Карл Сейгън
Космос (10)

Глава 9
Жизнеописание на звездите

Отваряйки двете си очи, [богът на слънцето Ра] обля в светлината си Египет и раздели деня от нощта. От неговата уста излязоха боговете, а хората се появиха от очите му. Всичко на този свят се зароди от него — детето, което сияе в лотоса и чиито лъчи даряват живот на всички създания.

Заклинание от Египет на Птолемеите

Бог е способен да създава частици на материята, които да са с различен размер и форма… и може би с различна плътност и сила. По този начин той разнообразява законите на природата и в различните части на Вселената създава различни видове светове. Аз поне не виждам никакво противоречие в това.

Исак Нютон, „Оптика“

Над нас се простираше небето, цялото изпъстрено със звезди, и често се случваше да лежим по гръб, да ги гледаме и да спорим дали са били направени, или просто са се случили.

Марк Твен, „Хъкълбери Фин“

Изпитвам… ужасяваща нужда… да кажа ли думата?… от религия. И тогава излизам през нощта и рисувам звездите.

Винсент ван Гог

За да направите ябълков сладкиш, имате нужда от брашно, ябълки, по една щипка от това или онова и накрая от топлината на пещта. Съставките са изградени от молекули — захарта например, или пък водата. Молекулите на свой ред са съставени от атоми — въглерод, кислород, водород и някои други елементи. Откъде идват тези атоми? Като изключим водорода, всички те се създават в звездите. Всяка звезда е нещо като космическа кухня, в която атомите на водорода се преработват в по-тежки атоми. Звездите се кондензират от междузвезден прах и газ, който е съставен основно от водород. Но водородът е създаден в Големия взрив — експлозията, която слага началото на Космоса. И ако искате да направите ябълков сладкиш, започвайки от нищо, то първо ще трябва да изобретите вселената.

Да предположим, че вземете един ябълков сладкиш и го разрежете на две; след това вземете едната от двете половини и също я разрежете на две; и така — следвайки заветите на Демокрит — продължите нататък. Колко последователни срязвания ще трябва да направите, ако искате да стигнете до един-единствен атом? Отговорът е около деветдесет. Разбира се, няма нож, който да е достатъчно остър, сладкишът ще е твърде трошлив, а атомът при всички положения ще бъде твърде малък, за да го видите с невъоръжено око. И все пак има начин да постигнете целта си.

Истинската природа на атома е разбрана за първи път в Университета в Кеймбридж — в рамките на тези 45 години, в чиято среда е 1910 г. Това е постигнато най-вече, като към атомите са изстрелвани парчета от атоми и хората са наблюдавали как те отскачат. От външната страна на един типичен атом има нещо като облак от електрони. Както предполага името им, електроните носят електрически заряд. Този заряд произволно е наречен отрицателен. Именно електроните определят химическите свойства на атома — блясъка на златото, хладната повърхност на желязото, кристалната структура на изградения от въглерод диамант. Дълбоко във вътрешността на атома — скрито далеч под облака електрони — се намира ядрото, което се състои основно от положително заредени протони и неутрални от електрическа гледна точка неутрони. Атомите са много малки — ако струпате на едно място сто милиона от тях, ще получите нещо с големината на връхчето на малкия ви пръст. Но ядрото е още сто хиляди пъти по-малко от атома, което е една от причините то да бъде открито толкова късно^[1]. Въпреки това по-голямата част от масата на атома е концентрирана именно в неговото ядро; в сравнение с него електроните са подобни на облак от носещ се по вятъра пух. Атомите са най-вече празно пространство. Материята се състои главно от нищо.

Аз съм изграден от атоми. От атоми е изграден и лакътят ми, който е подпрян на масата пред мен. Масата също е изградена от атоми. Но ако атомите са толкова малки и празни, а ядрата им са дори по-малки, защо все пак масата удържа тежестта ми? Защо — както обича да пита Артър Едингтън — не става така, че тези ядра, които съставят лакътя ми, без никакво усилие не се плъзват между тези, които съставят масата? Защо още не съм паднал на пода? И не съм пропаднал право надолу през Земята?

Отговорът се състои в облака електрони. Външните повърхности на атомите в моя лакът имат отрицателен електрически заряд. Същото се отнася и за атомите на масата. Но отрицателните заряди се отблъскват един друг. Лакътят ми не пропада през масата, защото около ядрото на атомите има електрони и електрическите сили са много могъщи. Всекидневното ни съществуване зависи от структурата на атома. Изключете електрическите заряди и всичко ще се разпадне на фин невидим прах. Без електрическите сили във вселената вече няма да има неща — само разсеяни облаци от електрони, протони и неутрони, както и гравитиращи сфери от елементарни частици; това ще са безформените останки от много светове.

Когато си представим как продължаваме да разрязваме ябълковия сладкиш отвъд индивидуалния атом, ще се сблъскаме с една безкрайност, която е много малка. А когато обърнем взора си към звездите, пред нас се разкрива друга безкрайност — този път много голяма. Тези безкрайности представляват безкраен регрес, който не само че стига много далеч, но освен това е вечен. Ако застанете между две огледала — например в някоя бръснарница — ще видите много свои изображения, всяко едно от които е отражение на другото. Няма да можете да видите безброй много изображения, тъй като огледалата не са съвършено плоски и не са идеално подравнени, тъй като светлината не се движи с безкрайно висока скорост и тъй като самият вие стоите на пътя й. Когато си говорим за безкрайност, имаме предвид нещо, което надминава всякакви числа, независимо колко са големи.

Веднъж американският математик Едуард Каснер помолил деветгодишния си син да измисли име за едно изключително голямо число — десет със степен сто (10¹⁰⁰), единица със сто нули след нея. Момчето го нарекло „гугъл“. Ето как изглежда: 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000. Вие също можете да си измислите някакви много големи числа и да им дадете странни имена. Опитайте. Има определен чар, особено ако сте на девет.

И ако един гугъл ви изглежда много голямо число, представете си гугълплекса. Това е десет на степен един гугъл, т.е. единица с гугъл нули отзад. Само за сравнение, общият брой на атомите във вашето тяло е 10²⁸, а общият брой на елементарните частици — електрони, протони и неутрони — в достъпната за наблюдение вселена е 10⁸⁰. И ако цялата вселена беше плътно натъпкана^[2] с неутрони например — така че никъде да няма празно пространство — това все още ще бъдат едва 10¹²⁸ частици, малко повече от един гугъл, но несравнимо малко в сравнение с един гугълплекс. И все пак тези числа — гугълът и гугълплексът — дори не се приближават до идеята за безкрайността. Един гугълплекс е точно толкова далеч от безкрайността, колкото е и числото едно. Бихме могли да се опитаме да изпишем гугълплекса, но това е загубена кауза. Едно парче хартия, което да е достатъчно голямо, за да събере всички нули на гугълплекса, изписани една до друга, не би се побрало в познатата вселена. За щастие има по-прост и изключително събран начин да бъде написан един гугълплекс: 10¹⁰¹⁰⁰, или просто символът за безкрайност: ∞ (произнася се „безкрайност“).

