Карл Сейгън
Космос (9)

Глава 8
Пътешествия през времето и пространството

Никой не е живял по-дълго от мъртво дете, дори Матусал^[1] е умрял млад. Небето и земята са стари колкото мен и десетте хиляди неща са едно.

Чуан Цу, около 300 г. пр.Хр., Китай

Любовта ни към звездите бе твърде силна, за да се боим от нощта.

Епитафия на надгробния камък на двама астрономи любители

Звездите изписват в очите ни заскрежените саги,

Блещукащите напеви за непокорени пространства.

Харт Крейн, „Мостът“

Издигането и спускането на разбиващите се в брега вълни е предизвикано отчасти от приливите и отливите. Луната и Слънцето са далеч. Тяхното гравитационно влияние обаче е съвсем реално и забележимо тук долу на Земята. Плажът ни напомня за космическото пространство. Всички фини зрънца пясък, повече или по-малко еднакви по размер, са били създадени от по-големи скали — вследствие от стотици години блъскане и търкане, абразия и ерозия. Тези процеси също се дължат на далечните Луна и Слънце, които са ги предизвикали чрез вълните и бурите. Освен това плажът ни напомня и за времето. Светът е много по-стар от човешкия вид.

Една шепа пясък съдържа около 10 000 зрънца — повече от броя на звездите, които можем да видим с невъоръжено око в ясна нощ. Но броят на звездите, които виждаме, е само мъничка частица от броя на звездите, които съществуват. Това, което виждаме нощем, ни дава само повърхностна представа за най-близките до нас звезди. В същото време Космосът е извънмерно богат: общият брой на звездите във вселената е по-голям от този на всички зрънца пясък по всички плажове на планетата Земя.

Въпреки всички усилия на древните астрономи и астролози да поставят някакви изображения в небето, съзвездията не са нищо повече от произволни звездни групирания, съставени от мъждиви по своята същност звезди, които ни изглеждат ярки, защото са близки, и по-ярки по своята същност звезди, които са малко по-далечни. Всички места на Земята са на едно и също разстояние от която и да било звезда, дори ако измерването бъде изпълнено с голяма точност. Ето защо разположението на звездите в дадено съзвездие не се променя, ако например се преместим от съветската част на Централна Азия в американския Среден запад. От астрономическа гледна точка СССР и САЩ са едно и също място. Звездите в съзвездията са толкова далеч, че — поне докато сме оковани за Земята — не бихме могли да ги възприемем като триизмерна конфигурация. Средното разстояние между звездите е няколко светлинни години, като не бива да забравяме, че една светлинна година се равнява на около десет билиона километра. За да се промени разположението на съзвездията, трябва да пропътуваме разстояния, които да са сравними с тези между звездите; трябва да дръзнем да изминем светлинни години. Тогава някои близки звезди сякаш ще напуснат съзвездието си, а други ще се включат в него. Това ще промени драстично неговата конфигурация.

Нашите технологии — поне засега — са напълно неспособни да осигурят такива огромни междузвездни пътешествия (най-малкото не и в рамките на някаква разумна продължителност на пътуването). Компютрите ни обаче могат да бъдат научени на триизмерните позиции на всички близки звезди и съответно можем да ги помолим да ни отведат на малко пътуване (една обиколка, например, на тази съвкупност от ярки звезди, която образува Голямата мечка). Така ще можем да видим как се изменят съзвездията. Събираме звездите в типични съзвездия, подобни на най-обикновени небесни рисунки от типа „свържете точките.“ Но когато сменим гледната точка, виждаме как тяхната видима форма силно се изкривява. Обитателите на планетите около далечните звезди виждат в нощното си небе съвсем различни съзвездия от нашите — други тестове по Роршах, съставени за други умове. Може би в даден момент през близките няколко века някой космически кораб от Земята ще бъде в състояние да изминава такива разстояния с невероятна скорост. Хората на него ще наблюдават съзвездия, каквито нито един човек не е виждал по-рано (освен с помощта на компютър като нашия).

Видът на съзвездията се променя не само в пространството, но и във времето; т.е. не само ако променим своето местоположение, но и ако просто изчакаме достатъчно дълго време. Понякога звездите се движат заедно в група или куп; друг път се случва една-единствена звезда да се измества много по-бързо в сравнение с останалите. В края на краищата такива звезди напускат своето старо съзвездие и се включват в ново. Понякога едната звезда от двойна звездна система избухва и разбива гравитационните окови на своята другарка, която се втурва през пространството с предишната си орбитална скорост, сякаш е била изстреляна в небето с прашка. Освен това звездите се раждат, развиват се и умират. Ако изчакаме достатъчно продължително време, ще се появят нови звезди, а старите ще изчезнат. Подредбата в небето постепенно се топи и променя.

Съзвездията са претърпели изменения дори в рамките на съществуването на човешкия вид — едва няколко милиона години. Вземете сегашното разположение на Голямата мечка. Освен през пространството, нашият компютър може да ни пренесе и във времето. Докато пренавиваме Голямата мечка назад във времето — приспадайки движението на включените в нея звезди — откриваме, че преди един милион години картината е била доста различна. Тогава Голямата мечка много е приличала на копие. Ако посредством някаква машина на времето внезапно се върнете в непознат период от далечното минало, по принцип би било възможно да определите епохата по разположението на звездите: ако Голямата мечка представлява копие, би трябвало да сте попаднали някъде в средния плейстоцен.

Също така можем да помолим компютъра да пренавие някое съзвездие напред във времето. Да вземем съзвездието Лъв. Зодиакът представлява лента от дванайсет съзвездия, която изглежда увита около небето и следва видимото годишно движение на Слънцето през небесния свод. Коренът на думата е същият като в този в „зоология“, тъй като хората са си представяли зодиакалните съзвездия (например Лъв) най-вече като животни. След един милион години съзвездието Лъв ще прилича още по-малко на лъв, отколкото днес. Може би нашите далечни потомци ще го наричат съзвездието на радиотелескопа, макар да подозирам, че след един милион години радиотелескопът ще бъде много по-анахроничен, отколкото е каменното копие в наши дни.

