Современная электронная библиотека ModernLib.Net

Верхом на бомбе. Судьба планеты Земля и ее обитателей

ModernLib.Net / Публицистика / Александр Никонов / Верхом на бомбе. Судьба планеты Земля и ее обитателей - Чтение (Ознакомительный отрывок) (Весь текст)
Автор: Александр Никонов
Жанр: Публицистика

 

 


Александр Никонов

Верхом на бомбе. Судьба планеты Земля и ее обитателей

От издательства

Читатель «Апгрейда…»[1] должен быть «в теме».

Помните: «Происхождение Вселенной, образование Солнечной системы, формирование планет, зарождение жизни на Земле, эволюция живых организмов, появление человека, возникновение цивилизации… Важнейшие философские вопросы, великие научные открытия и технологические прорывы. Проблемы, кризисы и процессы в современном обществе, прошлое, настоящее и перспективы Человека и человечества…»?

Последующие произведения Александра Никонова, вошедшие в серию «Точка зрения», развивают обозначенные в этой удивительной книге направления и посвящены различным аспектам развития нашей Цивилизации.

Книга, которую вы держите в руках, не исключение: она «произросла» из главы «Земля Ларина».

А. Никонов: «Теория, которой посвящена данная книга, не только основана на известных эмпирических фактах, но и позволила сделать несколько совершенно блистательных предсказаний, тем самым подтвердив свою истинность. Но выводы, вытекающие из этой теории, столь непривычны, столь ошеломляющи, что принять ее сегодня готовы не все ученые. Так же как не все физики старого поколения приняли Эйнштейна. Так же как позже Эйнштейн психологически не смог принять квантовую теорию. Она казалась ему чересчур непривычной, абсурдной и несправедливой. Психология – тонкая штука.

Но читателю в этом смысле легче: его мозги не загружены старыми теориями, и потому новейшие лягут легко, словно тут и были».

Тем не менее читателю вновь придется потрудиться, осмысливая вслед за автором колоссальные пространственно-временные масштабы явлений, устремляясь в космические дали и погружаясь в недра Земли, пытаясь понять сложнейшие химические эффекты и геофизические механизмы.

В книге вас ждут также захватывающие истории о выдающихся ученых и их идеях. Автор не только блестящий популяризатор науки, он – глашатай прорывов научной мысли и провозвестник технологических революций.

И эта книга – не просто точка зрения А. Никонова, это – как всегда увлекательно изложенные им современные, революционные научные представления о происхождении, строении и будущем планеты Земля.

История показывает, что прогресс науки постоянно сковывался тираническим влиянием определенных концепций, когда их начинали рассматривать в виде догм. По этой причине необходимо периодически подвергать глубокому исследованию положения, которые стали приниматься без обсуждения.

Луи де Бройль

Работать «на стыке» – далеко не всегда счастливый удел, хотя бывают и крупные удачи.

Иосиф Шкловский

Вместо пролога

Очевидцы говорят, что это было страшно. Так страшно, что кровь стыла в жилах, а волосы на голове шевелились (впрочем, как выяснится в эпилоге, волосы шевелились по другой причине)… Но, главное, ничто не предвещало беды. Провидение не дало обывателям никакого намека. 12 апреля люди вечером просто пришли с работы. Кто-то пропустил по стопочке, закусив привычным для этих мест соленым огурцом, кто-то, посмотрев телевизор, лег спать – в провинции люди обычно ложатся рано, поэтому большинство горожан катастрофа застала спящим.

Взрыв раздался ночью, в 1 час 34 минуты. Позже специалисты оценили его мощность тридцатью тоннами в тротиловом эквиваленте. Людям просто повезло, что эпицентр оказался не в городе, а на его окраине, за чертой поселения – только поэтому обошлось без жертв. Но мало не показалось никому: в половине домов были выбиты окна и двери, взрывной волной срывало крыши и канализационные люки на мостовой, которые потом летели, словно снаряды, чтобы сокрушить ближайшее препятствие.

Конечно, началось расследование, о взрыве сообщили газеты, и некоторое время городок Сасово Рязанской области был на устах у всей страны. В гипотезах недостатка не было. И взрыв НЛО, и случайная потеря бомбы военным самолетом… У «аномальщиков» и «контактеров» были даже такие экзотические предположения, как выброс из тела нашей планеты некоего «гравиболида». А после взрывов домов в Москве возникла и укрепилась версия о том, что под Сасово на поле взорвались брошенные колхозниками мешки с удобрениями – аммиачной селитрой.

