Ніл Деграсс Тайсон. Хай буде темрява!

by Diana

Переклала Наталія Саміляк

Джерело

Астрофізика – одна з найобмеженіших наукових дисциплін. Вражаюча широта та глибина всесвіту щодня робить наші Я все меншими і меншими, крім того, ми постійно знаходимося у владі непідконтрольних нам сил. Звичайний хмарний вечір, який не завадив би жодній людській діяльності, в випадку астрофізиків заважає провести спостереження за допомогою телескопа, який обходиться в 20 тисяч доларів за ніч. І все через погоду. Ми лише пасивні спостерігачі космосу, що збирають дані про те коли, де, і як виявляє себе природа. Щоб пізнати космос нам потрібне вікно у всесвіт, яке не буде затуманеним, тонованим чи забрудненим. Та поширення того, що ми називаємо цивілізацією, вкупі з сучасними технологіями, як правило, розходиться з нашою місією. Якщо нічого не зробити, то людство заллє Землю загравами та світлом і тим самим закриє доступ до бар’єрів космічних відкриттів.
Найочевиднішою та найпоширенішою формою астрономічних забруднень є вуличні ліхтарі. Все частіше їх можна побачити з вікна літака під час нічних рейсів. Це означає, що вони освітлюють не лише вулиці на землі, а і решту всесвіту. В першу чергу це стосується ліхтарів, що не мають плафонів, котрі б направляли світло лише на землю. Через такі погано розроблені корпуси для ліхтарів, міське самоврядування змушене купувати лампи з високою потужністю, адже половина світла від таких ліхтарів направлена в космос. Крім марнування ресурсів, світло, що просто направлене в нічне небо, зробило непридатним для астрономічних досліджень більшість світових об’єктів нерухомості. На конференції 1999 року під назвою “Збереження астрономічного неба” учасники справедливо скаржилися на втрату темного неба по всьому світу. В одному документі повідомляється, що витрати на неефективне освітлення у Відні складають $720,000 щорічно, у Лондоні 2,9 млн, у Вашингтоні 4,2 млн.доларів, а в Нью-Йорку 13.6 млн. доларів. Варто зауважити, що освітлення Лондона, практично з таким самим населенням, як у Нью-Йорку, є ефективнішим майже у п’ять разів.
Астрофізична дилема полягає не в тому, що світло йде в космічний простір, а в тому, що нижні шари атмосфери затримують суміш водяної пари, пилу та забруднюючих речовин, які відбивають деякі з висхідних фотонів назад до Землі, освітлюючи небо наслідками міського нічного життя. Оскільки міста стають все яскравішими і яскравішими, тьмяні космічні об’єкти стають щоразу менш і менш помітними і це все більше відділяє міських мешканців від всесвіту.
Перебільшити масштаб цього ефекту складно. Промінь від ліхтарика спрямований на стіну затемненої їдальні помітити легко, але почніть поступово збільшувати освітлення в кімнаті і зауважите, що промінь стає все важче і важче побачити. Нечіткі об’єкти в забрудненому світлом небі, такі як комети, туманності і галактики, виявити дуже важко або й неможливо. Ніколи в своєму житті я не бачив у Нью Йорку Чумацького Шляху, а я тут народився і виріс.
Якщо ви спостерігатимете за зірками з залитого світлом Таймс Сквер, то побачите з десяток зірок. Коли в часи Пітера Стаувесанта звідти ж можна було побачити тисячі зірок. Не дивно, що давні народи розділяли культ небосхилу, в той час, як сучасні люди, які не знають нічого про нічне небо, поділяють культуру вечірнього телебачення.