Съзвездието Орион (което не е част от зодиака) — ловецът — е оформено от четири ярки звезди и е разделено на две от диагонална линия от три звезди, които представляват пояса на ловеца. Според общоприетия астрономически проекционен тест, трите звезди с по-слаба светлина, които висят от пояса, са мечът на Орион. Средната звезда от меча всъщност не е звезда, а огромен облак газ, в който се раждат звезди. Това е мъглявината Орион. Много от звездите в Орион са горещи и млади, развиват се бързо и завършват живота си с колосални космически експлозии, наричани свръхнови. Те се раждат и умират в рамките на десетки милиони години. Ако с помощта на нашия компютър пренавием Орион бързо напред в далечното бъдеще, ще станем свидетели на удивителен ефект — ражданията и зрелищната смърт на много от неговите звезди, примигващи и угасващи като светулки в нощта.

Слънчевата махала (непосредствените околности в космическото пространство около Слънцето) включва най-близката звездна система — Алфа от Кентавър. Това всъщност е тройна система и се състои от две звезди, които обикалят една около друга, и трета — Проксима от Кентавър — която кръжи на дискретно разстояние около двойката. В някои точки от своята орбита Проксима е най-близката известна звезда до Слънцето — оттам идва и името й^[2]. Повечето звезди в небето са членове на двойни звездни системи или на такива, които се състоят от повече от две звезди. Нашето самотно Слънце се явява нещо като аномалия.

Втората най-ярка звезда от съзвездието Андромеда, наречена Бета от Андромеда, се намира на седемдесет и пет светлинни години от нас. При своето дълго пътуване към Земята тази светлина, с която я виждаме сега, е прекарала седемдесет и пет години по пътя през мрака на междузвездното пространство. Макар да е силно невероятно, все пак ако Бета от Андромеда се е взривила миналия вторник, ние няма да го разберем още седемдесет и пет години. Това е така, защото на тази интересна информация, която се движи със скоростта на светлината, ще са необходими седемдесет и пет години, за да пресече огромните междузвездни разстояния. Когато светлината, с която сега виждаме тази звезда, се е отправила на своето дълго пътуване, тук на Земята младият Алберт Айнщайн, работещ като патентен служител в Швейцария, току-що е публикувал своята епохална теория за относителността.

Пространството и времето са вплетени едно в друго. Няма как да погледнем в космическото пространство, без да погледнем назад във времето. Светлината се движи много бързо. Пространството обаче е много празно и звездите са много раздалечени една от друга. Разстояние от седемдесет и пет светлинни години (или по-малко) е твърде незначително в сравнение с други дистанции в астрономията. От Слънцето до центъра на Млечния път има 30 000 светлинни години. От нашата галактика до най-близката спираловидна галактика — М31, която също е включена в съзвездието Андромеда — има 2 милиона светлинни години. Когато светлината, която виждаме днес от М31, е тръгнала към Земята, на планетата все още не е имало хора, макар предците ни вече да са се развивали бързо по пътя към нашата сегашна форма. Разстоянието от Земята до най-отдалечените квазари е между осем и десет милиарда светлинни години. Ние ги виждаме такива, каквито са били преди още Земята да се образува от звезден прах, дори преди да се е оформил Млечният път.

Това не е ситуация, която важи само за астрономически обекти, но само те са на толкова големи разстояния, че ограничената скорост на светлината да има някакво значение. Ако гледате своя приятелка, която е застанала на три метра от вас, в другия край на стаята, вие не я виждате каквато е „сега“, а по-скоро каквато е „била“ преди една стомилионна част от секундата. [(3 м) / (3 х 10⁸ м/сек) = 1/(10⁸/сек) = 10^–8 секунди (или една стотна от микросекундата). В това изчисление просто сме разделили разстоянието на скоростта, за да получим времето за неговото изминаване.] Обаче разликата между вашата приятелка такава, каквато е „сега“, и каквато е била сега минус една стомилионна от секундата, е твърде малка, за да бъде забелязана. От друга страна, когато гледаме квазар, който е отдалечен на 8 милиарда светлинни години, фактът, че го виждаме такъв, какъвто е бил преди 8 милиарда години, може да се окаже много важен. (Например има хора, които смятат, че квазарите са експлозивни явления, за които е по-вероятно да са се случвали само през ранната история на галактиките. В такъв случай колкото по-отдалечена е една галактика, в толкова по-ранен етап от нейната история я наблюдаваме. И съответно е толкова по-вероятно е да я виждаме като квазар. И наистина — броят на квазарите се увеличава, когато наблюдаваме обекти, които са на повече от 5 милиарда светлинни години от нас.)

Двата междузвездни космически кораба „Вояджър“ — най-бързите машини, изстрелвани някога от Земята — в момента се движат с една десетохилядна от скоростта на светлината. Ще им трябват 40 000 години, за да изминат разстоянието до най-близката звезда. Съществува ли някаква надежда да напуснем Земята и да пресечем — за нормален период от време — огромното разстояние дори до Проксима от Кентавър? Можем ли да направим нещо, за да се доближим скоростта на светлината? Какво магическо има в скоростта на светлината? Бихме ли могли някой ден да се движим по-бързо от това?