В един изгорял ябълков сладкиш изгорялото се състои предимно от въглерод. След деветдесет среза ще достигнете до един-единствен въглероден атом, в чието ядро има шест протона и шест неутрона, а около него обикаля облак от шест електрона. И ако бихме могли да извадим от ядрото едно парче — например с два протона и два неутрона — то това вече няма да е въглероден, а хелиев атом. Подобно разрязване или разпадане се наблюдава при ядрените оръжия и конвенционалните атомни електроцентрали, макар при тях да не се разпадат точно въглеродни атоми. Ако направите деветдесет и първия разрез и разсечете ядрото на въглеродния атом, няма да получите малко парченце въглерод, а нещо друго — атом със съвсем различни химични свойства. Ако разрежете атома, променяте елемента.

Но да речем, че отидем по-далеч. Атомите са направени от протони, неутрони и електрони. Можем ли да разрежем един протон? Ако бомбардираме протони с висока енергия с други елементарни частици — например с други протони — започваме да съзираме други, по-фундаментални единици, които се крият вътре в протоните. Сега вече физиците предполагат, че така наречените „елементарни“ частици, каквито са протоните и неутроните, всъщност са изградени от още по-елементарни частици, наречени кваркове, които се явяват с различни „цветове“ и „аромати“ — така са наречени техните свойства в един трогателен опит да направим малко по-уютен субядрения свят. Дали кварковете са крайните съставни частици на материята, или те също са изградени от още по-малки и по-_елементарни_ частици? Дали някога ще достигнем до края на нашите търсения, целящи разбирането на природата на материята, или пред нас се простира безкрайна регресия към все по-фундаментални частици? Това е един от големите неразрешени проблеми на науката.

Превръщането на елементите е цел на търсене, което се провежда в средновековните лаборатории и се нарича алхимия. Много алхимици вярват, че цялата материя е смес от четири елементарни субстанции — вода, въздух, земя и огън. Това е още едно старо йонийско предположение. Те смятат, че ако например промените относителните пропорции на земята и огъня, ще можете да превърнете медта в злато. Тази област гъмжи от очарователни измами и мошеници, каквито са Калиостро и граф Сен-Жермен, които претендират не само че могат да превръщат елементите, но също така и че владеят тайната на безсмъртието. Понякога криели злато в жезъл с двойно дъно, за да може чудодейно да се появи на дъното на тигела в края на някоя сложна експериментална демонстрация. И тъй като за стръв служат богатството и безсмъртието, европейските благородници започват да прехвърлят големи суми на практикуващите това съмнително изкуство. Но има и по-сериозни алхимици — например Парацелз и дори Исак Нютон. Парите не винаги са хвърлени на вятъра — появяват се нови химически елементи, например фосфорът, антимонът и живакът. Всъщност произходът на съвременната химия може да бъде проследен по права линия до тези експерименти.

Съществуват 92 различни от химична гледна точка вида атоми, които се срещат в природата. Те се наричат химични елементи и съвсем доскоро изграждаха всичко на тази планета, макар и по-често да ги откриваме под формата на молекули. Водата е молекула, която е съставена от водородни и кислородни атоми. Въздухът се състои най-вече от атоми на азота (N), кислорода (O), въглерода (C), водорода (H) и аргона (Ar), само че под формата на молекули — N₂, O₂, CO₂, H₂O и Ar. Самата Земя е много богата смесица от различни атоми, най-вече силиций^[3], кислород, алуминий, магнезий и желязо. Огънят въобще не се състои от химични елементи. Той представлява лъчиста плазма, при която високата температура е откъснала някои електрони от техните ядра. Нито един от четирите древни йонийски и по-късно алхимични „елементи“ не е елемент в съвременния смисъл на думата: единият е молекула, два са смесици от молекули, а последният е плазма.

Още от времето на алхимиците се откриват все нови и нови елементи, като този, който е открит последен, обикновено е най-редкият. Много от тях са познати — тези, които изграждат по-голямата част от Земята; или тези, които са в основата на живота. Някои са в твърдо агрегатно състояние, други са газове, а има и два елемента (бромът и живакът), които при нормална стайна температура са течности. По традиция учените ги подреждат според тяхната сложност. Най-простият — водородът — е елемент 1; най-сложният — уранът — е елемент 92. Други елементи са по-малко познати за нас — например хафният, ербият, дипрозият и празеодимият, с които рядко се сблъскваме в своето всекидневие. В общи линии колкото по-познат ни се струва даден елемент, толкова по-разпространен е той. Земята съдържа в себе си огромно количество желязо и съвсем малко итрий. Разбира се, има и изключения от това правило, каквито са златото и уранът. Това са елементи, които се ценят заради някакви произволни икономически условности или естетически преценки, или защото имат забележителни практически приложения.

Фактът, че атомите са изградени от три вида елементарни частици — протони, неутрони и електрони — е сравнително скорошно откритие. Неутроните са открити едва през 1932 г. Съвременната физика и химия са свели сложността на сетивния свят до нещо удивително просто: на практика всичко се състои от три градивни частици, подредени в различни комбинации.

Както вече споменахме и както предполага тяхното име, неутроните не носят електрически заряд. Протоните са с положителен, а електроните — с отрицателен заряд. Всъщност именно силите на привличане между противоположните заряди на електроните и протоните правят от атома едно цяло. И тъй като всеки атом е неутрален от електрическа гледна точка, броят на протоните в ядрото трябва да бъде равен на този на електроните в обгръщащия го облак. Химията на всеки атом зависи само от броя на електроните, който отговаря на този на протоните и се нарича атомно число. Всъщност химията може да се сведе просто до числа — една идея, която би харесала на Питагор. Ако сте атом с един-единствен протон, значи сте водород; с два — хелий; с три — литий; с четири — берилий; с пет — бор; с шест — въглерод; със седем — азот; с осем — кислород; и т.н., чак докато се стигне до 92 протона, в който случай вашето име ще бъде уран.

Еднаквите заряди — тези, които са с един и същи знак — се отблъскват взаимно с голяма сила. Можем да си го представим като един вид яростна антипатия към собствените събратя, все едно светът е населен най-вече с мизантропи и отшелници. Електроните отблъскват другите електрони. Протоните — другите протони. Как е възможно тогава ядрото да остава едно цяло? Защо не се разпада още на момента? Защото има още една природна сила — не гравитация, не електричество, а действаща на малки разстояния ядрена сила, която — подобно на комплект куки, които се задействат само когато протоните и неутроните са много близко едни до други — преодолява електрическото отблъскване между протоните. Неутроните, които прибавят единствено ядрени сили на привличане, но не и електрически сили на отблъскване, играят ролята на лепило, което спомага за това, ядрото да остане едно цяло. Макар да копнеят за самота, тези отшелници са били приковани към своите нелюбезни събратя и заедно са били поставени насред други, които от своя страна са се отдали на безразборна и словоохотлива дружелюбност.

