Rambler's Top100Astronet    
  по текстам   по ключевым словам   в глоссарии   по сайтам   перевод   по каталогу 		 

На первую страницу И.С.Шкловский "Разум, Жизнь, Вселенная"
Оглавление | Воспоминания

Размышления о советско-американской радиоинтерферометрической программе[1]

Профессор Келлерман K.И.
(Национальная радиоастрономическая обсерватория,
Шарлоттесвиль, США)

Введение

Впервые я встретил Иосифа Шкловского во время моей первой поездки в Советский Союз в 1965 г. Я до сих пор с теплотой вспоминаю этот визит, положивший начало научному сотрудничеству и дружеским отношениям, которые длятся уже 25 лет, включая и периоды резкой напряженности между Правительствами наших двух стран. Хотя в то время с формальной точки зрения взаимодействие между советскими и американскими астрономами было незначительным, у многих из нас были сходные интересы, хотя подходы к решению проблем были различны. А потом наши пути пересекались странно и неожиданно.

Для радиоастрономии 60-е годы были удивительными. По всему миру в лабораториях очень быстро развивалась новая аппаратура. Использование больших электронных компьютеров, только-только начинавших играть основную роль в развитии радиоинтерферометрии, должно было в скором времени дать радиоизображения с беспрецедентным угловым разрешением и качеством.

Возможность обнаруживать совсем слабые радиосигналы обещала, но, как оказалось, напрасно, разрешить давние и долгие споры по интерпретации гистограммы подсчетов радиоисточников. Только что были открыты квазары, и обнаруживали их при очень больших красных смещениях, далеко превосходящих известные для любой ранее наблюдавшейся галактики. После десятилетий поиска в 60-е годы были обнаружены первые радиозвезды, в это же время радиометрические и радиолокационные наблюдения Солнечной системы открывали неожиданные результаты почти для каждой планеты.

Разрабатывались новые методы радиоспектроскопии, они должны были подтвердить предсказанные Н.С.Кардашевым (1959) рекомбинационные линии, а также радиолинии от межзвездных молекул, предсказанные Шкловским (1949).

Обнаружение Пензиасом и Вильсоном (1965) трехградусного реликтового излучения должно было фундаментально изменить наблюдательную и теоретическую космологию. Наконец, в первый раз серьезные ученые стали разрабатывать методы межзвездной связи с внеземлянами.

К середине 60-х годов радиоастрономия все более и более сосредотачивалась на сантиметровых и миллиметровых волнах и уделяла основное внимание большим и дорогим поворотным антеннам с заполненной апертурой и системами из них с целью получить высокое угловое разрешение. Открытие в 1968 году пульсаров снова вернуло к жизни низкочастотную радиоастрономию. Оно привело к разработке сложнейшей аппаратуры для обнаружения и анализа периодических диспергированных сигналов и открыло новую область исследований в астрофизике и релятивистской физике.

Открытие пульсаров, квазаров, межзвездных молекулярных мазеров, а также многие более ранние открытия - такие, как юпитерианские и солнечные радио вспышки и даже пионерская работа Янского, были случайными. Это противоречит популярному представлению о науке, которое часто поощряют, лелеют профессиональные ученые и преподаватели. Согласно этому представлению развитие науки идет от теории к экспериментальному подтверждению. История радиоастрономии, новой науки, основывающейся на быстром развитии технологической базы, была совсем другой. Нейтронные звезды и космическое фоновое излучение обсуждались задолго до их действительного открытия по счастливой случайности. Однако, теоретические модели, сыграли незначительную роль, в их открытии, часто к таким открытиям приводили наблюдения выполненные по совсем иным побуждениям, причинам, посылкам. Важную роль в проведении наблюдений играло также личное соперничество между лабораториями. Есть примеры и упущенных и очень запоздалых открытий: теоретические соображения вели в ложном направлении.

Иосиф Шкловский был одним из первых астрофизиков, обративших внимание на то, что могут дать открытия, сделанные с помощью радиотелескопов. Его простые, но всегда элегантные статьи служили каркасом для толкования новых наблюдательных открытий и предлагали перспективные направления для новых исследований. Успешно предсказанное им уменьшение плотности потока от остатка сверхновой Кассиопеи А послужило вехой в радиоастрономии, определив синхронное излучение основным излучательным механизмом для нетепловых эмиссий.

Позднее он сделал революционное предположение о том, что компактные внегалактические источники - такие, как РКS1934-63 - должны изменяться с временным масштабом порядка года. Его теоретическая формулировка временных изменений за счет расширяющегося облака релятивистских электронов стало основой всех других работ по радиопеременности (Шкловский, 1965). Его классическая работа по М87 была первой, где высказывались соображения о том, что односторонние выбросы могли возникать за счет объемного релятивистского движения (Шкловский, 1963). Эти пионерские работы очень стимулировали на первых шагах энтузиазм в развитии сверхдальней интерферометрии в Соединенных Штатах. И это естественно, что его бывшие ученики возглавляют сейчас работу по расширению методов сверхдальней радиоинтерферометрии путем использования внеземных баз, и - в духе Шкловского - они уже обсуждают дальнейшее расширение баз - до межпланетных масштабов.

В этой статье я бы хотел проследить, на каком фоне проходили некоторые события, приведшие к долгому и прочному сотрудничеству по радиоинтерферометрии между учеными Национальной радиоастрономической обсерватории и советскими учеными, и обсудить некоторые технические, научные и социальные последствия распространения этих методов до еще больших разрешений в следующем столетии.

Разрешающая способность радиотелескопов

Вероятно, успехи в получении изображений с высоким разрешением явились самым важным и совсем неожиданным событием в радиоастрономии. Работая на длинных волнах, радиотелескопы, казалось, были обречены на плохое угловое разрешение. А выяснилось, что верно как раз противоположное: радиоволны проходят относительно свободно через земную атмосферу, а оптические телескопы ограничены - прозрачностью. Более того, поскольку на радиоволнах точность, с которой должны строиться ограниченные дифракцией приборы, не столь важна, как на оптических волнах, радиотелескопы могут иметь по существу неограниченное разрешение. Со времени первых наблюдений Карла Янского в 1932 г. совершенствование технологии колоссально увеличило разрешение и чувствительность радиотелескопов. Совершеннейшие новые методы анализа данных радиоинтерферометра успешно устраняют любые эффекты атмосферных искажений: получаются радиоизображения чрезвычайно высокого качества и углового разрешения, на несколько порядков величины лучше, чем можно получить с помощью любых других методов, будь то на земле или в космосе. Радиотелескоп сейчас - элитарный прибор для получения изображений многих типов небесных объектов с высоким разрешением и высокой достоверностью.

В то же время улучшенные радио измерения координат позволили отождествлять радиоисточники с галактиками; гипотеза о "радиозвездах" была отвергнута. По техническим причинам интерферометры с радиосвязью между антеннами ограничивались метровыми длинами волн. На таких волнах самые компактные источники непрозрачны, и наблюдаемая радиоэмиссия приходит прежде всего от структур большего масштаба. Успех интерферометров с радиосвязью в разрешении большинства источников и растущее число доказательств того, что все они оказываются объектами галактического размера, никак не стимулировали дальнейшее увеличение базы интерферометров относительно той, которая реализовывалась с помощью кабельной или простой радиосвязи.

Работа в Джордел Бэнк по радиоинтерферометрам с записью на магнитную ленту больше не продолжалась, а в дальнейших разработках по амплитудной интерферометрии основное внимание уделялось оптическим длинам волн, где для отождествления звезд было явно необходимо высокое разрешение.

Роджер Дженнисон (1958) осознал, что определенная фазовая информация может быть выведена из так называемых соотношений замкнутых фаз даже для интерферометров, не обладающих фазовой стабильностью. Однако прошли еще два десятилетия, прежде чем появились вычислительные методы и вычислительные мощности, с помощью которых стало возможным получить миллисекундные (в угловой мере) изображения по данным интерферометров с записью на ленту, а также реализовать полный потенциал многоэлементных интерферометров типа VLA (Schwab, 1980) и MERLIN (Cornwell and Wilkinson, 1981).

Необходимость получения более высокого углового разрешения

Незадолго до моего визита в Москву в 1965 г. Геннадий Шоломицкий (сотрудник Шкловского) заявил, что была только что обнаружена быстрая временная переменность радиоисточников СТА-21 and СТА-102. Это очень важное открытие не было первоначально воспринято как таковое на Западе по нескольким причинам.