Ако през 90-те години на XIX в. бихте вървели през приятната провинция Тоскана, бихте имали шанса да срещнете по пътя към Павия един сравнително дългокос юноша, който току-що е бил изгонен от гимназията. Неговите учители в Германия са му казали, че от него никога няма да излезе нищо, че въпросите му развалят дисциплината в класа и че за него ще е по-добре въобще да не ходи на училище. Ето защо той напуска и тръгва на път, очарован от свободата на северна Италия, където може да размишлява по въпроси, твърде отдалечени от предметите, с които го тъпчат в подчиняващото се на строга дисциплина пруско училище. Името му е Алберт Айнщайн и неговите размишления ще променят света.

Айнщайн е във възторг от „Народна книга по естествени науки“ на Бернщайн — една по-популярна версия на науката, в която още на първата страница се описва изумителната скорост на електричеството по жиците и на светлината в междузвездното пространство. Айнщайн си задава въпроса как би изглеждал светът, ако можеше да се пътува върху вълна от светлина. Да пътуваш със скоростта на светлината! Каква завладяваща и вълшебна идея за едно момче, което се разхожда сред природата, изпъстрена и потрепваща под слънчевите лъчи. Ако пътуваш с вълна от светлина, не би могъл да разбереш, че това е така. Ако си поел на гребена на вълната, ще останеш там през цялото време и ще загубиш всякаква представа, че всъщност става дума за вълна. При движение със скоростта на светлината се случва нещо странно. Колкото повече Айнщайн мисли по тези въпроси, толкова по-объркващи стават те. Ако приемем, че е възможно да се пътува със скоростта на светлината, сякаш отвсякъде ще започнат да ни заливат парадокси. В миналото някои идеи са приети за верни, без да са били обмислени достатъчно внимателно. Айнщайн си задава прости въпроси, които е можело да бъдат зададени векове по-рано. Един пример — какво имаме предвид, когато казваме, че две събития са едновременни?

Представете си, че аз карам велосипед насреща ви. И докато се приближавам към някакво кръстовище, едва не попадам — или поне така ми се струва — под колелата на конска каруца. Криввам и едва се отървавам да бъда прегазен. А сега си представете същото събитие с разликата, че каруцата и велосипедът се движат със скорост, която е близка до тази на светлината. Ако сте застанали надолу по пътя, то каруцата се движи под прав ъгъл спрямо линията на вашия поглед. Посредством отразената слънчева светлина виждате, че карам към вас. При това положение няма ли моята скорост да се прибави към тази на светлината и съответно моят образ да достигне до вас много преди този на каруцата? Няма ли да видите как правя завой, преди да забележите приближаването на каруцата? Възможно ли е от моя гледна точка аз и каруцата да се приближаваме към кръстовището едновременно, а от ваша да не е така? Възможно ли е аз да съм се разминал за малко със сблъсъка, а в същото време вие да сте видели как заобикалям празното пространство и продължавам бодро да въртя педалите към малкото градче Винчи? Тези въпроси са любопитни и изключително сложни. Те отправят предизвикателство към очевидното. Това, че никой преди Айнщайн не е помислил за тях, има своите причини. Като тръгва от подобни елементарни въпроси, Айнщайн достига до фундаментално преосмисляне на света и революция във физиката.

За да може — когато се движим с висока скорост — нашият свят да остане разбираем и за да се предпазим от подобни логически парадокси, трябва да спазваме някои правила, някои природни заповеди. Айнщайн излага тези правила в своята специална теория за относителността. Светлината на даден обект (независимо от това дали е излъчена, или отразена), се движи с една и съща скорост — без значение дали обектът се движи, или е в състояние на покой: Не добавяй скоростта си към тази на светлината. Освен това нито едно материално тяло не може да се движи по-бързо от светлината: Не се движи със скоростта на светлината или с по-висока скорост. Във физиката не съществува нищо, което да ти пречи да пътуваш с колкото близка до скоростта на светлината искаш, дори и с 99,9% от нея. Колкото и да опитвате обаче, така и няма да успеете да достигнете до последната десета. За да бъде светът логически издържан, трябва да има някакво космическо ограничение на скоростта. Иначе бихте могли да достигнете каквато си поискате скорост, като прибавяте още скорост към една движеща се платформа.

В началото на XX в. европейците вярват като цяло в своите привилегировани права: че немската, френската и британската култура и политическа организация са по-добри от тези на другите страни; че европейците са по-висши от другите народи, които са имали щастието да бъдат колонизирани. Общественото и политическо приложение на идеите на Аристарх и Коперник е отхвърляно и пренебрегвано. Младият Айнщайн се възправя срещу идеята за привилегированите права във физиката със същата сила, с която се обявява и срещу тези в политиката. В една вселена, изпълнена с втурнали се презглава във всички посоки звезди, няма място, което да е в „състояние на покой“; не съществува рамка, през която да разглеждаме Космоса, която да е по-висша от друга рамка. Думата относителност означава точно това. Идеята е много проста, въпреки магическите си украшения: при разглеждането на вселената всяко едно място е равностойно на всяко друго място. Природните закони трябва да са едни и същи. И ако това е вярно (а би било изумително в нашето незначително място в Космоса да има нещо специално), то от него следва, че никой не може да се движи по-бързо от светлината.

Чуваме плющенето на камшика, защото неговият край се движи по-бързо от скоростта на звука и създава ударна вълна — един малък гръм от преодоляване на звуковата бариера. Гръмотевицата също има подобен произход. Някога се е смятало, че самолетите не могат да се движат по-бързо от звука. В наши дни свръхзвуковите полети са нещо обикновено. Светлинната бариера обаче е различна от звуковата. Тя не е просто инженерен проблем, подобен на този, чието решение се явява свръхзвуковият самолет. Тя е фундаментален природен закон — също толкова основен, колкото е и гравитацията. Освен това в нашия опит няма явления (каквито са плющенето на камшика и гръмотевицата при звука), които да предполагат възможността за пътуване във вакуум със скорост, по-голяма от тази на светлината. Дори напротив, има изключително богат набор експерименти — с ядрени ускорители и атомни часовници например — които са в абсолютно количествено съгласие със специалната относителност.