Любопытно, что гипотезы о причинах этой катастрофы – одна экзотичнее другой – до сих пор еще вздуваются, словно пузырьки, в океане отечественной прессы. Это значит, что истина не установлена и официальной версии нет. Почему? Может быть, потому, что в тяжелом 1991 году, когда случилось это странное событие, у страны была масса других проблем? Или потому, что загадка взрыва не поддавалась разгадке методами тогдашней науки? Что вообще установили прибывшие на место эксперты?

Они много чего установили.

Во-первых, оценили мощность взрыва по причиненным разрушениям – 30 тонн тротила, как уже было сказано. Во-вторых, нашли воронку. Она находилась в 400 метрах от городской черты и была диаметром 28 метров и глубиной 4 метра. В-третьих, такая воронка никак не тянула на 30 тонн взрывчатки. Максимум две тонны. В-четвертых, в воронке не было обнаружено никаких следов взрывчатых веществ. То есть селитры тоже, так что гипотезу об удобрениях можно смело закрывать.

Кроме того, поражал сам характер разрушений. Окна и двери во многих случаях были выбиты не внутрь домов, а наружу, словно взрывная волна пришла изнутри жилищ. Аналогичным образом лопались банки с закатанными огурцами: они взрывались изнутри, с них срывало жестяные крышки, и они летели точно так же, как крышки канализационных люков. Лопались электрические лампочки и даже детские игрушки. Предметы и дома словно распирало и разрывало изнутри. А столбы неподалеку от центра взрыва оказались наклоненными не от воронки, а в сторону воронки.

Люди опытные знают, когда такое бывает. И поэтому сразу сделали запрос военным: ребята, а вы тут вакуумную бомбу часом не теряли? Может, случайно с самолета выпала, а?.. Те, разумеется, ответили, что ни в коем случае. Соврали? Времена были действительно безалаберные. Но прежде – пара слов о том, что такое вакуумный взрыв.

По-другому этот взрыв называется объемным. Прекрасная штука, надо сказать! Производится так… Боеприпас падает на землю и начинает из специального баллона распылять горючий аэрозоль. Который в смеси с окислителем (воздух) образует на местности огромное облако, готовое к подрыву. Далее срабатывает запал бомбы, и облако взрывается. Оно взрывается чуть медленнее обычной твердой взрывчатки, но зато в огромном объеме. И после ухода взрывной волны за ней образуется область отрицательного давления (поэтому бомбу и назвали вакуумной). Далее эта область резко «схлопывается» окружающей атмосферой. Преимущества такого боеприпаса – он всепроникающ, как сама атмосфера, и позволяет достать живую силу противника там, где ее не могут достать осколки и взрывная волна обычного фугаса. Поэтому ваккумная бомба как негуманное оружие запрещена Женевской конвенцией. Что, разумеется, не мешает нам ее производить. (Совсем недавно по информканалам прошло сообщение, что в России начат выпуск вакуумных бомб, сходных по мощности с тактическим ядерным оружием – такая бомба при весе в 7 тонн дает взрыв, эквивалентный 40 тоннам тротила. Экономично!)

Короче говоря, по всем параметрам это был объемный взрыв, и можно было бы не верить военным, если б не одно «но»: никаких металлических деталей от бомбы в районе воронки также обнаружено не было. А при такой силе взрыва вес бомбы должен был достигать нескольких тонн. Этого более чем достаточно для обнаружения!..

Таким образом, стало возможным твердо сделать несколько отрицательных утверждений:

1) взрыв был вызван не химической взрывчаткой и

2) это не была вакуумная бомба «made in USSR»…

А дальше исследователи начинали теряться в догадках и поневоле уходили в мистику, поскольку взрыву предшествовали разные удивительные и необъяснимые явления.

За четыре часа до взрыва на окраине Сасова начали летать огромные светящиеся шары, похожие на шаровые молнии, только больше. Один из них видели прямо над железнодорожной станцией пассажиры, работники станции и машинист маневрового тепловоза, который и поднял тревогу. Аналогичные шары и свечение в небе над местом будущего взрыва наблюдали курсанты местного летного училища гражданской авиации и рыбаки.

За пару часов до взрыва над местом будущей воронки жителями окраин были замечены два больших красных шара в воздухе. Ощущалось легкое сотрясение земли.

Наконец непосредственно перед катастрофой жители близ лежащих деревень увидели над местом взрыва две яркие голубые вспышки и услышали нарастающий гул, приняв происходящее за грозу.

