Станислав Лем
Съзидателно-унищожителният принцип. Светът като катастрофа (3)

II

Около три четвърти от галактиките имат форма на спирален диск с ядро, както е в нашия Млечен път. Галактичното образувание, от което излизат две рамена от газови и прахови облаци и звезди (които постоянно възникват и загиват), се върти, при което ядрото ротира с по-голяма ъглова скорост от рамената, а те при изоставането си се свиват и точно затова цялото образувание придобива форма на спирала.

Рамената обаче не се движат със същата скорост, с която се движат звездите.

Галактиката дължи своята стабилна спирална форма на вълните на сгъстяване, в които звездите играят същата роля, каквато молекулите в обикновения газ.

Тъй като имат различни скорости на въртене, значително отдалечените от ядрото звезди изостават от рамото, докато в близост до ядрото те догонват спиралното рамо и се промушват през него. Скорост, съвпадаща с тази на рамената, имат само звездите на половината разстояние от ядрото. Това е така наречената синхронна (коротационна) област. Газовият облак, от който е предстояло да възникне Слънцето с планетите, преди около пет милиарда години се е намирал до външния ръб на спиралното рамо. Той догонвал това рамо с неголяма скорост — от порядъка на един километър в секунда. Когато нахлул дълбоко във вълните на сгъстяване, облакът бил замърсен с радиоактивните продукти на Свръхновата звезда, избухнала наблизо (изотопи на йода и плутония). Изотопите се разпадали, докато от тях се получил друг елемент — ксенон. В същото време облакът бил подложен на компресия от вълните на сгъстяване, през крито плувал, сгъстил се постепенно и така в края на краищата от него възникнала една млада звезда Слънцето. Към края на този период, преди някакви си четири и половина милиарда години, наблизо избухнала друга Свръхнова, която замърсила мъглявината около Слънцето (целият протосоларен газ още не се бил събрал в Слънцето) с радиоактивен алуминий. Това ускорило, а може би и предизвикало възникването на планетите. Както показват симулационните изчисления, за да може дискът от газове, ротиращ около младата звезда, да се накъса и да започне да се обособява в планети, е необходима „интервенция отвън“, нещо като мощен „тласък“. Ударът на Свръхновата, избухнала тогава недалече от Слънцето, е изиграл такава роля.

Откъде ни е известно всичко това? От състава на радиоактивните изотопи, съдържащи се в метеоритите на Слънчевата система; като се знае периодът на полуразпад на споменатите изотопи (йод, плутоний, алуминий), може да се изчисли кога протосоларният облак е бил замърсен с тях. Това е станало най-малко два пъти. Различният период на полуразпад на тези изотопи ни позволява да приемем, че първото замърсяване от избухването на Свръхнова е настъпило веднага след навлизането на протосоларния облак във вътрешния ръб на галактичното рамо, а второто замърсяване (с радиоактивен алуминий) е станало около триста милиона години по-късно.

Така че Слънцето е прекарало най-ранния период от своето развитие в област със силна радиация и резки въздействия, предизвикващи планетогенезис, а след това заедно с вече застиващите и втвърдяващи се планети, то е напуснало опасната зона. Излязло е в пространството с висок вакуум, изолирано от звездните катастрофи, благодарение на което животът е можел да се развие на Земята без убийствени пречки.

Ако Слънцето се намираше в далечната периферия на Галактиката и влачейки се бавно, не пресичаше рамената й, вероятно не би създало планети. Нали планетогенезисът изисква груби „акушерски манипулации“, конкретно — мощните ударни вълни на избухваща Свръхнова (както и поне една такава „близка среща“).

Ако Слънцето, родило от въпросните удари планетите, кръжеше: близо до галактичното ядро, следователно значително по-бързо от спиралните рамена, то би трябвало да ги пресича често. Тогава многобройните лъчеви и радиоактивни удари биха направили невъзможно възникването на живот на Земята или биха го унищожили в ранната фаза от развитието му.

Ако Слънцето се движеше в самата синхронна област на Галактиката и поради това не напускаше рамената й, животът също не би могъл да се задържи на нашата планета, рано или късно би го убило близкото избухване на някоя Свръхнова. Свръхновите избухват най-често вътре в галактичните рамене. Звездите също са разположени по-нагъсто във вътрешността на рамената, отколкото между тях.