Проблемите за едновременността не се отнасят до звука така, както до светлината, тъй като звукът се разпространява през материална среда, най-често въздух. Звуковата вълна, която достига до вас, когато някой ваш приятел ви говори, представлява движението на молекулите във въздуха. Светлината, от друга страна, се движи през вакуум. Движението на молекулите на въздуха зависи от определени ограничения, които не се отнасят до вакуума. Светлината от Слънцето достига до нас през празното пространство, което ни дели, но — без значение колко внимателно се вслушваме — не можем да чуем пращенето на слънчевите петна или грохота на слънчевите пламъци. Някога — в дните преди теорията за относителността — се е смятало, че светлината се разпространява през специална среда, която изпълва цялото космическо пространство и е наричана „светоносещ етер“. Известният експеримент Майкълсън-Морли обаче показва, че такъв етер не съществува.

Понякога чуваме за явления, които се движат по-бързо от светлината. От време на време се споменава нещо, наречено „скорост на мисълта.“ Това е изключително глупава идея, особено при положение, че скоростта, с която се движат импулсите по невроните в нашия мозък, е горе-долу същата като тази на една магарешка каруца. Това, че човешките същества са били достатъчно умни да изнамерят относителността, показва, че мислим добре, но едва ли можем да се похвалим, че мислим бързо. И все пак електрическите импулси в модерните компютри се движат със скорост, която е близка до тази на светлината.

Теорията за специалната относителност, която Айнщайн разработва, докато е към двайсет и пет годишен, намира потвърждение във всеки експеримент, проведен с цел да я провери. Възможно е още утре някой да измисли теория, която да бъде в съответствие с всичко друго, което знаем, и която да заобикаля парадоксите по теми като едновременността, да избягва привилегированите права и все пак да позволява да се пътува по-бързо от светлината. Аз обаче дълбоко се съмнявам. Това, че Айнщайн не позволява да се пътува по-бързо от светлината, може и да е в разрез със здравия разум, но защо трябва да се доверяваме на здравия разум по този въпрос? Защо онова, което изпитваме при 10 км/ч, трябва да ограничава природните закони при 300 000 км/сек? Относителността наистина поставя граници пред крайните възможности на хората. Но не е задължително вселената да е в идеална хармония с човешките амбиции. Специалната относителност изтръгва от ръцете ни един от възможните начини да достигнем звездите — по-бързия от светлината кораб. Но, за да ни измъчва, тя ни предлага друг, и то доста неочакван метод.

Нека тръгнем по стъпките на Джордж Гамоу и си представим място, където скоростта на светлината не е с истинската си стойност от 300 000 километра в секунда, а с много по-скромна — примерно 40 км/ч, при това абсолютно задължителна. (За нарушаване на природните закони няма наказания, тъй като няма престъпление: природата се саморегулира и просто урежда нещата така, че да не е възможно нейните възбрани да бъдат престъпени.) Представете си, че доближавате скоростта на светлината, карайки мотопед. (Относителността изобилства от изречения, започващи с „Представете си…“ Айнщайн наричал това упражнение Gedankenexperiment — мисловен експеримент.) Докато скоростта ви се увеличава, започвате да виждате зад ъглите на минаващите край вас обекти. Гледате право напред, а нещата, които са зад вас, се появяват във визуалното ви поле отпред. При скорост, която е близка до тази на светлината, от ваша гледна точка светът ще изглежда много странно — накрая всичко ще се събере в едно малко кръгло прозорче точно пред вас. Гледана от мястото на някой неподвижен наблюдател, светлината, която се отразява от вас, ще червенее, когато потегляте, и ще синее, когато се връщате. Ако се движите срещу наблюдателя с почти светлинна скорост, ще изглеждате обвит в ефирно цветно лъчение: вашето инфрачервено излъчване, което по принцип е невидимо, ще се трансформира в по-кратки, видими дължини на вълните. Ставате по-плътен в посоката на движение, масата ви се увеличава, а времето, както го чувствате, се забавя — едно спиращо дъха последствие от движението с близка до светлинната скорост, наречено времево разтегляне. Но от мястото на наблюдател, който се движи заедно с вас — да си представим, например, че мотопедът има втора седалка — няма да се наблюдава нито един от тези ефекти.

Тези странни и на пръв поглед стъписващи предвиждания на специалната относителност са верни, както и всяко друго нещо в науката е вярно. Те зависят от вашето относително движение, но са реални, а не са оптическа илюзия. Могат да бъдат демонстрирани с помощта на проста математика — главно алгебра от първата година в училище — и затова са разбираеми за всеки образован човек. Те също така намират потвърждение в много експерименти. Изключително точни часовници, поставени на борда на самолет, изостават малко в сравнение със стационарните. Конструират се ядрени ускорители, които да спомагат за увеличаването на масата с повишаването на скоростта; и ако те не бяха проектирани по този начин, ускорените частици биха се размазали по стените на апарата и нямаше да остане много за експерименталната ядрена физика. Скоростта е разстояние, разделено на време. При положение, че — когато сме близо до скоростта на светлината — не можем просто да добавяме скорост (както сме свикнали във всекидневието), познатите представи за абсолютно пространство и абсолютно време, които са независими от вашето относително движение, би трябвало да поддадат. Затова се свивате. Това е и причината за времевото разтегляне.