1. Наблюдения были выполнены на антенне, созданной для слежения за космическими аппаратами и неизвестной специалистам. Из соображений секретности в статье Щоломицкого были приведены немногие подробности эксперимента.

2. Наблюдения этих источников на ближних длинах волн другими (включая автора этой статьи) не дали никаких свидетельств об изменениях плотности потока (напр., Maltby и Moffet, 1965).

3. Многими, включая Шоломицкого и Шкловского, было признано, что переменность с удивительно короткими временными масштабами на такой волне (l = 30 см) и для источников на таких больших расстояниях была "теоретически невозможна". Это заявление было и все еще остается доводом против космологических красных смещений. Но в 1965 г. это был аргумент против самого наблюдения (Maltby и Moffet, 1965).

Примерно в то же время Николай Кардашев размышлял о технических возможностях более развитых внеземных цивилизаций. Он счел возможным, судя по их своеобразным спектрам, что СТА-21 и СТА-102 могли бы быть искусственными источниками. Эти новаторские рассуждения, широко освещавшиеся в "Правде", да и вообще в газетах по всему свету, никак не способствовали убедительности наблюдений Шоломицкого.

Теперь мы понимаем, что отсутствие подтверждения западными специалистами было просто невезением. Не повезло и Шоломицкому; он не получил доверия, которого заслуживал за свое важное открытие. Не повезло нам: мы не обратили должного внимания на ключи к разгадке, которые предложили данные Шоломицкого. Понадобилось почти 15 лет, прежде чем стало общепризнанным, что СТА-102 - равно как и другие источники - менял блеск на дм-волнах с временным масштабом, сообщавшимся Шоломицким, и примерно на ту же величину, что утверждал он (напр., Fanti и др.1979). К несчастью, изменения не происходили, когда мы наблюдали его в Калтехе, в начале 1960-х.

Переменность внегалактических радиоисточников вскоре подтвердилась Биллом Дентом (1965) из Мичиганского Университета. В течение нескольких лет он регистрировал изменения (блеска) в квазарах ЗС 273, 3С 279 и ЗС 345. Наблюдения Дента проводились на гораздо более короткой длине волны и показывали несколько большие временные масштабы, чем по наблюдениям СТА-102 Шоломицкого; тем не менее они все еще ставили под вопрос космологическое толкование красных смещений квазаров или признание синхротронного излучения как источника радиоэмиссии. Было ясно, что нам необходимо лучше определить радио спектр изменений и - если удается - непосредственно измерить их угловой размер.

Вместе с Иваном Паолини-Тос, я планировал использовать новый 140-фт радиотелескоп для изучения переменности блеска радиоисточника и распространить масштаб моих прежних работ по спектрам радиоисточников до более коротких длин волн, где могли бы быть относительно сильными наиболее компактные источники. После многих лет задержек и разочарований был завершен 140-фут. радиотелескоп, затраты исчислялись невероятной по тому времени суммой 15 млн. долларов. Хотя завершение 140-фут. антенны должно было закончиться организацией в НРАО доступа наблюдателей, в те дни среди потенциальных пользователей интерес был весьма незначительным. Нам посчастливилось получить очень большое время наблюдения, чтобы определить спектры многих источников в сантиметровом диапазоне и проследить их переменность по широкому диапазону длин волн. Единственным претендентом на время наблюдений был тогда Петер Мецгер со своими коллегами: они только что подтвердили предсказанные Кардашевым рекомбинационные линии.

Мы смогли измерить переменность блеска нескольких источников в сантиметровом диапазоне (Паолини-Тос и Келлерманн, 1966). Хотя мы и не наблюдали никаких изменений в блеске СТА-102, мы действительно наблюдали сравнимые быстрые изменения для ЗС 120 и НРАО 140 на еще более длинной волне, 40 см. Нам удалось интерпретировать наши наблюдения, пользуясь обобщенной формой модели расширяющегося источника по Шкловскому. Однако очевидные потребности в энергии этих объектов были нереалистично велики и трудно было согласовать классическую синхротронную теорию с ожидаемым эффектом обратного комптоновского охлаждения релятивистских электронов.

Доводы, основывающиеся на оценке размеров по временам переменности, предполагали слишком малые угловые размеры, чтобы их можно было измерить интерферометром со связанными элементами. К тому же открытие того, что некоторые источники имеют удивительно высокие частоты завала спектра в результате собственного поглощения и что они демонстрируют межпланетные сцинтилляции даже на коротких сантиметровых волнах, еще раз подтвердило потребность в длинной (в тысячи километров) базе интерферометра. К тому времени все более явным становилось понимание того, что так называемые линии "мистерия" генерировались за счет космических OH мазеров и что и они тоже, вероятно, были так малы, что требовалась длинная база интерферометра, до тысяч километров.

Советско-американский телескоп со сверхдлинной базой: первые шаги

Первая опубликованная дискуссия о независимом интерферометре с записью на самописец включала статьи Матвеенко, Кардашева и Шоломицкого (1965) и Слыша (1965). Возможность интерферометрии с очень длинной базой, обсуждалась ими во время визита сэра Бернарда Ловелла в Евпаторию в 1963 г. на станцию слежения, где он встретился с Шкловским, Кардашевым, Матвеенко и Шоломицким. Они обсуждали возможность проведения интерферометрических измерений между Великобританией и СССР, используя интерферометры с магнитофонной записью. В то время, однако, в Советском Союзе не было ни магнитофонов с высокой скоростью записи, ни стабильных генераторов и среди влиятельных советских ученых не было особого интереса к реализации этих идей. В Великобритании Ловелл заинтересовался поиском вспышечных звезд.

Позже в Джодрел Бэнк была разработана интерферометрическая система с очень длинной базой, она использовалась для измерений между Джодрел Бэнк, Швецией и Пуэрто Рико, но она не была надежной, и в конечном счете от нее полностью отказались. Первопроходцами были Хэнбери- Браун, Твис, Деженнисон, Пальмер, Томсон и Моррис, но работой их с использованием интерферометров с радиосвязью никто не интересовался вплоть до создания интерферометра MERLIN (Многоэлементный интерферометр с радиосвязью) в конце 70-х годов.

В своей книге "Out of the Zenith" (1973) Ловелл сделал предположение, что его переговоры в 1963 г. в Советском Союзе, может быть, послужили толчком для разработок интерферометра с очень длинной базой и что были "перепасованы" Шкловским во время его визита в Штаты в 1968 г. Но к 1968 г. мы уже завершили серию трансконтинентальных и межконтинентальных наблюдений с применением интерферометра со сверхдлинной базой между США и Европой и между США и Австралией, эти наблюдения подтвердили малый размер активных галактических ядер и квазаров. Присутствие компонент, все еще не разрешаемых вплоть до миллисекунд дуги, и даже еще меньшие размеры, на которые указывали быстрая временная переменность и низкочастотная отсечка спектров, означали, что необходимо проводить наблюдения на коротких см-длинах волн, чтобы получить достаточное угловое разрешение с земной поверхности. На тот момент единственный известный нам радиотелескоп за пределами Соединенных Штатов, который мог бы работать на коротких см-волнах, был 22-метровый телескоп в Пущино.

В феврале 1968 г. Маршалл Коуэн и я обратились с письмом к Виктору Виткевичу из Физического Института им.Лебедева, чтобы выяснить возможность использования Пущинской антенны для радиоинтерферометрии с длинной базой (РСДБ). Не получив никакого ответа, мы, естественно, решили, что наше предложение было расценено как нереалистичное, и были удивлены, когда почти полгода спустя получили ответ положительный.

Позднее мы узнали, что Виткевич передал письмо Леониду Матвеенко и смог убедить высоких советских военных и правительственных чиновников дать разрешение на предлагаемые наблюдения. Матвеенко проинформировал нас о том, что Советская Академия дала разрешение использовать 22-м антенну вблизи Симеиза, а не в Пущино. Мотивировали это в то время тем, что в Крыму погода лучше и что получится более удобная база с Грин Бэнк. Мы, однако, подозревали (и, как позднее оказалось, были правы), что действительной причиной предлагаемой замены было положение Пущинского телескопа не слишком далеко от Москвы.