Поширення в 20 столітті електричного освітлення міст створило технологічний туман, який змушує астрономів переносити обсерваторії з пагорбів на околицях міст у віддалені місці, наприклад Канари, чилійські Анди чи до вулкану Мануа-Кеа на Гаваях. Одним помітним винятком є Національна обсерваторія Кітт-Пік в штаті Аризона. Замість того, щоб на 50 миль втікати від поширення освітлення в місті Тусон, астрономи залишились і боролись. Таку битву легше виграти, ніж здається: головне переконати людей, що їхній вибір зовнішнього освітлення – це тринькання грошей. Зрештою, місто отримує ефективні вуличні ліхтарі, а астрономи – темне небо. Указ № 8210 Кодексу зовнішнього освітлення округу Тусон/Піма звучить так, ніби міський голова, начальник поліції та керівник в’язниці всі були астрономами на момент затвердження кодексу. Розділ 1 визначає намір розпорядження:
«Мета цього Кодексу полягає у забезпеченні стандартів зовнішнього освітлення таким чином, щоб його використання безпідставно не перешкоджало астрономічним спостереженням. Метою цього Кодексу є заохочення шляхом регулювання типів, видів, конструкції, монтажу та використання зовнішніх електричних освітлювальних пристроїв, освітлювальних приладів та систем для економії енергії без зниження безпеки, корисності та продуктивності, при покращенні використання права власності на майно в межах округу.»
І після тринадцяти інших розділів, які встановлюють суворі правила, що регулюють вибір громадянами зовнішнього освітлення, ми переходимо до найкращої частини – розділу 15:
«Будь-яка особа, яка порушує будь-які положення цього Кодексу, здійснює цивільне правопорушення. Кожен день, протягом якого здійснюється правопорушення є окремим злочином.»
Як бачите, за допомогою світла, що заважатиме телескопу астронома ви можете перетворити миролюбного громадянина на Рембо. Думаєте, я жартую? Міжнародна асоціація “Dark-Sky” (IDA) – організація, яка бореться за це в будь-якій точці світу. Девіз IDA нагадує гасло, написане на поліцейських патрульних машинах Лос-Анджелеса: зберегти і захистити нічне середовище та нашу спадщину темного неба за допомогою якісного зовнішнього освітлення. І, як і поліція, IDA прийде по вас, якщо ви не послухаєтесь.
Я точно знаю, бо вони приходили по мене. Після відкриття планетарію «Rose Center for Earth and Space» не пройшло ще і тижня, як мені прийшов лист від генерального директора IDA, в якому він розкритикував мене за вибір освітлення для нашої площі. Звинувачення були справедливими – на площі знаходиться сорок вбудованих в тротуар ліхтарів, з лампами низької потужності, які допомагають вирізнити та освітлити гранітну арочну підвіску Rose Center. Це освітлення частково функціональне, а частково декоративне. Мета цього листа не була в тому, щоб звинуватити наші ліхтарі у всіх бідах з поганою видимістю у Нью Йорку, а зробити планетарій Гайдена прикладом для всього іншого світу. Соромно казати, але ліхтарі так і залишились.
Все ж вина не лише в людському втручанні. Наприклад, Місяць у повні досить яскравий, щоб зменшити кількість зірок видимих неозброєним оком з тисяч до сотень. Фактично, повний Місяць яскравіший за найяскравіші нічні зірки більш ніж у 100 тисяч разів. За рахунок більшого кута відбиття світла, повний Місяць яскравіший за півмісяць в 10 разів. Тому не раджу бажати повні астрономові, який керує великим телескопом. Щоправда, приливна сила Місяця створювала басейни припливу та інші динамічні середовища існування, які сприяли переходу від морського до земного життя і в кінцевому підсумку дали можливість людству процвітати. Крім цієї деталі, більшість астрономів, особливо космологів, були б щасливими, якби Місяць взагалі ніколи не існував.
Кілька років тому мені зателефонувала одна директорка маркетингової компанії, яка хотіла висвітлити на Місяці їх логотип. Вона хотіла дізнатися, як це можна організувати. Після того, як я кинув слухавку, я зателефонував їй сам і ввічливо пояснив, чому це погана ідея. Інші чиновники запитували мене, як можна розмістити на орбіті світлові рекламні банери розміром з милю, на кшталт тих, що ви можете побачити на літаках під час спортивних заходів або над океаном з переповненого пляжу. В таких випадках я завжди погрожую послати за ними поліцію світла.
Непомітні зв’язки сучасного життя поширюються не лише на світлове забруднення, а і на інші складові електромагнітного спектру. Наступними під загрозу потрапляють астрономічні радіохвилі, які ми випускаємо в космос, включно з мікрохвилями. Зараз у нас купа приладів, які використовують радіохвилі: мобільні телефони, автоматичні гаражні ворота, ключі, що пікають, коли відкривають чи закривають двері автівок, радіорелейні станції, радіо- та телепередавачі, рації, ручні радари для вимірювання швидкості, GPS та мережі супутникового зв’язку. В основі цього техногенного туману лежить діапазон земного мікрохвильового випромінювання. І ті нечисленні зони, що залишаються в межах радіочастотного спектру, стають дедалі меншими, тому що прилади високотехнологічного життя забирають все більше і більше радіохвильового простору. Через це виявлення і вивчення надзвичайно слабких небесних об’єктів скомпрометовано, як ніколи раніше.
