Текст книги "Тайны открытий XX века"

Автор книги: Александр Волков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 20 (всего у книги 38 страниц)

«Бутылочная почта» переждет и Большой Взрыв

Следующая гипотеза столь же спекулятивна, хоть и нравится многим космологам. В течение нескольких долей секунды после Большого Взрыва наша Вселенная расширялась «экспоненциально». Скорость этого расширения во много раз превосходила скорость света. Данный факт не противоречит теории относительности, поскольку речь идет вовсе не о том, что какой-то объект движется вопреки законам Эйнштейна, а о том, что само пространство расширяется в подобном темпе. Эта «инфляционная эпоха» подошла к концу примерно через 10^-35 (десять в минус тридцать пятой степени) секунды после Большого Взрыва, когда единственная сила, действовавшая тогда в пространстве – единое фундаментальное взаимодействие, – распалась на отдельные силы.

Однако могло случиться и так, пишет Александр Виленкин, что инфляционное расширение прекратилось лишь в отдельных частях Космоса, в том числе в наблюдаемой нами теперь. Эти области Виленкин именует «термализованными регионами». «Мнимый вакуум», разделяющий их, по-прежнему расширяется со сверхсветовой скоростью и продолжает порождать все новые галактики и скопления галактик. Виленкин называет этот процесс «вечной инфляцией».

Впрочем, нам трудно понять и представить происходящее. Виленкин же пополняет эту туманную картину еще одной несообразной идеей: вполне вероятно, что в нашей Вселенной на основании квантового эффекта вновь и вновь рождаются особые «инфляционные пузыри».

«Каждый из этих экспоненциально расширяющихся пузырей вырастает в целую Вселенную со своей собственной вечной инфляцией. В ней образуется бесконечно много термализованных регионов с бесконечным множеством галактик.

В этих регионах также могут возникать новые инфляционные пузыри, из которых вновь вырастают Вселенные, и все так и продолжается». Вселенные как на дрожжах растут на этом диковинном космическом тесте. Они появляются как мимолетные образы в тысячах расставленных кругом зеркал. Воистину нет предела их мельканью. Виленкин обозначил эту цепочку вселенских рождений термином «Recycling-Universum» («обновляющаяся Вселенная»).

Общение между отдельными термализованными регионами невозможно, поскольку инфляция «мнимого вакуума» приводит к тому, что ни один сигнал не успевает миновать это пустое, но стремительно расширяющееся пространство. Ничто не может преодолеть границы пространства-времени подобного региона.

Однако, по мнению Виленкина, мы могли бы послать какую-то весточку будущим жителям новых космических «пузырей», то бишь новых Вселенных: «Для этого понадобятся прочные контейнеры, куда можно упаковать послания обитателям будущих миров, и еще – немножко везения: надо, чтобы эта посылка случайно угодила в народившуюся Вселенную. Адресаты когда-нибудь объявятся в новом мире. Так возникнет разветвленная сеть космической корреспонденции, перетекающая из одного мира в другой. Подобный способ поможет сохранить знания, накопленные жителями Вселенной, обреченной на гибель». Ведь из «тела» оной, как из омертвелого ствола, прорастут новые веточки, или «пузыри», – побеги будущих Вселенных.

…Впрочем, точные расчеты поумерили надежды космологов. Благодаря квантовым эффектам во Вселенной будут возникать не только «пузыри» – зародыши новых миров, но и черные дыры, причем последних окажется, несомненно, больше. Почти наверняка эта весточка будет поглощена черной дырой. Чтобы иметь хоть какую-то надежду на успех предприятия – корреспонденции в мир иной, – надо разослать контейнеров больше, чем атомов в видимой нами Вселенной.

Так что, либо «знания, накопленные жителями нашей Вселенной» надо умещать на бланке размером с электрон, – воистину подобная почта заслуживает названия «электронной», либо надобна еще дюжина Вселенных, чтобы «пустить это барахло на контейнеры».