До получения ответа из Москвы мы не проводили никакой подготовки в Соединенных Штатах по созданию РСДБ в СССР. Нам требовалось разрешение от Национального Научного Фонда на отправку необходимой аппаратуры, а также лицензия на экспорт от Департамента Торговли, а для этого необходимо было одобрение от разных военных и разведывательных агентств, равно как и от Государственного Департамента. Отношения между СССР и США в то время не были хорошими, частично из-за советских действий в Чехословакии, и Национальный Научный Фонд первоначально выразил обеспокоенность по поводу предлагаемого сотрудничества. Еще большую обеспокоенность высказывали руководители военных и разведывательных служб, их волновали возможные (с военной точки зрения) последствия точного знания расстояния между Крымом и Грин Бэнк. К счастью, примерно в это время стали появляться точные геодезические данные по спутниковым наблюдениям, так что нельзя уже было считать критическими наблюдения по РСДБ.

Когда в октябре 1968 г. Шкловский посетил НРАО, чтобы прочитать вторую лекцию памяти Янского, мы обменялись рассказами о переговорах, проходящих в обеих странах между радиоастрономами и военно- разведывательными службами. Мне кажется, мы оба начали осознавать, что различия между советскими и американскими учеными или между советскими и американскими бюрократами были меньше, чем различия между учеными и бюрократами в самих наших странах.

Леонид Матвеенко и Иван Моисеев посетили нас в январе 1969 г., чтобы обсудить планы совместных наблюдений. К тому времени политическая ситуация в Европе стабилизировалась, и мы смогли продвигаться дальше в подготовке наблюдений, которые мы предварительно планировали на октябрь. Нашу экспортную лицензию мы получили в августе. Я прибыл в Москву 10 сентября, за пять дней до запланированного прибытия трех тысяч фунтов аппаратуры и магнитной ленты из Грин Бэнк.

Это был удивительный исторический период; всего несколько месяцев назад Аполлон 11 совершил посадку на Луну. Я воспринял как должное то, что высадка американцев на Луне была глубоко интересной темой для советских астрономов, но я не был готов к тому, с каким интересом и энтузиазмом все советские люди, с которыми я встречался отнеслись к этому: водители такси, персонал отелей и ресторанов, продавцы и т.д. Каждый чувствовал гордость за "гигантский шаг, который сделало человечество".

Друзья и коллеги высоко оценивали сувениры с "Аполлона", которые мне удалось получить в американском посольстве и раздать им.

Размышления

Со смешанными чувствами разочарования и исполненного долга мы до сих пор вспоминаем многочисленные проблемы, связанные с материально- технической частью, бюрократические препятствия, проблемы связи, с которыми мы постоянно сталкивались в ходе этих первых экспериментов 1969 г. Одной из первых наших задач при подготовке к наблюдениям была синхронизация нашего атомного стандарта времени с временем американской Военно-морской обсерватории. Мы планировали привести наши рубидиевые часы в Ленинград, где мы рассчитывали получить передачу из Германии по системе Лоран С. Но успеха мы здесь не добились из-за помех от мощной секретной станции - "Советского Лорана", а также из-за постоянных осложнений, возникавших, когда нам требовалось, чтобы наши часы продолжали идти в течение полета на самолете между Ленинградом и Крымом.

Как-то раз после многократных безуспешных попыток поддерживать заряженными наши аккумуляторы во время длительного перелета из Крыма в Ленинград, мы даже стали подумывать, что причина наших проблем - различное определение "положительной" и "отрицательной" полярности в наших двух странах.

В конце концов нам пришлось просить помощи у наших коллег- радиоастрономов из Швеции, которые вышли на совершенно неизведанный путь, чтобы синхронизировать идущие атомные часы в Щведской Оборонной лаборатории. Времени заниматься тонкостями экспортных лицензий и таможенными декларациями не было. На часы, путешествовавшие из Стокгольма в Ленинград на сидении в первом классе, был куплен пассажирский билет.

Я помню выражение лица советского таможенного сотрудника в Ленинградском аэропорту, когда он заглянул в открытый деревянный ящик и увидел тикающие часы и мерцающий свет. Он не поверил, что это означало, что наш аккумулятор почти уже разрядился, и думал, что атомные часы готовы были сдетонировать. Я впал в панику и сознавал, что нам немедленно нужно питание от сети или же мы потеряем время. Но выражение ужаса на моем лице было явно неправильно интерпретировано таможенником, приказавшим нам забрать свое оборудование и немедленно убираться.

Связь между США и СССР двадцать лет назад была, в лучшем случае, трудной. Телефонные звонки забирали многие часы и даже дни на завершение разговора, часто они внезапно прерывались. Наши предположения о том, что это было следствием вмешательства КГБ или ЦРУ, подтвердились, когда однажды "потерялась" одна из наших магнитных пленок с информацией. Я представляю себе группы разведчиков ЦРУ или КГБ, пытающихся расшифровать нашу пленку, содержащую сотню миллионов случайных "единиц" и "нулей".

Однако самые сильные мои впечатления от нашего эксперимента 1969 г. - это сотрудничество и поддержка со стороны многих друзей и высшего руководства (правительства), которые помогали нам во всей бюрократической путанице с перевозкой нашей аппаратуры по Советскому Союзу, с организацией телефонной и телексной связи; с получением в последнюю минуту билетов на самолет между Ленинградом и Крымом. Я также вспоминаю моменты отчаяния, когда, казалось, ничто не работало, которые облегчались ранними утренними посещениями бара в Ялте вместе с Джоном Пейном и Иваном Моисеевым. Эти ранние эксперименты по РСДБ между Соединенными Штатами и Советским Союзом были, наверное, первыми примерами широкого научного сотрудничества между нашими двумя странами, которые требовали обмена передовой технологией. Эти эксперименты дали новые рекордные данные по угловому разрешению (Brodereck и др., 1970), но еще более важно то, что они подготовили базу для нашего непрекращающегося сотрудничества на 20 последующих лет.

Примерно за 5 последних лет наша совместная программа влилась в наблюдения американской и европейской РСДБ сети. У нас больше нет необходимости путешествовать на дальние обсерватории с часами и магнитофонами. Нам больше не требуются эксперименты по международной и телексной связи, чтобы в последнюю минуту внести изменения в график наблюдений. Нам больше не надо беспокоиться о таможнях, об экспортных лицензиях, чтобы переправлять из страны в страну нашу аппаратуру и пленки. Отдельным ученым больше нет необходимости бесконечными часами сидеть у коррелятора, пытаясь синхронизировать записи на пленках или обнаружить ускользающие детали в записях. Вместо этого наблюдения планируются и организуются РСДБ консорциумами, наблюдения проводятся местным персоналом, он же следит и за распределением магнитофонных записей. Данные коррелируются в одном из РСДБ центров обработки в Германии или США, а анализ их выполняется с применением одной из нескольких программ высокого уровня. Но, к сожалению, общими так и остались некоторые проблемы, которые преследовали нас 20 лет назад: путаница с поляризацией или плохая запись данных.

Переменные радиоисточники и сверхсветовое движение

Основной мотивацией в пользу развития радиоинтерферометра с разрешением в миллисекунды дуги было желание понять очевидные расхождения в теории, связанные с быстрыми изменениями плотности потока, наблюдаемыми в далеких квазарах. Детальные изображения, передающие морфологию и кинематику квазаров и активных галактических ядер, которые получают сейчас глобальными сетями радиоинтерферометров со сверхдлинной базой, так далеки от наших скромных ожиданий несколько десятилетий тому назад. Теоретическая проблема, однако, остается, хотя и в более завуалированном виде. Модели релятивистского излучения были очень популярны, но на многие вопросы так и не получены ответы. Действительно, недавно обнаруженные, необычайно быстрые изменения плотности потока в некоторых квазарах, типа 0917+624, усугубили проблемы, беспокоившие нас еще с первых наблюдений СТА-102 Шоломицким (Quirrenbachal, 1989).

Наблюдения методом сверхдальней радиоинтерферометрии показали, что сверхсветовое движение компонент очень типично для этих объектов (напр., Zensus and Pearson, 1987). Представляется, что компоненты движутся с кажущимися поперечными скоростями (обычно в 5 - 10 раз выше скорости света) всегда по направлению к крупномасштабному выбросу, вытянутому на сотни секунд дуги в сторону. Обычно ситуация интерпретируется как результат конечного времени распространения сигнала от соответствующим образом ориентированного движения источника с релятивистской скоростью. При релятивистском движении, близком к лучу зрения, источник почти догоняет свое собственное излучение. Результат - кажущееся сжатие временного масштаба и соответствующее возрастание масштаба поперечной скорости. Благодаря релятивистскому или допплеровскому эффекту, светимость увеличивается на порядок величины для наблюдателя, ориентированного почти навстречу движению. Для наблюдателя, расположенного в противоположном направлении, светимость ослабляется.

