Корпускулярная астрономия

Употребляя в житейском обиходе термин "излучение", мы обычно подразумеваем потоки электромагнитных волн - видимых или невидимых, неважно. Астрофизики, говоря об излучении, иногда имеют в виду нечто иное - потоки мельчайших элементарных частиц вещества. Так же поступают и физики, называя альфа-излучением потоки альфа-частиц, то есть ядер атомов гелия, а бета-излучением - поток электронов. Потоки из элементарных частиц независимо от состава этих частиц и их происхождения будем в дальнейшем называть корпускулярным излучением. Тогда становится понятным и заголовок этого раздела. Очевидно, содержанием корпускулярной астрономии будут наши сведения о корпускулярных космических излучениях.

В космосе есть немало тел, выбрасывающих в межзвездное пространство электроны, протоны, ядра атомов более тяжелых элементов. Все эти корпускулы наполняют межзвездное и, по-видимому, даже межгалактическое пространство. Они движутся со скоростями, близкими к скорости света, и потому каждая из таких корпускул обладает сравнительно очень большой кинетической энергией. Они в огромном количестве и в самых различных направлениях бороздят космическое пространство, и их совокупность принято называть космическими лучами.

Часть космических лучей порождается Солнцем - это корпускулы, выброшенные с его поверхности в межпланетное пространство. Корпускулярное излучение Солнца - одно из очень важных свойств его природы, и вполне понятен интерес астрофизиков к этому явлению.

К корпускулам следует отнести и неуловимое нейтрино - элементарную электрически нейтральную частицу исчезающе малой массы. Потоки нейтрино зарождаются в недрах Солнца и звезд, и, если бы нам удалось поймать эти нейтрино и по их свойствам разгадать, что творится в звездных недрах, это имело бы огромное научное значение. Однако не только такая задача стимулирует зарождение нейтринной астрономии. Есть и другие, не менее интересные.

Впрочем, обо всем этом расскажем по порядку.

Лучи из частиц

Около полувека назад физики пришли к заключению, что на Землю из космоса непрерывно поступают какие-то очень энергичные частицы, легко пробивающие даже толстые слои свинца. Глаз не различал эти невидимые "космические" лучи, но счетчики Гейгера - Мюллера и другие приборы регистрировали их совершенно определенно.

Позже выяснилось, что частицы, поступающие из космоса на границу земной атмосферы, и частицы, регистрируемые у поверхности Земли, не одни и те же. Из космоса вторгались в основном энергичные, быстрые протоны. Взаимодействуя с частицами воздуха, они порождали другие частицы, в частности - мезоны.

Космические лучи за пределами атмосферы назвали первичными, а те космические лучи, которые регистрировались на поверхности Земли, - вторичными. Кстати сказать, эти вторичные лучи обладают огромной пробивной способностью, и от них не скроешься даже в метро - они проникают в толщу земли на глубину примерно 200 м!

Долгое время космические лучи интересовали только физиков. Так продолжалось до тех пор, пока не появились мощные ускорители, в которых элементарные частицы разгонялись до "космических", точнее - околосветовых скоростей. Нужда в природной, естественной лаборатории ослабла, и одно время казалось, что изучение космических лучей в познании космоса существенно помочь не может.

Но это было лишь временное заблуждение. За последние годы возникло новое направление, которое можно назвать "астрофизикой космических лучей". Оказалось, что космические лучи - очень важная составная часть космоса. Без изучения этих невидимых "лучей из частиц" нельзя понять многое из того, что происходит в космосе.

Оставим в покое вторичные космические лучи. Нас будут интересовать космические лучи, так сказать, в чистом виде, то есть те, которые приходят на границу атмосферы. С помощью ракет и спутников первичные космические лучи теперь стали доступны непосредственному изучению.

В первичных космических лучах (а только о них и пойдет далее речь) в основном встречаются протоны. Некоторые из них обладают фантастически большой энергией - 10²⁰ электроновольт (эв), то есть они в миллиарды раз энергичнее самых быстрых и массивных частиц, разогнанных в современных ускорителях. Есть в космических лучах и альфа-частицы, правда в количестве гораздо меньшем, чем протоны.