^{«Жить придется не раз и не здесь», – считает Александр Виленкин} 

Конечно, если все события в нашей Вселенной повторяются, то космическая «бутылочная почта» не нужна. «Если законы природы этого не запрещают, то в наблюдаемой части Вселенной все послания рано или поздно, в том или ином из миров, достигнут своих адресатов, хотим ли мы того или так распорядится случайность», – резюмирует Виленкин.

В любом случае Вселенная, вечно обновляясь, обещает нам вечную жизнь. «Если этот сценарий корректен, то жизнь в самом деле будет вечной – в том смысле, что она никогда не кончится». Впрочем, это не дарует нам личного бессмертия; нет, даже видимая нами часть Вселенной и то будет не вечна: когда-нибудь погибнут и звезды, и даже галактики. Однако законы природы, повторимся, вовсе не исключают, что возникнут бесчисленные обитаемые миры, в которых, по теории вероятности, еще не раз найдется место вам, читатель, и – через квадриллионы световых лет и за квадриллионы световых лет отсюда – вам еще придется листать эту книгу, которая переживет зоны лет, чтобы где-нибудь вновь возродиться, в том же виде и с тем же содержанием. Применительно к бесконечному миру вероятность – штука неотвратимая.

Быть или не быть, дубль триллионный

Все эти странные космические перспективы, обещающие нам бессчетное повторение событий, хоть и изложены в традициях научной литературы, но звучат абсолютно абсурдно. Даже автор этих «оптимистических трагедий» вселенского масштаба Александр Виленкин соглашается: «Я признаю, что подобная картина меня несколько удручает. Я был бы рад считать жизнь нашей цивилизации уникальным, творческим процессом, где все, что мы делаем, действительно играет какую-то роль. Однако эта вера в значимость и даже судьбоносность наших поступков никак не вяжется с тем обстоятельством, что в бесконечной Вселенной история нашей жизни повторится еще не раз, как угодно варьируясь». И если в этой жизни мы по каждому поводу мучились, решая разнообразные «быть или не быть», то, что бы мы ни решили, какой бы – единственно верный – ответ ни выбрали, в других мирах нам непременно придется перетерпеть и эти «быть», и эти «не быть». Что бы мы ни выбрали, наш выбор ничего не значит – мы успеем прожить все варианты своей судьбы. Так что стоит ли огорчаться неудачам в нашем подлунном мире, если на другой планете под другой луной нам нескончаемо будет везти?

Подобная картина несколько удручает своим «аморализмом»? Однако стоит ли волноваться из-за этого, ведь вашему двойнику, живущему в другом из миров, такая космология непременно понравится.

3.1. В ГЛУБИНЕ ТЕМНЫХ ВОД

В 2004 году бестселлером в Европе стал роман немецкого писателя Франка Шетцинга «Стая». К череде ужасов, подстерегающих человечество, добавился новый. Что если против своеволия человека восстанет Океан? И мириады животных, обитающих в его глубинах – в этой загадочной экосистеме, почти неизвестной нам, – сплотятся и попробуют отомстить нам за непрошеное вторжение? Фантастика? Дичь? Или призрак подлинной беды, подстерегающий нас? Ведь глубины Океана, например, это еще и область обитания неведомых микроорганизмов, защититься от которых наш организм не готов. Мы только начинаем проникать в этот чуждый нам мир. И наши первые опыты вызывают тревогу. В XXI веке мы только открываем для себя таинственный мир Океана.

…О древний Океан! Как ты силен! На собственном горьком опыте убедились в этом люди… И были вынуждены признать над собою твою власть. Они столкнулись с силой, превосходящей их. И имя этой силы – Океан!

Лотреамон (пер. Н. Мавлевич)

«В глубинах морей началась охота. Охота на самое опасное существо, которое когда-либо населяло Землю. На нас». Подобные слова можно найти на сайте Франка Шетцинга, автора книги «Стая». В этом триллере, скроенном по всем нормам науки, мириады еще не известных нам глубоководных тварей заключают союз ради того, чтобы справиться с одним-единственным видом животных, который угрожает им всем: с человеком.