…Ну а дальше начался сам взрыв. Именно «начался», ибо он был довольно продолжителен по времени. Сперва раздался низкий нарастающий звук, загудела и затряслась земля, потом город накрыла ударная волна. Раскачивались дома, падали шкафы и телевизоры, сонных людей сбрасывало с кроватей, звенело бьющееся стекло, срывалась кровля с крыш. Проверка, произведенная позже, показала, что во многих местах под землей полопались канализационные трубы. При этом в непосредственной близости от воронки никаких разрушений вообще не было – деревья и кустарник там стояли совершенно целые, не поломанные и не опаленные температурным воздействием. Затем, достигнув максимума, взрыв так же постепенно стих. А воронка после взрыва еще некоторое время светилась по ночам, нервируя солдат, стоявших в оцеплении.

Разгадка сасовского взрыва так и не была найдена. Российская публика, замученная интенсивными политическими событиями и поисками пропитания в пустых магазинах, вскоре забыла об этом происшествии. И вряд ли нашлось в стране много голов, которые задались вопросом: а не может ли это повториться в гораздо больших масштабах и в более населенных местах?..

Между тем это начало повторяться с пугающей частотой.

Через год с небольшим – в июне 1992 года в семи километрах от того же Сасова на засеянном кукурузном поле появилась еще одна воронка. Ее диаметр составлял 12 метров, а глубина 4 метра. Взрывной характер воронки однозначно читался по кольцевому выбросу грунта, который лежал валиком вокруг. Кроме того, вокруг воронки были раскиданы крупные комья земли.

В течении 10 последующих лет на территории России прогремело еще 12 аналогичных по своим проявлениям взрывов. Скажем, 4 марта 1999 года в Курской области произошел, как писали корреспонденты, «чудовищный взрыв». Официальные бумаги были менее эмоциональны. Так, работники местного военкомата, занимавшиеся выяснением причин случившегося, позже написали в отчете: «Мощный взрыв неизвестного происхождения произошел возле деревни Ушаково Фатежского района Курской области 3–4 марта 1999 года. Размеры воронки 13x8 м, глубина 5 м. Взрывом вывернуло около 4000 т земли…»

Вскоре в нескольких километрах от Ушаково было найдено еще восемь свежих взрывных воронок.

В управлении МЧС поначалу было две версии – метеориты и подрывы взрывчатки. Обе не подтвердились. Ни метеоритных осколков, ни следов взрывчатки и кусочков металла от адских машин в воронках и поодаль от них обнаружено не было.

После того как самые естественные версии были таким образом опрокинуты, официальный Курск признал причиной этих явно взрывных воронок «оползневые явления». Такое странное заключение выдали научные сотрудники курского Всероссийского научно-исследовательского института земледелия и защиты почв от эрозии, которые принимали участие в работе комиссии МЧС. Иначе как отпиской это назвать было нельзя, но все сразу успокоились. К тому же версия об оползнях (куда и чего там сползло, интересно?) противоречила показаниям случайных свидетелей, которые видели нечто удивительное, о чем мы еще вспомним в свое время и в своем месте.

Почвоведы составили свое заключение, основываясь на одном факте: воронка не была вызвана падением тела сверху, взрыв шел снизу, из почвы. Может быть, грунтовые воды? Но как тогда объяснить следующий факт: температура грунтовых вод ранней весной (напомним, все это произошло 4 марта) не очень отличается от нулевой; между тем лабораторные исследования проб грунта показали, что почва подверглась нагреву до температуры свыше 1000 °C!

Поэтому не всех заключение почвоведов убедило. Некоторые, несмотря на отсутствие следов метеорита, продолжали настаивать на внеземном происхождении воронок. Заключение Главного управления по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям Курской области, например, гласило:

«Взрыв, вероятно, был вызван объектом высокой кинетической и тепловой энергии. Судя по направлению выброса грунта, падение объекта проходило со стороны южного (юго-восточного) направления. Расплавление прибрежной части льда на пруду, возможно, произошло и по причине попадания на него обломков (частиц) объекта. Прожженные отверстия диаметром до 5 см наблюдались и в ледяных глыбах, разбросанных вокруг воронки и нависающих по краям кратера. Исходя из повышенной относительно окружающего фона радиации в зоне воронки, следует предполагать, что взрыв был вызван падением метеорита. Последовавшие за этим взрывы – результат выброса пара или воспламенения смеси водорода и кислорода при разложении воды от высокой температуры.»

Покопавшись в архивах, можно обнаружить, что подобные явления, когда на ровном месте земля вдруг начинает взрываться, случались и ранее. Причем не только в России. В мае 1967 года в Марлиане (Франция) прямо посреди поля, засеянного клевером, были найдены невесть откуда появившиеся воронки. Они поразили наблюдателей наличием в них вещества яркого пурпурного цвета. Химический анализ, проделанный в Дижонском университете, показал, что это сплав кристаллов кварца и окиси алюминия. Самые обычные вещества, вот только чтобы их сплавить, нужна температура свыше полутора тысяч градусов. Но при этом листья клевера, росшие вокруг воронки, не были ни обуглены, ни даже высушены.