Ядрото на хелия, което се оказва изключително стабилно, се състои от два протона и два неутрона. Три хелиеви ядра изграждат ядрото на въглерода; четири — това на кислорода; пет — на неона; шест — на магнезия; седем — на силиция; осем — на сярата; и т.н. Всеки път, когато прибавяме един или повече протона — както и толкова неутрони, колкото са необходими, за да не позволят на ядрото да се разпадне — всъщност създаваме нов химичен елемент. Ако от живака извадим един протон и три неутрона, ще получим злато — мечтата на древните алхимици. Освен урана има и други елементи, които не се срещат в естествено състояние на Земята. Те са синтезирани от човешките същества и в повечето случаи веднага след това се разпадат. Един от тях — елемент 94 — се нарича плутоний и е сред най-токсичните вещества, които познаваме. За нещастие той се разпада доста бавно.

Откъде са се взели тези елементи, които се срещат в природата? Бихме могли да си представим индивидуалното създаване на всеки атомен вид. Но вселената почти навсякъде е изградена от 99% водород и хелий^[4] — двата най-прости елемента. Всъщност хелият е регистриран на Слънцето, преди да бъде открит на Земята — оттам идва и името му (от Хелиос — един от гръцките богове на Слънцето). Възможно ли е останалите химични елементи също да са произлезли по някакъв начин от водорода и хелия? За да уравновесят електрическото отблъскване, частиците ядрена материя трябва да бъдат притиснати много близо една до друга, така че да сработят ядрените сили, които имат изключително малък обхват. Това може да се случи само при много високи температури, при които частиците се движат толкова бързо, че силите на отблъскване нямат време да се задействат — температури от десетки милиони градуси. В природата подобни температури и съпътстващите ги налягания се срещат единствено във вътрешността на звездите.

Проучили сме нашето Слънце — най-близката звезда — на най-различни дължини на вълните — от радиовълните, през видимата светлина до рентгеновите лъчи. Всички те се излъчват от най-външните пластове. Слънцето не е — както си мисли Анаксагор — нагорещена до бяло скала, а огромна топка от газовете водород и хелий, която свети поради високата си температура — по същия начин, по който свети ръженът, когато се нажежи до червено. Анаксагор е прав поне отчасти. Яростните слънчеви бури предизвикват ярки изригвания, които смущават радиовръзките на Земята; това са огромни извити езици от горещ газ, които са водени от магнитното поле на Слънцето — слънчеви израстъци, в сравнение с които Земята изглежда като джудже. Слънчевите петна, които понякога по залез са видими и с просто око, са области с по-ниска температура и по-голяма сила на магнитното поле. Цялата тази непрестанна, размътена и турбулентна активност е съсредоточена в сравнително хладната видима повърхност. Виждаме само до температури от около 6000 градуса. Но в скритите вътрешни части на Слънцето, където се генерира слънчевата светлина, те достигат до 40 милиона градуса.

Звездите и съпътстващите ги планети са родени в гравитационния колапс на един облак от междузвезден газ и прах. Сблъсъкът на газовите молекули във вътрешността на облака го нагорещява, докато в един момент водородните атоми започнат да се сливат в хелиеви. Четири водородни ядра се свързват, за да образуват едно хелиево, като процесът е съпроводен с отделянето на един фотон гама лъчение. Като непрекъснато е подложен на поглъщане и отделяне от намиращата се над него материя и постепенно си пробива път към повърхността на звездата — всяка следваща стъпка е свързана със загуба на енергия — епичното пътешествие на фотона продължава един милион години, докато най-накрая не достигне повърхността и бъде излъчен в пространството под формата на видима светлина. Звездата се е задействала. Гравитационният колапс на предхождащия я облак е спрян. Сега вече тежестта на външните пластове се поддържа от високите температури и налягането, генерирани от протичащите във вътрешността ядрени реакции. Слънцето е прекарало в това стабилно състояние последните пет милиарда години. Термоядрените реакции, подобни на тези във водородните бомби, поддържат Слънцето в условията на една ограничена и непрекъсната експлозия, при която всяка секунда 400 млн. тона (4 x 10¹⁴ грама) водород се превръщат в хелий. Когато погледнем нощното небе и отправим взор към звездите, всичко, което виждаме, свети със сиянието на далечен ядрен синтез.

В посока към звездата Денеб в съзвездието Лебед има един огромен светещ свръхбалон от изключително горещ газ, който вероятно се е образувал от експлозиите на свръхнови — т.е. от гибелта на звезди — близо до неговия център. По периферията на балона материята е компресирана от ударната вълна на свръхновата, като по този начин се задействат нови колапси и нови звездообразуващи процеси. В този смисъл звездите също имат родители; и — както понякога се случва и при хората — майката може да умре по време на раждането.

Подобните на Слънцето звезди се раждат на групи — в големи компресирани облачни комплекси, какъвто е мъглявината Орион. Ако бъдат погледнати отвън, тези облаци изглеждат тъмни и мрачни. Но отвътре те са осветени от яркото сияние на новородените звезди. По-късно звездите се освобождават от тази люпилня и се отправят да търсят съдбата си в Млечния път — звездни юноши, все още заобиколени от валма светещи мъгли, останки от зародишните газове, привързани към тях със силите на гравитацията. Плеядите са близък пример за това. Както се случва и в човешките семейства, съзряващите звезди се отправят на път далеч от дома и братята и сестрите се разделят. Някъде в галактиката има може би десетки звезди, които са братя и сестри на Слънцето — образувани в един и същ облачен комплекс преди около 5 милиарда години. Но ние не знаем кои са тези звезди. Поне доколкото имаме представа, те биха могли да са от другата страна на Млечния път.

Превръщането на водорода в хелий в центъра на Слънцето не само обяснява неговата светимост във фотоните на видимата светлина. То предизвиква и едно по-загадъчно и призрачно лъчение — Слънцето също така свети с бледа светлина от неутрини, които — подобно на фотоните — нямат маса и летят със скоростта на светлината. Но неутрините не са фотони. Те не са вид светлина. Неутрините имат същия вътрешен въртящ момент, или спин, какъвто имат и протоните, електроните и неутроните; докато спинът на фотоните е два пъти по-голям. Материята е прозрачна за неутрините, които почти без усилие минават през Земята и Слънцето. Само една малка част от тях се спира от изпречилата се на пътя им материя. Ако дори за секунда погледна към Слънцето, през очната ми ябълка ще преминат един милиард неутрини. Те, разбира се, не спират в ретината, както правят обикновените фотони, а необезпокоявано продължават напред и излизат през тила ми. Най-любопитното е, че ако през нощта сведа погледа си към земята — към мястото, където би трябвало да е Слънцето (ако планетата не го скриваше) — почти съвсем същият брой неутрини минават през окото ми, тъй като са преминали през стоящата на пътя им Земя, която е толкова прозрачна за тях, колкото би бил екран от чисто стъкло за видимата светлина.

