Когда человечество впервые разорвало узы гравитации и преодолело пределы атмосферы нашей планеты, мы увидели Вселенную в ее настоящем великолепии, какой не видели никогда. Теперь мы больше не ограничены нашим местом пребывания на Земле и больше не обречены сражаться с помехами километров атмосферы над нами. Мы наконец открыли космические истины, которые ускользали от нас на протяжении веков. Благодаря космическим полетам и не в последнюю очередь работе специалистов NASA, наш научный рост представил нам самые впечатляющие снимки, когда-либо появлявшиеся на Земле. Перед вами пять знаковых снимков из пяти различных областей, которые изменили наш взгляд на мир.
Extreme Deep Field Хаббла
Более 20 лет назад был сделан первый снимок Hubble Deep Field. Ученые направили телескоп на пустой участок неба, чтобы тот собирал фотоны в течение нескольких дней подряд, и он смог раскрыть, что находилось в большой космической бездне: миллиарды и миллиарды галактик. С тех пор оборудование Хаббла несколько раз обновлялось, что позволило лучше использовать каждый фон, проникая глубже в ультрафиолетовое и инфракрасное излучение и расширяя как поле обзора, так и его глубину.
Extreme Deep Field (XDF) Вселенной — это самый крутой вид Вселенной, который мы когда-либо имели возможность лицезреть, состоящий в сумме из 23 дней наблюдений и области в 1/32 000 000 всего неба. Астрономы нашли не только свыше пяти тысяч галактик, но и невероятные примеры эволюции галактик, поскольку смогли заглянуть назад в те времена, когда Вселенной было всего 4% от ее текущего возраста. Мы узнали, как Вселенная росла и как галактики вышли из крошечных зародышей структуры до современных гигантов. Что еще интереснее, мы смогли впервые точно подсчитать общее число галактик в пределах нашей наблюдаемой Вселенной: два триллиона. Что примечательно, вся эта информация была закодирована в одном снимке.
Фотография «восходящей Земли», сделанная «Аполлоном-8»
Первый взгляд глазами человека на Землю, поднимающуюся над Луной. Этот снимок вызвал колоссальное волнение у людей с момента первой высадки на Луну
Все, что мы когда-либо узнавали от NASA, в той или иной степени было плодами просвещения общества, ликвидации космической безграмотности и даже пропаганды. Фотография выше называется «восход Земли» (Earthrise), и взглянув на нее, люди впервые увидели, как Земля восходит над Луной. Снимок сделал астронавт Билл Андерс, когда «Аполлон-8» завершил последний проход дальней стороны Луны. Он впервые показали человечеству, насколько драгоценной, хрупкой и крошечной является наша Земля. Сам Андерс, сделавший фото, сказал следующее: «Мы проделали весь этот путь, чтобы изучить Луну, но самое главное, что мы открыли Землю».
И вот еще интересный случай: когда сестра Мэри Джукунда написала NASA, чтобы они перестали тратить деньги на освоение космоса, пока на Земле так много страданий, заместитель директора по науке NASA Эрнст Штулингер написал ей длинное письмо, приложил эту фотографию и сказал следующее (вкратце):
«Фотография, которую я прикладываю к этому письму, показывает вид нашей Земли с «Аполлона-8», который кружил вокруг Луны на Рождество в 1968 году. Среди многочисленных прекрасных результатов космической программы, этот снимок может быть самым важным. Он открыл наши глаза на тот факт, что наша Земля — прекрасный и самый драгоценный остров в безграничной пустоте, и нет никаких других мест, на которых мы могли бы жить, кроме тонкой поверхности нашей планеты, ограниченной зияющей пустотой космоса. Никогда прежде люди не осознавали, насколько ограничена наша Земля на самом деле и насколько опасным было бы вмешательство в ее экологическое равновесие. С тех пор, как этот снимок был впервые опубликован, голоса все громче и громче говорили о проблемах, которые ущемляют людей в наши времена: загрязнение, голод, бедность, городская жизнь, производство пищи, контроль воды, перенаселение. Мы, несомненно, неслучайно начинаем рассматривать громоздкие проблемы, которые стоят перед нами, именно в то время, когда молодая космическая эпоха позволила нам впервые по существу увидеть нашу планету.
К счастью, отмечу, космическая эпоха не только держит перед нами зеркало, в которое мы можем себя увидеть, но и предоставляет нам технологии, вызов, мотивацию и даже оптимизм для уверенной атаки этих задач. То, что мы исследуем в рамках программы, я считаю, полностью поддерживает высказывание Альберта Швейцера, когда он сказал: «Я смотрю в будущее с беспокойством, но с надеждой».