И то, и другое, в сущности, неудивительно. Давно известно, что наблюдаемая нами часть космоса в основном состоит из водорода и гелия. Если космические лучи излучаются звездами, то, казалось бы, именно такой состав и должен у них быть. Однако дальнейшее изучение космических лучей показало, что в них присутствуют ядра и более тяжелых элементов. Необычно много оказалось ядер лития, бериллия и бора, примерно в сто тысяч раз больше, чем в среднем они встречаются в космосе. Впрочем, скоро нашлось объяснение.

Межзвездное пространство не пусто. Оно заполнено тончайшей, чрезвычайно разреженной газовой средой, газовыми и пылевыми туманностями. Когда тяжелые ядра пробиваются к Земле сквозь эти преграды, они дробятся на ядра-осколки. Процесс этот идет постоянно, достаточно интенсивно, а потому у тяжелых ядер мало шансов добраться до Земли в целости. Этим и объясняется, почему они так редки в космических лучах и почему так много их осколков - ядер лития, бериллия и бора.

В состав космических лучей входят и электроны. Вот это обстоятельство как раз и позволяет наблюдать космические лучи не только вблизи Земли, но и в глубинах космоса. Поясним это утверждение.

Всюду в нашей Галактике встречаются магнитные поля. Они очень слабые, в сотни тысяч раз слабее магнитного поля Земли. Но это не мешает им влиять, и притом очень существенно, на полет тех частиц, которые образуют космические лучи. Любая электрически заряженная элементарная частица не может двигаться прямолинейно в магнитном поле. Она непременно будет вращаться вокруг определенной силовой линии или по окружности, или (что бывает несравненно чаще) по спирали. Такая судьба ожидает и протоны, и ядра атомов других элементов, и, конечно, электроны.

Магнитные поля в Галактике сложны, запутанны. Поэтому необычайно извилисты и причудливы траектории частиц космических лучей. В некоторой степени их движение напоминает беспорядочную толчею молекул. Проходят огромные сроки (тысячи и миллионы лет), прежде чем частица, выброшенная звездой или другим космическим телом, доберется до Земли. И оттого, что путь частицы очень сложен, никак не узнаешь, откуда она пришла и где возникла. Со всех сторон, буквально отовсюду, и практически с одинаковой интенсивностью поступают космические лучи на Землю - в этом и заключается так называемая изотропия космических лучей.

Трудно даже представить себе, что получилось бы, если бы причудливо искривлялись и смешивались световые лучи, испускаемые космическими телами. Создалась бы такая неразбериха, в которой ничего понять было бы нельзя. Не столь ли безнадежно и бесперспективно изучение и космических лучей? Вот тут-то на помощь и приходят электроны.

Как и другие электрически заряженные частицы, электроны будут "накручиваться" на силовые линии магнитных межзвездных полей. Кстати сказать, витки, описываемые электронами (и другими частицами), совсем не маленькие - радиусы этих витков сравнимы с радиусами земной орбиты.

Перемещаясь в пространстве по спиралеобразным кривым, электроны, естественно, движутся ускоренно. Но очень быстрые, ускоренно движущиеся электроны, как уже не раз говорилось, излучают энергию в форме электромагнитных волн. Значит, электроны космических лучей излучают радиоволны. А если они очень энергичны, то возникает излучение, доступное глазу, и даже иногда самое коротковолновое излучение. Вот здесь и проложен ныне мост между астрофизикой космических лучей и радиоастрономией. Вблизи Земли мы изучаем космические лучи с помощью различных счетчиков и других приборов. Вдали от Земли, практически на любом удалении, космические лучи благодаря входящим в них электронам заявят о своем существовании радиоизлучением (а иногда и другими типами электромагнитных волн).

Для глаза Галактика выглядела бы сплющенной спиралеобразной звездной системой, в центре которой выделяется плотное скопище - звездное ядро. В радиолучах Галактика шарообразна. Плоский диск с центральным сгущением окутан гало - огромным, чрезвычайно разреженным сферическим газовым облаком, своеобразной короной Галактики. Но вот что особенно важно - гало порождает примерно 90% всего общего радиоизлучения Галактики, поступающего к нам почти в одинаковом количестве из всех точек неба, то есть, как говорят, изотропно. Не мудрено поэтому, что в радиолучах и наша Галактика, и ряд других похожих на нее звездных систем выглядят шарообразными.

Напрашивается вывод: космические лучи - одна из важных составных частей космоса. Ведь именно они наполняют гало, именно они создают изотропное радиоизлучение Галактики. Но где зарождаются космические лучи? Какие небесные тела могут считаться их основными источниками?