Ако нашите знания за вътрешността на Слънцето са толкова пълни, колкото си мислим, и ако освен това сме разбрали ядрената физика, която създава неутриното, то тогава би трябвало да можем да изчислим с доста голяма точност колко слънчеви неутрини ще получим в дадена област — например моето око — за определен период от време, например секунда. Експерименталното потвърждение на това изчисление е нещо много по-трудно. Тъй като неутрините минават направо през Земята, няма как да хванем което и да било от тях. Но в рамките на огромен брой неутрини една малка част от тях ще взаимодействат с материята и — при наличието на подходящите условия — ще бъдат засечени. В някои редки случаи частиците неутрино могат да превръщат хлорните атоми в аргонови атоми, които имат същия общ брой протони и неутрони. За да се регистрира предсказаният поток неутрини от Слънцето, ще имате нужда от огромни количества хлор. Затова американски физици са излели огромни количества почистваща течност в мината Хоумстейк в Лийд, Южна Дакота. По микрохимичен път хлорът отстъпва място на новополучения аргон. Колкото повече аргон намерим, толкова повече неутрини трябва да са взели участие в процеса. Тези експерименти предполагат, че Слънцето излъчва по-малко неутрини, отколкото изчисленията бяха предсказали.

Тук се натъкваме на една истинска загадка, която още не е намерила своето решение. Слабият поток неутрини от Слънцето вероятно не поставя под въпрос нашите възгледи за звездния ядрен синтез, но при всички положения има важно значение. Предложените обяснения варират от хипотезата, че неутрините се разпадат по своя път между Слънцето и Земята, до идеята, че атомните огньове във вътрешността на Слънцето временно са затихнали, като сега слънчевата светлина се генерира отчасти от бавно гравитационно свиване. Но астрономията на неутрините е твърде млада. За момента все още сме застинали в изумление от факта, че сме изобретили инструмент, с който можем да погледнем директно в бушуващото сърце на Слънцето. И когато чувствителността на търсещите неутрини телескопи се подобри, може би ще стане възможно да изследваме ядрения синтез в дълбоките вътрешности на близките звезди.

Но водородният синтез не може да продължава вечно: както горещите вътрешности на Слънцето, така и тези на всяка друга звезда разполагат с ограничено количество водородно гориво. Съдбата на една звезда и краят на нейния жизнен цикъл зависят изключително много от първоначалната й маса. Ако — след като е изпуснала определено количество материя в космическото пространство — звездата все пак има маса два или три пъти по-голяма от тази на Слънцето, тя ще завърши живота си много по-различно от него. Но и съдбата на Слънцето ще бъде достатъчно забележителна. Когато намиращият се в неговия център водород изцяло се е превърнал в хелий — след пет или шест милиарда години — зоната на водороден синтез ще започне да се измества навън в една разширяваща се черупка от термоядрени реакции, докато достигне до тези места, където температурите са под десет милиона градуса. Тогава водородният синтез ще се изключи. Междувременно собствената гравитация на Слънцето ще предизвика нови контракции в богатото на хелий ядро, които ще се съпътстват от повишаване на вътрешните температури и налягания. Хелиевите ядра ще се сближават все повече и повече, докато най-накрая не започнат да се слепват — когато въпреки взаимното електрическо отблъскване се активират действащите на близки разстояния ядрени сили. Пепелта ще се превърне в гориво и в Слънцето ще започне втори цикъл ядрени реакции.

Този процес ще генерира елементите въглерод и кислород и ще предостави допълнителна енергия, с която Слънцето да продължи да свети още известно време. Звездата е феникс, предопределен да се въздигне от собствената си пепел^[5]. Под комбинираното влияние на водородния синтез в тънката черупка далеч от неговия център и на високотемпературния хелиев синтез в ядрото, Слънцето ще премине през големи промени: външните му части ще се разширят и ще изстинат. То ще се превърне в гигантска червена звезда, чиято видима повърхност ще е толкова далеч от центъра, че повърхностната гравитация ще отслабне, а атмосферата й ще се разпростре в пространството подобно на космическа буря. Когато Слънцето се превърне в червен гигант — подпухнал и ален — то ще обгърне и погълне планетите Меркурий и Венера, а вероятно и Земята. Тогава вътрешните части на Слънчевата система ще станат част от Слънцето.

След милиарди години на Земята ще настъпи последният прекрасен ден. След това Слънцето бавно ще стане червено и разтеглено, надвиснало над една Земя, която ще изнемогва от жега дори на полюсите. Арктическата и антарктическата полярни шапки ще се стопят и водите ще залеят всички крайбрежия по света. Високите температури на океаните ще предизвикат отделянето на още повече пари, които ще образуват повече облаци. Те ще заслонят Земята от слънчевите лъчи и така ще отложат края с още малко. Но звездната еволюция е неумолима. В крайна сметка океаните ще кипнат, атмосферата ще се изпари в космическото пространство и нашата планета ще бъде връхлетяна от катастрофа с най-големите мащаби, които можете да си представите^[6]. Междувременно човешките същества вероятно ще са се развили до нещо много по-различно. Може би нашите потомци ще бъдат в състояние да контролират или поне да укротяват звездната еволюция. Или просто ще си съберат багажа и ще се отправят към Марс, Европа или Титан, а най-накрая — както го е предвидил Робърт Годар — ще потърсят необитаема планета в някоя млада и обещаваща планетна система.

Звездната пепел на Слънцето може да се използва като гориво само до определен момент. В крайна сметка ще дойде време, когато вътрешността на звездата ще се състои единствено от кислород и въглерод и когато температурите и налягането ще са толкова ниски, че няма да позволяват протичането на ядрени реакции. След като намиращият се в центъра хелий бъде използван почти целият, вътрешността на Слънцето ще продължи своя отложен колапс, температурите отново ще се повишат, ще задействат един последен цикъл ядрени реакции и ще разширят с още малко слънчевата атмосфера. В гърчовете на своята агония Слънцето бавно ще пулсира, като ще се свива и разширява на всеки няколко хиляди години, докато най-накрая не изхвърли цялата си атмосфера в космическото пространство, където тя ще образува една или повече концентрични газови сфери. Оголеното горещо ядро ще залее тези сфери с ултравиолетова светлина и ще предизвика красиви сини и червени сияния, които ще се простират отвъд орбитата на Плутон. Може би по този начин ще бъде загубена половината от масата на Слънцето. Тогава Слънчевата система ще се изпълни със странно лъчение, отдалечаващо се в пространството. Това ще бъде призракът на Слънцето.

Когато се огледаме в нашето малко ъгълче от Млечния път, виждаме много звезди, заобиколени от сферични черупки от светещ газ. Това са планетните мъглявини. (Те нямат нищо общо с планетите, но — погледнати през по-слаби телескопи — някои от тях напомнят на синьо-зелените дискове на Нептун и Уран.) Те се явяват като пръстени, но това е така само защото — както е в случая със сапунените мехури — виждаме повечето от тях в периферията, отколкото в центъра им. Всяка планетна мъглявина е белег за звезда in extremis. Близо до централната звезда може да има свита от мъртви светове — планети, които някога са гъмжали от живот, но сега вече са загубили въздуха и океаните си и се къпят в призрачна светлина. Останките от Слънцето — оголеното звездно ядро, което в началото ще бъде обвито в своята планетна мъглявина — ще бъдат малка гореща звезда, която постепенно ще изстива сред пространството и ще се свива към плътност, каквато тук на Земята не бихме могли да си представим. Една чаена лъжичка материя ще тежи повече от тон. Милиарди години по-късно Слънцето ще се превърне в дегенерирало бяло джудже, което ще изстива — подобно на всички тези светли точици, които виждаме в центровете на планетните мъглявини — от високи повърхностни температури до крайното си състояние на тъмно и мъртво черно джудже.