В следующем году (1968) нечто подобное произошло в Швейцарии. Там поутру рыбаки увидели на льду местного озера несколько странных полыней. Странность была в том, что лед вокруг них был раскидан так, словно под водой что-то взорвалось. Вызванные водолазы нашли на дне озера нехарактерное для донных отложений кристаллическое вещество.

Надо сказать, человечество проявило не слишком большую заинтересованность в расследовании этих случаев. Скорее всего, это произошло только потому, что пока все подобные взрывы обходились без жертв. Но это только пока. Взрыв, эквивалентный 30 тоннам тротила, типа сасовского, произойди он не на окраине, а в самом городе, унес бы немало жизней. И, не зная природы этих взрывов, кто может утверждать, что 30 тонн тротила – это их предел? А если будет 60? Или 160? А если килотонна?..


Что это было? Когда и где это произойдет в следующий раз? И не является ли это предвестником чего-то более страшного, чего мы даже не можем себе представить?

Часть 1. РОЖДЕНИЕ РОДИНЫ

Когда б вы знали, из какого сора…

Анна Ахматова

Если вы держите в руках эту книгу, вы наверняка не француз. Во всяком случае, я очень на это надеюсь. Потому что в мою память неизгладимо врезался один эпизод с французского телевидения – до смерти его не забуду! На игре «Кто хочет стать миллионером» игроку-французу задали вопрос: что вращается вокруг Земли? Варианты ответов были такими: Луна, Солнце, Марс, Венера. Игрок задумался.

Это не был пропитой неграмотный бомжара, это был интеллигентный с виду господин в весьма культурных очочках с интеллигентными залысинами и седыми волосами в тех местах головы, где они еще оставались.

Вопрос был на полторы тысячи евро. Игрок думал. Думал тяжело и упорно, работа мысли явственно отражалась на его породистом лице. Вопрос был труден, поэтому игрок взял подсказку зала, полного французов. И, надо сказать, французы почти не подкачали – мнение зала разделилось: 42 % проголосовало за Луну, 56 % – за Солнце. Игрок поверил залу.

Отрывок из этой программы валяется где-то в Интернете, и многие русские, посмотрев его, не верят в подлинность происходящего. Они считают, что это какой-то очень хитрый монтаж. Меня и самого порой одолевают сомнения: не монтаж ли? Уж больно невероятно.

Но если такие люди, как эти французы, существуют в реальности, им мою книгу читать не нужно. Потому что я не собираюсь объяснять читателю то, что приличный человек должен знать с пятилетнего возраста от мамы. Я не рассчитываю на академиков, но весьма надеюсь, что читатель помнит, при какой температуре кипит вода, знает, сколько планет в Солнечной системе, что-то слышал о химии и примерно представляет, как устроены атомы.

В России, слава богу, каждый школьник знает, что вокруг атомного ядра вращаются электроны, причем их количество равно количеству положительно заряженных протонов в центре ядра, отчего в целом атом электронейтрален. Иные титаны ума, я уверен, даже помнят, что, помимо протонов, в ядре атома есть также незаряженные частицы, которые называются нейтронами. А большего нам знать и не нужно. Поехали!..

Глава 1. Как птица Феникс

Начало этой книге было положено, когда четыре с половиной миллиарда лет тому назад где-то на окраине Млечного пути взорвалась очередная сверхновая звезда…

Я так издалека начинаю, потому что большое видится на расстоянии. И если мы хотим понять, что происходит у нас под ногами, то не нужно уподобляться свинье, уткнувшейся рылом в землю, а нужно поднять голову и устремить взор к звездам. Конечно, там, на небе, сплошная астрономия, а внизу – приземленная геология, и что, казалось бы, между ними общего?.. Однако новое порой рождается именно на стыке нестыкуемого – там, где его найти совершенно не ожидаешь. И в этой книге, которая, строго говоря, должна была быть написана только лет через десять-двадцать (именно таков разрыв между окончательным утверждением новых парадигм в науке и появлением массовых научно-популярных книжек о них), вы познакомитесь с самыми новейшими научными воззрениями. Которые не так давно начали свое шествие в науке и с которыми еще не успели согласиться (и даже познакомиться) многие ученые. Но которые своей блистательной перспективностью уже завоевали немалый авторитет среди малой публики.

Собственно говоря, для успеха любой теории основополагающими являются две вещи. Теория должна основываться на эмпирических, опытных данных, объяснять их. И она должна обладать предсказательной силой. Именно такие теории называют научными. С этой точки зрения фрейдизм или марксизм – не наука, поскольку не обладают свойством опровергаемости. А вот теория относительности вполне научна!

