся жизнь на Земле использует комбинацию всего из 22 аминокислот, на базе которых производятся протеины, однако в природе имеются еще и сотни других естественно образующихся аминокислот, в добавление к тем, которые мы можем создавать в лабораториях. Поэтому внеземная жизнь не только может иметь «свою версию ДНК», но и другие аминокислоты для производства других белков.
Внеземная жизнь развивалась в другой среде обитания
В то время как окружающая среда на планете может быть постоянной и универсальной, она также может и в значительной степени изменяться в зависимости от особенностей поверхности планеты. Это, в свою очередь, может стать причиной образования совершенно разных сред обитания, обладающих конкретными уникальными характеристиками. Такие вариации могут стать причиной появления разных путей развития жизни на планете. На основе этого на Земле можно выделить пять основных биомов (экосистем, если хотите). Это: тундра (и ее вариация), степи (и их вариация), пустыни (и их вариации), вода и лесостепи (и их вариация). Каждая из этих экосистем является домом для живых организмов, которым пришлось адаптировать под определенные условия среды для выживания. При этом эти организмы очень отличаются от живых организмов других биомов.
Создания глубин океанов, например, имеют несколько адаптивных особенностей, которые позволяют им выживать в холодной воде, без какого-либо источника света и при этом под воздействием высокого давления. Эти организмы не только совсем не просто непохожи на человека, они неспособны выжить в наших наземных средах обитания.
Исходя из всего этого, логично предположить, что внеземная жизнь будет не только коренным образом отличаться от земной согласно общим характеристикам окружающей среды планеты, но и будет отличаться согласно каждому биому, имеющемуся на планете. Даже на Земле, одни из самых умных живых организмов - дельфины и осьминоги - не живут в одной и той же среде обитания, что и человек.
Они могут быть старше нас
Если верить мнению, согласно которому разумные внеземные формы жизни могут быть более технологически продвинутыми, по сравнению с человеческой расой, то смело можно было бы предположить, что появились эти разумные внеземные формы жизни раньше нас. Еще более вероятно это предположение становится, если учесть, что жизнь как таковая во всей Вселенной появилась и развивалась не в одно и то же время. Даже различие в 100 000 лет - ничто, по сравнению с миллиардами лет.
Другими словами, все это означает, что у внеземных цивилизаций не только было больше времени для развития, но также и больше времени для контролируемой эволюции - процесса, позволяющего технологическим путем изменять свои собственные тела в зависимости от нужд, вместо ожидания естественного течения эволюции. Например, такие формы внеземной разумной жизни могли адаптировать свои тела для длительных космических путешествий, путем увеличения продолжительности их жизни и исключении других биологических ограничений и нужд, например, дыхания и потребности в пище. Такой вид биоинженерии определенно мог привести к очень своеобразному состоянию тела организма и, возможно, даже привел внеземную жизнь к замене их естественных частей тела на искусственные.
Если вы думаете, что все это звучит несколько безумно, то знайте - человечество движется к тому же самому. Одним ярким примером этому может служить то, что мы находимся на пороге создания «идеальных людей». Путем биоинженерии мы сможем генетически изменять эмбрионы для получения определенных навыков и характеристик будущего человека, таких как, например, интеллект и рост.
Жизнь на блуждающих планетах
Солнце является очень важным фактором наличия жизни на Земле. Без него растения не будут иметь возможности фотосинтеза, что в конечном итоге приведет к полному разрушению пищевой цепочки. Большинство жизненных форм вымрут в течение нескольких недель. А ведь мы еще не говорим об одном простом факте - без солнечного тепла Земля покроется льдом.
К счастью, Солнце в ближайшее время покидать нас не собирается. Тем не менее только в одной нашей галактике Млечный Путь насчитывается около 200 миллиардов «блуждающих планет». Эти планеты не обращаются вокруг звезд, а лишь бессмысленно плывут через непроглядную тьму космоса.