^{Книга Франка Шетцинга «Стая» пророчит человечеству новые беды}

До сих пор глубины Океана были ему недоступны. Но он научился проникать и сюда. Последняя девственно дикая экосистема, сохранившаяся на нашей планете, вот-вот будет разрушена человеком, привыкшим переделывать мир под себя. Погибнет и этот райский уголок, огражденный

стеной воды. И потому обитатели Океана намерены дать последний бой человеку. Речь идет о выживании многих видов животных. Либо мы, либо они – люди не привыкли считаться с мелочами. Но к Океану неприменим этот принцип. Его даль и глубь непокорна нам. Так что нам ждать от животных, притаившихся в этих темных водах, так пугающих нас, так зовущих нас?

Действие романа начинается со сплошных бедствий. У берегов Перу стаи рыб, словно обезумев, атакуют рыбачью лодку. У побережья Канады киты таранят яхты. В прибрежных водах Норвегии черви принимаются, как по команде, рыть морское дно. Ужасные события перемежаются с чем-то странным, пока в этой череде совпадений не проступает страшная закономерность. Становится все понятнее, что мы имеем дело с «кампанией неповиновения», развязанной всеми обитателями Океана, с этакой революцией, которая может превратиться в планомерное истребление человека, в «окончательное решение» по человеческому вопросу. Огромный организм Океана, для которого все мы, люди, что-то вроде микробов, усеивающих его поверхность, наконец, воспринял нас как угрозу (а наша экологическая политика и впрямь ему угрожает). И вот иммунная система Океана ответила на угрозу ударом. Мириады «фагоцитов» – рыб, омаров, китов – успешно расправляются с микробами вида Homo sapiens.

Под пологом aqua marina

Поверхность Земли на две трети покрыта водой, но мы мало знаем, что творится в глубине Океана. Этот странный мир изучен хуже, чем несусветная даль Луны. Туда не проникает ни луча света; там вечный мрак, Орк и Эреб современных географов, адово логово мистиков, провал, уводящий на одиннадцать с лишним километров вниз, к центру Земли. Оттуда, словно из воспаленной, незаживающей раны, вытекают жуткие, гнойного вида пятнышки рыб. Толща океана будто водянистый нарыв, набухший «на челе Земли». Чем сильнее болеет планета, – а экологический кризис можно назвать болезнью, – тем острее саднит и жжет эта рана. А ну как «жжение» от нее перекинется на другие области Земли, делая их непригодными для жизни?

Конечно, человек не был бы самим собой, если бы не бросил вызов этой неведомой стихии. Подводные лодки и роботы, батискафы и водолазы спешат изучать бескрайнее белое пятно на географических картах, стыдливо расцвеченное аквамарином. С присущей нам систематичностью мы исследуем флору и фауну Океана – вплоть до мельчайших водорослей и бактерий – на территориях площадью почти в несколько сотен… квадратных метров. Счет открытий идет на тысячи! Чем не повод для гордости, если только не вспоминать, что общая площадь Океана составляет 361 миллион квадратных километров? Что еще мы не знаем о нем, если долгое время даже не верили, что гигантские кальмары (кракены) существуют? Если лишь сравнительно недавно узнали, что кистеперые рыбы и впрямь плавают в глубине темных вод, будто для них время остановилось? А для кого еще остановилось время, словно придавленное столпом соленой воды?

Океан полон загадок. Пока что путешествия в его глубины труднее и непрестижнее полетов на околоземную орбиту. Мир Океана, этот загадочный Космос темных вод, все еще ждет своих исследователей. Открытие его станет, очевидно, одним из важнейших научных событий XXI века. Наступивший век так же изменит наши представления об Океане, как XIX век – об Африке, белом пятне с цветастой каемочкой на географических картах екатерининских времен.