Научной является всякая теория, которую можно подтвердить или опровергнуть с помощью эксперимента. Процесс возникновения науки происходит так. Появляются новые опытные данные, которые не вписываются в старую модель. Ученый, поскрипев извилинами, выдумывает новую модель, и она ему очень нравится: новая теория чертовски красива, и она еще лучше прежней объясняет не только все известные факты (включая те новые данные, которые в старую теорию не вписывались), но и позволяет делать рискованные предсказания. Что значит рискованные?

Это значит, что рискует ученый, который в целях проверки своей теории заявляет: если верна моя модель, должно существовать такое-то неизвестное пока явление, нужно провести эксперимент и проверить. Если результат эксперимента с предсказанием не совпадает, теория неверна. Если совпадает – теория блистательно подтверждается и начинает считаться истинной (то есть актуальной на сегодняшний момент). Именно такое рисковое предсказание сделал однажды Эйнштейн относительно искривления пространства вблизи больших масс. И результат проведенного эксперимента вписал теорию относительности в списки признанных, то есть верных, истинных теорий. А лет через десять все магазины Европы были завалены популярными книжками, объясняющими обывателю суть теории относительности.

Теория, которой посвящена данная книга, не только основана на известных эмпирических фактах, но и позволила сделать несколько совершенно блистательных предсказаний, тем самым подтвердив свою истинность. Но выводы, вытекающие из этой теории, столь непривычны, столь ошеломляющи, что принять ее сегодня готовы не все ученые. Так же как не все физики старого поколения приняли Эйнштейна. Так же как позже Эйнштейн психологически не смог принять квантовую теорию. Она казалась ему чересчур непривычной, абсурдной и несправедливой. Психология – тонкая штука.

Но читателю в этом смысле легче: его мозги не загружены старыми теориями и потому новейшие лягут легко, словно тут и были.


Итак, начало этой книге было положено, когда четыре с половиной миллиарда лет тому назад где-то на окраине Млечного пути взорвалась очередная сверхновая звезда.

Разбросанное взрывом вещество смешалось с космической пылью. Затем постепенно, под действием гравитации, эта смесь стала стягиваться к новому центру тяжести, появление которого в спиральном рукаве нашей галактики было спровоцировано тем же взрывом Сверхновой. Чем больше сжималась туманность, тем быстрее она вращалась – как фигурист, который прижимает раскинутые руки, собираясь «в кучку», и тем самым резко увеличивает скорость своего вращения. Скорость вращения нашей туманности от практически нулевой в самом начале сжатия выросла до весьма ощутимых величин. И, в конце концов, центробежные силы уравновесили силы гравитации и сжатие остановилось. Настал момент так называемой ротационной неустойчивости. В это время туманность напоминала двояковыпуклую линзу. Диаметр этого газопылевого образования аккурат укладывался в нынешнюю орбиту Меркурия – 100 миллионов километров. В середине холодной туманной линзы было сгущение, позже превратившееся в Солнце, а на периферии – более-менее разреженный газ. По-другому такую туманность астрономы называют небулой. Температура в центре небулы была тогда всего ничего – несколько тысяч градусов. Обычный физический нагрев сжимающегося газа. Кто накачивал ручным насосом велосипедное колесо и собственной ладонью чувствовал нагрев сжимающегося газа, знает, о чем речь.

Мы сегодня знаем общее количество вещества в Солнечной системе и, исходя из этого, можем количественно оценить промежуток времени от момента взрыва сверхновой звезды (пора бы уже дать ей какое-нибудь имя, этой нашей звезде-прародительнице, из пепла которой мы состоим!) до момента наступления ротационной неустойчивости. Процесс этот, надо признаться, занял некоторое время. Правда, по астрономическим часам время совершенно ничтожное – миллион лет.

Эволюция звездной системы шла по экспоненте. Вообще, экспонента – общий закон для всех эволюционных процессов. Выглядит экспоненциальный процесс так: сначала все идет медленно-медленно, потом быстрее, быстрее, быстрее и, в конце концов, приобретает скорость взрыва. А после взрыва начинается новый этап медленного роста, но уже на качественно новом уровне: тогда растет уже нечто другое, порожденное взрывом.

Чтобы проиллюстрировать экспоненту для нашего случая, примем весь миллион лет сгущения межзвездного газа за один час. Поставим таймер и посмотрим. И увидим, что одна сотая доля всей массы, раскиданной взрывом сверхновой, сгустилась за 45 минут. За следующие 15 минут (без нескольких секунд) в центре сконденсировалась ровно половина газа, составлявшего будущую солнечную систему. А оставшаяся половина массы слетелась за несколько секунд до финального гонга. Вот вам экспонента.

