Какой инопланетные астрономы увидели бы Землю
Когда вы смотрите на какой-либо объект Вселенной, вы не видите его таким, какой он есть в момент наблюдения. Скорость света, несмотря на то, что это самая высокая скорость, с которой любой сигнал может распространяться по Вселенной, все же конечна. Неважно, насколько близко или далеко находится объект — вы видите его только таким, каким он был определённое количество времени назад: в тот момент, когда наблюдаемый вам объект излучал (или отражал) свет. Тот факт, что свет должен преодолеть пространство от изучаемого объекта до наблюдателя, порождает пробел в знаниях об этом объекте, заполнить который можно только путём умозаключений.
Каждый наблюдатель во Вселенной, если только он не провёл большое количество времени, путешествуя со скоростью, близкой к скорости света (или не находился в чрезвычайно сильном гравитационном поле — например, за горизонтом событий чёрной дыры), будет воспринимать «прямо сейчас» как один и тот же момент времени относительно Большого взрыва: с этого события прошло 13,8 миллиарда лет. Для близко расположенных объектов скорость света достаточно велика, чтобы разницей во времени между источником и наблюдателем в большинстве случаев можно было пренебречь. Но чем дальше мы смотрим, тем дальше назад во времени, и тем ближе к моменту Большого взрыва, мы заглядываем.
Это означает, что когда далёкий наблюдатель смотрит на Землю, он видит нас такими, какими мы были в прошлом. Вот какие выводы мог бы сделать тот, кто смотрит на нашу планету:
1) С «Вояджера-1», самого далёкого сейчас от нас космического аппарата, созданного человеком
В настоящее время «Вояджер-1» находится на расстоянии 157,8 астрономических единиц (расстояний от Земли до Солнца) от нас — порядка 23,5 млрд километров в более привычных терминах. Запущенный в 1977 году, он за 45 лет добрался до своего нынешнего местоположения, которое находится уже за границей нашей Солнечной системы. Это один из пяти космических аппаратов, в настоящее время удаляющихся от нашей Солнечной системы, и он останется самым удалённым из них на все времена — если, конечно, мы не запустим новый аппарат, который сможет обогнать его.
И все же, находясь так далеко — дальше, чем любая планета, луна, астероид или объект пояса Койпера в нашей Солнечной системе — он видит планету Земля с задержкой менее суток. Он видит нас такими, какими мы были всего 21 час и 46 минут назад. Наблюдатель на Луне видит нас такими, какими мы были ~1,25 секунды назад; наблюдатель на Юпитере, который сейчас находится на самом близком расстоянии за последние 59 лет, видит нас такими, какими мы были ~33 минуты назад; наблюдатель на Плутоне, который сейчас находится на расстоянии 5,1 млрд км, видит нас такими, какими мы были ~4 часа и 44 минуты назад.
Из любого места в нашей Солнечной системе или даже поблизости от неё, глубина заглядывания в прошлое будет очень небольшой — особенно если рассуждать в космических масштабах. Можно взглянуть на это с другой стороны: даже один световой год — это очень, очень большое расстояние по сравнению с масштабами нашей Солнечной системы; расстояние, которое «Вояджер-1» не преодолеет и в течение десятков тысяч лет.
2) С Сириуса, самой яркой звезды в ночном небе Земли
Звезды нашей галактики — самые близкие объекты, известные за пределами нашей Солнечной системы, причём всякая звезда, видимая невооружённым человеческим глазом, находится в границах галактики Млечный Путь. Самая яркая из них, Сириус, находится на расстоянии 8,6 световых лет от нас, что означает, что для условного сирианца Земля выглядит так, какой она была в начале февраля 2014 года.
Барак Обама — президент Соединённых Штатов. Шотландия собирается проголосовать за то, останется ли она в составе Соединённого Королевства. Президент Украины Виктор Янукович только что сложил с себя полномочия и бежал из страны. ИГИЛ представляет собой растущую угрозу в Ираке и Сирии. В Либерии, Гвинее и Сьерра-Леоне появились первые случаи заболевания лихорадкой Эбола.
И, хотя это не навсегда, но уровень углекислого газа в атмосфере зимой все ещё опускается ниже 400 частей на миллион. Достаточно развитые сирианцы могли бы слушать то, что выдаёт наша культура, определять климат и погоду, декодировать наши передачи и определять уровень нашего технологического развития. Двусторонняя связь, если они решат ответить на наше присутствие, может быть установлена всего за 17 лет.
3) Из TOI 700, первой звёздной системы, в обитаемой зоне которой обнаружена экзопланета размером с Землю
Так случилось, что в системе TOI 700, расположенной на расстоянии 101,6 световых лет от Земли, находятся по меньшей мере 3 (а может быть, и 4) экзопланеты. Самая внутренняя планета — каменистая; вторая планета, вероятно, представляет собой меньшую и более тёплую версию Нептуна, а третья экзопланета, TOI 700d, примерно на 70% массивнее и на 19% больше по радиусу, чем Земля. (Если существует TOI 700e, то она также каменистая и находится внутри орбиты TOI 700d — и тогда уже она будет 4-й экзопланетой, считая от родительской звезды).