Может ли на таких планетах существовать жизнь? Ученые выдвигают теории, что при наличии определенных условий это возможно. Самым важным в этом вопросе является то, что для этих планет будет являться источником энергии? Самым очевидным и логичным ответом на этот вопрос может являться тепло своего внутреннего «двигателя», то есть ядра. На Земле внутренняя теплота отвечает за движение тектонических плит и вулканическую активность. И хотя этого, вероятнее всего, будет совсем недостаточно для развития сложных форм жизни, следует также учитывать и другие факторы.
Одна из теорий была предложена планетологом Дэвидом Стивенсоном, согласно которой блуждающие планеты с очень плотной и толстой атмосферой могли бы удерживать тепло, что позволило бы планете сохранять океаны в жидком состоянии. На такой планете жизнь могла бы развиться до достаточно продвинутого уровня, аналогично нашей океанской жизни, и, возможно, даже начать переход из воды на сушу.
Небиологические формы жизни
Еще одна возможность, которую стоит также учитывать, заключается в том, что внеземная жизнь может представлять собой небиологические формы. Это могут быть как роботы, которые были созданы для замены биологических тел искусственными, так и виды, созданные искусственным путем другими видами.
Сет Шостак, руководитель программы поиска внеземных цивилизаций (SETI) даже считает, что подобная искусственная жизнь более чем вероятна, и само человечество, благодаря развитию робототехники, кибернетики и нанотехнологий, рано или поздно само к этому тоже придет.
Более того, мы максимально близко подобрались к созданию искусственного интеллекта и продвинутой робототехники. Кто может с уверенностью сказать, что человечество в какой-то момент своей истории не будет заменено на прочные роботизированные тела? Этот переход, вероятнее всего, будет очень болезненным. И такие известные фигуры, как Стивен Хокинг и Элон Маск, это уже осознают и считают, что в конечном итоге созданный ИИ может просто восстать и занять наше место.
Роботы при этом могут быть лишь вершиной айсберга. А что, если внеземная жизнь существует в виде энергетических сущностей? Ведь это предположение тоже имеет под собой некоторую почву. Подобные формы жизни не будут стеснены никакими ограничениями физических тел и в конечном итоге, теоретически, тоже смогут прийти к вышеупомянутым физическим роботизированным оболочкам. Энергетические сущности, конечно же, вне всяких сомнений, совсем не будут похожи на людей, так как у них будет отсутствовать физическая форма и, как следствие - совсем иная форма коммуникации.
Фактор случайности
Даже после обсуждения всех возможных факторов, описанных выше, не стоит исключать случайности в эволюции. Насколько нам (человечеству) известно, нет никаких предпосылок считать, что всякая разумная жизнь обязательно должна развиваться в виде гуманоидных форм. Что было бы, если бы динозавры не вымерли? Развился бы в них в процессе дальнейшей эволюции человекоподобный интеллект? Что было бы, если бы вместо нас в самую разумную форму жизни на Земле развился бы совершенно иной вид?
Справедливости ради, возможно, стоило бы ограничить выборку потенциальных кандидатов на возможность развития среди всех видов животных до птиц и млекопитающих. Однако даже в этом случае остаются мириады возможных видов, которые смогли бы развиться до уровня интеллекта, сравнимого с человеческим. Такие представители своих видов, как дельфины и вороны, действительно являются очень умными существами, и если бы эволюция в какой-то момент повернулась лицом именно к ним, то, вполне возможно, именно они были правителями Земли вместо нас. Наиболее важным аспектом является то, что жизнь может развиваться самыми разными (практически бесконечными) способами, поэтому шансы на то, что в других уголках Вселенной есть разумная жизнь, очень похожая на нас, людей, в астрономическом плане очень низкие.
Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия -Необъяснимое в астрономии
Далекий космос является неисчерпаемым источником информации. Астрономические наблюдения помогали ориентироваться древним
мореплавателям, и они же послужили толчком для создания величайших научных теорий XX века. Некоторые странности в поведении небесных тел, обнаруженные в последние десятилетия, заставляют ученых задуматься о разработке новых теорий. Ниже представлены четыре космические аномалии, которые пока не нашли объяснения с точки зрения современной физики..