Что же представлял собой этот самый газ, который сгустился до крутящейся приплюснутой туманности? Клёвую кашу из новеньких атомов, наработанных в ядерной топке сверхновой и потом раскиданных взрывом по межзвездному пространству! Там была вся таблица Менделеева. Были там и радиоактивные элементы – как долгоживущие, так и с периодом полураспада в сто тысяч или миллион лет. Сейчас их в нашей Солнечной системе уже нет – давно вымерли. А когда-то были и сыграли очень важную роль.

…Для тех, кто в танке и, к стыду своему, напрочь забыл, что такое изотопы и радиоактивные элементы, поясняю максимально просто, как для французов. Глянем в таблицу Менделеева. Что мы там увидим? Мы увидим массу всякой интересной всячины! Вот, например, элемент под № 6 – углерод, который обозначается буквой С. Номер элемента в периодической таблице – не просто цифирка в реестре. Она означает, что в ядре углерода 6 протонов. А вокруг них, соответственно, по своим орбитам вращаются 6 электронов. Атомный вес углерода 12 единиц. Это вес ядра. За единицу веса принят вес одного протона. Значит, помимо шести протонов, в ядре атома углерода есть еще шесть частиц без электрического заряда (12 – 6 = 6). Мы знаем, как они называются, – нейтроны. Вес нейтрона практически равен весу протона.

Таким образом, ядро атома углерода под номером 6 с атомным весом 12 сделано из шести протонов и шести нейтронов, вокруг которых болтаются шесть электронов.

Ядро атома железа, которое стоит в таблице Менделеева под номером 26 и имеет атомный вес, равный 56 единицам, сделано из 26 протонов и 30 нейтронов (56 – 26), вокруг которых крутятся по орбитам 26 электронов, уравновешивая своими 26-ю отрицательными электрическими зарядами 26 положительных зарядов протонов. И делая атом полным, законченным и электронейтральным.

Однако в природе встречаются атомы-уродики, в которых нейтронов больше, чем положено по штату. Такие атомы называются изотопами. Например, вместо шести нейтронов в ядре углерода их может быть восемь. Тогда атомный вес возрастает на две единички, и углерод называют С-14, в отличие от обычного углерода С-12. Изотопы нестабильны и норовят развалиться на более стабильные составляющие. Время жизни у каждого изотопа свое. Например, у С-14 период полураспада составляет примерно 5500 лет. Это значит, что за пять с половиной тысяч лет из килограмма такого углерода распадется полкило. Из тысячи атомов развалится 500 штук. Из двух атомов – один. А из одного?

Хороший вопрос.

Один атом углерода за 5500 лет распадется с вероятностью 1/2.

…Кроме изотопов, нестабильными являются также те элементы таблицы Менделеева, которые имеют очень большой порядковый номер и атомный вес. Ядра этих атомов, состоящие из многих десятков частиц, столь крупны, что протоны, расположенные на противоположных краях огромного ядра, довольно далеко отстоят друг от друга. В этих условиях мощные, но короткодействующие ядерные силы, скрепляющие протоны в ядре, уже не справляются – над ними начинают преобладать более слабые, но зато дальнодействующие силы электростатического отталкивания между одноименно заряженными протончиками. И ядро разваливается.

Такой самопроизвольный распад называется радиоактивностью. При распаде нестабильного ядра получается стабильное ядро, а прочь от него улетают «лишние» частицы и высокоэнергетичные кванты электромагнитного излучения – гамма-лучи. Именно эти гамма-лучи и сыграли ключевую роль в истории нашей крутящейся туманности. Они ионизировали атомы, из которых туманность состояла.

Для тех, кто опять-таки страдает склерозом, напомню, что ионизация атома – это отрыв от него одного или нескольких электронов. Гамма-квант шарахает по электрону и срывает его с орбиты. Электрончик отправляется в свободный полет, а атом в целом, потеряв один отрицательный заряд, соответственно, перестает быть электронейтральным и приобретает положительный заряд +1. Если атом теряет два электрона, он приобретает заряд +2.

Короче говоря, из-за радиоактивности и сопутствующей ей ионизации наша туманность состояла из частично ионизированного газа – плазмы. Плазма – электропроводник. А в центре небулы, к тому времени разогретом до нескольких тысяч градусов и потому начавшем тускло светиться темно-красным светом, появились первые конвекционные потоки, которые выносили избытки тепла к внешним границам небулы. От горячего центра нагретый газ поднимался вверх, остывал и снова опускался вниз. Так зимой в комнате движется воздух, нагреваемый батареей.