При взгляде с этого мира Земля выглядит такой, какой она была сразу после окончания 1920 года. Самые первые радиопередачи с нашей планеты только что дошли до системы TOI 700 — начиная со станции 8MK, расположенной в Детройте, штат Мичиган. Уровень CO2 в атмосфере Земли едва перешагнул отметку в 300 частей на миллион и находится на уровне 303. В принципе, с этой экзопланеты можно было бы зафиксировать начало трансформации нашей атмосферы в результате промышленной деятельности человека. 85% поверхности Земли все ещё представляет собой дикую местность; только 15% было изменено, и в основном для производства продуктов питания. Земля определённо обитаема, и появляются первые признаки того, что на ней живёт технологически развитый вид. Обмен сообщениями в обе стороны займёт более 2 столетий; ни один человек никогда не доживёт до ответа на отправленное им сообщение.
4) Из Большого Магелланова Облака, ближайшей к нам галактики за пределами Млечного Пути
Выходя за пределы нашей собственной галактики, мы переходим к гораздо большим расстояниям и гораздо более отдалённому времени наблюдения. В Большом Магеллановом облаке насчитывается около 10 миллиардов звёзд, его диаметр составляет около 32 000 световых лет, и находится оно на расстоянии 160 000 световых лет от нас. Для обитателей этой галактики Млечный Путь выглядел бы огромным и впечатляющим, занимая на небе от 30 до 60 градусов — в зависимости от того, насколько хороши ваши глаза.
Наблюдатель, смотрящий на Землю, увидел бы нашу планету такой, какой она была 160 000 лет назад. Homo sapiens уже появился, но пока не был единственным представителем своего рода на планете, поскольку к нашим прямым предкам присоединились неандертальцы, денисовцы и, возможно, последние выжившие представители Homo erectus. Наша планета уже могла похвастаться признаками наличия жизни, сложной и разнообразной, но при этом находилась в дотехнологическом состоянии. Земля почти 80 000 лет находилась в ледниковом периоде: предпоследнем ледниковом периоде перед возникновением человеческой цивилизации. С точки зрения обитателей Большого Магелланового Облака вряд ли можно было бы догадаться о наличии интеллекта на Земле.
5) Из галактики Андромеды, самой большой галактики в Местной группе
Вот теперь мы реально погружаемся в далёкое прошлое — с точки зрения стороннего наблюдателя. Андромеда находится примерно в 2,5 миллионах световых лет от нас: это единственная галактика в Местной группе, более массивная и с большим количеством звёзд, чем наш собственный Млечный Путь. Тот, кто сейчас живут в Андромеде, увидели бы нашу планету такой, какой она была 2,5 миллиона лет назад: задолго до появления современных людей.
Фактически, андромедянин смог бы увидеть самый рассвет эпохи палеолита, когда предки человека впервые начали использовать орудия каменного века. Помимо пожаров, вызванных жарой, ударами молний и извержениями вулканов, ночью появлялись костры, которые разжигали наши предки-гоминиды: первые представители рода Homo, ещё до появления Homo habilis. Более миллиона лет наши предки жили бок о бок с представителями рода австралопитеков исключительно на африканском континенте: и только там жгли ночные костры. В это время на Земле происходили гигантские, длительные извержения, в том числе на горе Кения, Малом Барьерном острове, острове Норфолк и лавовом поле Боринг, выбрасывавшие в атмосферу сотни и даже тысячи кубических километров материала.
6) Из Messier 87, самой массивной галактики в центре ближайшего скопления галактик — скопления Девы
Отодвигаемся ещё дальше. Примерно в 55–60 миллионах световых лет от нас находится центр скопления галактик Девы. Это самое близкое к нам огромное скопление галактик во Вселенной — его масса примерно в 1000 раз превышает массу Млечного Пути. Самая первая чёрная дыра, прямое изображение которой нам удалось получить (точнее, изображение её аккреционного диска), находится в центре гигантской эллиптической галактики Messier 87, расположенной в самом центре этого скопления галактик. Её свет, который мы наблюдаем, был испущен порядка 55–60 миллионов лет назад, и, следовательно, наблюдатель, находящийся там, увидел бы Землю такой, какой она была столько же лет назад.
Планета находилась в процессе восстановления после фантастического по масштабам массового вымирания, вызванного падением астероида, образовавшего кратер Чикшулуб. Это событие привело к меловому-палеогеновому вымиранию. Вымерли почти все крупнейшие виды растений и животных на Земле, включая всех неафриканских динозавров и всех летающих рептилий. Млекопитающие, которые до этого были маленькими существами, начали быстро расти, и в это время впервые появился эогиппус, предок лошади. На земле доминировали мелкие плотоядные, такие как анкалагон и лазающий по деревьям хриакус: ранние примеры копытных млекопитающих. Сумчатые и плацентарные млекопитающие развивались параллельно друг другу, когда разделившаяся Пангея начала разделять великий древний океан на два отдельных водоёма, которые в итоге окажутся разделены Америками.