Наука родилась из потребности людей искать ответы на вопросы. Человек разумный пытался объяснить, почему меняются времена года, идет дождь, всходят Луна и Солнце, извергаются вулканы. Изначально всеми этими процессами управляли своенравные боги, но постепенно им на смену пришли строгие физические законы. Еще несколько позже выяснилось, что некоторые явления не укладываются в созданную людьми картину мира (или же для их описания приходилось придумывать чрезвычайно сложные объяснения). Люди вынуждены были придумывать новые законы, которые уточняли или даже
опровергали старые. Гелиоцентрическая схема строения Солнечной системы
сменила геоцентрическую, а классическая физика была дополнена
релятивистской.
Иногда расхождения теории с экспериментальными данными бывали весьма значительными. Временами несоответствия находились
на грани обнаружения, но тем не менее, упорно прослеживались во всех наблюдениях. Один из самых известных примеров таких "неувязок" - небольшое отклонение орбиты Меркурия от предсказанной на основании законов ньютоновской механики. Оно было обнаружено в самом начале XX века. Эту странность удалось объяснить только при помощи созданной Альбертом Эйнштейном общей теории относительности.
К началу XXI века в астрономии накопилось еще некоторое количество фактов, которые требуют для своего объяснения новых теоретических построений. Все эти факты, на первый взгляд, кажутся несущественными, но, учитывая опыт прошлого, ученые не торопятся отмахиваться от них. В середине июля в архиве электронных препринтов Корнельского университета появилась статья, в которой названы четыре самые важные космические аномалии, наблюдаемые в Солнечной системе.
Аномальное ускорение космических аппаратов при полетах вблизи Земли
В 1989 году с шаттла "Атлантис" стартовал аппарат для исследования Юпитера под названием "Галилео" (Galileo). Чтобы набрать необходимую для выполнения миссии скорость, "Галилео" один раз пролетел рядом с Венерой и два - рядом с Землей. Гравитационное воздействие планет разогнало аппарат несравнимо сильнее, чем позволяли его собственные двигатели.
Анализируя
данные первого гравитационного маневра вокруг Земли, астрономы обнаружили, что скорость "Галилео" возросла несколько больше, чем
предсказывали расчеты. Разница была не очень велика и вполне могла быть вызвана ошибкой в расчетах или каким-то случайным сбоем. Проверить, не ускорился ли "Галилео" выше нормы во время второго пролета возле Земли, астрономы не могли. Орбита аппарата пролегала на высоте всего 303 километров, и земная атмосфера смазывала результаты наблюдений.
Спустя несколько лет необычную "прыткость" показал другой космический аппарат - NEAR (Near Earth Asteroid Rendezvous - "встреча с околоземным астероидом"), который отправился изучать астероид Эрос. Еще через год лишнюю скорость набрала "Розетта" (Rosetta), летящая к комете 67P/Чурюмова - Герасименко. Странности в движении всех аппаратов были замечены при выполнении гравитационных маневров рядом с Землей.
Одна из теорий предполагает, что космические корабли разгоняет темная материя. Загадочная субстанция, ответственная за большую часть массы Вселенной (ее еще называют скрытой массой), участвует в гравитационном взаимодействии, но не участвует в электромагнитном. Темная материя пока экспериментально не обнаружена, но многие астрономы сообщали о косвенных
свидетельствах ее существования. Однако в случае с аномальным ускорением кораблей требуется не только наличие темной материи, но также выполнение ряда сложных условий. Некоторые из них противоречат современным взглядам на природу темной материи.
Постепенное увеличение длины астрономической единицы
Астрономическая единица (а.е.) - одна из единиц измерения длины для космических расстояний. А.е. соответствует среднему расстоянию между центрами масс Земли и Солнца, которое примерно равно большой полуоси земной орбиты. В километрах а.е. составляет 149597870. Современные методы позволили установить это значение с точностью до трех метров, или до 2х10-9 процента.