Так, лишь в 1995 году американские исследователи впервые опубликовали подробную карту дна всех морей мира, основываясь на сведениях, полученных от военных. Годами те измеряли со спутников силу гравитации Земли, чтобы повысить точность наведения межконтинентальных ракет. Результатом их работы стал атлас, в котором вычерчены детали подводного рельефа с точностью до шести километров. Морское дно ведь меньше всего похоже на однообразную, унылую равнину. Оно изобилует ложбинами, ущельями, горными хребтами и вершинами, вздымающимися ввысь. Впрочем, даже после этой публикации поверхность Венеры и Марса оставалась гораздо лучше изученной нами, чем дно Мирового океана.

Итак, мы живем на планете, биосфера которой состоит в основном из воды, и почти ничего не знаем о ней. Мы тратим миллиарды на космические экспедиции и лишь изредка снаряжаем экспедиции в бездну, что плещется у наших ног. Мы заглядываем за тысячи световых лет от Земли, пытаясь понять происходящее там, но не видим ничего в нескольких километрах от себя – не хотим видеть ничего в глубине темных вод. Бездна Космоса кажется нам все более понятной, бездна Океана – как будто более бездонной. Там, куда не упадет ни луча света, царит адский мрак. Мы имеем о нем так же мало представления, как и об Аде, знакомом нам лишь по «классическому бедекеру» – Данту.

А ведь если представить себе жизнь в виде эволюционного древа, выросшего на дне Океана, то над поверхностью воды будет виден лишь краешек кроны этого древа. На протяжении почти всей истории нашей планеты Океан оставался обителью Жизни. Лишь в последние несколько сот миллионов лет Жизнь выбралась на сушу. Но и поныне большинство видов животных населяют глубины вод.

Путь в abyssos

Пока мы лишь в общих чертах представляем себе, как меняется Океан по мере проникновения в его глубь. Известно, что температура воды в 1000 метров от поверхности резко падает до 2° выше нуля. Солнечные лучи пронизывают только верхний слой глубиной до 100 метров. Далее простирается вечная ночь «абиссали» (от греческого abyssos, «бездна»), занимающая большую часть Мирового океана.

^{Эта рыба – Bathysaums ferox – живет на глубине от 600 до 3500 метров}

На наш взгляд, жить на километровой глубине почти невозможно. Там холодно и темно. Практически нет пищи. Лишь откуда-то сверху «снежинками» сыплются остатки растений и животных, образуя на дне Океана вязкий, илистый слой многометровой толщины. А какое огромное давление царит в толще Океана! Так, на каждый квадратный сантиметр Марианской впадины (11 034 метра) давит столб воды, весящий более тонны. До недавнего времени считалось, что дно Океана – пустыня, где не может быть жизни. Однако исследования 1990-х годов показали, что глубоководные области изобилуют жизнью. Миллионы червей буравят каждый квадратный километр илистых отложений. По подводным грядам ползают слепые рачки. Самцы некоторых веслоногих рачков лишены даже… рта.

^{На глубине более 4000 метров можно встретить почти прозрачных животных}

^{Рыба-гадюка, обитающая в глубинах Средиземного моря, может открывать свою пасть на 180º} 

Они появляются на свет с одной целью – оплодотворить самку, и после этого им не надобно жить. Рядом рыбы-гадюки с длиннющими зубами подстерегают добычу. И прямо над ними, будто затонувшие корабли, покачиваются гигантские медузы, состоящие на 90 с лишним процентов из воды – это помогает им выдержать непомерное давление. Кстати, по оценкам экспертов, медузы составляют до половины всей животной биомассы, населяющей глубины Океана. Каждая экспедиция приносит открытия. Да, на дне Океана нет растительности – тем удивительнее здешняя фауна. Этих животных отличают необычные формы тела и исполинские размеры. Конечно, у них нет «разума» в нашем понимании этого слова, но, вынужденные жить в самых суровых условиях, они приспособились так хорошо ладить друг с другом, что кажутся порой частями одного огромного Тела. Из их фигурок, усеивающих дно Океана, слагается – как мозаичная картина из осколков смальты – грандиозная фигура Духа Океана. Все эти мириады бактерий, медуз, червей и рачков общими усилиями преобразуют мертвенную пустыню, где поселились, в некое подобие цветущего сада. Может быть, и не так далек от истины современный фантаст, заявляя, что сообщество животных, осваивающих дно Мирового океана, похоже, наделено «коллективным разумом». И это сообщество угрожающе велико.

