Как превратить Луну в гигантский детектор космических лучей?

Ученые идут на многое, чтобы восстановить аромат, скорость и направление каждого из космических лучей, которые летают по всей галактике. Обычно они делают это путем анализа всплесков частиц, которые создают внутри причудливых высотных воздушных шаров или спутниковых сцинтилляторов. Лучи также могут быть иногда пойманы на уровне земли, при условии что ваш детектор достаточно большой. Обсерватория Оже в Аргентине, например, имеет порядка 3000 квадратных километров площади и наблюдает одно событие на квадратный километр за сто лет. Гораздо лучший способ, говорит Джастин Брей из Университета Саутгемптона, это построить в 10 раз больший радиотелескоп  и использовать саму Луну как детектор космических лучей.

Цивилизация I типа по знаменитой классификации Кардашева использует все доступные энергетические ресурсы, попадающие на ее родную планету, возможно, при помощи некой сферы Дайсона. Тем не менее, если тайны Вселенной записаны в высокоэнергетических космических лучах, разве не будет лучшая мера цивилизованности заключаться не только в энергии, но скорее в том, как много этих эфемерных космических источников планета сможет использовать?

Новый план, предложенный исследователями Университета Саутгемптона в Англии, заключается в том, чтобы подслушивать слабые наносекундные радиосигналы, посылаемые в нашу сторону, когда космические лучи попадают в Луну по ближайшей касательной. Этот эффект первоначально был обнаружен советско-американским физиком Гурганом Аскаряном и тесно связан с более известным явлением излучения Черенкова. В любом случае конус когерентного излучения испускается, когда заряженная частица (космический луч) внезапно сталкивается с плотной диэлектрической средой (вроде лунной почвы). С технической точки зрения скорость падающей частицы должна быть выше, чем фазовая скорость света в диэлектрической среде. В случае с высокоэнергетическими космическими лучами это должно работать. Для обнаружения эффекта можно использовать чувствительный радиотелескоп, известный как Square Kilometer Array, который скоро будет строиться.

Вся установка обойдется в 1,5 миллиарда евро и, как ожидается, будет готова к 2025 году. Телескоп, предположительно, сможет наблюдать около 165 высокоэнергетических космических лучей (до 1020 электрон-вольт), по сравнению с 15 в год, которые наблюдают современные детекторы. Как и в случае с любым сложным детектором, точная идентификация космических лучей по вспышкам на осциллографе потребует серьезных вложений в оборудование. Справедливости ради отметим, что интенсивность попадания космических лучей на Землю значительно выше 15 в год. На Земле есть масса явлений, которые могут вызываться космическими лучами. Теории разнятся от возможных эффектов на химических реакциях до возникновения крупных событий вроде ударов молнии. Где бы лучи не взаимодействовали с материей, живой и неживой, последствия не позволяют определить их точную интенсивность.

Люди сами могут обнаружить космические лучи физиологически, хотя мы, как правило, не ощущаем их, если не находимся в космосе. Но многие космонавты скажут вам наверняка, что глаза и, возможно, сам мозг совершенно точно замечают некоторые из них. Но если вы будете на Земле и внезапно увидите проблеск света, вполне возможно, что это вам передал привет космический луч.

В зависимости от того, какой энергетический уровень у луча, люди-детекторы не всегда хорошо их воспринимают. Самый известный из энергетических лучей обладает кинетической энергией, эквивалентной полету бейсбольного меча — порядка 100 км/ч. Стоит отметить, что если бы бейсбольный мяч на такой скорости попал вам в живот, эффект был бы неприятный, но момент энергии, эквивалентный протону, будет намного меньше. Тем не менее чем выше этот момент, тем хуже будет вашим клеткам и генам. Бейсбольный мяч не внесет беспорядок в ваши цепи ДНК, но космические лучи могут устроить там настоящую вечеринку.

Хотя понадобится время, прежде чем анализ космических лучей поможет выявить природу моделирования матрицы, более доступные цели — понять распределение материи во Вселенной. Пожалуй, это необходимо нашей цивилизации для дальнейшего прогресса.

По материалам extremetech.com