По-видимому, несколькими учеными независимо выдвигается идея о том, что систематическое релятивистское движение важно для радиогалактик и квазаров. Шкловский (1963) первым предположил, что допплеровское движение струй в двух направлениях могло вызвать появление кажущегося одностороннего выброса, видимого в M87. Позднее Озерной и Сазонов (1969) истолковали многогорбые спектры, наблюдаемые в компактных радио источниках, как результат допплеровского смещения "компонент, разлетающихся с релятивистской скоростью". И (Rees, 1966) и (Woltjer, 1966) отметили, что систематическое релятивистское движение разрешило бы кажущееся несоответствие быстрых временных масштабов наблюдаемых изменений интенсивности и минимальных размеров, задаваемых комптоновским охлаждением. В 1969 г. Гинзбург и Сыроватский опубликовали обсуждение эффекта релятивистского движения.

При самых первых попытках объяснения сверхсветового движения с помощью релятивистского направленного потока частиц возникло осложнение: удивительно большая доля компактных источников показывала сверхсветовое движение, в том время как на основании простых геометрических доводов получалось, что только несколько процентов таких объектов должно быть случайно ориентировано почти вдоль линии зрения. Присутствие симметричных протяженных радиокомпонент предполагало, что они обеспечивались энергией от центрального источника двух симметричных лучей. Но трудно сравнить светимость приближающейся и удаляющейся (или даже стационарной) компонент. Это очевидное различие обычно обсуждается в контексте модели с двойным истечением (Blandford and Konigl, 1979), когда излучение из ядра рассматривается как стационарная точка, где приближающийся релятивистский поток становится непрозрачным. Сверхсветовое движение наблюдается между этой стационарной точкой в сопле и движущимися волновыми фронтами или другими неоднородностями в выходящем релятивистском потоке.

Так называемые унифицированные модели, которые интерпретируют разнообразие наблюдаемых свойств как простые геометрические эффекты, оказались лишь частично успешными. В своей простейшей форме модели релятивистского прохождения лучей объясняют наблюдаемые отношения между кажущейся скоростью и допплеровским усилением светимости. Обсуждение сосредоточилось на природе объектов вне струи или родительской популяции. (Scheuer и Readhead, 1979) считали, что радиогромкие квазары - это допплеровски усиленное подмножество гораздо большего числа оптически наблюдаемых квазаров, а в работе (Orr and Browne, 1982) компактные источники рассматриваются как допплеровски усиленные компоненты протяженных радиоисточников. Однако тщательные наблюдения радиоядер и выбросов не совместимы полностью с эффектами, ожидаемыми по простым моделям релятивистского выброса (Kellermann et al. 1989, Schillizzi and de Bruyn 1989, Saika 1981, 1984).

Компактные сверхсветовые выбросы всегда следуют в том же самом направлении, что и более протяженные выбросы, включая, в некоторых случаях (напр., ЗС 273 и M87), оптические выбросы. Таким образом, для толкования появления компактных выбросов, с одной стороны, как результата различного допплеровского усиления двустороннего по природе своей релятивистского потока, очевидно, необходимо, чтобы крупномасштабные струи тоже двигались с релятивистской скоростью. Это выглядело бы весьма странным, так как трудно представить, как релятивистский поток может продолжать движение без изменений до нескольких килопарсек в сторону от центрального двигателя. Однако измерения фарадеевского вращения плоскости поляризации разных деталей протяженных радиоисточников показывают, что наименьшее вращение наблюдается со стороны с выбросом, как и предполагалось, если струя видна только на ближайшей стороне за счет дифференциального допплеровского усиления (Laing 1988).

Имеется также в радиогалактике ЗС 120 более прямое наблюдательное подтверждение того, что релятивистский поток продолжается, по меньшей мере, на несколько килопарсек в сторону от ядра (Walker et al, 1988). Важно будет подтвердить этот результат.

Дальнейшее осложнение связывается с очевидным распространением свойств от радио- к инфракрасному, оптическому и высокоэнергетическому диапазонам спектра. Если светимость и морфология радиоисточников - это, прежде всего, результат объемного релятивистского движения и ориентации, а не собственные свойства, то наблюдаемые характеристики на других длинах волн должны интерпретироваться аналогично. Но квазары с иначе направленными струями должны, тем не менее, иметь яркие линии собственного излучения в присутствии слабого континуума, а такие "голые" квазары не наблюдаются. Более того, неясно, как досветовые источники или источники, включающие и стационарные и сверхсветовые источники (напр., Pauliny-Toth et al, 1987), вписываются в эту простую схему. Ситуация весьма иронична: компактный радиовыброс в M87 представляется стационарным и явно досветовым, хотя именно на примере этого одностороннего оптического выброса Шкловский впервые постулировал важность эффектов релятивистского излучения.

Толкование релятивистского излучения также ставится под сомнение чрезвычайными свойствами ядер. (Arp, 1987) подчеркнул, что вряд ли вероятно, что уникальный объект ЗС 120 просто случайно оказался правильно ориентированным, чтобы продемонстрировать сверхсветовое движение. Аналогично уникален ЗС 273; это ярчайший на небе квазар, на любых длинах волн. Априорная вероятность того, что этот уникальный объект правильно ориентирован вдоль линии зрения, чтобы наблюдалось сверхсветовое движение, мала разве что, конечно, светимость в оптическом, инфракрасном, рентгеновском, и гамма диапазонах также подвергается допплеровскому усилению. Но ЗС 273 уникален даже по интенсивности своих линий эмиссии, и трудно вообразить сценарии, которые разрешили бы, чтобы эмиссия линий усиливалась объемным релятивистским движением.

Релятивистская модель излучения предложила элегантный механизм интерпретации изменений плотности потока сверхсветового движения и отсутствия рентгеновским лучей за счет обратного комптоновского рассеяния. Хотя простые баллистические модели и модели непрерывного истечения предлагают прямые прогнозы, которые наблюдениям не соответствуют, можно разработать более сложные модели, которые могут быть приведены в количественное согласие со все возрастающим богатством наблюдательного материала. Сюда относятся внутренние различия в светимости или релятивистской скорости потока, дисперсия в направлении потока частиц, которая может быть больше наблюдаемого угла разлета частиц в выбросе; различия в скорости движущихся волновых фронтов и скорости потока частиц, так что могут быть смягчены кажущиеся расхождения между наблюдаемым сверхсветовым движением и различным допплеровским усилением (Lind and Blandford, 1985). Но дополнительные усложнения модели означают, что она теряет большую долю своей способности строить прогнозы и становится поэтому менее привлекательной и полезной. Кажется обнадеживающим, что ядра галактик и квазары с наибольшим красным смещением имеют, судя по измерениям, меньшие скорости углового перемещения, что соответствует космологическому толкованию красных смешений квазаров (Cohen et al., 1988). Более тонкие измерения могут обеспечить независимый критерий для определения постоянной Хаббла.

Ожидания и размышления

В течение нескольких следующих лет еще ряд специализированных радиотелескопов и сетей радиотелескопов присоединятся к рутинной работе системы сверхдальней интерферометрии. Среди них 10-элементная антенна с очень длинной базой, три итальянские РСДБ антенны, три антенны в Китае, Российская антенная решетка Квазар, Кембриджская связь между MERLIN и EVN, элемент Австралийского телескопа в Monpe, а также специализированная антенная решетка ATNF, антенна в Польше. Эти антенны образуют мощные глобальные сети сверхдальней интерферометрии со значительно улучшенным заполнением U,V- плоскости, а соответственно, и с улучшенным динамическим диапазоном и качеством изображения.

Недавние успехи в сверхдальней интерферометрии миллиметрового диапазона еще приумножатся при включении дополнительных антенн VLBA и IRAM для того, чтобы значительно улучшить чувствительность с разрешением в сотни микросекунд дуги.

К концу десятилетия базы сверхдальней интерферометрии выйдут за пределы, которые определяются размером Земли, с тем, чтобы увеличить имеющееся разрешение радиоинтерферометров на порядок величины. Космические интерферометры со сверхдлинной базой окажутся очень дорогими и гораздо менее гибкими по сравнению с наземными. В какой-то степени наземные интерферометры миллиметрового диапазона со сверхдлинной базой могут дать такие же разрешения, что и планируемые проекты космических сантиметровых интерферометров со сверхдлинной базой, - и за гораздо меньшую стоимость.