Ако пътувате с близка до тази на светлината скорост, вие самият почти няма да стареете, но вашите приятели и роднини у дома ще остаряват с нормални темпове. Каква невероятна разлика ще има между вас и приятелите ви, когато се завърнете от своето пътешествие в относителността — те ще са станали по-възрастни с десетилетия, а вие почти няма да сте се променили! Движението със скорост, близка до тази на светлината, е нещо като еликсир на живота. Тъй като при такава скорост времето се забавя, специалната относителност ни предоставя начин за пътуване до звездите. Дали обаче е възможно — от гледна точка на практическата инженерна наука — да се пътува с близка до светлинната скорост? Дали ще има космически кораб, който да бъде приложим за тази цел?

Тоскана не е казанът, в който кипват единствено някои от мислите на младия Алберт Айнщайн; тя е дом на още един велик гений, който живее 400 години по-рано — Леонардо да Винчи. Той обича да се изкачва по тосканските хълмове и да наблюдава земята от голяма височина, сякаш се рее като птица. Леонардо рисува първите изгледи от въздуха на пейзажи, градове и укрепления. Измежду многото си други интереси и постижения (в областта на живописта, скулптурата, анатомията, геологията, естествената история, военното и гражданското инженерство), той има една голяма страст — да измисли и създаде машина, която може да лети. Рисува скици, конструира модели, строи прототипи в реален размер, но нито един от тях не работи. По това време още не съществува достатъчно мощен и лек двигател. Идеите обаче са гениални и вдъхновяват бъдещите изобретатели. Самият Леонардо е депресиран от своите неуспехи, но едва ли вината е негова. Просто е хванат в капана на XV век.

Нещо подобно се случва през 1939 г., когато група изобретатели, наричащи себе си Британско междупланетно дружество, проектират кораб, който да отнесе хора до Луната, като за тази цел използват технологията на 1939 г. Схемата няма нищо общо с тази на кораба „Аполо“, който изпълнява същата мисия три десетилетия по-късно, но показва, че — от гледна точка на практическата инженерна наука — някой ден мисията до Луната би могла да се окаже възможна.

Днес вече разполагаме с предварителни планове на кораби, които да отнесат хора до звездите. Нито един от тях не се предполага да напусне пряко Земята. Те по-скоро ще бъдат построени в орбита около планетата ни, откъдето ще бъдат изстреляни на дългите си междузвездни пътешествия. Един от тях бе наречен „Проект Орион“ на името на съзвездието — нещо като напомняне, че именно звездите са крайната цел на кораба. Планира се „Орион“ да използва експлозии на водородни бомби, т.е. ядрени оръжия, които да са насочени срещу инерционна плоча. Всеки взрив ще тласка огромната атомна моторница напред в междузвездното пространство. От инженерна гледна точка „Орион“ изглежда напълно практичен. По своята същност той би изхвърлял големи количества радиоактивни отпадъци, но — в рамките на добросъвестните профили на мисията — само в празнотата на междупланетното и междузвездното пространство. Съединените щати усилено разработваха „Проекта Орион“ до подписването на международния договор, забраняващ детонирането на ядрени оръжия в Космоса. Това ми се струва много жалко. Звездният кораб „Орион“ би бил най-добрата употреба на ядрени оръжия, за която се сещам.

Проектът „Дедал“ е скорошна разработка на Британското междупланетно дружество. Той предполага наличието на реактор за ядрен синтез — нещо много по-безопасно, както и по-ефикасно от съществуващите електроцентрали с ядрено разпадане. Все още не разполагаме с реактори за ядрен синтез, но се очаква с увереност те да се появят в близките няколко десетилетия. „Орион“ и „Дедал“ биха могли да пътуват с 10 процента от скоростта на светлината. В такъв случай едно пътуване до Алфа от Кентавър, която е отдалечена на 4,3 светлинни години, би отнело 43 години, т.е. по-малко от един човешки живот. Тези кораби не могат да се движат със скорост, която да е достатъчно близка до тази на светлината, и следователно специалното относително разтегляне на времето не би имало значение. Дори ако гледаме оптимистично на развитието на нашата технология, изглежда малко вероятно „Орион“, „Дедал“ и други подобни апарати да бъдат построени преди средата на XXI в., макар че — стига да искаме — можем да построим „Орион“ още сега.

За пътуване отвъд най-близките звезди трябва да се направи нещо друго. Може би „Орион“ и „Дедал“ биха могли да бъдат използвани като кораби, които да приютяват множество поколения. При това положение онези, които ще пристигнат на планета, принадлежаща към системата на друга звезда, ще бъдат далечни потомци на потеглилите с кораба няколко века по-рано. Тези „неотносителни“ звездни кораби биха били невероятно скъпи, но — в сравнение с корабите, които се движат с почти светлинна скорост — те изглеждат сравнително лесни за проектиране, построяване и използване. И други звездни системи ще станат достъпни за човешкия вид, но за това ще трябва да положим много усилия.

Бързият междузвезден полет, при който скоростта на кораба се приближава до тази на светлината, е цел не за сто години напред, а може би за хиляда или десет хиляди. Но по принцип е възможен. Р. У. Бъсард е предложил нещо като междузвезден реактивен двигател. Той събира във фуния разпръснатата материя, която се рее между звездите (главно водородни атоми), ускорява я в двигател за ядрен синтез и я изхвърля зад кораба. По този начин водородът ще бъде използван както за гориво, така и за постигане на критичната маса в реактора. В междузвездното пространство обаче има само около един атом на всеки десет кубични сантиметра, колкото обема на зърно грозде. За да работи реактивният двигател, ще бъде необходимо отпред да се монтира фуния с диаметър стотици километри. Когато достигне относителни скорости, водородните атоми ще се движат спрямо кораба с почти светлинна скорост. Ако не се вземат адекватни предохранителни мерки, звездолетът и неговите пътници ще бъдат изпържени от тези индуцирани космически лъчи. Едно от предложените решения е да се използва лазер, който да премахва електроните от междузвездните атоми още докато са на известно разстояние и по този начин да ги превръща в електрически заредени частици. После с помощта на изключително мощно магнитно поле заредените атоми ще бъдат отклонявани към фунията — настрана от останалата част на кораба. Мащабите на едно подобно инженерно мислене нямат прецедент на Земята. Говорим за двигатели с размерите на малки светове.