Силы Кориолиса – те самые, которые мы проходили в школе и из-за которых в северном полушарии реки подмывают правый берег, – закручивали конвекционные потоки плазмы в нашей небуле против направления вращения туманности. Они завивались в спирали, и вся эта конструкция напоминала соленоид.

К этой картине надо добавить силовые линии магнитного поля галактики, которые сгустились в небуле и приобрели форму «бабушкиного клубка шерсти» (по сути, они навивались на небулу при сборе ее массы). Что же получилось? Классическая картина – проводники (конвекционные потоки плазмы) движущиеся в магнитном поле. Электромотор! В проводниках должны генерироваться электрические токи. Но поскольку эти проводники закручены в катушку соленоида, такая конструкция обязана генерировать свое магнитное поле. И это поле было очень мощным, поскольку энергия для него черпалась непосредственно от энергии гравитационного стягивания будущей звезды.

Дальнейшее описать популярно не представляется возможным (точнее, вполне представляется, но для этого понадобился бы целый том весом в килограмм), поэтому сложную физику процесса я описывать не стану, а просто опишу то, что увидел бы внешний наблюдатель, представься ему такая возможность.

Небула, жестко армированная, словно скелетом, магнитными силовыми линиями, начала вращаться, как одно целое – как твердое тело, то есть угловая скорость всех атомов в ней стала одинаковой. До этого она вращалась, как облако газа: разные слои и частицы неслись с разными скоростями; примерно так сейчас вращается Солнце – слоями. И здесь возникает любопытный момент. Мы тут говорили, что небула представляла собой газовую туманность в форме линзы. А какова была плотность этой туманности, как вы думаете? Она была как воздух? Нет! Это была почти пустота, практически лабораторный вакуум. И вот эта «почти пустота» с редкими частицами и «вмороженными» в нее магнитными силовыми линиями вращалась, как единое целое! Разве не поразительно? Кроме того, произошло значительное уплощение толстенькой линзы небулы, она стала больше похожа на монету.

И вот, через некоторое время после того как небула перестала быть хаотической кашей, «схватилась» и стала вращаться единым целым, наш внешний наблюдатель увидел бы потрясающую картину – резкий сброс экваториальной части крутящейся туманности. Физика этого процесса должна быть понятна людям, хорошо знакомым с теоретической механикой и совершенно неинтересна широкому читателю. Просто от экватора крутящейся туманности рывком отделилась часть массы, образовав «дымное кольцо». Из этого кольца позже и появились планеты…

Момент количества движения был сброшен – фигурист раскинул прижатые руки, и его вращение замедлилось. Туманность стала крутиться медленнее, поэтому силы Кориолиса в центре сгущения ослабли почти до нуля, струи плазмы перестали закручиваться в спирали, соленоид разрушился, а с ним отключилась генерация магнитного поля небулы.

Получается, что небула будто специально включила собственное магнитное поле, чтобы сбросить часть массы для формирования планетной системы. Сколько же длился этот космический миг сброса части лишней массы и формирования протопланетного диска? Ничтожных сто лет! Впечатляющий мгновенный аккорд после миллиона лет поначалу неспешного, а потом ускоряющегося сгущения!

Ну а дальше пошло как по маслу. Поскольку скорость вращения центрального сгущения (протосолнца) упала, центробежные силы уже не могли противостоять гравитации, газ начал активно сжиматься, температура расти, и, в конце концов, в центре всей этой газовой кучи, состоящей в основном из водорода, начались термоядерные реакции – зажглась звезда.

А что в это время происходило со сброшенным газовым бубликом, крутящимся вокруг звезды? Он начал жить своей жизнью. И жизнь эта была удивительной.

Магнитное поле небулы до его отключения было довольно сильным. А внутренняя часть протопланетного диска, охваченная этим полем, была ионизированной, то есть токопроводящей. Когда рубильник был выключен (соленоид распался) и поле стало разрушаться, в токопроводящем диске навелись круговые электрические токи. Известное дело: вспомните школьный опыт – учитель размыкает цепь в индукционной катушке, и стрелка вольтметра делает мах, фиксируя скачок напряжения. Это происходит из-за того, что в катушке наводится ток, который стремится сохранить магнитное поле от распада. В школьном опыте это явление (скачок напряжения) продолжается долю секунды. Но в небуле катушка соленоида была в тысячу миллиардов раз больше. Поэтому скачок напряжения растянулся на тысячи лет. И все это время во внутренней части протопланетного диска (где потом сформировались планеты земного типа) гуляли мощные электротоки.