Авторы работы проанализировали данные измерений значения а.е. и заключили, что ежегодно этот параметр увеличивается
приблизительно на 15 сантиметров. Наблюдаемый эффект можно было бы объяснить увеличением массы Солнца (значение а.е. связано с солнечной массой). Однако такое объяснение противоречит всем нашим знаниям о звездах. С течением времени светила могут только терять массу, выжигая свое водородное "топливо". Значит, каждый год Солнце должно поглощать около 1х1018 килограммов, что эквивалентно одной Луне или 40 тысячам средних комет. Маловероятно, чтобы ученые не замечали такую обильную трапезу прямо у себя под носом.
Аномалия "Пионеров"
Космические аппараты "Пионер-10" и "Пионер-11" были запущены в 1972 году. Их целью было изучение Юпитера и Сатурна. "Пионеры" не были предназначены для выхода на орбиты планет-гигантов. Их путь пролегал за пределы Солнечной системы, в далекий космос. Когда аппараты добрались до Урана, астрономы заметили, что посылаемые ими радиосигналы стали смещаться в коротковолновую область спектра. Подобный эффект, получивший название фиолетового смещения, наблюдается относительно редко (в отличие от
противоположного эффекта красного смещения). В случае "Пионеров"фиолетовое смещение означает, что они начали замедляться. Одним из объяснений падения скорости аппаратов может служить наличие некой силы, которая "тянет" их назад.
Исследователи не исключают существования других возможных причин аномалии "Пионеров". В числе прочих рассматриваются торможение за счет трения о космическую пыль и газ, гравитационное воздействие объектов из пояса Койпера (область за орбитой Нептуна, заполненная небольшими объектами вроде астероидов и ядер комет), ошибки в расчетах и даже утечка топлива из баков аппаратов.
Увеличения эксцентриситета лунной орбиты
Луна обращается вокруг Земли по эллиптической орбите. Степень вытянутости этого эллипса характеризуется параметром, получившим название эксцентриситет. Из-за приливных сил, действующих между Землей и ее спутником, эксцентриситет лунной орбиты постепенно увеличивается. Расхождение перигея и апогея (самой ближней и самой дальней точек лунной орбиты по отношению к Земле) составляет около 3,5 миллиметра в год. Авторы работы утверждают, что "вытягивание" орбиты Луны чуть-чуть превышает теоретически ожидаемое. Приемлемых гипотез, которые бы объясняли это явление, пока не существует.
Авторы "странного" списка работают в очень солидных научных учреждениях - Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA и национальной лаборатории Лос-Аламоса. Ошибаться могут все, но заподозрить этих людей в намеренной фальсификации данных трудно. Возможно, перечисленные аномалии свидетельствуют о недостатке теоретических наработок в рамках существующих физических законов. Но не исключено, что они являются "торчащими ушами" новых законов физики. В любом случае, космические странности заслуживают более пристального внимания.
Приведут ли исследования отклонений «пионеров» от законов небесной механики к научной революции?
Ученые испытывают двойственное отношение к аномалиям, которые нередко возникают в ходе исследований. С одной стороны, они вызывают чувство настороженности, и это вполне понятно. Ведь по определению аномалия – это странное, необычное или уникальное событие, которое не поддается объяснению на основе общепринятых теорий. Поэтому ее появление - сигнал потенциальной опасности, который может означать, что какая-то область научного знания нуждается в корректировке, а то и полной перестройке. В то же время действительно нетривиальные аномалии обещают, а подчас и предвещают серьезные прорывы и потому создают шансы для исследователей, готовых побороться за лидерство на передовых рубежах своей науки. Неудивительно, что аномалия, открытая 13 лет назад, быстро получила немалую известность и все еще интригует специалистов и любителей научных загадок. Это так называемая аномалия «Пионеров» (The Pioneer Anomaly ).