Но нека да поспрем за миг и помислим над един такъв кораб. Със своята гравитация Земята ни привлича с определена сила, която — ако падаме — за нас се превръща в ускорение. Ако се случи да паднем от дърво — а това сигурно се е случвало на много от нашите проточовешки прадеди — падането ни ще бъде все по-бързо и по-бързо, като всяка една секунда ще се ускорява с десет метра в секунда. Това ускорение, характеризиращо силата на гравитацията, която ни задържа на повърхността на Земята, е наречено 1 g (g идва от земна гравитация). Чувстваме се удобно с ускорения от 1 g; израснали сме с 1 g. Ако бихме живели на междузвезден космически кораб, който да може да ускорява с 1 g, щяхме да се окажем в напълно естествени условия. Всъщност равенството между гравитационните сили и силите, които бихме усетили в ускоряващ космически кораб, е един от основните елементи на по-късната обща теория на относителността на Айнщайн. Ако сме прекарали в Космоса една година при постоянно ускорение от 1 g, ще се движим със скорост много близка до тази на светлината [(0,01 км/сек²) х (3 х 10⁷ сек) = 3 х 10⁵ км/сек].

Да предположим, че един такъв космически кораб ускорява с 1 g и към средата на своето пътуване все повече се доближава до скоростта на светлината; след това той се обръща и намалява скоростта си с ускорение 1 g, докато стигне до крайната си цел. През по-голямата част от пътешествието скоростта би била близка до светлинната и ходът на времето би се забавил неимоверно. Една възможна близка цел — слънце, около което е възможно да има планети — е Звездата на Барнард, която е отдалечена на шест светлинни години от нас. Според часовниците на борда на кораба, тя може да бъде достигната за около осем години; центърът на Млечния път — за 21 години; М31, галактиката от Андромеда — за 28 години. Разбира се, за хората, които ще останат на Земята, нещата ще изглеждат другояче. Вместо 21 години до центъра на Галактиката, те биха отмерили изминаването на 30 000 години. Когато се завърнем вкъщи, ще са останали малцина наши приятели, които да ни посрещнат. По принцип едно такова пътешествие, което увеличава десетичните цифри и ги приближава до скоростта на светлината, би ни позволило дори да обиколим познатата вселена за някакви си 56 години корабно време. При това положение ще се завърнем десетки милиарди години напред в нашето бъдеще и ще открием Земята, превърната в пепел, а Слънцето — мъртво. „Относителният“ космически полет ще направи вселената достъпна за напредналите цивилизации, но само за тези индивиди, които тръгнат на пътешествието. Изглежда не съществува начин, по който информацията да пропътува обратния път до останалите на Земята със скорост, по-голяма от тази на светлината.

Проектите за „Орион“, „Дедал“ и реактивният двигател на Бъсард вероятно са по-далеч от междузвездния космически кораб, който ще построим в бъдещето, отколкото са моделите на Леонардо от днешните свръхзвукови самолети. И все пак вярвам, че — ако не се самоунищожим — някой ден ще дръзнем да се отправим към звездите. Когато нашата Слънчева система бъде проучена изцяло, ще ни призоват планетите на други звезди.

Пътуванията в пространството и във времето са свързани. Можем да пътуваме бързо през пространството, но само като пътуваме бързо в бъдещето. Ами миналото? Бихме ли могли да се връщаме в миналото и да го променяме? Дали ще можем да накараме събитията да се развият по различен начин от онова, което твърдят учебниците по история? През цялото време пътуваме бавно в бъдещето със скорост от един ден всеки ден. „Относителният“ космически полет ще ни позволи да пътуваме много бързо в бъдещето. Въпреки това мнозина физици смятат, че пътешествие в миналото е невъзможно. Те твърдят, че дори и да имате устройство, което да ви върне назад във времето, не бихте могли да направите нищо по-различно от вече случилото се. Ако се върнехте в миналото и предотвратяхте срещата на своите родители, то никога нямаше да сте се раждал, което е един вид противоречие, след като съвсем явно съществувате. Както беше в случаите с доказването на ирационалността на √2 и с дискусията за едновременността при специалната относителност, това отново е спор, при който предварителното условие е поставено под съмнение, тъй като изводите са абсурдни.

Други физици обаче твърдят, че е възможно една до друга да съществуват две алтернативни версии на историята и две еднакво валидни реалности — едната, която познавате, и другата, в която никога не сте се раждали. А може би дори самото време има множество потенциални измерения — въпреки факта, че сме обречени да бъдем свидетели само на едно от тях. Да предположим, че можехте да се върнете в миналото и да го промените — например като убедите кралица Изабела да не дава подкрепата си на Христофор Колумб. Тогава — поне така твърдят някои хора — бихте отключили друга верига от исторически събития, за която онези, които сте оставили в нашата времева линия, никога няма да разберат. Ако този вид пътуване във времето беше възможен, то тогава всяка въображаема алтернативна история ще се окаже в някакъв смисъл реална.

В по-голямата си част историята се състои от сложно кълбо от здраво сплетени нишки — обществени, културни и икономически сили — които не е лесно да бъдат разплетени. Непрекъснатият поток от безброй дребни, непредсказуеми и случайни събития често няма големи последствия. Някои от тях обаче — които се случват в точка на сливане или разклонение — могат да променят хода на историята. Възможни са случаи, при които големите промени да са резултат от относително тривиални изменения. Колкото по-далеч назад в миналото е едно такова събитие, толкова по-силно ще бъде неговото влияние, тъй като и рамото на времевия лост се удължава.