Однако некоторые критические наблюдения можно провести только из космоса. Предел яркостной температуры радиоинтерферометра зависит только от длины базы, независимо от длины волны. При использовании на- земных базовых линий не удастся измерить значения, сильно превышающие предел 1012K, характерный для некогерентных синхротронных источников. Экспериментальные наблюдения космических интерферометров со сверхдлинной базой с использованием TDRSS спутника уже позволяют предположить, что некоторые источники могут превышать этот предел (Linfield et al., 1989). Только из космоса можно исследовать яркостные температуры радиоисточников с непрерывным излучением , превышающие обратный комптоновский предел, с тем чтобы сделать измерения критичными для понимания роли релятивистского излучения. Для OH и H2O мазеров, где частота фиксирована, также разрешение можно улучшить, только расширяя длину базы до космоса.

В конечном счете, фазовые флуктуации за счет распространения сквозь межзвездную среду могут ограничить максимальное полезное разрешение, которое можно было бы получить. Даже для наземных интерферометров влияние межзвездной среды может стать проблемой на низких галактических широтах. Но на высоких широтах и миллиметровых длинах волн, для получения разрешения лучше 1 микросекунды дуги, кажется, потребовались бы базы длиной порядка 1 а.е. И на более длинных волнах, может быть, возможно использовать методы самокалибровки или адаптивной оптики, которые так удачно применялись для уменьшения воздействия атмосферных фазовых флуктуаций на наземные приборы.

Есть ли в небе источники в микросекунды дуги? Обратный комптоновский предел для некогерентных синхротронных источников 1012 K при источнике размером в микросекунду дуги соответствует плотности 1 mЯн. Выше предела в 10 mЯн наблюдения с VLA (Fomalont et al, 1988) обнаружили примерно 1 источник на квадратную угловую минуту. Мало что известно о свойствах источников с плотностями потока, измеряемыми в микроянских; по существу, все мощные радиогалактики и квазары имеют гораздо большую плотность потока.

Чрезвычайно сложно будет конструировать космические интерферометры с mЯн чувствительностью, но вряд ли эта задача окажется за пределами разумной экстраполяции космической инженерной технологии наших дней. Несомненно, что 21-й век увидит космическую сеть 100-м или даже больших антенн; температуры систем, близкие к пределу, задаваемому космическим реликтовым излучением, ширину полос порядка 1 Ггц, когда можно будет получить чувствительность в субмикроянских, при разрешении в микросекунды дуги. Некоторые источники в микросекунды дуги (такие, как пульсары, коггерентная эмиссия от звезд, квазары с допплеровским ускорением, равно как и некоторые мазерные источники) могут иметь яркостную температуру много выше обратного комптоновского предела, они достаточно сильны, чтобы наблюдаться малыми космическими антеннами, работающими с большими наземными радиотелескопами.

Особый интерес будут представлять квазары, чья быстрая переменность подразумевает яркостные температуры, больше чем в 1 млн. раз превышающие обратный комптоновский предел (напр., Quirrenbach et al, 1989). Радиоастрон расширит физические длины баз для интерферометрии на порядок величины относительно того, что было возможно на поверхности Земли. Малый размер антенны и высоко-эллиптическая орбита будут ограничивать чувствительность и возможности изображения Радиоастронa, но это будет первый шаг к будущим, гораздо более совершенным, космическим радиотелескопам 21-го века.

Мы стоим на пороге ХХI века, перспективы дальнейшего прогресса захватывающи, но одновременно и отрезвляющи. Хорошо, что VLBA принесет возможности получения истинных многочастотных изображений, включая и возможность измерения поляризации. Возможен будет частотный мониторинг кинематики источников в масштабах, которые казались немыслимыми еще четверть века назад. Неспециалист сможет применять радиоинтерферометрию для широкого диапазона научных исследований, включая получение изображения и прямое измерение расстояний в нашей Галактике и до дальних галактик. До конца нашего столетия Радиоастрон увеличит еще на порядок величину длин баз РСДБ. Обсуждаются будущие космические РСДБ проекты в России, Европе, в США, они смогут и далее улучшить и разрешение, и чувствительность на порядки величины.

Однако, завершив создание РСДБ и ожидая более широкомасштабных работ с космической сверхдальней интерферометрией, будет все более трудно продолжать контролировать ситуацию, что было характерно и для ранних этапов развития РСДБ. Астрономы могут оказаться даже более изолированными от своих приборов и своих данных. В частности, сверхдальняя радиоинтерферометрия будет большой наукой, а это подразумевает контроль бюрократов и административные ограничения. Космическим элементам радиоинтерферометров понадобится поддержка традиционных наземных РСДБ систем, а также глобального комплекса систем космического слежения.

Работа и использование наземных РСДБ сетей, которые были такими успешными, могут оказаться под все возрастающим контролем космических агентств с их традициями жесткого руководства программами, они могут оказаться второстепенными при более дорогих и более броских космических программах. Особой проблемой будет обработка данных, записанных разными магнитофонами - такими, как система для VLBA, совместимая с МК-III системой, широко используемой сейчас, S2 система, система MK-IV и японская система K-4, построенная для использования космического радиотелескопа VSOP.

Список литературы

В начало страницы

Профессор Карл Саган
(Корнельский Университет, США)

И.С.Шкловский, один из всемирно известных ведущих астрофизиков, первым среди советских ученых начал на современном этапе поиск внеземных цивилизаций.

После войны Шкловский пишет несколько основопологающих научных статей, касающихся, в основном, эволюции звезд, межзвездного газа, их взаимодействия. Объектами его работы были солнечная корона; теоретический анализ (еще до открытия) 21-см спектральной радиолинии нейтрального атомарного водорода; предсказание, что многие молекулы межзвездной среды могут быть обнаружены радиоастрономическими методами; околозвездные мазеры; анализ, согласно которому планетарные туманности, колоссально большие пузыри межзвездного газа, есть результат эволюции звезд - красных гигантов; предсказание, широко принятое сейчас, что рентгеновская звезда - это тесная пара звезд, одна из которых нейтронная. Раннюю славу принесло Шкловскому открытие того, что самый известный на небе остаток Сверхновой, Крабовидная туманность, виден в обычном видимом свете благодаря синхротронному излучению, генерируемому электрически заряженными частицами, ускоряемыми в сильном магнитном поле.

Шкловского всегда интересовало возможное применение того, что он узнавал о звездах, к планетам Солнечной системы. Ему принадлежат ранние исследования эволюции атмосфер планет, позднее он предположил, что взрывы близких сверхновых могли бы сыграть значительную роль в эволюции жизни на Земле и, возможно, были причиной вымирания динозавров. (Сейчас, напротив, превалирует мнение о том, что причиной тому было столкновение Земли с астероидом или ядром кометы. Его работа была, однако, важна тем, что привлекла внимание к влиянию внеземных явлений на жизнь на Земле).

Шкловский был прекрасным учителем, и многие ведущие ученые, работающие по советским программам исследований планет, такие как В.И.Мороз и В.Г.Курт, и многие ведущие советские радиоастрономы, такие как Н.С.Кардашев, были его студентами. Вскоре после основания ИКИ АН СССР он связал с ним свою жизнь и до самой смерти продолжал играть вдохновляющую роль в советских проектах по исследованию планет.

Тема, по которой я впервые имел дело со Шкловским, была совсем другая, поиск внеземных цивилизаций. Я читал некоторые из его статей, включая его гипотезу о вымирании динозавров в результате вспышек сверхновых, и подумал, что его могла бы заинтересовать проводимая мною в то время работа по межзвездной связи. В 1962 г. я послал ему препринт своей статьи и удивительно быстро получил ответ, начинавшийся старой русской пословицей: "На ловца и зверь бежит". Шкловский писал книгу о внеземных цивилизациях и совсем уже был готов начать очередную главу, когда пришла моя статья именно на тему этой главы. Так началась совместная работа, я организовал перевод его книги на английский язык и добавил (по его предложению) такое же количество нового материала.

Книга, опубликованная в 1966 г. в США под названием "Жизнь во Вселенной", была положительно воспринята и до сих пор издается. Наша совместная работа полностью осуществлялась по почте, иногда материал приходил из Москвы с четко пропечатанным штампом цензора. Мы ни разу не встретились до опубликования книги, поскольку Шкловскому в течение 20 лет отказывали в выезде за пределы Восточной Европы. Перспектива такой встречи представлялась весьма отдаленной, но "вероятность нашей встречи, - писал он мне - наверное, не меньше вероятности посещения Земли космонавтом из других миров".