Космические близнецы
В начале 1970-х годов нашу планету покинули два совершенно одинаковых космических зонда, которым впервые в истории космонавтики предстояло затеряться в межзвездном пространстве. Их миссия заключалась в исследовании газовых планет-гигантов, куда еще не долетали космические аппараты. После выполнения основной задачи корабли должны были выйти на гиперболические траектории и покинуть Солнечную систему.
Обе межпланетные станции были запущены в рамках американского проекта, начатого во второй половине 1950-х годов. В те времена все работы в области космонавтики велись под эгидой министерства обороны США - в частности, первый американский искусственный спутник Земли Explorer -1 был выведен на орбиту армейскими ракетчиками. Командование военно-воздушных сил, в свою очередь, санкционировало разработку и запуск космических аппаратов, способных достичь второй космической скорости и выйти за пределы земного тяготения. Случилось так, что имя для этих аппаратов предложил приписанный к ВВС специалист по организации выставок Стивен Салига. Он заметил, что служба общественных связей Армии США стала называть своих ракетчиков первопроходцами (pioneers ) космического пространства. Салига порекомендовал использовать это слово в качестве названия космических кораблей ВВС - чтобы всем стало ясно, кто осуществляет самые дальние полеты. Так получилось, что новому семейству космических аппаратов было присвоено общее имя Pioneer , которое впоследствии сохранило и NASA. Первые запуски оказались неудачными, и только Pioneer 5 , стартовавший 11 марта 1960 года, выполнил поставленную задачу по измерению магнитных полей, солнечного ветра и космических лучей в пространстве между Землей и Венерой.
«Пионеры», о которых пойдет речь, имели номера 10 и 11. Каждый нес по 11 научных инструментов и, естественно, аппаратуру для радиосвязи. Эти приборы питались от радиоизотопных термоэлектрических генераторов, работающих на тепле, выделяющемся при распаде плутония-238. На каждом зонде было по четыре таких генератора, попарно укрепленных на выносных трехметровых штангах. Оба корабля вращались вокруг своих продольных осей таким образом, чтобы их параболические радиоантенны были все время направлены на Землю.
Вооружен до зубов
Несмотря на то что оба «Пионера» несли на борту «межзвездные открытки», основной их нагрузкой стали научные инструменты для изучения окрестностей Юпитера.
Каждый аппарат нес 11 научных инструментов. При этом масса аппарата составляла менее 260 кг, а источником питания служили четыре радиоизотопных термоэлектрических генератора, работавших от тепла распада плутония-238 и выдававших на старте около 155 Вт. Для уменьшения влияния радиации на приборы зонда генераторы были расположены попарно на двух выносных трехметровых штангах. А вот компьютеров на борту зондов не было - электроника умела только принимать и выполнять команды с Земли. «Пионеры» не несли и фотокамер – фотосъемка потребовала бы стабилизации аппарата по всем трем осям, а гироскопы и двигатели не укладывались по массе и энергопотреблению. Каждый аппарат вращался вокруг продольной оси, антенна всегда смотрела на Землю. Но в NASA сообразили, что наличие эффектных снимков Юпитера - это очень хороший пиар, поэтому Том Герелс из Аризонского университета специально для «Пионеров» разработал изображающий фотополяриметр - хитрый оптический прибор, способный работать на вращающейся платформе. В эффектные снимки его сигналы преобразовывались уже на Земле с помощью компьютеров.
Pioneer 10 был запущен 2 марта 1972 года, его брат-близнец - 5 апреля 1973 года. Станции совершили запланированные пролеты мимо Юпитера, а Pioneer 11 в начале сентября 1979 года совершил также рандеву с Сатурном. Их бортовая аппаратура работала еще долгие годы после встречи с планетами. Pioneer 11 перестал выходить на связь в ноябре 1995 года, после того как удалился на 6,5 млрд. километров от Солнца (43 а.е.). Сигналы с первого зонда поступали гораздо дольше, вплоть до 23 января 2003 года (к этому времени станция находилась в 82 а.е. от нашей планеты - то есть более чем в 12 млрд. километров). В конце марта 2011 года, во время написания этой статьи, Pioneer 10 отдалился от Солнца на 103 а.е., а Pioneer 11 - на 83 а.е. (разумеется, эти оценки основаны исключительно на расчете траекторий - обе станции с Земли уже давно ненаблюдаемы). Они мчатся в противоположные стороны - Pioneer 10 стремится к периферии нашей Галактики, а Pioneer 11 - к ее центру.