Ни Солнце, ни другие обычные, похожие на него звезды для этого, по-видимому, не годятся. Их корпускулярное излучение слишком мало, чтобы им можно было объяснить наблюдаемые явления. Самые главные источники космических лучей - это, по-видимому, сверхновые звезды.

При взрывах сверхновых звезд выбрасываются в пространство не только газы, но и очень быстрые, релятивистские электроны (вспомните Крабовидную туманность). Не вполне пока ясно, как именно ускоряются при взрывах элементарные частицы, но сам факт порождения космических лучей сверхновыми звездами уже не вызывает сомнений. Не исключено, что десятки миллионов лет назад недалеко от Солнца вспыхнула сверхновая звезда. На Землю обрушился мощный поток космических лучей. Он разрушительно повлиял на наследственный аппарат клеток ящеров, что привело к их загадочно быстрому вымиранию. Такова смелая гипотеза, высказанная недавно И. С. Шкловским и В. И. Красовским.

Но не только сверхновыми звездами создаются космические лучи. Немалая роль в этом принадлежит и обычным новым звездам. Их взрывы слабее, чем у сверхновых, но зато новых звезд больше, вспыхивают они чаще. Вообще всюду в космосе, где происходят мощнейшие взрывы, будоражащие плазму, непременно зарождаются космические лучи. И, появившись на свет, они тотчас же сообщают об этом радиосигналами, точнее - особым, нетепловым радиоизлучением. Значит, и квазары, и активные ядра галактик также должны проявить себя как щедрые поставщики космических лучей. А радиотелескопы позволяют изучать невидимые космические лучи буквально повсюду, во всех уголках доступной нам части Вселенной.

Вестники Солнца

Как уже не раз упоминалось, Солнце порождает свои солнечные космические лучи. Они менее энергичны, чем те, которые приходят к нам из глубин космоса, но состав у них, в сущности, такой же - протоны, ядра атомов других элементов (главным образом гелия) и вездесущие электроны.

Казалось бы, поскольку космические лучи возникают при взрывах, Солнце должно испускать их от случая к случаю, то есть только тогда, когда на его поверхности или в атмосфере происходят мощные взрывы. Отчасти это верно. Действительно, когда на Солнце возникает вспышка, именно из этого района Солнца иногда очень узким и энергичным пучком выстреливается поток корпускул. Двигаясь со скоростью 1000-2000 км/сек, облако корпускул, или, как говорят астрофизики, корпускулярный поток, долетает до Земли и возмущает спокойное течение земной жизни. Вспыхивают яркие полярные сияния, бешено колеблется стрелка компаса, сильные помехи мешают радиосвязи на коротких волнах, некоторые люди, страдающие сердечно-сосудистыми или нервными болезнями, чувствуют ухудшение здоровья. Это, конечно, далеко не полный перечень тех влияний, которые оказывают невидимые корпускулярные потоки на Землю и ее органический мир. Сейчас, однако, важно подчеркнуть главное: вторжение корпускулярного потока в окрестности Земли - явление спорадическое, происходящее от случая к случаю. Когда Солнце активно, крошечные посланцы Солнца встречаются с Землей чаще, в иные периоды - реже.

Но есть у Солнца корпускулярное излучение другого рода, непрерывное, спокойное, почти одинаковое во всех точках солнечной поверхности. Со всей поверхности Солнца непрерывно (опять подчеркнем это) извергаются во все стороны корпускулы. Они уступают в энергии тем, которые порождаются солнечными вспышками. Их скорости никогда не превосходят 300-400 км/сек. Но зато это постоянное и спокойное корпускулярное излучение Солнца похоже на его обычное, видимое электромагнитное излучение. Называют его "солнечным ветром", что, пожалуй, и образно, и удачно - во всех точках околосолнечного пространства приборы могут регистрировать некий напор солнечных корпускул, разлетающихся от Солнца.

Как корпускулярные потоки, так и солнечный ветер переносят с собой слабые магнитные поля. Разберемся, почему это происходит.

Помните, что бывает, когда проводник перемещается в магнитном поле? В нем, в проводнике, возникает электрический ток. На этом принципе, как известно, действует любая динамо-машина. Есть и другой, также знакомый вам школьный опыт. Если рядом с проводником, по которому течет постоянный электроток, поместить магнитную стрелку, она отклонится от первоначального направления, обнаруживая тем наличие магнитного поля. Применим теперь эти данные школьной физики к корпускулярному излучению Солнца.