Тъй че благоприятни условия за планетогенезис съществуват вътре в спиралните рамена, докато благоприятните за възникването и развитието на живота условия господствуват във вакуума между рамената.

На тези условия не отговарят нито звездите, обикалящи близо до ядрото на Галактиката, нито звездите от нейната периферия, нито пък, накрая, звездите, чиито орбити съвпадат със синхронната област — а само тези, които се намират близо до нея.

Освен това трябва да си дадем сметка, че прекалено близкото избухване на Свръхновата, вместо „да бутне“ протосоларния облак, ускорявайки неговата планетна кондензация, би могло да го раздуха като вихрушка от пухчета на глухарче.

Прекалено отдалеченото избухване би могло да се окаже недостатъчен импулс за планетогенезиса.

Следователно поредните избухвания на свръхновите в съседство със Слънцето би трябвало да бъдат съответно „синхронизирани“ с поредните етапи от неговото развитие като звезда, като слънчева система и най-сетне — като система, в която възниква живот.

По онуй време протосоларният облак е бил „играч“, който е пристъпил към рулетката с необходимия изходен капитал, после, играейки, е увеличавал този капитал с печалбите и е напуснал казиното навреме, без да се излага на опасността да загуби всичко, с което го е обогатила серията благоприятни случайности. Изглежда, че трябва да търсим биогенните — и съответно способни да родят цивилизация — планети преди всичко в близост до синхронната област на Галактиката.

Ако приемем описаната реконструкция на историята на нашата система, налага се да подложим на драстични корекции досегашните оценки на психозоичната гъстота на Космоса.

Със сигурност знаем, че нито една от звездите близо до Слънцето — с радиус около 50 светлинни години — не е жилище на цивилизация, разполагаща със сигнализационна техника, най-малкото — равна на нашата техника.

Радиусът на синхронния кръг е около 10,5 парсека, следователно — около 34 000 светлинни години. Цялата наша Галактика наброява повече от 150 милиарда звезди. Приемайки, че повече от една трета от звездите се намират в ядрото и в широката основа на спиралните рамена, получаваме за самите рамена сто милиарда звезди. Не е известно колко дебел е торът (фигура с форма на автомобилна гума), който трябва да очертаем около синхронната област, за да обхванем цялата зона, благоприятствуваща за възникването на животородни планети. Затова нека приемем, че в зоната на „биогенния тор“ се намира една стохилядна част от всички звезди на галактичната спирала — значи един милион. Цялата окръжност на синхронния кръг обхваща около 215 000 светлинни години. Ако всяка от намиращите се там звезди е светела на поне една цивилизация, то средното разстояние между две населени планети би било пет светлинни години. Обаче така не би могло да стане, защото звездите до синхронната област не са разположени равномерно в пространството, при това звезди с раждащи се планети би трябвало да очакваме по-скоро във вътрешността на спиралните рамена, а звездите, имащи в планетното си семейство поне една планета, на която еволюцията на живота се развива без пагубни въздействия, би трябвало да търсим по-скоро във вакуума между рамената, тъй като там господствува продължителна изолация от звездните катастрофи. Същевременно най-много звезди има вътре в рамената, понеже там те са най-нагъсто струпани.

Значи би следвало да търсим сигнали от „Извънземния Разум“ по протежение на коротационната дъга в галактичната плоскост пред и зад Слънцето или между звездните облаци на Персей и Стрелец, защото там биха могли да се намират звезди, които, подобно на нашето Слънце, вече са изминали галактичния преход, а сега — заедно с нашата система — се движат във вакуумното междураменно пространство.

По-нататъшните размисли обаче показват, че тези прости статистически разсъждения, които се опитахме да направим, не струват пукната пара.