Странные силы
Первые годы зонды двигались в строгом соответствии с расчетами, но впоследствии возникли странности - сами по себе ничтожные, но необъяснимые. Анализ радиометрических данных (это были доплеровские сдвиги длин волн приходящих от кораблей сигналов) показал, что они удаляются от центра Солнечной системы чуть-чуть медленней, чем полагается по законам небесной механики. Создавалось впечатление, что на зонды действует не только солнечное и планетарное тяготение, но и еще какая-то очень слабая сила, ориентированная в сторону Солнца и потому создающая ускорение в этом же направлении. Величина этого ускорения была не то что малой, но совершенно ничтожной, меньше 10 –9 м/с 2 . Эти аберрации, называемые теперь аномалией «Пионеров», впервые заметили в 1980 году, когда расстояние между Pioneer 10 и Солнцем достигло 20 а.е. (Pioneer 11 обнаружил их при удалении от Солнца всего на 15 а.е.).
Движение станций отслеживали сотрудники знаменитой Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory , JPL), аффилированной с Калифорнийским технологическим институтом. Они убедили руководство NASA санкционировать исследовательскую программу для изучения обнаруженной аномалии. Осуществление этой программы началось в 1995 году в партнерстве с частной калифорнийской фирмой Aerospace Corporation . Через три года участники проекта опубликовали первый отчет, основанный на радиометрических данных, полученных от Pioneer 10 в 1987–1995 годах и от Pioneer 11 до октября 1990 года. Результаты свидетельствовали, что величина аномального ускорения обеих станций почти одинакова и приблизительно равна 8·10 –10 м/с 2 . И было совсем уж странно, что величина этого ускорения практически не изменилась, несмотря на то что за время наблюдения каждый из зондов вдвое увеличил свою дистанцию от Солнца.
Сотрудники Лаборатории реактивного движения и дальше продолжали заниматься аномалией «Пионеров». В 2002 году был опубликован еще один отчет, подтвердивший прежние выводы. Авторы пришли к заключению, что наиболее правдоподобная оценка загадочного ускорения обоих кораблей составляет (8,74±1,33)·10 –10 м/с 2 . Ученые не смогли объяснить эту аномалию ни одной из известных физических причин. Ее не удавалось списать ни на давление солнечного света, ни на удары частиц солнечного ветра. Эти механизмы создают чрезвычайно слабые силовые воздействия, к тому же направленные от Солнца, а не к Солнцу. Точно так же не помогал ни учет торможения корабля частицами космической пыли, ни притяжение трансплутоновых космических тел, составляющих пояс Койпера.
Поскольку апробированная физика явно не сработала, не было недостатка в экзотических моделях. Аномалию «Пионеров» не раз пытались приписать влиянию темной материи, а также истолковывали как указание на необходимость внесения поправок в теорию тяготения - и в ньютоновскую, и в эйнштейновскую. Эту аномалию даже пробовали объяснить с помощью космологических эффектов, связанных с расширением Вселенной. В общем, гипотез возникло множество, но объяснения аномалии до сих пор как не было, так и нет.
Изучение архивов
За последние несколько лет исследователи в Лаборатории реактивного движения произвели детальнейший анализ огромного массива информации, имеющей отношение к движению «Пионеров». Окончательных выводов еще нет, но многое стало яснее. Об этом «Популярной механике» рассказал руководитель группы по изучению аномалии «Пионеров» Вячеслав Турышев.