Навстречу неизвестному Chapopote

«В глубоководной области Океана, – говорится в отчете, подготовленном CoML (Обществом переписи морских животных), – обитают больше видов животных, чем в любой другой части Океана». В среднем около 80 процентов видов животных, обнаруживаемых здесь, прежде были неизвестны науке.

Это приводит ученых в замешательство. По оценке экспертов CoML, только количество неизвестных пока видов глубоководных червей может превышать миллион. «Специалистам, пусть они даже вооружены самой современной компьютерной техникой, потребуются тысячи лет на идентификацию всех этих видов. Пока мы едва разобрались с поверхностью Океана, – говорит американец Фредерик Грассле, председатель CoML. – Морские же глубины не исследованы нами на девяносто пять процентов, да и там, где исследованы, многие микроорганизмы, вероятно, остались незамеченными».

Вот некоторые из недавних находок.

Американо-японская экспедиция открыла у берегов Калифорнии новый вид медуз диаметром около метра. Особенность Tiburonia granrojo в том, что у нее нет щупалец. Вместо них – от четырех до семи мясистых лап, которыми медуза добывает себе пищу. Tiburonia granrojo обитает на глубине от 600 до 1500 метров, где, возможно, широко распространена.

^{Эта рыба с огромными глазами, обитающая на глубине от 300 до 1000 метров, хорошо видит даже в вечных сумерках Океана}

В окрестностях Антарктиды обнаружена гигантская морская губка Scolymastra joubini, возраст которой биологи, изучив интенсивность ее обмена веществ, оценили в 10 тысяч лет. Наука еще не знала такого долгожителя. В Индийском океане открыт моллюск, закованный в броню из сульфида железа, как средневековый рыцарь – в доспехи. Этот моллюск – первый известный нам вид животных, способный встраивать в свой организм минералы, содержащие железо. В принципе его можно было бы вылавливать из воды не сетью, а магнитом.

По сообщению российского биолога Николая Парина, при исследовании территории, прилегающей к подводной горе Сала-и-Гомес у побережья Чили, более половины обнаруженных здесь рыб, кораллов и ракообразных были неизвестны науке.

В одном лишь 2004 году в глубинах Океана было открыто более 1000 новых видов животных, в том числе более 100 видов рыб, осьминогов и моллюсков.

В 2004 году, во время экспедиции научно-исследовательского корабля «Солнце», немецкий геолог Герхард Борман, изучая залежи метанового «льда» на дне Мексиканского залива, обнаружил на глубине 3000 метров целую экосистему, не известную прежде науке. «Вначале мы заметили на мониторе какие-то соляные горы высотой от 450 до 800 метров. Оттуда изливалась черная масса. Это был асфальт», – рассказывает Герхард Борман.

Всего было обнаружено 22 асфальтовых вулкана; у их подножия проживало множество животных. Если в наших городах любые асфальтированные площадки представляют собой скорее пустыню, то островки асфальта на дне моря изобиловали жизнью. Здесь мельтешили черви метровой длины, моллюски, рыбы, раки и бактерии.

На дне Океана асфальт встречается обычно в небольших количествах. Он образуется, когда определенные микроорганизмы перерабатывают нефть. Однако в Мексиканском заливе асфальт покрывал территории площадью до одного квадратного километра. «Даже удивительно, что здесь прижилось столько животных, – говорит Борман, – ведь морские обитатели вроде бы не питаются асфальтом, как, например, метаном или сероводородом». Однако на глубине 3000 метров, куда не проникает солнечный свет и где невозможен фотосинтез, формируются порой уникальные пищевые цепи. Вероятно, основу подобной цепи в окрестности асфальтовых вулканов составляют те самые бактерии, что получают энергию, перерабатывая еще не излившийся из расселины поток нефти, который превратится в вязкое месиво асфальта.