Да се върнем още веднъж към реконструирането на историята на Слънцето и неговите планети. Там, където коротационната област разсича спиралните рамена, те имат дебелина около 300 парсека. Протосоларният газов облак, носещ се по орбита, наклонена под ъгъл 7–8 градуса към плоскостта на Галактиката, е навлязъл в нейното рамо за първи път преди около 4–9 милиарда години. В продължение на триста милиона години облакът е бил подложен на бурните условия на преминаването през рамото, а откакто го е напуснал, се носи в спокойния вакуум. Това „носене“ трае много по-дълго от преминаването през рамото, понеже коротационната област, през която преминава Слънцето, пресича спиралните рамена под остър ъгъл, поради което дъгата на слънчевата орбита между рамената е по-дълга от дъгата вътре в рамото. Чертежът (по. Л. С. Морочкин, „Природа“, №6, Москва, 1982) показва схемата на нашата Галактика, радиуса на коротационната област и орбитата, по която Слънчевата система обикаля около галактичното ядро. Противоречиви са мнения за скоростта, с която Слънцето заедно с планетите се движи спрямо спиралните рамена. На представената схема нашата система вече е минала през двете рамена. Ако е било така, то първото преминаване е било извършено от газово-прахов облак, който е започнал силно да се кондензира едва при пресичането на второто галактично рамо. Алтернативата дали имаме „зад гърба си“ едно или две преминавания не е съществена при интересуващия ни проблем, защото тя се отнася до възрастта на облака, до началото на неговото формиране; а не до накъсването му и навлизането му в стадия на астрогенезиса. И днес възникват звезди по същия начин. Изолираният облак не може да се свие гравитационно в звезда, понеже, запазвайки (в съгласие със законите на динамиката) въртящ момент, би ротирал толкова по-бързо, колкото по-малък е радиусът му. Накрая би възникнала звезда, въртяща се при екватора със скорост, по-голяма от скоростта на светлината — което е невъзможно. Центробежните сили биха я разкъсали много по-рано. Затова звездите възникват от отделните фрагменти на облака при протичането ту на бавни, ту на все по-бурни процеси, в купове. Като се разпръскват при сгъстяването, фрагментите на облака отнемат от младите звезди част от техния въртящ момент. Ако говорим за „продуктивност на астрогенезиса“ като отношение между масата на първоначалния облак и общата маса на възникналите от него звезди, тази продуктивност ще се окаже малка. Тъй че Галактиката е „производител“, който се отнася прахоснически към изходния капитал на материята. Обаче разпръснатите фрагменти от звездородните облаци след време пак започват да се свиват гравитационно и процесът се повтаря.

Не всеки фрагмент от облака, започнал да се сгъстява, се държи по един и същ начин. Когато започва звездородният колапс, центърът на облака е по-концентриран от неговата периферия. Затова и масата на звездородните фрагменти е различна: 2–4 слънчеви маси в центъра и 10–20 слънчеви маси в периферията. От вътрешните сгъстени фрагменти могат да възникват малки звезди — дълговечни и светещи с почти неизменен блясък в продължение на милиарди години. Слънцето е една от тях. Затова пък от големите периферни звезди могат да възникват Свръхнови, разкъсвани от мощни експлозии след астрономически кратък живот.

Как е започнал да се сгъстява облакът, от който сме възникнали? Не знаем. Можем само да възстановим съдбата на локалния фрагмент, в който се е стигнало до възникването на Слънцето и планетите. Когато този процес е започнал, избухващите наблизо свръхнови са замърсили предслънчевия облак със своите радиоактивни остатъци. Имало е поне две такива замърсявания. Протосоларният облак веднъж е бил замърсен с изотопи на йода и плутония — вероятно близо до вътрешния ръб на спиралното рамо, — а втори път, в дълбините на спиралата, друга Свръхнова го е бомбардирала с радиоактивния изотоп на алуминия (300 милиона години по-късно).

