В Новый год — по законам Вселенной
2012 год — особая дата. Уже задолго до его наступления он начал обрастать всевозможными прогнозами и предсказаниями, в большинстве своем весьма неутешительными.
Один за другим в обществе всплывают и бурно обсуждаются разнообразные сценарии грядущего «конца света», который неумолимо готовит Земле беспощадный Космос. Есть ли в этих рассуждениях хоть какое-то научное обоснование? Что же на самом деле будет происходить с Землей в следующем году и в ближайшем будущем? Ученые-астрономы СПбГУ поделились своей точкой зрения на этот счет.
Всё врут календари?
Действительно, наступающий год особо отмечается в известных календарях, оставленных нам в наследство древней цивилизацией майя. Согласно им, в декабре наступающего года заканчивается так называемая «Эпоха пятого солнца», и календарь обнуляется. Этого факта оказалось достаточно, чтобы говорить о различных глобальных катаклизмах, которые могут привести к гибели всего живого на планете — на эту тему писали и высказывались многие средства массовой информации, и даже был снят известный фильм-катастрофа. Но на самом деле майя вовсе не имели в виду какие-либо разрушительные явления. Для них конец исчисления был просто нулевой датой, началом новой системы отсчета.
«Майя, безусловно, были очень образованным народом по сравнению с окружающим их миром. И в астрономии, и в математике на тот момент они намного опередили Европу, — рассказывает заведующий кафедрой небесной механики СПбГУ, доктор физико-математических наук, профессор Константин Владиславович Холшевников. — И благодаря этим знаниям им удалось создать очень хороший календарь. Как известно, все календари основаны на периодическом характере движений наиболее заметных небесных светил — Солнца, Луны и самой Земли». Периоды вращения Земли вокруг оси — сутки, вокруг Солнца — год являются основой солнечных календарей, в том числе и нашего, григорианского. Вращение Луны вокруг Земли — месяц стало основой лунных календарей. «Вращение вокруг Солнца Юпитера и Сатурна, продолжительностью приблизительно 12 и 30 лет, учитывается в восточных календарях. Проблема всех календарей в том, что указанные периоды несоизмеримы в целых числах. Например, солнечный год содержит не 365 суток, а 365.2422 суток. Поэтому, вопреки общепринятому мнению, Новый год наступает не ровно в 12 часов ночи, когда мы торжественно поднимаем бокалы с шампанским под бой курантов. Точное время наступления нового года ежегодно сдвигается приблизительно на 6 часов. Но трудно привыкнуть к тому, что праздник отмечается то утром, то днем, то вечером. Заботу о том, чтобы счастливый момент всегда наступал в полночь, и берут на себя календари. Любой календарь, как и любой прибор для измерения, содержит погрешности, то есть отчасти в словах «всё врут календари» есть определенный смысл. Но это закон природы, а не ошибка», — поясняет Константин Владиславович. Благодаря, в частности, календарям накопленные временные погрешности можно «стирать», а затем начинать все с чистого листа, подобно тому как многие начинают «новую жизнь» с 1 января.
«Можно принять такую версию, что майя, как хорошие экономисты, сделали расчеты до 2012 года, полагая, что эту работу продолжат их потомки, — говорит профессор Холшевников. — Возможно, они могли предугадать, что электронно-вычислительные машины в 2012 году будут гораздо мощнее их. И то, что у них десять самых высочайше образованных людей считали в течение года, теперь обычный аспирант, создав специальную компьютерную программу, может сделать за месяц или два. Так что майя просто положились на развитие астрономии и технический прогресс будущих поколений».
Косвенным аргументом за то, что древние индейцы не связывали с окончанием календаря своеобразное «завершение времен», можно считать работу немецкого математика и астронома начала XIX века Карла Фридриха Гаусса. Им были рассчитаны таблицы церковного календаря — пасхалии, которые позволяют точно определить дату наступления Пасхи для каждого года. С древних времен расчет Пасхи был тесно связан с астрономией — у иудеев этот день, а точнее ночь, отмечалась в первое полнолуние после весеннего равноденствия. В христианстве обязательным условием стало отнесение этой даты на первое воскресенье после первого полнолуния. Правда, это событие в разных календарных системах может приходиться на разные даты, поэтому и возникает разница в праздновании еврейской, православной и католической пасхи, иногда даже в месяц! Гауссу удалось просчитать пасхальный календарь вплоть до 2099 года. И если придерживаться идеи «апокалипсиса», в 2100-м году христиане должны перестать отмечать этот важнейший праздник. Предположить это, конечно, весьма сложно. «Кроме того, можно привести пример расчета солнечных и лунных затмений. На настоящий момент ученые просчитали этот ритм уже до 2526 года. Но нельзя же сказать, что после этого затмения перестанут происходить! — замечает астроном. — Кстати, ритм затмений просчитывают и в обратную сторону, в прошлое. Это позволяет объяснить многие события и в астрономии, и в истории, сверить их хронологию».