Для начала имеет смысл вспомнить о двух классических аномалиях из истории исследования Солнечной системы. Примерно к 1840 году астрономы заметили, что движение Урана по небесной сфере немного отличается от траектории, рассчитанной на основании законов небесной механики. Когда эта аномалия сделалась очевидной, ей начали искать объяснения. Одни астрономы утверждали, что орбиту Урана искажает притяжение пока что не открытой планеты, расположенной еще дальше от Солнца. Другие предлагали более радикальное решение - ньютоновский закон всемирного тяготения нуждается в поправках. Как известно, правы были первые, а вторые ошибались. Об этом свидетельствует сделанное в 1846 году открытие Нептуна, заранее вычисленного французом Урбеном Леверье и англичанином Джоном Адамсом.
Вторая аномалия исчезла совсем иначе. Примерно в те же годы астрономы убедились, что Меркурий тоже ведет себя несколько «не по правилам». Для интерпретации расхождений между наблюдениями и вычислениями тот же Леверье в 1855 году выдвинул гипотезу о существовании одного или нескольких небесных тел, обращающихся вокруг Солнца внутри орбиты Меркурия и практически полностью скрытых от земных наблюдателей солнечным сиянием. Эта версия оказалась ошибочной, и меркурианскую аномалию удалось полностью объяснить лишь с помощью релятивистской теории тяготения, созданной Альбертом Эйнштейном.
«Таким образом, две очень похожие аномалии разрешились полярным образом, - говорит Турышев. - Фундаментальная теория, в контексте которой проявились аберрации движения Урана (конкретно - ньютоновская небесная механика), была оставлена без изменений, а сами аберрации удалось связать с неизвестным ранее внешним фактором - притяжением трансурановой планеты. Во втором случае все произошло ровно наоборот - неучтенные внешние помехи не обнаружились, а ньютоновская теория тяготения уступила эйнштейновской. Возникает вопрос: по какой схеме разрешится аномалия «Пионеров»? Нашей группе за последние годы удалось собрать воедино практически всю доступную информацию по обоим кораблям. Сюда входят и навигационные данные со станций слежения, и телеметрия с бортовой аппаратуры. Общий объем накопленных сведений по Pioneer 10 в два с половиной раза больше первоначально использовавшегося массива. А по Pioneer 11 таких данных больше в десять раз. Поэтому теперь можно с еще большей уверенностью, нежели в прошлом, утверждать, что аномалия действительно имеет место и что она практически одинакова для обоих зондов».
Объяснение на 70%
В этом, конечно, нет ничего принципиально нового, но группе Турышева удалось сделать гораздо больше. Станции могли общаться с Землей, поскольку на них работали радиоизотопные генераторы, от которых питалась вся бортовая аппаратура. Естественно, что эти приборы выделяли тепло, которое уходило в космос в виде инфракрасного излучения. Кроме того, корабли нагревались солнечным светом и опять-таки переизлучали тепло в пространство, хотя за орбитой Сатурна этот эффект был малозначимым. Исследователям из Лаборатории реактивного движения удалось построить и просчитать математическую модель этих тепловых потоков. Очень важно, что она максимально учитывает конкретную архитектуру каждого зонда и поэтому дает возможность достоверно судить, как именно он отдает тепловую энергию.
Что же из этого получилось? Станции были стабилизированы вращением вокруг продольной оси. Тепло, которое излучалось перпендикулярно этой оси - так сказать, с боковой поверхности, - из-за вращения рассеивалось во все стороны и на движение зондов не влияло. А вот фотоны, которые уходили вдоль оси, все время сохраняли направление и поэтому создавали отдачу, которая уже могла отразиться на скорости. Один конец этой оси был направлен на внутреннюю область Солнечной системы, то есть фактически на Солнце, а другой - на ее периферию. Расчеты показали, что тепловые фотоны создавали чуть большую отдачу в сторону Солнца, нежели в противоположном направлении. Это и означает, что инфракрасное излучение зондов породило очень слабую силу, подталкивающую корабли к Солнцу.