По времето, през което тези изотопи се превръщат при разпадането си в други елементи, може да се прецени кога са станали двете поредни замърсявания. Краткоживеещите изотопи на йода и плутония се превърнали в стабилния изотоп на ксенона, а радиоактивният изотоп на алуминия — в магнезий. В метеоритите на нашата система са открити ксенон и магнезий. Като се съпоставят тези данни с възрастта на земната кора (по времето на разпадане на съдържащите се в нея дългоживеещи изотопи на урана и тория), можем да реконструираме приблизителни, макар и не абсолютно точни, „сценарии“ на слънчевата космогония. Чертежът отговаря на сценария, в който газовият облак е преминал през спиралата преди десет и половина милиарда години. Тогава неговата гъстота е била под критичната, затова не се е стигнало до накъсване и до възникване на сгъстени фрагменти. Това е станало едва след навлизането в следващото рамо на Галактиката — преди 4–6 милиарда години. По краищата на сгъстените фрагменти са господствували условия, благоприятни за възникването на Свръхнови, а във вътрешността — на по-малки звезди от типа на Слънцето. Подложено на свиване и избухването на Свръхновите, протосоларното сгъстено вещество се е превърнало, в младо Слънце с планети, комети и метеорити. В този космогоничен сценарий има много опростявания. Накъсването на газовите облаци става случайно; през огромните пространства на рамената се носят ударните фронтове, предизвикани от различни катаклизми; избухванията на Свръхновите могат да съдействуват за създаването на такива фронтове.

Галактиките продължават да раждат звезди, защото Космосът, в който живеем, не е от най-младите, но и още не е остарял. Достигащите в най-отдалеченото минало изчисления показват, че най-накрая целият звездороден материал ще се изчерпи, звездите ще угаснат, а цели галактики „ще се изпарят“ — лъчисто и корпускуларно.

От тази термодинамична смърт ни делят някакви си 10¹⁰⁰ години. Доста преди това (може би горе-долу след 10¹⁵ години) всички звезди ще изгубят своите планети вследствие на близкото, преминаване на други звезди. Мъртви или населени, всички планети, изместени от своите орбити от силни пертурбации, ще потънат в безпределния мрак и температура, близка до абсолютната нула. Макар да изглежда парадоксално, по-лесно е да предвидим какво ще стане с Вселената след 10¹⁵ или след 10¹⁰⁰ години или да предположим какво е ставало през първите минути от нейното съществуване, отколкото точно да реконструираме всички етапи на слънчевата и земната история. Още по-трудно е да предвидим какво ще стане с нашата система, когато напусне спокойния вакуум, простиращ се между звездните облаци на двете галактични рамена — на Персей и Стрелец. Ако приемам, че разликата в скоростите на Слънцето и спиралата е 1 километър в секунда, следващият път ще се озовем в дълбините на спиралата след около 500 000 000 години. В раздела, посветен на космогонията, астрофизиката постъпва по същия начин, по който се води разследването в процес по улики. Всичко, което може да се събере, е известно количество „следи и веществени доказателства“, от които, като от разпиляна мозайка (и то мозайка с много загубени елементи), трябва да се, изгради логична цялост. Още по-лошо — оказва се, че от запазените елементи могат да се подредят редица различни образци, а в интересуващия ни случай не всички данни могат да бъдат определени числено (например разликата в ъгловата скорост на Слънцето по отношение на галактичната спирала). Освен това самите рамена на спиралата не са така плътни и не преминават в разделящия ги вакуум така ясно и равномерно, както е показано на нашата схема. И накрая, всички мъглявини си приличат само дотолкова, доколкото си приличат хората с различен ръст, тегло, възраст, раса, пол и тъй нататък. Все пак с изложения космогоничен труд Млечният път се приближава все повече до действителното положение на нещата; звездите се раждат главно във вътрешността на спиралните рамена; Свръхновите избухват най-често във вътрешността на тези рамена; Слънцето със сигурност се намира в близост до коротационната област, следователно — не „в забутано място“ на Галактиката, защото — както вече бе казано — в коротационната област съществуват условия, различни от тези, които господствуват както близо до ядрото, така и по периферията на спиралния диск. Благодарение на компютърното симулиране специалистите по космогония могат за кратко време да създават множество пробни варианти на астрогенезиса и планетогенезиса, което до неотдавна изискваше неизмеримо трудни и поглъщащи много време изчисления. В същото време астрофизиката доставя все по-нови, все по-точни данни за такова симулиране. Процесът по улики продължава, веществените доказателства и математическите хрумвания, сочещи извършителите на станалото, вече имат вид на солидно обоснована хипотеза, а не на неоснователни предположения. Обвинителният акт против Спиралните Мъглявини за това, че са едновременно Родителки и Детеубийци, е внесен в трибунала на астрономията; процесът продължава, но окончателната присъда още не е произнесена.