Между прочим, считают ученые, старинные календари были не в пример точнее и честнее современных. Пример — знаменитый календарь Французской революции, который был основан на еще более давнем календаре великого астронома и математика Омара Хайяма. Астрономические закономерности учтены и во всем известном китайском календаре, рассчитывающем годы по 60-летним циклам, которые, в свою очередь, включают в себя пять двенадцатилетних. Присвоение каждому году определенного символа в виде животных также произошло далеко не сразу. Это было своеобразное украшение, делающее календарь понятным обывателям. Ни один из этих древних календарей не содержит какие-либо указания на прерывание торжественной цикличности жизни на Земле. Напротив, те же самые майя в своих предсказаниях считали существование жизни практически бесконечным. Так, в надписях майя исследователями было найдено упоминание о праздновании людьми годовщины коронации «великого царя Пакаля» в 4772 году. Кем бы ни был этот царь, подобная запись не может нас не обнадеживать.
Планеты — как на параде
От календаря майя принято ожидать подвоха не только в связи с окончанием летоисчисления. Согласно древним письменам индейцев, 21 декабря 2012 года должно произойти нечто с участием бога войны и созидания Болон Йокте. Это позволило многочисленным интерпретаторам вывести различные теории о том, что же должно случиться. Одной из самых популярных версий стал так называемый «парад планет», во время которого планеты Солнечной системы должны выстроиться в ровную линию, что неизбежно приведет к катастрофическим последствиям для Земли. «Такое явление, как парад планет, действительно часто встречается. Точнее, существуют два разных явления, которые условно попадают под это определение, — поясняет доцент кафедры астрофизики СПбГУ, кандидат физико-математических наук Валерий Георгиевич Нагнибеда. — Во-первых, это зрительный эффект, который можно наблюдать на небе, — планеты выстраиваются в ряд. Один такой парад мне удалось наблюдать в 1991 году в Мексике, на следующий день после солнечного затмения. В один ряд тогда выстроились Меркурий, Венера, Юпитер, Марс и Луна. Это и правда потрясающе красивое зрелище!»
Такие визуальные эффекты можно наблюдать довольно часто, раз или два в год. В действительности, отмечает ученый, в пространстве эти планеты в такие моменты располагаются далеко друг от друга и ни в какие шеренги не выстраиваются. Cуществует еще одно явление, которое действительно можно назвать парадом планет, хотя неспециалист этого парада и не заметит: на какое-то время, приблизительно в течение нескольких суток, планеты при своем движении вокруг Солнца все оказываются по одну сторону от Солнца, не на одной прямой, но в пределах не очень широкого угла. В такие периоды, говорит Валерий Георгиевич, суммарное гравитационное воздействие планет на Солнце становится наибольшим. Однако абсолютное большинство исследователей Солнца считают, что это воздействие слишком мало, чтобы возмущать состояние Солнца и влиять на процессы, происходящие на нем. Тем не менее, ряд ученых убеждены, что такое расположение планет провоцирует изменения солнечной активности (и даже является ее причиной). Они находят корреляции, совпадающие циклы и ритмы, а через солнечную активность связывают с этими ритмами и земные события. «На самом деле, единственное крупное светило, которое оказывает влияние на Землю — это Солнце, — считает Константин Холшевников. — В силу своей близости определенное воздействие оказывает и Луна, вызывая, например, приливы и отливы. Полнолуние и новолуние задают ритм не только для людей, но и для многих других живых существ. Например, мечехвосты в Индийском океане мечут икру только в полнолуние».
«Влияние Солнца и солнечной активности на Землю столь многообразно и многофакторно, — продолжает Валерий Георгиевич, — что во многих случаях ни астрономы, ни геофизики не могут детально разобраться в цепочках событий, происходящих на Земле, в ее атмосфере и околоземном пространстве. Кажется, что наиболее просто и понятно взаимодействие солнечного ветра (потоков энергичных заряженных частиц, текущих от Солнца) с магнитосферой Земли и ее магнитным полем. Солнечный ветер сжимает магнитосферу с подсолнечной стороны, и если во время повышенной солнечной активности давление ветра сильно меняется, это приводит к возмущению магнитного поля, которое геофизики называют магнитной бурей. В такие периоды в земной атмосфере генерируются («наводятся») сильные электрические поля, которые могут нарушить работу электрических сетей в больших районах».
«Да, — говорит Константин Холшевников, — все помнят то, как в Канаде или Москве на несколько часов и даже дней было парализовано электроснабжение. К этому просто надо быть готовым. Надо понимать, что человеческая жизнь в наши дни невозможна без электричества — врачи не могут оперировать, дети не могут учиться в школе, не работает мобильная связь, даже чайник не вскипятить. Нужно предусматривать это при проекте коммуникаций, создавать резервные, аварийные схемы».