Репрессии в стране, однако, то ужесточались, то ослаблялись, и в конце 60- х годов Шкловскому было дано разрешение на его первую поездку в США. Я был рад встретиться с ним тогда, и потом еще много раз в Штатах, в Советском Союзе, в Западной Европе. Его умение быстро схватывать ситуацию и нестандартный ход мысли были захватывающими.

У него была заразительная улыбка, он обычно хватал собеседника за локоть или тыкал пальцами в лацкан, чтобы привлечь его внимание к тому, что происходит. Чрезвычайно развито было у него чувство юмора, но он терпеть не мог неумных людей. Я помню встречу по связи с внеземными цивилизациями в Армении в сентябре 1971 г., где один из советских ученых выдвигал довольно безрассудный тезис о том, что все великие научные открытия (триумфальные открытия Ньютона, Дарвина, Эйнштейна) были сделаны во время солнечного максимума, когда Солнце выбрасывает больше энергичных заряженных частиц, чем в среднем. "Да, - сказал Шкловский, повернувшись ко мне, и шепот его был слышен по всему конференц-залу, - но его идея была зачата в глубокий солнечный минимум".

В 1960 г. он получил Ленинскую премию, возможно, за военные радиосистемы и РЛС[2]. В 1966 г. он был избран член-корреспондентом советской Академии наук, но академиком он так и не стал. Я помню, как кто-то из ведущих советских астрономов сказал мне в середине 1960 г., еще до того, как я встретился со Шкловским, что "пятьдесят процентов того, что делает Шкловский, блестяще, но кто скажет, какие это пятьдесят процентов". И, действительно, его всегда привлекали рискованные гипотезы. Он, например, предполагал, что движение Фобоса, внутренней марсианской луны, с медленным орбитальным движением по спирали в сторону Марса объясняется тем, что Фобос - полый, следовательно, он был изготовлен ранее существовавшей, а теперь, вымершей марсианской цивилизацией. С тех пор были найдены другие, более естественные толкования великого ускорения Фобоса.

Он был прямым человеком. Еврей, достигший большого научного признания в Советском Союзе, он ненавидел любые проявления распространяющегося антисемитизма в вопросах поступления в университет, академической карьеры. Он возмущался теоретиками марксизма, которые заявляли, что в соответствии с диалектическим материализмом другие планеты должны быть обитаемы; он заявлял, что эти люди не понимают даже собственный марксизм и что ученые должны подходить к природе непредубежденно идеологически и непредвзято. В начале 1960-х годов он отмечал, что "высокомощные лазеры могли бы стать новым видом оружия колоссальной разрушающей способности", он предупреждал, что США ежегодно тратят миллионы долларов и вовлекают сотни корпораций в исследования такого рода; он выражал надежду, что подобная технология будет использоваться лишь в мирных целях. (Он воздерживался от комментариев по любым аналогичным действиям в СССР). Он открыто выражал удовольствие от того, что его книга "Звезды" была опубликована в Америке, стране, внесшей такой значительный вклад в развитие современной астрономии". Политические взгляды этого человечного человека заставляли его иногда критиковать и США, и Советский Союз. Надо было обладать достаточным мужеством, чтобы открыто выражать свои мнения. Он был избран почетным членом американского астрономического общества, получил Золотую Медаль Брюса Тихоокеанского Астрономического общества, был иностранным членом Национальной Академии Наук.

Шкловский сыграл важнейшую роль в том, что в Советском Союзе радиопоиск внеземных цивилизаций вошел в ранг серьезных научных проблем, в популяризации всего комплекса вопросов современной астрономии и в СССР и за его пределами. В 1960 - 70-х годах радиоастрономы в Советском Союзе несколько раз заявляли, что они приняли из космоса необычные сигналы; тревога, правда, оказывалась ложной. Вслед за одним из таких обнаружений сигналов прошла пресс- конференция, на которой медленные периодические изменения яркости радиоисточника, названного СТА-102, были приписаны наличию сигнала от очень высокоразвитой, вероятно, внегалактической цивилизации. Но каждый раз оказывалось, что все эти случаи удавалось объяснить гораздо естественней, СТА-102 оказался одним из первых наблюдавшихся квазаров.

Шло время, никаких признаков внеземных цивилизаций не появлялось. Шкловский, разочаровавшись, стал, в конечном счете, серьезно рассматривать возможность того, что внеземных цивилизаций нет, что мы одиноки в Галактике, состоящей из сотен миллиардов звезд, и во Вселенной, состоящей из миллиардов галактик. Это было предметом постоянной полемики. Каждый раз, встретившись, мы обсуждали этот вопрос. Может быть мы получили внеземные сигналы и не поняли этого? Может быть они посылаются так, что мы не способны их обнаружить, по причине собственной, слишком большой, отсталости? Может, они уже уничтожили сами себя (скажем, в ядерной войне), прежде чем приобрели умение осуществлять межзвездную связь? Но он не считал эти свои последние взгляды окончательными и охотно подписал межзвездную петицию, призывающую к проведению совместного глобального поиска внеземных цивилизаций (Март - апрель 1983).

В последний раз я видел его в Австрии, в Граце, в августе 1984 г. как раз перед встречей, которую организовало Планетное общество. На ней советские и американские специалисты обсуждали, как вести дальше сотрудничество в области исследования солнечной системы. Я помню, как он сказал, что бывают тупики в эволюции, что иногда виды оказываются в плену собственной истории. В качестве примера он привел саблезубого тигра, огромные искривленные клыки которого стали ему помехой, а не помощью в ловле добычи.

И.С.Шкловский внес фундаментальный вклад в поиск внеземных цивилизаций, в большинство направлений современной астрофизики.

В начало страницы

Интервью, взятое у И.С.Шкловского в декабре 1981 г. Бернардом Оливером, в г.Таллине, Эстония[3]

Д.Свифт, Б.Оливер

- Когда вы родились? - Я родился в 1916 году, мне 65 лет.

- Какого числа? - Первого июля.

- Вы немного младше меня. Я родился 27 мая. А где вы родились? - В маленьком городе Глухове, на Украине. Совсем небольшой город с населением в 20 тысяч человек.

- То есть в провинции. Вы долго там прожили? - Там прошло все мое детство.

- Чем вы увлекались тогда? - В детстве я был художником.

- Художником или маляром? - Художником. В это время, после гражданской войны и голода, в первый год советской власти, на Украине не было ни карандашей, ни бумаги, поэтому я рисовал углем. Рисовал на стенах. Когда мне было три-четыре года, я еще не научился писать, но уже хорошо рисовал. В основном, животных: мышей, лошадей, собак. Я занимался живописью до двадцати лет, пока не поступил в Московский Университет. Достиг неплохих результатов. Хорошо писал портреты. Например, за полчаса мог сделать неплохой портрет с натуры.

- Тоже углем или маслом? - Нет, маслом я не писал никогда.

- Вы могли бы сами делать иллюстрации к своим книгам? - Да, если бы жил в Америке.

- Как получилось, что после такого дебюта у Вас возник интерес к науке, в частности, к астрономии? - Да, к астрономии - потрясающий интерес. Я не закончил средней школы. Только семь классов - только две трети обучения.

Мне было четырнадцать лет, когда пришлось бросить школу. Я был мальчишкой, но должен был пойти работать. Я работал на строительстве железной дороги в Сибири. Естественно, вместе с родителями.

- Они привезли вас с Украины в Сибирь? - Да. Я много путешествовал. Жил в Казахстане, в Средней Азии и в Сибири. В Сибири началась моя самостоятельная жизнь, я стал работать на строительстве железной дороги.

- Ваш отец работал там же? - Да. И вот однажды - мне было тогда 16 лет - я случайно оказался в маленькой библиотеке при железнодорожной станции, где я работал. Мне попался советский художественный журнал "Новый мир", в котором я прочел статью об открытии нейтрона.

Я был потрясен, так как из незаконченной средней школы знал, что материя состоит из электронов и протонов. Но нейтрон - это было нечто новое! И нечто невероятное! Из этого я сделал вывод, что мне необходимо изучить физику.