По мнению исследователей, асфальтовые вулканы встречаются только в Мексиканском заливе, поскольку лишь там есть подходящие условия для их образования: там месторождения нефти располагаются на достаточно большой глубине и дно залива покрыто горами, сложенными из различных солей. Самый эффектный вулкан геологи назвали «Чапопоте» (Chapopote). На языке ацтеков это слово обозначало «асфальт».

Жизнь цвета Black

Возможно, колыбелью жизни на Земле было именно дно Океана. «Семена жизни», каково бы ни было их происхождение, оказавшись здесь, несомненно, попали на благодатную почву. Океаническое дно изобилует особыми геологическими образованиями – «черными курильщиками» (Black Smokers). Это – гидротермальные источники, природные фабрики руды. Здесь раскаленный газ поднимается по трещинам в океанической коре, разогревая воду до 300—400ºС и вынося на поверхность минеральные соли и сульфиды металлов – марганца, меди, серы, никеля, цинка, железа. Горячие струи, смешиваясь с океанической водой, охлаждаются, и сульфиды выпадают в осадок, образуя конические трубы высотой в несколько десятков метров, над которыми вьются черные клубы дыма. Как отмечают исследователи, концентрация металлов в горячей воде черных курильщиков превышает показатели обычной морской воды в миллионы раз.

^{В 2004 году, во время экспедиции научно-исследовательского корабля «Солнце», на дне Мексиканского залива были обнаружены асфальтовые вулканы}

Эти источники открыли сравнительно недавно, в конце 1970-х годов. Поначалу считалось, что на нашей планете нет более неблагоприятной среды, чем подводные гейзеры. Когда же территорию, прилегающую к ним, исследовали, выяснилось, что в ядовитых сернистых отложениях жизнь буквально бьет ключом. По мнению некоторых биологов, первые островки жизни на Земле могли возникнуть вокруг «черных курильщиков».

^{Рыба-удильщик – грозный хищник, обитающий в глубине темных вод океана}

Доказать это пока не удается, но тем интереснее присмотреться к подводным оазисам. Ведь некоторые их обитатели могли бы прижиться даже за пределами Земли, на планетах Солнечной системы, таких как Европа или Ио – спутники Юпитера. Им нипочем все: холод, тьма, неимоверное давление. Почему бы космической дали и впрямь не отразиться, как в зеркале, в глубине Океана, в этом «внутреннем Космосе», сохранившемся на нашей планете, словно в напоминание о неведомых мирах?

Основу пищевой цепи здесь составляют бактерии, синтезирующие органические молекулы из ядовитой смеси. И бактерии, и добытая ими органика служат пищей глубоководным червям, достигающим в длину двух с половиной метров, а также морским звездам, моллюскам, креветкам и даже осьминогам.

«Красота и богатство биологических сообществ черных курильщиков, резко контрастирующие со скудным и однообразным населением ложа Океана, так поразили исследователей, – пишет на страницах журнала «В мире науки» российский зоолог В.В. Малахов, – что они весьма поэтично окрестили некоторые из гидротермальных оазисов “Райским садом”, “Розовым садом” и т.п.»

Многие из здешних обитателей выглядят необычно. Так, у глубоководных креветок нет глаз; органами зрения им служат инфракрасные рецепторы, расположенные на спине. У глубоководных червей нет ни рта, ни кишечника. Они питаются благодаря серобактериям, поселяющимся в их теле и снабжающим их питательными веществами, синтезированными при помощи серы.

А как умеют они защищать свою слабую жизнь! Одни маскируются, делаясь невидимыми. Другие вспыхивают фонариками, ослепляя преследователя. Третьи атакуют его ядовитыми стрелами. Вот только самого страшного врага им не обмануть ни бликами, ни умением мигом раствориться в воде. Этот враг – человек.