«Горячо — холодно»
Солнце, а точнее, его влияние на Землю на протяжении многих тысячелетий вызывало у людей противоречивые чувства. В наши дни тревогу часто объявляют в связи с необычностью проходящего сейчас 24-го солнечного цикла длиной в 11 лет. От него ожидают сильного возрастания солнечной активности и даже «солнечного шторма», угрожающего жизни на Земле. Мы уже обсуждали, что в циклических изменениях солнечной активности некоторые ученые пытаются выделить самые разные ритмы. Получаемый ими набор периодов настолько широк — от суток до сотен лет, что практически любому значимому событию на Земле можно подобрать какой-то из максимумов (или минимумов) и утверждать на этом основании обусловленность таких событий влиянием Солнца (а то и движением планет). Конечно же, Солнце влияет на Землю, жизнь на Земле существует благодаря Солнцу, да и многие природные процессы поддерживаются энергией Солнца. Но в большинстве случаев такое влияние сильно опосредовано, передается через цепочку сложных процессов, так что какие-то корреляции почти невозможно интерпретировать. Поэтому исследователям надо быть осторожными и аккуратными в своих выводах.
Как забавный пример такого рода корреляций, Валерий Георгиевич приводит и такой факт. В позапрошлом веке один из английских ученых установил, что в хорошую погоду рождается гораздо больше детей, чем в плохую. Но, как выяснилось, в качестве исходного материала ученый использовал записи церковных книг, где регистрировалось рождение, и дело просто в том, что детей приносили в церковь регистрировать в хорошую погоду, а не в дождь. На самом деле, за неполные двести лет регулярных наблюдений за активностью Солнца (некоторую реконструкцию активности на более ранние периоды тоже удается сделать) надежно установлено существование 11-летнего (или по некоторым параметрам — 22-летнего) цикла изменения солнечной активности. Да и то, каждый из циклов оказывается своеобразным — один с высокой активностью, другой с низкой, один длиннее, другой короче, и т.д.
«Вот и наступивший 24-й цикл действительно проявил себя необычным образом, его начало запоздало примерно на 2 года по сравнению с тем, что ожидалось по прогнозам, — замечает Валерий Нагнибеда. — Все циклы не похожи друг на друга и не имеют строгой периодичности. Это вызывает естественный интерес у астрономов, но все наводящие страх публикации в прессе фактически безосновательны. Вспышки на Солнце и грандиозные выбросы корональной массы в межпланетную среду (это наиболее сильные проявления активности) происходят в течение каждого цикла, они бывают более или менее мощными, но все наши прогнозы их появления, особенно долгосрочные, очень и очень приблизительны и условны». В настоящее время очень бурно обсуждается вопрос об изменении земного климата: является ли наблюдаемое ныне потепление следствием естественной эволюции климата, или же на него влияют особенности солнечной активности либо начинает сказываться активная хозяйственная деятельность человечества. Последний пункт выводит проблему за рамки чисто научной дискуссии, поскольку затрагивает политические, экономические и геополитические интересы государств (вспомним споры вокруг Киотского протокола). Но сами климатологи не могут придти к согласию: одна половина ученых считает нынешнее потепление естественной флуктуацией эволюции климата и не признает влияния солнечной активности, другая, напротив, считает Солнце главным регулятором климата и предсказывает в ближайшие 40-50 лет наступления холодного периода. Основанием для таких заключений служит наличие в изменении солнечной активности, помимо 11-летнего цикла, еще и векового цикла, который длится 80-90 лет. Его существование установлено достаточно надежно, хотя за время научных исследований Солнца таких циклов прошло всего три, а этого слишком мало, чтобы установить четкие закономерности. Один из минимумов этого цикла обусловил так называемый минимум Маундера, названный по имени открывшего его английского астронома Эдварда Уолтера Маундера. Этот цикл длился около 70 лет, с 1645 года по 1715, и за этот период наблюдалось всего около 50 солнечных пятен вместо обычных 40-50 тысяч, то есть была необычайно низкая солнечная активность. Так вот, минимум Маундера совпал с наиболее суровой фазой глобального похолодания, которую также называют Малым ледниковым периодом. Именно это время замерзало Северное море, на Европу обрушилась череда неурожаев, голод и народные восстания. «В ближайшие 40–50 лет в вековом цикле Солнца также ожидается очередной минимум солнечной активности. Но утверждать, что это приведет к такому же похолоданию, мы не можем, — говорит Валерий Георгиевич. — Точно так же, как нельзя с уверенностью сказать, что повышение солнечной активности ощутимо влияет на настроение людей и революционную активность общества. Найти совпадения в точках максимума какого-то ритма и в том или ином периоде истории можно, но четкой корреляции нет. Воздействие, как правило, обусловлено сразу несколькими факторами».