Но почему величина аномалии была почти одинаковой за все время наблюдений, хотя мощность генераторов постепенно ослабевала из-за распада плутония? Дело в том, что бортовые приборы работали в ступенчатом режиме и с течением времени все чаще и чаще отключались. Генераторы давали все меньше энергии, однако все большая и большая часть ее расходовалась не на работу аппаратуры, а на пассивный прогрев кораблей. Поэтому и получилось, что за время наблюдений аномальное ускорение оказалось относительно стабильным.
«А теперь перейдем к самому интересному, - продолжает Вячеслав Турышев. - Наша модель объясняет это ускорение, но не полностью, а лишь примерно на 70%. Что делать с остатком, пока не ясно. Необъясненная часть составляет примерно 2·10 –10 м/с 2 . Интересно, что именно эту величину дают вычисления, сделанные на основании так называемой модифицированной ньютоновской динамики (Modified Newtonian Dynamics , сокращенно MOND), предложенной в 1983 году израильским физиком Мордехаем Мильгромом. Эта теория утверждает, что ньютоновская механика нуждается в поправках в тех случаях, когда она имеет дело с телами, движущимися с чрезвычайно малым ускорением. Конечно, это может быть простым совпадением, но весьма вероятно, что энтузиасты этой теории отнесутся к нашим результатам как к аргументу в ее поддержку. Сам я склонен считать, что за этот остаток несут ответственность какие-то пока не учтенные, но не такие уж экзотические причины. Впрочем, время покажет».
Итак, аномалия «Пионеров» в основном объяснена. Но все же не закрыта. Быть может, с ней удастся окончательно справиться, не привлекая никакой новой физики, однако не исключено, что ее дальнейшее изучение принесет ученым подлинные сюрпризы. В общем, продолжение следует.
Предлагаем вашему вниманию нарезку, состоящую из различных аномальных и необъяснимых объектов, которые были засняты камерами NASA в открытом космосе. На этом видео, которое длится 10 минут, есть кадры, которых мне не доводилось видеть до сегодняшнего дня и многие из них, выглядят очень правдоподобно.
This compilation includes many of my favorite NASA UFO encounters / sightings that I have archived over the years. All of these examples (with the exception of the second-to-last one) were captured on film by NASA astronauts or Russian Cosmonauts over the past half-century — showing many amazing examples from different eras — Gemini, Apollo, Apollo / Soyuz Test Project, Skylab, STS, the ISS, plus a couple Russian-source additions from their unmanned Zond and Mir Space Station programs as well thrown in to round things out.The second last example is the only one in the compilation that features footage that was not taken in space and is not official-source (NASA or Soviet / Russian Space Agency). That clip shows an LTP (Lunar Transient Phenomenon) event captured through a camera connected to the eyepiece of a terrestrial-based telescope that luckily was being focused on the Moon at the time. In this case, the LTP manifests as an object transiting across the face of the lunar disc. Many thanks to amateur astronomer Alberto Mayer of Italy for doing a wonderful job of filming this stunning event (and for stacking the footage for us all to see). While the examples you will see here captured on film can all be «officially» classified as «unidentified» objects, that absolutely does NOT mean that NASA, the DoD, and certain elements within the scientific community worldwide are completely in the dark as to what these things you are seeing are. Make no mistake: The Powers That Be are indeed aware of far more about our mysterious Universe than they are ever willing to admit to us. We, the plebeian masses of this planet, are being held in a state of enforced ignorance, deemed not worthy of knowing the full truth by those who are REALLY «running the show» down here on Earth. As this video shows over and over again however, there are indeed snippets of that amazing truth that have been left scattered about the official government archives over the decades, there for us to find so we may begin to educate ourselves about what is the most monumental coverup in human history — where the only thing more incredible than the lies is the truth! Also, be sure to check out Jose Escamilla’s new motion picture documentary «MOON RISING», where we go into much further depth about what is, without exaggeration, the most monumental coverup in human history. You have NO idea what you have been missing!LunaCognita NASA’s Alien Anomalies caught on film — A compilation of stunning UFO footage from NASA’s archives