Вирусът на детския паралич представлява малък микроорганизъм. Всеки ден се сблъскваме с много такива. За щастие много рядко един от тях инфектира някого от нас и причинява тази страшна болест. Франклин Д. Рузвелт, трийсет и вторият президент на САЩ, също е прекарал детски паралич. И тъй като болестта осакатява, може би именно тя го е подтикнала към повече състрадание към потиснатите или пък е засилила неговия стремеж към успеха. Ако личността на Рузвелт беше различна или ако той не бе имал амбицията да бъде президент на САЩ, голямата депресия от 30-те години на XX век, Втората световна война и разработването на атомните оръжия можеха да се развият по съвсем друг начин. Бъдещето на света можеше да се промени. А вирусът е нещо толкова незначително — диаметърът му е едва една милионна част от сантиметъра. Той е почти едно нищо.

От друга страна, нека предположим, че нашият пътешественик във времето е убедил кралица Изабела, че географията на Колумб е погрешна и че — според изчисленията на Ератостен за обиколката на земното кълбо — Колумб никога не би могъл да достигне Азия. Почти със сигурност след няколко десетилетия щеше се появи друг европеец, който ще отплава на запад към Новия свят. Подобренията в мореплаването, изкушенията на търговията с подправки и съревнованието между конкуриращите се европейски сили правят неизбежно откриването на Америка около 1500 г. Разбира се, днес в Америките нямаше да има държава Колумбия, нито федерален окръг Колумбия, нито град Кълъмбъс в щата Охайо, нито Университет Кълъмбия. И все пак общият ход на историята можеше да се окаже горе-долу същият. За да повлияе съществено на бъдещето, на пътешественика във времето вероятно ще му се наложи да се намеси в няколко внимателно подбрани събития, с цел да промени тъканта на историята.

Да се изследват светове, които никога не са съществували, е чудесна фантазия. Посещавайки ги, бихме могли да разберем какъв е всъщност механизмът на историята; историята би могла да се превърне в експериментална наука. Ако някоя важна историческа фигура — например Платон или Павел, или пък Петър Велики — не би съществувала, колко точно различен би бил нашият свят? Ами ако научната традиция на древните йонийски гърци беше успяла да се съхрани и развие? За това би било необходимо голяма част от обществените сили на онова време да са били различни — включително преобладаващото убеждение, че робството е естествено и правилно. Но какво щеше да стане, ако светлината, изгряла в източното Средиземноморие преди 2500 години, не беше угаснала? Ако науката, експерименталният подход и достойнството на изкуствата и механичните занаяти бяха намерили енергична подкрепа две хилядолетия преди индустриалната революция? Ако този нов начин на мислене беше приет положително в по-широки среди? Понякога си мисля, че тогава можехме да си спестим десет или двайсет столетия. Може би тогава приносът на Леонардо би бил даден преди хиляда години, а на Алберт Айнщайн — преди петстотин. Разбира се, на една такава алтернативна Земя Леонардо и Айнщайн нямаше изобщо да са се раждали. Твърде много неща биха били различни. Във всяка еякулация има стотици милиони сперматозоиди, от които само един може да оплоди яйцеклетката и да създаде член на следващото поколение човешки същества. Кой точно от сперматозоидите ще успее да оплоди яйцеклетката, зависи от най-дребни и незначителни фактори — както вътрешни, така и външни. Дори и нещо мъничко да се беше случило по друг начин преди 2500 години, никой от нас нямаше да е тук днес. На наше място щяха да живеят милиарди други хора.

Струва ми се, че ако йонийският дух беше победил, ние (едно по-различно „ние“, разбира се) щяхме вече да се отправяме към звездите. Първите ни изследователски кораби до Алфа от Кентавър и Звездата на Барнард, до Сириус и Тау от съзвездието Кит щяха отдавна да са се върнали. Огромни флотилии от междузвездни превозни средства щяха да се конструират на орбита около Земята: безпилотни изследователски кораби, лайнери за имигранти, огромни търговски кораби, които да порят космическите морета. На всички тези кораби щеше да има символи и надписи. И ако бихме се вгледали по-внимателно, щяхме да различим, че са написани на гръцки. И може би символът на кърмата на един от първите кораби щеше да е додекаедър с надпис „Космически кораб Теодор от планетата Земя.“

Във времевата линия на нашия свят нещата са се развили малко по-бавно. Още не сме готови за звездите. Но може би след век или два — когато Слънчевата система ще бъде проучена напълно — ще сме подредили и собствената си планета. Ще имаме волята, ресурсите и техническото познание да отидем при звездите. Ще сме изучили от голямо разстояние разнообразието от други планетни системи, някои от които ще са много подобни на нашата, а други — напълно различни. Ще знаем точно кои звезди трябва да посетим. Тогава нашите машини и потомци ще се носят през светлинните години. Това ще са децата на Талес и Аристарх, Леонардо и Айнщайн.

Все още не знаем със сигурност колко планетни системи съществуват, но изглежда има голямо изобилие. В наше близко съседство има не само една, а в определен смисъл цели четири: Юпитер, Сатурн и Уран имат свои сателитни системи, които по относителните си размери и отстоянието на техните луни много приличат на планетите около Слънцето. Една екстраполация от статистиката на двойните звезди, които са с много различна маса, предполага, че почти всички подобни на Слънцето единични звезди би трябвало да имат планета придружител.