Две звезди с приблизително една и съща маса ще се развиват общо взето паралелно. Но по-масивните звезди ще изразходват ядреното си гориво по-бързо, по-бързо ще се превърнат в червени гиганти и първи ще навлязат в последния етап на упадък към бели джуджета. Следователно би трябвало да съществуват — и такива наистина има — многобройни случаи на бинарни звезди, единият компонент на които е червен гигант, а другият — бяло джудже. Някои такива двойки са толкова близки, че двете звезди се докосват и сияйната звездна атмосфера преминава от разтегления червен гигант към компактното бяло джудже, като обикновено пада в една и съща област от повърхността на последното. Натрупва се водород, който под въздействието на могъщата гравитация на бялото джудже се компресира до все по-големи температури и налягания, докато най-накрая откраднатата атмосфера на червения гигант не бъде въвлечена в термоядрени реакции и бялото джудже отново не засияе за кратко. Една такава бинарна звезда се нарича „нова“ и има много по-различен произход от свръхновата. Новите се появяват единствено в бинарните системи и се захранват от водороден синтез; свръхновите се появяват от единични звезди и са резултат от синтеза на силиций.

Синтезираните във вътрешността на звездите атоми обикновено се връщат в междузвездния газ. Външните части на атмосферата на един червен гигант се разсейват в космическото пространство; планетните мъглявини се явяват последният етап от развитието на подобни на Слънцето звезди, които са издухали своите периферии. Свръхновите със страшна сила изхвърлят по-голямата част от звездната си маса в пространството. Естествено атомите, които се завръщат, са тези, които се образуват най-лесно при термоядрените реакции във вътрешността на звездите. Водородът се слива в хелий, хелият — във въглерод, въглеродът — в кислород, а по-нататък — в по-масивните звезди — с прибавянето на още хелиеви ядра се образуват неон, магнезий, силиций, сяра и т.н. Всичко става на етапи, като на всеки етап се прибавят по два протона и два неутрона, и така чак до желязото. Прекият синтез на силиция също дава желязо, като два силициеви атома, всеки един от които има по двайсет и осем протона и неутрона, се сливат при температури от милиони градуси, за да създадат един атом желязо с по петдесет и шест протона и неутрона.

Всичко това са познати химически елементи. Разпознаваме техните наименования. Тези звездни ядрени реакции не могат да създават ербий, хафний, дипрозий, празеодимий и итрий. Вместо това синтезират тези елементи, които познаваме от всекидневния живот, елементите, които се връщат в междузвездния газ и след това отново биват въвлечени в свиването на облака и образуването на звезди и планети. Всички елементи на Земята, с изключение на водорода и част от хелия, са били приготвени преди милиарди години в алхимията на звезди, някои от които днес са незабележителни бели джуджета от другата страна на Млечния път. Азотът в нашата ДНК, калцият в зъбите ни, желязото в кръвта ни, въглеродът в ябълковите сладкиши — всички те са били създадени във вътрешността на загиващи звезди. Направени сме от звездна материя.

Някои от най-редките елементи се синтезират в самите експлозии на свръхновите. На Земята има сравнително изобилни запаси от злато и уран, само защото е имало много такива експлозии точно преди да се оформи Слънчевата система. Други планетни системи биха могли да притежават по-различни количества от тези редки елементи. Дали има планети, чиито обитатели гордо показват медальони от ниобий и гривни от протактиний и където златото ще се явява лабораторна рядкост? Дали животът ни щеше да бъде по-добър, ако на Земята златото и уранът бяха също толкова редки и маловажни, колкото е празеодимият?

Произходът и еволюцията на живота са свързани по възможно най-интимен начин с произхода и еволюцията на звездите. Първо: самата материя, от която сме изградени — атомите, които правят живота възможен — са били създадени много отдавна и много далеч от тук, в гигантските червени звезди. Относителното изобилие на откриваните в Космоса химични елементи отговаря на относителното количество на генерираните в звездите атоми с такава точност, та не оставя място за съмнение, че именно червените гиганти и свръхновите са пещите и тигелите, в които се създава материята. Слънцето е звезда от второ или трето поколение. Цялата материя, която се съдържа в него — както и тази, която виждате около себе си — вече е преминала през един или два цикъла на звездна алхимия. Второ: това, че на Земята съществуват някои видове тежки атоми, предполага, че малко преди образуването на Слънчевата система някъде наблизо е имало експлозия на свръхнова. Това обаче не изглежда да е просто съвпадение. По-вероятно е ударната вълна от този взрив да е компресирала междузвезден прах и газ и така да е поставила началото на сгъстяването на Слънчевата система. Трето: когато Слънцето се е включило, неговата ултравиолетова радиация е заляла атмосферата на Земята; топлината й е предизвикала мълнии; тези енергийни източници са запалили искрата на сложните органични молекули, които са довели до зараждането на живота. Четвърто: животът на Земята зависи почти изцяло от слънчевата светлина. Растенията събират фотоните и преобразуват слънчевата енергия в химична енергия. Животните са паразити по растенията. Земеделието представлява просто методично събиране на слънчевата светлина, при което растенията служат като неохотни посредници. Почти всички се захранваме със слънчеви лъчи. И накрая: промените в наследствената информация, наречени мутации, предоставят суровия материал за еволюцията. Мутациите, от които природата подбира своя нов набор форми на живот, отчасти се дължат на космическите лъчи — високоенергийни частици, които са изхвърлени от експлозиите на свръхновите и се движат почти със скоростта на светлината. Еволюцията на живота на Земята е отчасти задвижвана от зрелищната гибел на масивни далечни звезди.

Представете си, че сте занесли един Гайгеров брояч и парче уранова руда на някакво място дълбоко под повърхността на Земята — в някоя златна мина или в магмена тръба, пещера, проядена в скалите от поток лава. Чувствителният уред започва да цъка, когато бъде изложен на гама лъчение или на такива високоенергийни частици, каквито са протоните и хелиевите ядра. Ако го поднесете към урановата руда, която изпуска хелиеви ядра вследствие от спонтанен ядрен разпад, темповете на броене — т.е. броят цъкания на минута — драматично се увеличава. Ако поставите парчето руда в тежък оловен контейнер, темповете на броене отново намаляват — оловото е погълнало радиацията на урана. И все пак все още можете да чуете цъкане. Отчасти поради естествената радиоактивност на стените на пещерата. Но цъканията са повече, отколкото могат да бъдат обяснени с радиацията. Някои от тях са предизвикани от заредени с голяма енергия частици, които проникват през тавана. Чувате космическите лъчи, които извеждат своя произход от далечни епохи и от дълбините на пространството. Космическите лъчи — основно електрони и протони — са бомбардирали Земята през цялата история на живота на нашата планета. Една звезда се е саморазрушила на хиляди светлинни години разстояние и е генерирала космически лъчи, които още милиони години ще следват своята спирална траектория през Млечния път. Някои от тях по случайност са поразили Земята и са променили нашия наследствен материал. Може би космическите лъчи са предизвикали някои ключови стъпки в развитието на генетичния код или Камбрийския взрив, или пък изправената походка на нашите прадеди.