- Поскольку еще не все открыто? - Вот-вот. Я отлично помню это ощущение. Статья в "Новом мире" подтолкнула меня к этому решению. Весь следующий год я готовился к поступлению в Университет. Занимался самообразованием и поступил в Дальневосточный Университет во Владивостоке. Проучился там два года. Я был совсем мальчишкой - мне было всего 17 лет. Университет был бедным, профессорский состав - крайне низкого уровня, и получить хорошее образование было невозможно. Однако ректор решил ввести астрономию на моем курсе.

- То есть он посоветовал вам заняться астрономией? - Не только мне. Одновременно со мной все мои однокурсники, двадцать - двадцать пять человек, должны были заниматься астрономией.

Я был резко против, так как еще в Сибири мечтал изучать нейтроны. Астрономия меня не увлекала.

- Вы хотели изучать физику, а он настаивал на астрономии? - Да, но потом все изменилось. Я сделал рывок и за один год подготовился к экзаменам за второй курс. Перепрыгнул с первого сразу на третий курс, лишь бы уклониться от астрономии.

- Вы сильно потрудились, чтобы уклониться от своей науки. - Да, именно так. Но жизнь вернула меня к ней. После третьего курса я перешел из Дальневосточного в Московский Университет и закончил физический факультет в 1938 году, когда мне было двадцать два года.

Я уже был женат, и жизнь у меня была нелегкая, неустроенная. Квартиры не было, денег тоже. В этой ситуации я совершенно случайно обратился к астрономии, так как только по этой специальности можно было поступить в аспирантуру.

- Вам нужна была работа? - Да, просто необходима.

- Cудьба вас просто бросила ей навстречу. - О, да. То ли волею случая, то ли нет, но я абсолютно доволен своей судьбой и сейчас не могу представить себе никакой другой профессии, кроме астрономии. После этого я закончил аспирантуру в Астрономическом Институте им.Штернберга при Московском Университете. Началась 2-я мировая война. Я не воевал, потому что у меня было плохое зрение. Может, по этой причине я остался жив. А Вы?

- Я работал в Белл-Телефон Лаборатории, когда началась война, и продолжал заниматься автоматическими следящими радиолокационными системами. Это была моя специальность. И в процессе работы вы пришли к выводу, что возможны внеземные цивилизации, или вы только предположили их существование? Когда это произошло? - Очень интересный вопрос. После окончания аспирантуры в Астрономическом Институте им.Штернберга я несколько лет занимался радио- и солнечной астрономией и солнечной физикой. Я получил очень интересные результаты в области солнечной физики, так как разработал совершенно новую для того времени теорию.

- Быть может, вы вспоминаете модель горячей короны? - Головокружительно-новая теория. Перед войной считалось, что температура Солнца составляет 6 тысяч градусов, а тут вдруг оказалось, что температура короны равняется миллиону градусов!

- Да, конечно. Как это может быть? - Физические условия оказались совсем не такими, как считалось раньше: отсутствие термодинамического равновесия, совершенно неожиданное состояние ионизации и радиоизлучения Солнца.

Я также оказался первопроходцем в радиоастрономии. Вместе с В.Л.Гинзбургом - ныне академиком - я объяснил радиоизлучение в метровом радиодиапазоне от Солнца, которое было открыто незадолго до этого. Я разделил это радиоизлучение на две компоненты. Первая компонента являлась тепловым излучением горячей плазмы солнечной короны, а вторая - плазменными колебаниями и нетепловыми процессами.

Но в 1948 - 49 гг. очень скоро мои научные интересы сместились в сторону галактик, так как новая область радиоастрономии сильно подстегивала мой интерес к ним и к метагалактике. Например, сразу же после появления блестящей гипотезы ван де Холста о 21-см линии водорода я в 1949 году вычислил вероятность перехода этой линии и предсказал возможность ее наблюдения. И, кроме того, я первый теоретически предсказал линию гидроксила на длине волны 18-см и многое другое.

Я широко использовал в радиоастрономии - настоящей радиоастрономии - новую идею о синхротронном излучении. Первым объяснил оптическое излучение Крабовидной туманности как синхротронный процесс, оптическое излучение с непрерывным спектром плюс излучение от волокон и газовых структур в Крабовидной туманности.

Во внегалактической астрономии я первым предсказал вековое уменьшение потока в радиоизлучении от радиоисточника Кассиопеи A. Это реально существующий сильный радиоисточник. И я очень горжусь своей книгой о космических радиоволнах, которую перевели на английский язык в Соединенных Штатах.

- В то время все было совершенно неизвестно и ново. В Америке появилась целая плеяда радиоастрономов после открытия Карла Янского. - Да, заниматься этим начал Янский.

- Кстати говоря, Вы знали Янского? - Да, я хорошо знал Янского.

Это единственный пример того, как великая наука выросла из открытий одного человека. Я не знаю другого аналогичного примера.

- Ее развивал Грот Ребер во время войны. Но вернемся к тому, как вы впервые заинтересовались внеземными цивилизациями. - Я рассказал вам о духе и общем содержании моей работы. В 1957 году был запущен первый советский искусственный спутник Земли. Я принял горячее участие в этих исследованиях и предложил несколько проектов. В 1961 президент советской Академии Наук Мстислав Всеволодович Келдыш, предложил мне написать несколько научных и полунаучных книг, посвященных пяти памятным годам после запуска первого советского спутника. В связи с этим я решил написать книгу о внеземных цивилизациях.

Возможно, на меня произвела сильное впечатление работа Коккони и Моррисона. Я прочитал их статью вскоре после ее публикации в 1959 г., - но, разумеется, спустя несколько месяцев, пока она дошла до нас. Я очень заинтересовался и думал, что первая книга в этом направлении может быть интересна для читателей, первая популярная книга. Я объявил о своем желании, меня поддержали многие люди, и очень быстро я написал эту книгу - всего за четыре, может быть, за пять месяцев. Каждый день я ходил на работу, проводил целый день в институте, и лишь вечерами мог работать над этой книгой.

Кроме компиляции старых идей, исторической части, общего очерка о положении дел в этой области, там есть чисто астрономическая часть: новая идея Коккони и Моррисона, которую я знал, а также идеи Дайсона и Брэсуэлла. В то же время я развивал в книге мои собственные идеи.

Например, я привлек внимание к значению телевидения. Наша телевизионная система вполне достаточна для того, чтобы превратить очень маленькую и очень скромную планету во второй по мощности радиоисточник в нашей Солнечной системе. Телевизионные волны проходят свободно и из других частей Солнечной систем, возможно, и от других звезд, наша Земля - это яркий точечный радиоисточник.

Вот другой пример. Я привлек внимание к техническому аспекту проблемы и переходу от первого ко второму классу цивилизаций в делении, которое предложил Кардашев, кажется через два года после появления моей книги. В своей книге я привлек внимание к возможности существования высокоразвитых технических цивилизаций, но не к делению цивилизаций, предложенному Кардашевым. Но я многократно подчеркивал, что подобные цивилизации могут располагать гигантскими источниками энергии.

Я думаю, что Коккони и Моррисон воспользовались этой идеей, так как они указали, что у нас есть возможность установить связь с внеземными цивилизациями, но и до них были люди, предполагавшие существование внеземных цивилизаций.

До этого я активно не работал в этой области, но моя книга была хорошо встречена читателями.

- Она впервые вышла в России? - Да, в России, в 1962 г., потом выходило пять изданий. Последнее издание вышло в 1980 г. История создания книги Сагана-Шкловского совершенно замечательна. Саган спросил у меня, нельзя ли перевести ее на английский. Я послал ему рукопись моей книги и попросил сделать перевод и немного дополнить. Так как Карл хорошо знает биологию, а я нет, я просил его дописать в ней раздел по современной биологии.

Саган занимался этим три года, не только биологической частью. Затем книга вышла под двумя фамилиями. Текст, написанный Карлом, предваряет вступление. Для меня это очень важно и из-за политической ситуации. Поскольку я советский автор, я должен был уважать марксизм и работать "в духе марксистского учения". А Карл после своего вступления мог писать в духе Канта. И это прекрасно, так как теперь есть чем оправдываться перед советскими чиновниками, приписывая все политические ошибки в книге Карлу (смеется). Хочу сказать Вам, что месяц или два назад известное американское издательство Джон Виллей и Сын подписало соглашение с советским агентством о переводе пятого издания моей книги в Соединенных Штатах.

- Она написана Вами или совместно? - Мной, но думаю, что необходимо сделать добавления, так как область эта очень быстро развивается.