Как и миллионы других, Джукунда была тронута. Благодаря этой фотографии мы можем с уверенностью ответить на вопрос, почему инвестиции в науку так важны, даже со всеми страданиями в современном мире. Будущим поколениям никогда не придется переживать, будучи первыми, те страдания, которые сегодня затрагивают нас.
Обнаружение флуктуаций в послесвечении Большого Взрыва до масштабов меньше 1 градуса было большим достижением WMAP NASA, показывающим нам первую точную «детскую картину» Вселенной
«Детская картина» Вселенной, сделанная WMAP
Одним из величайших открытий 20 века было послесвечение Большого Взрыва: космический микроволновый фон (CMB). Большой Взрыв породил Вселенную, наполненную материей, антиматерией и излучением, и излучение двигалось по прямой к нашим глазам с тех пор, как сформировались нейтральные атомы. Сегодня из-за расширения Вселенной излучение весьма прохладное, но раньше, когда оно только было испущено, ему нужно было выбираться из гравитационных колодцев, определяемых чрезмерно плотными и недоразвитыми областями, которые на тот момент существовали.
Сверхплотные, обычные и разуплотненные области, которые существовали тогда, когда Вселенной было всего 380 000 лет, теперь соответствуют холодным, средним и горячим точкам CMB
Эти области выросли в галактики, скопления и большие космические пустоты, но именно детская картина WMAP первой выявила детали Вселенной с такой степенью точности. Величина и распределение этих областей повышенной и пониженной плотности проявляются как колебания температуры в CMB и рассказывают нам, из чего состояла Вселенная. Картина нашей Вселенной как смеси темной материи, обычной материи и темной энергии, впервые была точно показана WMAP и изменила наше восприятие Вселенной, какой мы ее знаем.
Бледная голубая точка
Это цветное изображение Земли, получившее название «бледная голубая точка» (Pale Blue Dot) является первой частью первого в истории «портрета» Солнечной системы, сделанного «Вояджером-1». Космический аппарат собрал в общей сложности 60 кадров для мозаики Солнечной системы с расстояния более 6 миллиардов километров от Земли и примерно на 32 градуса над эклиптикой. С огромного расстояния до «Вояджера» Земля была лишь точкой света — полумесяцем в 0,12 пикселя размером
14 февраля 1990 года, спустя более чем десять лет путешествия прочь от Земли, на пути из Солнечной системы, «Вояджер-1» повернул свой взгляд обратно к дому. Ему удалось сделать снимки шести планет, включая снимок Земли выше, с шести миллиардов километров. Это самое дальнее изображение Земли, которое у нас есть.
Хотя этот снимок не был частью изначального плана миссии, идея Карла Сагана позволила ему осуществиться:
«Вот здесь. Этот дом. Это мы. Здесь все, кого мы любим, кого знаем, о ком слышали, где все люди, которые когда-либо существовали, прожили свои жизни. Пожалуй, нет способа лучше продемонстрировать глупость человеческих дрязг, чем этот далекий снимок нашего крошечного мира».
Сейчас «Вояджер-1» в 20 миллиардах километров от нас, и он продолжает путешествие в межзвездном космосе как самый далекий космический аппарат от Земли.
Снимок Столпов творения, сделанный Хабблом
Изначально снимок Столпов творения был мозаикой разных изображений и фильтров
Многие туманности, видимые как в нашей собственной галактике, так и за ее пределами, являются звездообразующими областями, где холодный молекулярный газ сжимается под действием гравитации, образуя новые звезды глубоко внутри их коллапсирующих сердец. В 1995 году мы впервые смогли заглянуть в сердце одного из таких регионов, туманность Орла, и найти колонны газа среди звезд. Эти колонны содержали протозвезды в процессе формирования и испарялись изнутри и снаружи под действием ультрафиолетового света, излучаемого горячей юной звездой, которая только-только появилась.
Другими словами, «Столпы творения» были также столпами разрушения. Инфракрасный и рентгеновский свет показал звезды внутри с разницей в 20 лет, и выяснилось, что внутри столпов протекает медленное испарение и изменения. Через несколько сотен тысяч или миллионов лет они полностью испарятся.
Сто лет назад мы даже не знали, существует ли во Вселенной хоть одна галактика помимо нашего Млечного Пути. Мы не знали, как началась наша Вселенной или была вечной, а если нет, то насколько старой и из чего состояла. Мы понятия не имели, какой будет конечная судьба Вселенной или как долго будут светиться звезды. Сегодня мы знаем ответы на все эти вопросы и многое другое. Когда мы инвестируем в космос, преимущества и последствия резонируют во всем мире. Как показали исследования, не только ученые — но и мы, заинтересованная публика и налогоплательщики для крупных космических агентств — делаем это возможным. Мы можем исследовать, изучать и понимать Вселенную так, как нам и не снилось раньше. Нужно просто быть смелее.