На 4 юли 1054 г. китайски астрономи регистрират в съзвездието Телец нещо, което наричат „гостуваща звезда“. Една звезда, която никой до този момент не е забелязал, внезапно става по-ярка от всички останали звезди в небето. По същото време от другата страна на земното кълбо — в американския Югозапад — съществува висока култура с богати астрономически традиции. Тя също става свидетел на ярката нова звезда^[7]. От датираните по метода с въглерод-14 знаем, че в средата на XI в. група анасази — предшествениците на днешното племе хопи — живее под един висок рид на територията на Ню Мексико. Очевидно някой от тях е нарисувал върху скална стена, защитена от влиянието на климата, изображение на новата звезда. Разположението й спрямо лунния полумесец би трябвало да е било точно такова, каквото е изобразено. Освен това има и един отпечатък от длан — може би подписът на художника.

Днес тази забележителна звезда, която се намира на 5000 светлинни години от нас, се нарича свръхнова Рак, тъй като когато няколко века по-късно един астроном поглежда към останките от експлозията, решава — по неясни за нас причини — че му приличат на рак. Мъглявината Рак е това, което е останало след експлозията на една голяма звезда. Тази експлозия е можела да бъде наблюдавана с просто око от Земята в продължение на три месеца. Видима дори през деня, светлината й е позволявала да се чете през нощта. Във всяка една галактика експлозия на свръхнова се случва средно веднъж на всеки сто години. По време на съществуването на една типична галактика — около десет милиарда години — ще избухнат сто милиона звезди. Това е страшно много, и все пак става дума само за една звезда от всеки хиляда. След събитието от 1054 г., в Млечния път свръхнова е забелязана отново през 1572 г. Знаем за нея от трудовете на Тихо Брахе. Малко след това — през 1604 г. — се появява още една, описана от Йоханес Кеплер^[8]. За нещастие откакто е изобретен телескопът, в нашата Галактика не е наблюдавана нито една експлозия на свръхнова, което вече от няколко века предизвиква раздразнението на астрономите.

Сега често наблюдаваме свръхнови в други галактики. Сред подбраните от мен изречения, които твърде много биха учудили един астроном от първите години на XX в., е и следното, взето от една статия на Дейвид Хелфанд и Нокс Лонг, поместена в британското списание „Нейчър“ (броя от 6 декември 1979 г.): „На 5 март 1979 г. деветте междупланетни космически апарата от импулсната сензорна мрежа засякоха изключително интензивен взрив на рентгенови и гама лъчи, като по изчисленията на времето на полета се установи, че неговото местоположение съвпада с N49 — останки от свръхнова в Големия Магеланов облак.“ (Големият Магеланов облак — който се нарича така, тъй като първият обитател на Северното полукълбо, който го забелязва, е Магелан — е малка сателитна на Млечния път галактика, която се намира на 180 000 светлинни години от нас. Както можете да се досетите, има и Малък Магеланов облак.) Но в същия брой на „Нейчър“ Е. П. Мазец и неговите колеги от института „Иофе“ в Ленинград — които наблюдават източника на лъчението посредством импулсните детектори на борда на „Венера“ 11 и 12 (по това време на път към планетата) — заявяват, че наблюдаваното явление е ярък пулсар само на неколкостотин светлинни години от нас. Въпреки близкото местоположение обаче, Хелфанд и Лонг не твърдят, че потокът от гама лъчи трябва да се свърже с останките от свръхновата. Те разточително се спират на много алтернативи, включително и на изненадващата възможност източникът да се намира в Слънчевата система. Може би става дума за отпадъчните продукти на някой извънземен кораб, отправил се на дълъг път към дома. Но възникването на звездни пожари в N49 е по-проста хипотеза. Сигурни сме, че има нещо като свръхнова.

Съдбата на вътрешните части на Слънчевата система по времето, когато Слънцето се превърне в червен гигант, ще бъде достатъчно безрадостна. Но поне планетите никога няма да бъдат стопени и изпържени от взрива на някоя свръхнова. Този жребий е запазен за планетите в близост до звезди, които са по-масивни от Слънцето. И тъй като тези звезди развиват по-високи температури и налягания и съответно изчерпват по-бързо запасите си от ядрено гориво, техният живот е много по-кратък от този на Слънцето. Едно светило, което е десет пъти по-масивно от Слънцето, може стабилно да превръща водород в хелий в продължение едва на няколко милиона години, преди да се отдаде за кратко на по-екзотичен вид ядрени реакции. При това положение почти със сигурност няма да има достатъчно време на някоя от придружаващите го планети да се появят развити форми на живот. Много рядко обитателите на една планета ще могат да разберат, че тяхната звезда е на път да се превърне в свръхнова: ако са живели достатъчно дълго, за да знаят, какво е свръхнова, изглежда невероятно тяхната звезда да стане такава.

Най-важното предварително условие за избухването на свръхнова е образуването на масивно желязно ядро — вследствие от ядрения синтез на силиция. Под въздействието на огромното налягане свободните електрони във вътрешността на звездата са принудени да се слеят с протоните на железните ядра, като положителните и отрицателните заряди взаимно се изключват; вътрешността на звездата се превръща в едно-единствено гигантско атомно ядро, което заема много по-малък обем от предхождащите го електрони и железни ядра. Ядрото е обхванато от мощна имплозия, външните части отскачат и резултатът е избухване на свръхнова. Тя може да бъде по-ярка от сборната светлина на всички останали звезди в галактиката, от която е част. Всички тези новопоявили се синьо-бели свръхгигантски звезди в Орион са осъдени някъде в следващите няколко милиона години да се превърнат в свръхнови — непрекъсната серия от космически фойерверки в съзвездието на ловеца.

Огромната експлозия на свръхновата изхвърля в космическото пространство по-голямата част от материята на предхождащата я звезда — малко остатъчни количества водород и хелий и много повече други атоми, въглерод и силиций, желязо и уран. Това, което остава, е ядро от нажежени неутрони, свързани от ядрените сили — един-единствен масивен атомен облак с атомно тегло около 10⁵⁶, слънце с диаметър трийсет километра. Един миниатюрен, сбръчкан, плътен и полуразрушен звезден фрагмент, въртяща се с огромна скорост неутронна звезда. Когато ядрото на червен гигант се свива и образува такава неутронна звезда, то започва да се върти все по-бързо и по-бързо. Неутронната звезда в центъра на мъглявината Рак представлява едно-единствено огромно атомно ядро — приблизително с размерите на Манхатън — което се завърта трийсет пъти в секунда. Неговото могъщо магнитно поле, което се увеличава при свиването, привлича заредени частици — подобно на много по-слабото поле на Юпитер. Електроните във въртящото се магнитно поле отделят лъчева радиация не само в обхвата на радиочестотите, но също така и в тези на видимата светлина. Ако се случи така, че Земята е попаднала в лъча на този космически фар, ще виждаме по едно проблясване на всяко завъртане. Именно по тази причина той се нарича пулсар. Примигвайки и цъкайки подобно на космически метрономи, пулсарите отчитат времето с много по-голяма точност и от най-прецизните обикновени часовници. Дългосрочното отчитане на радиоимпулсите на някои пулсари — например този, който е наречен PSR 0329+54 — предполага, че някои от тези обекти биха могли да имат един или повече малки планетни спътници. Може би е мислимо една планета да преживее превръщането на своята звезда в пулсар; или пък става дума за планети, които са били привлечени по-късно. Чудя се как ли би изглеждало небето, погледнато от повърхността на една такава планета.