- Вы женаты? - Да. У меня двое детей, дочь и сын. Я уже дедушка. У меня две внучки.

- Вы опередили меня. У меня трое детей, но внуков нет. - Они в будущем.

- Надеюсь. Вы мне много рассказали о себе. Не могли бы вы сказать что-то более глубокое о себе, более личное? Какие события вы считаете величайшим счастьем в своей жизни? - Находится в обществе д-ра Оливера, вице-президента знаменитой на весь мир корпорации. А если серьезно - то самое большое счастье я испытал, когда сбывались мои научные предсказания. Я пережил это счастье только дважды. В первый раз, когда я предсказал поляризацию оптического излучения от Крабовидной туманности. Это был основной вопрос для модели синхротронной теории нетеплового излучения.

Дело в том, что первые наблюдения проводились с маленьким 16-сантиметровым телескопом, расположенным в Абастуманской обсерватории на Кавказе, где невозможно было провести детальные исследования оптической поляризации в Крабовидной туманности. Степень поляризация усреднялась по всему изображению диска туманности, но измеряемая величина равнялась 12%.

Невероятно высокая цифра! Например, процент поляризации обычно не превышает 1 - 2% для других объектов. Дальнейшие измерения показали, что в некоторых частях туманности степень поляризации достигает 50, 60 и даже 70%. Но это стало возможным обнаружить лишь благодаря высокому угловому разрешению. На плохих или маленьких телескопах результат измерения степени поляризации давал значительно меньшие значения. Я был совершенно счастлив.

Во второй раз я пережил это чувство, когда в 1960 г. предсказал вековое уменьшение радиопотока от Кассиопеи A - сильнейшего радиоисточника на небе.

Исходя из чисто теоретических оценок, я пришел к выводу, что поток от этого источника должен уменьшаться примерно на 2% в год или, 20% за 10 лет. Потрясающе! Впервые было выдвинуто предположение, что космический радиоисточник можно рассматривать как переменный.

Для экспериментальной проверки использовался метод сравнения одного радиоисточника с другим очень сильным внегалактическим радиоисточником Лебедь A с постоянным потоком. Из сравнения потоков этих двух источников стало очевидным, что Лебедь A уменьшает свой поток на 2% в год.

Я написал в Англию и д-ру Струве в Национальную Радиоастрономическую Обсерваторию. В Англию я написал потому, что Лебедь A была впервые обнаружена на Кембриджской Радиообсерватории.

- Мартином Райлом? - Да. Важно было использовать тот же телескоп, с такими же боковыми лепестками диаграммы направленности, чтобы повторить эти наблюдения тем же методом. Очень быстро он установил, что начиная с 1948 г., когда был обнаружен этот источник, его поток уменьшился примерно на 30%. Это очень много.

- Да, это была сенсация. Переживали ли Вы в своей жизни настоящее горе или разочарование или трагедию? - Трагедию? - Нет, я абсолютно, на 100% счастлив. Жизнь - голубая мечта.

- Понимаю. Значит, вы всю жизнь плавали в счастливой бухте. - Тяжелая, нудная работа - неотъемлемая часть всякой жизни.

- Вы занимались водородной линией на длине волны 21 см, когда Коккони и Моррисон указали на ее значение для проблемы CETI? - Да, их работа вдохновляла меня. Если вы помните, д-р Кардашев говорил то же самое. Их работа очень воодушевляла. Исключительно важная работа.

Я не был знаком с Коккони. Никогда не встречался с ним. Но я неплохо знал д-ра Моррисона. Скажем, в последний раз мы виделись четыре месяца назад в Альбукерке, Нью-Мексико. Он - прекрасный человек.

- Кардашев был вашим студентом? - Да. Это абсолютно независимый человек. У нас прекрасные отношения. Но у него совершенно другой взгляд на проблему CETI.

- Изменились ли ваши взгляды на проблему CETI с тех пор, как вы начали заниматься ею? - Считается, что изменились, но это не так. Например, моя книга о разуме во Вселенной переиздавалась пять раз. Естественно, что каждое последующее издание отличается от предыдущего. Есть дополнения, улучшения, иногда изменения. Последнее издание было опубликовано в 1980 г., а предпоследнее - в 1976. В 1976 и 1965 я сделал краткие вставки о том, что, быть может, мы одиноки во Вселенной, что разумная жизнь - исключительно редкое явление. (Я покажу Вам примечание в третьем издании).

С наступлением эры больших радиотелескопов - американских, немецких, советских - за последние десять лет их чувствительность увеличилась в несколько сот раз. Чувствительность - это уровень, измеряемый в миллиянских. Один янский казался фантастически малой величиной для потока десять лет назад, а сегодня мы можем говорить о миллиянских.

В этом издании я хотел обратить особое внимание на работу Майкла Харта из Техаса. Почему мы не можем получать сигналы от других цивилизаций с соответствующим уровнем наших радиоастрономических приборов? Это неясно. Д-р Харт подчеркивал, что нет никаких признаков посещения нашей планеты пришельцами других цивилизаций. Я же говорил об отсутствии искусственных сигналов. Проблема установления контакта с Тау Кита или, быть может, другой звездой связана с тем, что в объеме с радиусом в несколько сотен световых лет общее число звезд, более или менее сходных с Солнцем, составляет несколько десятков миллионов. Их координаты не определены. Лучшей стратегией в такой ситуации было бы посылать сигналы одновременно многим звездным системам. Предположим, существует суперцивилизация в туманности Андромеды. Андромеда - это галактика, в два или три раза превышающая нашу галактику. Одна из цивилизаций достигает фантастически высокого технического уровня. Тогда эта цивилизация посылает мощный радио- сигнал по направлению к нашей Галактике. Этот сигнал должен излучаться в телесном угле около одного градуса, соответствующего углу, занимаемому внутренней частью нашей Галактики, рассматриваемому из туманности Андромеды. В подобной ситуации сигнал могут наблюдать одновременно сотни миллионов возможных цивилизаций.

Это не изотропный сигнал. Направленность системы составляет от десяти до пятнадцати. Ширина диаграммы равна 1 градусу, даже меньше, может быть, половине градуса. Но этого вполне достаточно! А мощность передатчика нельзя предсказать с той же точностью и существуют свободные параметры, связанные с выбором полосы. Но думаю, от 10 до 7 МГц. Антенна диаметром в 100 м, с мощностью, скажем, 1 мегаватт - технически это вполне возможно и даже можно сделать несколько таких антенн, которые должны работать одновременно.

Нужно создать такую систему поиска и очень медленно просканировать внутреннюю часть туманности Андромеда. Тогда мы могли бы обнаружить в середине туманности Андромеды очень странный пульсирующий источник, например, искусственный пульсар. Очень странный и чрезвычайно узкополосный сигнал, абсолютно искусственный!

Очень важно, что пока такие сигналы не обнаружены. Но очевидно, что в будущем необходимо продолжить исследования в этой области. Из этих небольших свидетельств следует, что вблизи нашей Галактики - может быть, среди целой группы галактик - еще не существует подобной высокоразвитой технологии. Это мой главный довод.

- Какие обстоятельства вашей жизни Вам хотелось бы рассказать людям будущего? - Я совершенно не доволен собой.

- А ваши чувства? ... (пауза) - Чуть больше свободы? - Да, конечно.

- Ну, это общее чувство.

Примечания

1. Статья из книги "Astrophysics on the Threshold of the 21st Century" - Gordon & Breach, 1992.

2. Эта премия была присуждена И.С.Шкловскому за участие в первых космических экспериментах, в частности, как автору идеи искусственной кометы (прим. ред.)

3. Из книги "D.Swift и Seti Pioneers". - The University of Arisona Press, 1990. Перевод Анны Курт.

В начало страницы | Оглавление | Воспоминания

Публикации с ключевыми словами: персоналии - Шкловский
Публикации со словами: персоналии - Шкловский
См. также:
Все публикации на ту же тему >>

Мнение читателя [1]
Оценка: 3.0 [голосов: 77]
 
О рейтинге
Версия для печати Распечатать

Астрометрия - Астрономические инструменты - Астрономическое образование - Астрофизика - История астрономии - Космонавтика, исследование космоса - Любительская астрономия - Планеты и Солнечная система - Солнце

Астронет | Научная сеть | ГАИШ МГУ | Поиск по МГУ | О проекте | Авторам

Комментарии, вопросы? Пишите: info@astronet.ru или сюда

Rambler's Top100 Яндекс цитирования