Каждый корпускулярный поток представляет собой плазму, то есть в целом электрически нейтральную смесь ионов - электронов и ядер атомов разных элементов. Плазма - отличный проводник электричества. Если плазма перемещается в магнитном поле, в ней возникает ток, который в свою очередь порождает магнитное поле. Это вторичное магнитное поле накладывается на первоначальное, и тогда всюду в проводнике поле сильнее, чем вне его, - ведь в проводнике складываются первоначальное и вторичное, "наведенное", поля.

Если постараться изобразить все это графически, силовые линии внутри проводника (плазмы) будут расположены гуще, чем вне его. И так получится при любом расположении проводника. Значит, можно сказать, что движущийся проводник как бы переносит с собой "вмороженное" в него магнитное поле.

Как раз все это и наблюдается в околосолнечном пространстве. Солнце, правда, обладает очень слабым общим магнитным полем. Но в активных районах Солнца, где возникают солнечные пятна, совершаются вспышки, магнитные поля весьма значительны (их напряженность тысячи эрстед). Если из такого участка солнечной поверхности выброшен корпускулярный поток, в нем непременно возникнут токи, собственное магнитное поле, которое поток и переносит с собой. То же можно сказать и о солнечном ветре.

Магнитное поле корпускулярных потоков в тысячи раз слабее земного магнитного поля. Солнечный же ветер переносит с собой поле, еще в десятки раз более слабое. Но это, конечно, не означает, что невидимые солнечные корпускулы и сопровождающие их невидимые магнитные поля не заслуживают нашего внимания. Напротив, это "невидимое", как теперь выясняется, играет исключительно важную роль в жизни Земли.

Попав в окрестности Земли и потеряв часть энергии при соударении с другими частицами, некоторые из корпускул начинают "навиваться" на силовые линии земного магнитного поля. С приближением к Земле напряженность ее поля увеличивается, и наступает момент (так показывают расчеты), когда частица как бы отражается от какой-то невидимой преграды и начинает двигаться в противоположном направлении. Миллионы и миллиарды раз продолжаются эти своеобразные колебания частицы вдоль силовых линий земного магнитного поля, прежде чем, растеряв свою первоначальную энергию, она наконец не упадет на поверхность Земли. Но на ее место приходят новые корпускулы, непрерывно посылаемые Солнцем.

Все эти рассуждения объясняют, почему вокруг Земли ? существуют невидимые радиационные пояса.

Мы несколько раз употребляли выражение "невидимые солнечные корпускулы". Это не совсем верно. Иногда солнечные корпускулы становятся видимыми. Происходит это тогда, когда мы наблюдаем солнечную корону.

Связь солнечной короны с корпускулярным излучением Солнца несомненна. В сущности, корона в основном и представляет собой совокупность корпускулярных потоков, выбрасываемых Солнцем. Иногда видно, как отдельные длинные выступы короны постепенно сходят на нет, как бы растворяясь в межпланетном пространстве. Внешнее впечатление нас не обманывает - солнечное вещество в виде "струи" короны действительно извергается, рассеиваясь при этом и из видимого превращаясь в невидимое. Вблизи же Солнца его лучи рассеиваются на быстродвижущихся электронах солнечной короны, и именно этот рассеянный свет создает серебристо-жемчужное сияние вокруг Солнца, позволяет видеть обычно невидимые корпускулы.

Корпускулярное излучение наполняет всю Солнечную систему. Об этом свидетельствуют, в частности, неожиданные вспышки некоторых комет, когда они внезапно, на короткий срок, резко увеличивают свою яркость. Удалось разобраться, почему это происходит. Оказывается, ядро кометы столкнулось с энергичным корпускулярным потоком. Солнечные корпускулы, бомбардируя поверхность кометного ядра, разрушают ее, а это приводит к бурному выделению скопленных в ядре газов.

Невидимое непременно проявляет себя в чем-то видимом, иначе бы мы о нем ничего не знали. Но иногда уловить, найти эти следы невидимого исключительно трудно. Как раз о таком случае и пойдет теперь речь.