Все още не можем да виждаме директно планетите на другите звезди, които са само малки точици светлина, потопени в сиянието на техните местни слънца. Вече сме способни обаче да установяваме гравитационното влияние на някоя невидима планета над наблюдаваната звезда. Представете си една такава звезда с широко „свойствено движение“, която в продължение на десетилетия се движи на фона на по-далечните съзвездия; представете си, че тя има голяма планета — например с масата на Юпитер — чиято орбитална равнина за късмет стои под прав ъгъл спрямо нашата гледна точка. Когато — от наша гледна точка — тъмната планета е вдясно от звездата, последната би била придърпвана леко надясно; притеглянето ще е обратно в случаите, когато планетата е отляво. Вследствие от това орбитата на звездата ще бъде променена (или отклонена) от права линия във вълниста. Най-близката звезда, при която може да се приложи този метод за установяване на гравитационно отклонение, е Звездата на Барнард — най-близката единична звезда. Сложните взаимодействия на трите звезди от системата на Алфа от Кентавър правят търсенето на техен придружител с ниска маса много трудно. Дори за Звездата на Барнард изследването трябва да бъде проведено изключително старателно. То би представлявало търсене на микроскопични измествания в нейното местоположение, уловени на фотографски плаки, които да са експонирани в телескопа в продължение на десетилетия. Вече са проведени две такива търсения на планети около Звездата на Барнард, които по определени критерии могат да се разглеждат като успешни, понеже подсказват присъствието на две или повече планети с масата на Юпитер, обикалящи около своята звезда по орбити (изчислени по третия закон на Кеплер), които са по-близки, отколкото са тези на Юпитер и Сатурн до Слънцето. За съжаление двете наблюдения изглеждат несъвместими. Може и да е открита планетна система около Звездата на Барнард, но за по-недвусмислено доказване на нейното наличие са необходими още изследвания.

В момента се разработват нови способи за установяване на присъствието на планети около звездите, включително един метод, при който пречещият блясък на звездата е изкуствено затъмняван с помощта на диск, поставен пред телескопа; за същата цел може да се използва и тъмният ръб на Луната. Тогава отразената светлина от планетата става видима, защото вече не е скривана от сиянието на близката звезда. В близките няколко десетилетия би трябвало да получим ясен отговор на въпроса кои от стотиците близки звезди имат големи придружаващи планети.

Провежданите през последните години инфрачервени наблюдения разкриха известен брой вероятни предпланетни дискообразни облаци газ и прах около някои от близките звезди. В същото време някои провокативни теоретични изследвания показаха, че планетните системи може би са често срещани в галактиките. Чрез компютърни опити бе изучена еволюцията на плосък кондензиращ се диск от газ и прах; смята се, че звездите и планетите се образуват именно от такива дискове. Малки бучки материя — първите кондензации в диска — се инжектират през произволни периоди от време в облака. Докато бучките се движат, по тях полепват частици прах. Когато размерът им се увеличи, тяхната гравитация привлича в облака и газ, най-вече водород. Когато две движещи се бучки се сблъскат, компютърната програма ги кара да се слепят. Процесът продължава, докато всичкият газ и прах не бъде употребен по този начин. Резултатите зависят от началните условия — главно от разпределението на газа и плътността на праха на разстояние от центъра на облака. При определен набор от правдоподобни начални условия се генерират планетни системи, които много приличат на нашата — с около десет планети, от които тези от земен тип са близо до звездата, а подобните на Юпитер са по периферията. При други обстоятелства не се получават планети, а само облак астероиди; или планети от юпитеров тип близо до звездата. Също така е възможно една планета от такъв тип да събере толкова много газ и прах, че самата тя да се превърне в звезда (какъвто е и произходът на двойните звездни системи). Все още е рано да бъдем сигурни, но изглежда, че в Галактиката може да се открие едно чудесно разнообразие от планетни системи и при това доста начесто — тъй като смятаме, че всички звезди би трябвало да се раждат от такива облаци газ и прах. Възможно е в Галактиката да съществуват сто милиарда планетни системи, които чакат да бъдат изследвани.

Нито един от тези светове няма да бъде същият като Земята. Няколко ще бъдат гостоприемни; повечето ще изглеждат враждебни. Много ще бъдат болезнено красиви. В някои светове ще има множество слънца на дневното небе, множество луни на небесния свод през нощта или огромни пръстени от частици, простиращи се от хоризонт до хоризонт. Някои луни ще бъдат толкова близо, че тяхната планета ще е надвиснала високо в небето, закривайки половината от него. Други светове ще са с изглед към обширна газова мъглявина — останките на обикновена звезда, която някога е съществувала, но вече я няма. Във всички тези небеса, богати на далечни и екзотични съзвездия, ще присъства слаба жълта звезда, която може би едва ще се различава с просто око или дори само с телескоп. Тя ще бъде родната звезда на флотилията от междузвездни кораби, които изучават този мъничък отрязък от голямата галактика Млечен път.

Както се убедихме, темите за пространството и времето са свързани. Подобно на хората, световете и звездите също се раждат, живеят и умират. Животът на едно човешко същество се измерва в десетилетия; животът на Слънцето е сто милиона пъти по-дълъг. Сравнени с някоя звезда, ние сме като мушици еднодневки — нетрайни ефимерни създания, които изживяват своето съществуване в рамките на един-единствен ден. През погледа на една еднодневка хората изглеждат флегматични, скучни и едва ли не напълно неподвижни; те почти не дават признак, че вършат каквото и да било. През погледа на една звезда човекът е дребна искра, един от милиардите кратки животи, които проблясват неуловимо на повърхността на странно студена, необяснимо солидна и екзотично далечна сфера от силикат и желязо.

На всички тези светове в космическото пространство се случват някакви събития и явления, които ще определят тяхното бъдеще. А на нашата малка планета настоящият исторически момент е повратна точка в историята — не по-малко важна от сблъсъка на йонийските учени с мистиците преди 2500 години. Това, което направим с нашия свят, ще се предава от поколение на поколение през вековете и силно ще повлияе върху участта на нашите потомци сред звездите, стига да имат такава.