За останні півстоліття радіоастрономи виявили неймовірні речі – пульсари, квазари, молекули у космосі та космічний мікрохвильовий фон, перші докази, що підтверджують сам великий вибух. Але навіть бездротова розмова може заглушити такі слабкі радіосигнали: сучасні радіотелескопи настільки чутливі, що телефонна розмова між двома астронавтами на Місяці стала б одним із найяскравіших радіоджерел на небі. І якщо б марсіани користувалися мобільними, наші найпотужніші радіотелескопи могли б з легкістю їх виявити.
Федеральна комісія з комунікацій(ФКК) зважає на важкі, часто суперечливі потреби суспільства, що поширюються на спектр радіочастот різних сегментів. Спеціальна група ФКК має намір переглянути політику, яка регулює використання електромагнітного спектру, з метою підвищення ефективності та гнучкості. Голова ФКК Майкл К. Пауелл розповів “Washington Post” (19 червня 2002 року) про те, що він хоче, щоб філософія ФКК направлена на управління перейшла до ринкової. Комісія також перегляне, як вона розподіляє та призначає смуги радіочастотного спектру, а також те, як одне розміщення джерела радіохвиль може перешкоджати іншим.
Зі свого боку, Американське астрономічне товариство, національна професійна організація астрофізиків, закликає своїх членів бути настільки ж пильними, як і люди з IDA. Я теж схвалюю цю стратегію. Потрібно переконати політиків, що варто ідентифікувати спеціальні радіочастоти, які використовуватимуть лише астрономи. Говорячи мовою невтомного Руху Зелених – ці частоти слід вважати своєрідною електромагнітною пустелею або електромагнітним національним парком. Щоб уникнути перешкод, географічні зони, що оточують охоронювані обсерваторії, також слід очистити від будь-яких радіосигналів, створених людьми.
Найскладнішою проблемою може бути те, що чим далі є об’єкт від Чумацького Шляху, тим довшою є довжина хвилі і нижчою частота його радіосигналів. Це явище, яке називається ефектом Допплера, є основною ознакою розширення Всесвіту.
Отож, неможливо ізолювати єдиний діапазон астромагнітних частот і стверджувати, що весь цей космос, від сусідніх галактик до краю видимого всесвіту, можна подати через це віконце. Боротьба триває.
Сьогодні найкращим місцем для встановлення телескопів та вивчення всіх частин електромагнітного спектру є Місяць. Але його зворотна сторона, інакше спостереження може бути ще складнішим, ніж з поверхні Землі.
Якщо дивитись з ближнього боку Місяця, Земля виглядає у тринадцять разів більшою, і в п’ятдесят разів яскравішою за Місяць. І вона постійно обертається. Крім того, засоби комунікації також роблять Землю найяскравішим об’єктом на радіохвильовому небі. Натомість, зворотна сторона Місяця, де Земля завжди знаходиться за горизонтом – це рай для астрономів.
Телескопи, побудовані на Місяці, можна направити в будь-якому напрямку неба, без ризику земного електромагнітного забруднення. Більше того, ніч на Місяці триває майже п’ятнадцять земних днів, що дозволило б астрономам спостерігати за об’єктами в небі протягом багатьох днів, набагато довше, ніж вони могли б з Землі. І, оскільки Місяць не має атмосфери, то спостереження з його поверхні будуть такими ж якісними, як спостереження з орбіти Землі. Тоді космічний телескоп “Хаббл” втратить той престиж, який має зараз.
Крім того, без атмосфери, яка розсіює сонячне світло, денне небо Місяця майже таке ж темне, як нічне, тому всі улюблені зірки так само помітні на фоні Сонця. Кращого місця для такого і не знайдеш.
Добре поміркувавши, я відмовляюся від колишніх різких зауважень про Місяць. Можливо, наш космічний сусід в один прекрасний день стане найкращим другом астрономів.