«Надо осознать тот факт, что наука знает о Солнце очень много. Но чем больше мы знаем, тем больше вопросов появляется, — считает профессор Холшевников. — Мы можем рассчитать солнечные затмения, но предсказать вспышку на Солнце — нет. Ведь она может возникнуть и направиться не к Земле, а к Венере или вовсе в пустое пространство. Еще Сократ сказал: «Вопросы появляются на границе соприкосновения познанного и непознанного — чем больше знаний, тем граница шире»». Валерий Нагнибеда приводит знаменитую фразу американского астронома Юджина Паркера: «О Солнце мы знаем так много, чтобы понять, как мало мы знаем».
«На нас надвигается грозный Апофис»
В апреле двадцать девятого года
С Землей астероид встречу назначил.
Пройдет близко-близко в любую погоду.
Украсит он небо — где ж повод для плача?
— А дальше? Ведь он вернется, коварный!
— Вернется, конечно, но что из того?
У нас есть способ — не только ударный —
На путь запасной направить его.
Эти стихи Константин Владиславович Холшевников посвятил всем, кого испугало известие о недавно открытом астероиде под названием Апофис. Предполагается, что 13 апреля 2029 года он подойдет к Земле так близко, что окажется ниже расположения геостационарных спутников. Астероидная опасность — один из тех научно доказанных фактов, которые действительно могут вызывать тревогу. «Во времена Ньютона считалось, что Космос — совершенно пустое пространство, в котором существуют лишь планеты, ну и иногда встречаются кометы, — рассказывает профессор Холшевников. — Но сегодня мы знаем, что пустоты нет — вся Солнечная система заполнена частицами, летящими от Солнца (солнечный ветер или солнечные космические лучи), электромагнитными волнами, космической пылью. Есть и малые планеты — астероиды. Только известных нам астероидов насчитывается около 200 тысяч».
Известный Тунгусский метеорит, упавший в 1908 году, в действительности был небольшой кометой. Дело в том, что когда орбита малого небесного тела приближается к Земле, на него начинает действовать притяжение нашей планеты. При падении возникает огромная кинетическая энергия, которая переходит в энергию взрыва. В наши дни, когда плотность населения значительно возросла, это явление может быть гораздо опасней. Представьте, если бы Тунгусский метеорит упал на 6 часов позже, он попал бы как раз на ту территорию, где находится Петербург! К счастью, сейчас такая вероятность невелика — самые крупные астероиды, больше 10 километров в диаметре, хорошо известны ученым, и находятся на таких орбитах, которые не делают их опасными для Земли. О самых маленьких, в несколько сотен метров, нам известно меньше, и вот они-то и представляют потенциальную опасность. Но совсем не обязательную. «Дело в том, что, когда открывают новый астероид, вначале мы плохо знаем его орбиту. Чтобы уточнить ее, нужно вести долгие наблюдения. Получается не одна возможная траектория его движения, а сразу несколько, двигаясь по одной из которых он может столкнуться с нашей планетой. Это и называют вероятностью столкновения. Потом несколько месяцев проводятся наблюдения, от широкого пучка траекторий остается узкий, и, как правило, выясняется, что астероид ушел в безопасную зону, — поясняет Константин Владиславович. — Когда-нибудь, конечно, он может упасть, через тысячу или миллион лет. Астероид Апофис, который приблизится к нам в 2029 году, 13 апреля, пройдет на высоте около 30 тысяч километров от Земли. И всё зависит от того, в какой степени на него повлияет притяжение Земли. Конечно, не хотелось бы, чтобы Апофис упал. Пусть он и не очень большой, всего 300 метров, и всю Землю не разрушит, но может принести серьезные проблемы, особенно если упадет в районе одной из атомных станций».
Впрочем, сегодня человечество располагает средствами, чтобы не только просчитать, но и предотвратить возможную опасность. Фантастические голливудские фильмы уже давно стали реальностью — угрожающий Земле астероид можно отклонить с орбиты при помощи космической техники, а в крайнем случае — уничтожить его ядерным взрывом. Но только постоянные наблюдения и развитие науки может дать настоящие основания для таких решительных действий. «Космос весьма враждебен ко всему живому, это так, — отмечает Константин Холшевников. — И возможно, наша планета — единственное пригодное для жизни место. По крайней мере, из известных нам сейчас. Но бояться не стоит, так же, как и нагнетать беспокойство. Нужно развивать науку, развивать космонавтику, космическую технику, объединяться в международном масштабе для предотвращения космической угрозы. Чем больше мы знаем об устройстве Вселенной, тем более «вооруженными» мы становимся». Как говорил средневековый знаменитый астроном ат-Туси, «зная причины небесных явлений, мы будем спокойны на земле».
Татьяна Семме