Неуловимые нейтрино

О нейтрино впервые заговорили около сорока лет назад, после того, как в 1931 году швейцарский физик Паули теоретически предсказал существование этой удивительной частицы. Поначалу нейтрино выполняло служебную роль: его ввели, чтобы устранить кажущееся нарушение закона сохранения энергии при так называемом бета-распаде.

Как известно, распадаясь, радиоактивное вещество порождает три типа лучей, обозначаемых греческими буквами альфа (α), бета (β) и гамма (γ). Состав этих лучей давно известен: альфа-лучи представляют собой ядра атомов гелия, бета-лучи - электроны, гамма-лучи - электромагнитное излучение малой длины волны, о котором в этой книге уже говорилось.

Все эти продукты радиоактивного распада уносят с собой энергию. Но вот при бета-распаде получается, что энергия вылетающих электронов не всегда одна и та же, а меняется от опыта к опыту, причем нередко в широком диапазоне. Чтобы объяснить эти странные факты, Паули высказал гипотезу, что каждый раз вместе с электроном из радиоактивного ядра вылетает некая частица, которая и уносит с собой недостающую энергию.

Закон сохранения энергии вновь торжествовал, но объяснение Паули многим казалось чересчур искусственным. Да и гипотетическая частица должна была обладать необычными свойствами - при отсутствии всякого электрического заряда иметь исчезающе малую массу. Как бы там ни было, эта частица все же прочно вошла в арсенал теоретической физики под названием "нейтрино". Только в 1957 году, после пятилетней подготовительной работы, физикам удалось наконец "увидеть" нейтрино. Говоря более строго, была зарегистрирована вспышка, порожденная потоками нейтрино в водородосодержащем веществе. Источником же нейтрино в этих опытах был один из самых мощных современных ядерных реакторов.

Ныне установлено совершенно твердо, что нейтрино образуется при всех ядерных процессах. Возникает оно и в недрах Солнца как побочный продукт тех ядерных реакций, которые обеспечивают его свечение на протяжении миллиардов лет. И роль этих солнечных нейтрино далеко не малая. Нейтринное излучение Солнца по своей энергии составляет 10% его видимого излучения.

Пробивная способность нейтрино совершенно фантастична. Зародившись в недрах Солнца, нейтрино совершенно беспрепятственно выходит наружу, в космическое пространство, и делает оно это так, как если бы вовсе не существовал исполинский газовый солнечный шар. Более того, если бы Солнце со всех сторон было окружено железным слоем толщиной в миллионы световых лет, то и такое препятствие нейтрино преодолело бы без всяких затруднений!

До сих пор астрономы изучали космос, используя главным образом электромагнитное излучение небесных тел. Фотоны, как видимые, так и невидимые, служили (да и теперь служат) почти единственными "связными" между небом и Землей. Существование нейтрино подсказало заманчивую идею: уловить солнечные нейтрино и "выжать" из них информацию о глубинных недрах Солнца.

Если бы мы могли видеть потоки солнечных нейтрино, наше дневное светило показалось бы нам крошечной, ослепительно яркой точкой в сто раз по поперечнику меньше "оптического" Солнца. Нельзя ли с помощью каких-нибудь приборов увидеть, изучить это нейтринное Солнце? Ну, а в случае успеха можно потом попробовать уловить нейтринное излучение других звезд.

Идея смелая, но практически ее осуществить очень трудно. Мешает неуловимость нейтрино: оно никак не реагирует на магнитные или электрические поля. А очень малая масса помогает нейтрино беспрепятственно пробиваться сквозь вещество.

Рис. 55. 'Нейтринное' Солнце - черная точка в центре наблюдаемого нами Солнца

Нельзя, правда, сказать, что нейтрино никогда и ни при каких обстоятельствах не взаимодействует с веществом. Если бы дело обстояло так, то нейтрино мы бы просто никогда не обнаружили. На самом деле возможны процессы, при которых (по крайней мере, в принципе) нейтрино даст знать о себе. Таков, например, процесс, обратный бета-распаду. В этом случае протон должен превратиться в нейтрон и позитрон, причем неизбежно возникнет вспышка света, которую можно обнаружить чувствительными фотоэлементами. Правда, вероятность такого процесса очень мала, но все же не равна нулю. Если вещество содержит водород (а значит, протоны) и это вещество облучается потоком нейтрино, то рано или поздно фотоэлементы зарегистрируют слабые вспышки - реальные проявления реально существующих нейтрино.