Земля явно являла собою живой, обитаемый мир, хотя и сильно отличающийся как по составу суши, так и по составу атмосферы от того, который мы знаем. У Сатурна, приметного тела нашей Солнечной системы, были более крупные и массивные кольца, чем те, что мы видим сегодня.
7) От 3C 273, первого когда-либо найденного квазара, а также самого яркого квазара в нашем ночном небе
Теперь мы переходим к реально гигантским космическим расстояниям. Первый когда-либо обнаруженный квазар — источник «QUAsi-StellAr-Radio» — ныне идентифицирован нами как активная сверхмассивная чёрная дыра, расположенная в центре далёкой галактики. Хотя она находится на расстоянии более 2 миллиардов световых лет от нас, свет, который мы видим от неё, находился в пути «всего» 1,99 миллиарда лет, поскольку расширение Вселенной растянуло пространство между нами и этой далёкой галактикой, пока свет совершал своё путешествие.
Тот, кто наблюдает за Млечным Путём с такого большого расстояния, если бы ему удалось каким-то образом разглядеть нашу планету, увидел бы Землю такой, какой она была почти 2 миллиарда лет назад. После восстановления от великого гуронского оледенения, которое длилось 300 миллионов лет, и закончилось 2,2 миллиарда лет назад, уровень кислорода на Земле впервые начал подниматься до нескольких процентов. На Земле начинают появляться эукариоты, клетки которых теперь содержат замкнутые, разделённые органеллы, выполняющие различные функции. Фотосинтезирующие организмы, такие как цианобактерии и сине-зеленые водоросли, сохраняются, а уровень углекислого газа снижается до нескольких процентов. Ранняя атмосфера Земли, богатая метаном и аммиаком, уже полностью преобразилась.
Планета Земля определённо живая, как показал бы анализ атмосферы, но признаки сложной, дифференцированной или разумной жизни отсутствуют. Земля — это просто ещё один мир с успешными, но в конечном итоге простыми формами жизни. Сатурн, тем временем, был бы неотличим от других планет-гигантов: это его состояние сохранялось бы в течение следующих ~1,8 млрд лет.
8) Из галактики 3C 295, с 1960 по 1964 годы удерживавшей рекорд как «самый удалённый из известных объектов»
В 1960 году была открыта галактика 3C 295. Удаляясь от нас со скоростью около 35% скорости света, она находится на расстоянии около 5,6 миллиарда световых лет, а свет, который улавливается нами сейчас, был испущен ею 4,5 миллиарда лет назад.
За последние 60 миллионов лет в молодом звёздном скоплении, расположенном на расстоянии около 27 000 световых лет от галактического центра галактики Млечный Путь, возникла новая звёздная система. Вокруг молодой холодной звезды вращаются четыре каменистые планеты, одна из которых только что сформировала большую луну в результате гигантского столкновения. За ней идёт пояс астероидов, четыре газовых гиганта, пояс Койпера и облако Оорта. Плутон — лишь второй по величине член пояса Койпера, его затмевает Тритон, мир, который в будущем захватит Нептун.
Планета Земля на таком раннем этапе, вероятно, имеет атмосферу из летучих соединений. В ней преобладают водород, гелий, водяной пар, аммиак и метан. То же, весьма вероятно, было с атмосферами Марса и Венеры. Возможно, жизнь уже зарождается на любом из этих молодых миров или на всех, но внешнему наблюдателю не будут видны никакие признаки этих процессов. Пока биологическая активность не начнёт заметным образом изменять атмосферу, поверхность или воду этого мира, он будет выглядеть как любая другая каменистая планета во Вселенной: непримечательной и необитаемой. Тот, кто наблюдает за Землёй с такого расстояния, не сможет предсказать, что на этом богатом водой мире когда-нибудь возникнет разумная жизнь.
На этом всё. Любой, кто смотрит на Млечный Путь с большего расстояния, принципиально не сможет увидеть планету Земля, потому что наша планета, родительская звезда и вся Солнечная система ещё не сформировались. Учитывая, что до края наблюдаемой Вселенной 46 миллиардов световых лет, это означает, что только 0,18% звёзд и галактик, существующих сегодня в пределах нашей наблюдаемой Вселенной, могли бы увидеть Млечный Путь в то время, когда планета Земля была создана. Из примерно 20 триллионов галактик в пределах наблюдаемой Вселенной, 19 962 триллиона из них не могут знать о существовании нашего родного мира.
Люди, единственная известная нам разумная и развитая цивилизация, существуют всего несколько сотен тысяч лет. Только несколько тысяч ближайших звёздных систем могли бы знать, что мы стали технологически развитыми; только те, кто находится в пределах нашей родной галактики и немного за её пределами, в принципе могли бы знать о нашем существовании. И все же, несмотря на краткость нашего коллективного существования, мы смогли изучить, исследовать и наблюдать огромные участки Вселенной, начиная с самых ранних моментов горячего Большого взрыва. Для одинокого вида, живущего на бледно-голубой точке среди огромного космического океана, это, пожалуй, самое большое достижение.
