Казалось бы, мы знаем о космосе всё. Тысячи телескопов и ежедневный поток данных создают иллюзию, что наши глаза следят за каждым уголом мироздания.
На самом деле всё обстоит совсем иначе.
Несмотря на высокотехнологичные чудеса, вращающиеся вокруг нас, огромные части реальности остаются невидимыми. Или, по крайней мере, необследованными.
Бесконечный разрыв
Свет — это не только то, что мы видим. Видимый спектр — от фиолетового до красного — охватывает диапазон длин волн всего в два раза. Всего лишь в два. В то же время путь от длинных радиоволн до пронзительных гамма-лучей покрывает диапазон, который более чем в 250 000 раз больше по порядку величины. Это бесконечность.
Так почему же мы удивляемся дырам в этой «стене» знаний?
Тем не менее, мы справились лучше, чем ожидалось. Прямо сейчас работают тысячи оптических телескопов. Дюжины гигантов стоят на горах или парят над облаками.
Мы даже храним старые данные. Небо меняется медленно. Оптические карты, составленные в 90-х годах, по сей день остаются полезными. Так работает космос. Он умеет ждать.
Возьмём инфракрасный диапазон. Миссия Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE) просканировала всё небо. Теперь космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) заглядывает ещё глубже, чем когда-либо. Микроволны? Отображены спутниками WMAP и Planck. Миллиметровые волны под контролем ALMA. Ультрафиолет фиксируют GALEX и Hubble. Рентгеновские и гамма-лучи? За это следят Chandra, Fermi и Swift.
Почти закрывают.
Но дыры всё же есть. Одна glaring gap (явная брешь) находится между инфракрасным излучением и радиоволнами. Миссия PRIMA надеется её ликвидировать. Другая проблема — радиоволны длиной более десяти метров. Ионосфера Земли отражает их обратно, словно зеркало. С поверхности планеты мы их не видим.
Решение? Отправиться на Луну.
Предлагаются проекты строительства антенны диаметром в километр на обратной стороне Луны. Там тихо. Холодно. Темно. Она сможет ловить сигналы из эпохи «Тёмных веков» — тех нескольких сотен миллионов лет после Большого взрыва, но до появления первых звёзд. Эра, которая сейчас навсегда скрыта от нас.
Не только свет
Вот вам одна хитрость. Мы любим свет. Но Вселенная общается и другими «голосами».
Например, гравитационными волнами. Это рябь в пространстве-времени, вызванная быстрым ускорением массивных объектов. Большинство тел создают волны, слишком слабые, чтобы их заметить. Чёрные дыры — другое дело. Они кричат на языке гравитации.
В 2015 году LIGO услышал этот крик. Слияние двух чёрных дыр. Невидимых для оптических телескопов, но оглушительно громких в гравитационном спектре. Эйнштейн предсказал это столетие назад. Технологии просто потребовали времени, чтобы догнать теорию.
С тех пор мы зафиксировали сотни подобных столкновений. В основном это нейтронные звёзды и чёрные дыры малой массы.
А что насчёт гигантов? Супермассивных чёрных дыр, закручивающихся в танце навстречу друг другу? Они создают гораздо более длинные и медленные волны. LIGO слишком мал, чтобы их почувствовать. На помощь приходит LISA.
Планируемый запуск Европейского космического агентства намечен на 2035 год. Три космических аппарата. Разделённые расстоянием в 2,5 миллиона км. Парящие в тишине космоса. Земля слишком шумная. Слишком большая. Слишком загромождённая для такого тонкого слушания.
Пропавшая масса
И, наконец, тёмная материя.
Она существует. Мы в этом уверены. Она удерживает галактики вместе. Она формирует структуру Вселенной.
Но мы не можем её потрогать. Не можем увидеть.
Возможно, прямо сейчас, пока вы читаете эти строки, через ваше тело проходят потоки её частиц. Или, может быть, это не частицы вовсе. Никакой эксперимент пока не обнаружил её напрямую. Окончательно. Мы детектируем её лишь косвенно, по тому, как она искривляет свет или влияет на движение тел. Она остаётся привидением в машине мироздания.
Это заставляет нас искать сигналы за пределами фотонов. Смотреть на нейтрино. На атомные осколки. Посланников, которые почти не взаимодействуют с обычной материей. А то и вовсе не взаимодействуют.
Слепота на «домашней арене»
Но вот самый козырь в колоде.
Мы с точностью картографируем миллиарды световых лет в глубинах космоса, но почти ничего не знаем о своём собственном заднем дворе.
За Нептуном лежит замёрзший кладбищенский пояс — транснептуновое облако. Миллиарды ледяных тел. Остатки творения.
Мы обнаружили лишь несколько тысяч из них.
Они тусклые. Они далёкие. Обсерватория Веры Рубин скоро начнёт работу. Она найдёт десятки тысяч таких объектов. Её специализация — астрономия временного диапазона. Она следит за изменениями. Новыми звёздами. Суперновыми. Движущимися астероидами. Сила Рубин заключается не только в остром зрении, но и в способности замечать, когда картина меняется.
Рубин поможет нам классифицировать эти ледяные остатки. Она расскажет нам, как выглядела ранняя Солнечная система. До формирования планет.
Но что находится ближе?
Прямо здесь, рядом с Солнцем, мы снова слепы.
Между Землёй и Меркурием лежит область, которую мы едва изучили. С 2018 года туда ныряет зонд Parker Solar Probe, измеряя солнечный ветер вблизи поверхности звезды. Это смелая работа.
В этой ослепительной ярости что-то может прятаться.
Вулканойды. Маленькие астероиды размером от 100 метров до 6 км. Их орбиты скрыты в глубокой бликовой зоне Солнца. Слишком ярко, чтобы их можно было увидеть с Земли. Их существование переписало бы наше понимание эволюции планет. Мы не знаем, есть ли они там. Мы просто недостаточно хорошо смотрели.
А в чём опасность? Мы не можем заметить астероиды, летящие изнутри нашей орбиты, по той же причине. Солнце прячет их.
НАСА планирует запустить зонд Near-Earth Object Surveyor в 2027 году. Он займёт позицию ближе к Солнцу, чем мы. На миллион километров ближе.
Его задача? Найти угрозы, скрывающиеся в пределах 45 градусов от нашей звезды. Составить каталог объектов крупнее 140 метров.
Речь не столько об открытии нового. Речь о том, чтобы увидеть то, что мы всегда упускали, прямо над нашими головами, в нашем собственном небе.
Вселенная шумна. Мы наконец-то создаём «уши», чтобы услышать всё. Даже если некоторым из нас больше нравится тишина темноты.