Мыслимы две возможности: или пропустить одно нейтрино через астрономическую толщу вещества, или, наоборот, использовать поток с астрономическим числом нейтрино для облучения приемлемой на практике толщи вещества. Первый из этих вариантов, очевидно, практически нереален. Во втором случае при достаточно мощном потоке нейтрино есть шансы на успех - именно так и сделали физики, когда в 1957 году им удалось впервые убедиться в существовании нейтрино.

10% энергии видимого излучения Солнца - величина немалая. Это значит, что ежесекундно через каждый квадратный сантиметр земной поверхности проходит 100 миллиардов нейтрино. Это значит, кстати, что в течение жизни человека через его тело пройдет число нейтрино, еще в биллион раз большее. И, вероятно, только один раз одно какое-то нейтрино поглотится в человеческом теле. Заметим, что в полночь мы облучаемся потоком нейтрино никак не меньшим, чем в полдень, - ведь нейтрино запросто проходит через всю толщу земного шара! Любопытно все-таки, что нейтринное Солнце "освещает" нас круглосуточно. Но как поймать это излучение?

Среди высказанных предложений есть одно, пожалуй, наиболее практичное. Нейтрино реагирует с ядром хлора. В итоге этой реакции образуется ядро радиоактивного изотопа аргона, которое испускает электрон. Среди дешевых и широкораспространенных веществ есть четыреххлористый углерод, вполне подходящая мишень для нейтрино. Заготовить его предварительно можно хоть тоннами. А потом посмотреть, как повлияют на него солнечные нейтрино - в нем должен образоваться аргон, который затем следует испытать на радиоактивность.

Еще одна примечательная деталь. Обсерваторию для приема солнечных нейтрино лучше всего поместить под землей, на глубине нескольких километров, где не будет сказываться нежелательное вмешательство других частиц. Недавно в глубоких шахтах Южной Африки и Индии провели первые опыты такого рода. И даже поймали нейтрино, но, увы, не солнечные, а те, которые возникли в земной атмосфере при взаимодействии с ней космических лучей. Но что ни говорите, а эти первые шаги в создании нейтринной астрофизики обнадеживают.

Рис. 56. Одна из возможных схем нейтринного телескопа

Очень трудно построить нейтринный телескоп. И не потому лишь, что не видно, из чего сделать нейтринные линзы и как уменьшить их до практически реальных размеров. Нейтринные пучки только при очень больших энергиях, так сказать, чувствительны к направлению, только в этом случае "выбитые" нейтрино частицы вещества сохраняют первоначальное направление полета, а значит, можно узнать, откуда прилетело нейтрино. Есть, конечно, и другие трудности, заставляющие сегодня относиться к нейтронному телескопу почти как к вечному двигателю. Но будущее может таить в себе такие возможности, о которых мы сегодня и не подозреваем.

Еще не удалось поймать ни одного солнечного нейтрино, но астрофизики уже мечтают об использовании нейтрино при изучении звездного мира.

И если когда-нибудь все-таки будут построены нейтринные телескопы, с их помощью в звездном мире откроют много необычного. Среди прочего станет возможным прогноз вспышек сверхновых звезд. Оказывается, задолго до того, как вспыхнуть в видимом свете, кандидаты в сверхновые звезды начинают интенсивно излучать все более и более мощные потоки нейтрино. А разве не будоражит нашу фантазию такая возможность, как познание антимиров из антивещества, что с помощью нейтрино могло бы быть сильно облегчено? Право же, обидно сознавать, что вокруг нас (и даже в нас самих!) движутся мириады частиц, в которых заложена цейнейшая информация о космосе, а мы эту информацию пока не умеем извлекать и использовать!

Веками астрономы стремились подняться над Землей, в верхние, прозрачные и спокойные слои атмосферы. Они строили обсерватории на высоких плоскогорьях, забирались на вершины гор, а в последние годы им удалось даже вывести обсерватории на космические орбиты. И теперь, когда, казалось, цель достигнута, астрономы подумывают о том, чтобы зарыться поглубже в Землю и оттуда, сквозь всю толщу земного шара, изучать космос!

Парадоксально? Конечно. Но в этой внешней противоречивости действий отражается внутренняя противоречивость науки, в конечном счете и обеспечивающая ее прогресс. А средства изучения космоса и должны быть многообразны, как многообразна сама Вселенная - видимая и невидимая.