Масата на една чаена лъжичка от материята на неутронната звезда е приблизително колкото тази на една обикновена планина. Тя е толкова голяма, че ако бихте имали парченце от нея и го изпуснете (едва ли бихте могли да направите нещо друго), то ще премине през Земята също толкова лесно, колкото един камък пада през въздуха, ще пробие дупка през цялата планета и ще се появи от другата й страна, може би някъде в Китай. Възможно е там хората да са излезли да се разходят, всеки по своите собствени дела, когато едно малко парче от неутронна звезда ще изскочи от земята, ще замръзне за миг във въздуха и след това отново ще потъне под повърхността, като поне за малко ще е нарушило рутината на деня. И ако едно парченце от материята на някоя неутронна звезда бъде хвърлено от околното космическо пространство и улучи въртящата се Земя, то многократно ще мине през нея и ще пробие хиляди дупки, преди триенето с вътрешността на планетата да забави неговото движение. А когато най-накрая се спре в центъра на Земята, вътрешността на планетата ни за кратко ще прилича на швейцарско сирене — преди подземните потоци разтопени скали и метали да изцелят раните. За щастие на Земята не са известни големи парчета от неутронни звезди. Но малките парченца са навсякъде. Невероятната мощ на неутронната звезда се крие в ядрото на всеки атом, спотайва се във всяка чаена чаша и всеки съсел, във всяка глътка въздух и всеки ябълков сладкиш. Неутронната звезда ни учи да уважаваме обикновеното.

Както вече видяхме, една подобна на Слънцето звезда ще завърши дните си първо като червен гигант, а после като бяло джудже. Една колабираща звезда с двойно по-големи размери от тези на Слънцето ще се превърне първо в свръхнова, а после в неутронна звезда. Но една още по-масивна звезда, която — след своята фаза като свръхнова — ще е останала с маса пет пъти по-голяма от тази на Слънцето, ще има още по-забележителна съдба. Нейната гравитация ще я превърне в черна дупка. Да предположим, че разполагаме с някаква магическа гравитационна машина — устройство, с което сме способни да контролираме гравитацията на Земята, може би като въртим копчето на някаква скала. В началото сме я настроили на 1 g^[9] и всичко се държи така, както сме свикнали. Всички животни и растения по Земята — както и конструкциите на нашите сгради — са се развили и са били проектирани за 1 g. Ако гравитацията беше много по-малка, щеше да има високи и източени форми, които нямаше да се прекатурят и разрушат от собствената си тежест. А ако беше много по-силна, растенията, животните и сградите щяха да бъдат ниски, широки и груби, така че да не се срутят. Но дори и при едно доста силно гравитационно поле, светлината ще продължава да пътува по права линия, както, разбира се, се движи в нашето ежедневие.

Представете си (вж. илюстрациите от „Алиса в Страната на чудесата“)една може би типична група от земни създания. Колкото по-ниска е гравитацията, толкова по-малко ще тежат различните тела. При 0 g и най-лекото движение ще издигне нашите приятели над земята и те ще се носят във въздуха и ще се блъскат. Разплисканият чай, както и всяка друга течност, ще оформи тръпнещи сферични капки, които също ще плуват във въздуха: повърхностното напрежение на течността ще превъзмогне гравитацията. Когато увеличим с малко гравитацията — от 1 g до например 3 или 4 g — всички ще замръзнат на място: дори помръдването на едната лапа ще изисква огромно усилие. От добро сърце отстраняваме нашите приятели от обхвата на гравитационната машина, преди да я настроим на още по-голяма сила на гравитацията. При няколко g, както и при 0 g, лъчът от фенера се движи по абсолютно права линия (поне доколкото можем да видим). При 1000 g лъчът ще продължава да е прав, но дърветата ще рухнат смазани на земята; при 100 000 g дори скалите ще се разпаднат под собствената си тежест. В крайна сметка няма да оцелее нищо, освен — по силата на една специална неподвластност на природните закони — Чешърския котарак. Ще се случи нещо още по-странно, когато гравитацията се доближи до един милиард Лъчът светлина, който до този момент се е издигал право нагоре, ще започне да се огъва. Изключително големите гравитационни ускорения оказват влияние дори върху светлината. Ако увеличим с още малко гравитацията, светлината ще бъде привлечена към земята пред нас. Сега вече дори космическият Чешърски котарак ще изчезне; ще остане само неговата гравитационна усмивка.

Когато гравитацията е достатъчно голяма, нищо — дори и светлината — не може да се измъкне. Едно такова място се нарича черна дупка. Загадъчно безразлична към всичко наоколо, тя е подобна на някакъв космически Чешърски котарак. Когато плътността и гравитацията станат достатъчно големи, черната дупка примигва и изчезва от нашата Вселена. Именно по тази причина е наречена черна — от нея не може да се измъкне никаква светлина. От вътрешната й страна нещата биха могли да изглеждат привлекателно осветени — тъй като цялата светлина е затворена там. Но макар една черна дупка да е невидима, гледана отвън, все пак можем да усетим нейното гравитационно присъствие. И ако не внимавате по време на някое междузвездно пътуване, можете да се окажете безвъзвратно привлечен към нея, като тялото ви ще бъде мъчително разтеглено до дълга и тънка нишка. Но натрупалата се под формата на диск около черната дупка материя ще бъде гледка, която ще си заслужава — в случай че оцелеете от това пътуване, което е твърде невероятно.

Термоядрените реакции във вътрешността на Слънцето поддържат външните му пластове и отлагат с милиарди години неговия катастрофален гравитационен колапс. При белите джуджета това, което спира разпадането на звездата, е напрежението на отделените от техните ядра електрони. При неутронните звезди налягането на неутроните предотвратява въздействието на гравитацията. Но в случая с една стара звезда, която — дори след избухването си като свръхнова и другите бурни събития в своята история — все пак е останала с маса, която е няколко пъти по-голяма от тази на Слънцето, няма познати сили, които да могат да предотвратят колапса. Звездата се свива невероятно, завихря се, почервенява и изчезва. Една звезда с двайсет пъти по-голяма маса от Слънцето ще се свива, докато не достигне размерите на Лос Анджелис и неговите предградия; смазващата гравитация ще достигне до 10¹⁰ g и звездата ще се плъзне през една появила се от нищото пукнатина в пространствено-времевия континуум, след което ще изчезне от нашата вселена.

През 1783 г. английският астроном Джон Мичъл пръв се сеща за черните дупки. Но идеята изглежда толкова странна, че е оставена без внимание дълго време след това. По-късно, за учудване на много хора — включително и на мнозина астрономи — наистина се появяват доказателства за съществуването на черни дупки в космическото пространство. Земната атмосфера е непрозрачна за рентгеновите лъчи. За да се определи дали астрономическите обекти излъчват светлина с толкова малка дължина на вълната, е необходимо рентгеновият телескоп да бъде издигнат над Земята. Първата рентгенова обсерватория е едно забележително международно усилие. Тя е изведена в орбита от Съединените щати, като е изстреляна от италианска платформа в Индийския океан, близо до Кенийския бряг. Наречена е „Ухуру“, което на суахили означава „свобода“. През 1971 г. „Ухуру“ открива в съзвездието Лебед един забележително ярък източник на рентгенови лъчи, който примигва хиляда пъти в секунда. И следователно източникът, наречен Cygnus Х-1^[10], трябва да е много малък. Независимо от причината за примигването, информацията за това, кога да се включи или изключи, не може да прекоси Cyg X–1 със скорост, по-голяма от тази на светлината, т.е. 300 000 км/сек. Следователно Cyg Х-1 не може да бъде по-голям от [300 000 км/сек] x [(1/1000) сек] = 300 км в диаметър. Оказва се, че един ярък и примигващ източник на рентгенови лъчи, видим на междузвездни разстояния, е с размерите на астероид. Какво може да е това? Cyg X–1 е точно на същото място в небето, където е и една гореща синя свръхгигантска звезда. Нейната видима светлина разкрива, че звездата има някакъв близък и масивен, но невидим спътник, който я придърпва със силата на гравитацията ту на едната, ту на другата страна. Масата на този спътник е около десет пъти по-голяма от тази на Слънцето. Свръхгигантът е силно невероятен източник на рентгенови лъчи. Съответно изглежда примамливо неговият спътник — чието съществуване се предполага от видимата светлина — да се идентифицира с това тяло, което е регистрирано в обхвата на рентгеновите лъчи. Но един невидим обект, който тежи десет пъти повече от Слънцето и се е свил до размерите на астероид, може да бъде единствено черна дупка. Изглежда правдоподобно рентгеновите лъчи да са генерирани от триенето вътре в диска от прах и газ, който се е натрупал около Cyg X–1 вследствие неговата близост до свръхгиганта. Има и други звезди — кандидати за черни дупки — V861 от Скорпион, GX339–4, SS433 и Cirinus Х-2^[11]. Касиопея А е останка от свръхнова, чиято светлина трябва да е достигнала до Земята през XVII в., когато вече има голям брой астрономи. Въпреки това никой не съобщава за експлозията. Възможно е — както е предположил И. С. Шкловский — там някъде да се крие черна дупка, която да е погълнала експлодиращото звездно ядро и да е потушила пожарищата на свръхновата. Изведените в космическото пространство телескопи са средствата, с които ще можем да проверим тези парченца и фрагменти информация — те могат да се окажат следите на легендарната черна дупка.

Един от полезните начини да си мислим за черните дупки, е да си представим огъване на пространството. Представете си една плоска, гъвкава и разграфена двуизмерна повърхност — нещо като милиметрова хартия, само че направена от гума. Ако пуснете върху нея предмет с малка маса, тя ще се деформира и набръчка. Едно мраморно топче ще обикаля около деформацията по орбита, подобна на тази на планетите около Слънцето. При тази интерпретация, която дължим на Айнщайн, гравитацията се явява изкривяване в тъканта на пространството. В случая виждаме едно двуизмерно пространство, което под въздействието на масата е било деформирано в трето физическо измерение. Представете си, че живеем в триизмерна вселена, която по същия начин е била локално изкривена в някакво четвърто физическо измерение, което не можем да наблюдаваме пряко. Колкото по-голяма е местната маса, толкова по-интензивна е местната гравитация и толкова по-голямо е изкривяването, деформацията или набръчкването на пространството. При тази аналогия черната дупка се явява нещо като бездънна яма. Какво ще стане, ако пропаднете в нея? Гледано отвън, ще ви трябва безкрайно много време, за да паднете, тъй като всичките ви часовници — механични или биологични — ще изглеждат спрели. Но от вашата гледна точка всички часовници ще работят нормално. Ако бихте могли да преживеете по някакъв начин гравитационните вълни и радиационния поток и ако (едно вероятно предположение) черната дупка се върти, то изглежда вероятно да се появите някъде другаде в пространствено-времевия континуум — на друго място и в друго време. Макар да няма как да го докажем, има сериозни основания да се предполага съществуването на подобни дупки в пространството — подобни на тези, които червеите прояждат в една ябълка. Възможно ли е гравитационни тунели да образуват нещо като междузвездно или междугалактическо метро, което да ни позволява да пътуваме до недостъпни места по-бързо, отколкото по обичайния начин? Възможно ли е черните дупки да ни служат като машини на времето и да ни пренасят в далечното минало или бъдеще? Самият факт, че тези идеи се обсъждат почти сериозно, показва колко сюрреална може да бъде вселената.

Ние сме — в най-дълбокия смисъл на думата — деца на Космоса. Помислете си за слънчевата топлина, която облива лицето ви през някой безоблачен летен ден; помислете си колко е опасно да гледате право в Слънцето. Можем да разпознаем силата му от 150 милиона километра. Какво бихме изпитали на неговата кипяща сияйна повърхност или ако се потопим в сърцето на ядрения пожар? Слънцето ни топли и храни, то ни позволява да виждаме. То е оплодило Земята. Неговото могъщество надминава човешкото въображение. Птиците посрещат изгрева с екстаз, който можем да чуем всяка сутрин. Дори и някои едноклетъчни организми знаят да плуват към светлината. Нашите прадеди са обожествили Слънцето^[12], а те далеч не са били глупави. И все пак Слънцето е една съвсем обикновена, дори посредствена звезда. Ако трябва да почитаме някаква сила, която да е по-велика от нас, нима не е правилно да се поклоним на Слънцето и звездите? Дълбоко във всяко астрономическо изследване — понякога толкова добре скрито, че дори самият изследовател не подозира за неговото съществуване — лежи малко зрънце благоговение.

Галактиката е непроучен континент, изпълнен с екзотични създания със звездни размери. Направили сме предварително разузнаване и сме срещнали различни негови обитатели. Някои, макар и не много, приличат на същества, които вече познаваме. Други надминават и най-необузданите ни фантазии. Но все още сме в самото начало на нашето изследване. Опитът от минали пътешествия и открития ни подсказва, че най-интересните жители на галактическия континент остават неизвестни и неочаквани. Недалеч извън Галактиката почти със сигурност има планети, които обикалят около звезди в Магелановите облаци и в кълбовидните купове, които обкръжават Млечния път. Подобни светове биха ни предоставили спиращ дъха изглед към изгряващата Галактика — огромна спирална форма, обхващаща 400 милиарда звездни обитатели. В нея има свиващи се облаци газ, сгъстяващи се планетни системи, ослепителни свръхгиганти, стабилни звезди на средна възраст, червени гиганти, бели джуджета, планетни мъглявини, нови, свръхнови, неутронни звезди и черни дупки. От този свят ще стане ясно — както започва да се изяснява и от нашия — как нашата материя, форма и по-голямата част от характера ни са предопределени от дълбоката взаимовръзка между живота и Космоса.