В результате газовый бублик стал разделяться на множество более тонких отдельных колец. Это произошло потому, что токи, текущие в одном направлении, притягиваются. (Опять-таки школьный опыт – притяжение друг к другу проводников с однонаправленным током.) Сначала этих тонких колец вокруг протосолнечной небулы было очень много, но потом они стали сливаться друг с другом. Причем слияние нескольких соседних тонких газовых колец в одно не приводило к его утолщению. Напротив, сечение колец уменьшалось, они становились все плотнее и плотнее по тем же самым причинам взаимопритяжения.

А потом произошло необычное явление – крутящиеся вокруг протосолнца тонкие газовые обручи начали в отдельных местах словно перетягиваться невидимыми нитками, превращаясь в кольцевую связку «сосисок» неравной длины. В физике это явление называется пинч-эффектом: когда через плазменный шнур течет ток, на нем начинают образовываться кольцевые манжеты из магнитных силовых линий, которые вскоре пережимают проводник полностью.

Позже под действием гравитации эти сосиски превратились в газовые шары – глобулы, из которых потом собрались планеты. Разновеликих глобул были десятки тысяч, а их диаметры достигали миллиона километров.

Любопытно, что, как только в оторвавшемся от небулы газовом бублике навелись токи, бублик засветился мерцающим белым светом – по тем же причинам, по которым светится неоновая лампа. И чем больше потом уплотнялись тонкие плазменные кольца, получившиеся из распавшегося бублика, тем ярче они светились. При этом Солнца на тот момент еще не было, оно только-только раскочегаривалось и едва теплилось багрово-красным цветом.

Дальнейший процесс сборки планет из газовых глобул современной науке хорошо известен, его прекрасно описали математически российские ученые Тимур Энеев и Николай Козлов еще в 1980 году. Причем интересно, что их замечательное открытие было сделано, что называется, «от бедности». Точнее говоря, для упрощения работы.

До Энеева и Козлова считалось, что планеты собирались из притягивающихся друг к другу твердых частичек – сначала маленьких пылинок, потом кусков покрупнее, типа метеорита, затем из штуковин размером с добрый астероид. Но математически просчитать столкновение мириадов упругих частичек на тогдашних ЭВМ было невозможно из-за разных результатов соударений. Ведь при соударении твердых частичек возможно как их слипание, так и дробление, а также упругий удар с разлетом. ЭВМ могла просчитать только тысячу таких взаимодействующих частичек. Слишком мало!.. Задача представлялась неразрешимой. А посчитать хотелось. Поэтому Энеев и Козлов сделали себе поблажку. Они решили, что каждое сближение двух частиц завершается их слиянием, а не отталкиванием и дроблением. Это позволило увеличить число частичек с тысячи до десятков тысяч. Но по физической сути это допущение означало одно: ученые фактически отказались от модели объединения твердых тел и перешли к модели абсолютно неупругих соударений, похожих на слияния капелек ртути.

Совершенно другая физика! Противоречившая тогдашним представлениям о рождении солнечной системы, зато делавшая возможными расчеты.

Провернув этот хитрый финт, Энеев и Козлов загрузили советскую ЭВМ исходными данными (протопланетный диск плотно упакован газовыми сгустками – глобулами, которые вращаются по круговым орбитам в поле силы тяжести массивного центрального тела и гравитационно взаимодействуют друг с другом) и пошли, надо полагать, пить чай, пока шкафы ЭВМ грелись и гудели. Подсчет дал неожиданный результат. Неожиданно прекрасный, я бы сказал. Машина, погудев, показала картину Солнечной системы, полностью соответствующую реальной! Модель Энеева-Козлова выдала не только такие принципиальные параметры Солнечной системы, как необходимое число планет и закон Тициуса-Боде (закон планетарных расстояний), но даже особенности вращения отдельных планет, например, обратное вращение Венеры!

Это могло означать только одно: модель, скорее всего, правильная, и соударения действительно шли неупруго. Но для окончательного триумфа модели и присвоения ей звания истинной нужно было еще сделать предсказание. И такое предсказание Энеев и Козлов сделали: в соответствии с их моделью в Солнечной системе должен быть еще один пояс астероидов – за Нептуном. Всем, кроме французов, известен пояс астероидов между Марсом и Юпитером. Но даже ученым тогда ничего не было известно о втором поясе астероидов. Однако позже этот пояс был открыт, там крутятся сотни астероидов диаметром по 200–300 км…

Так гипотеза стала теорией. Оставался лишь один вопрос: почему соударения протопланетных глобул были неупругими, хотя, по идее, должны были быть упругими? Сейчас ответ на него найден: ионизация газа, которая постоянно поддерживалась короткоживущими радиоактивными элементами, не позволяла частичкам вещества собираться в твердые и потому упругие комки – электростатическое отталкивание положительно заряженных ионов противилось силам всемирного тяготения. Потому-то сбор планет происходил не из твердых частиц и тел, но из газовых протопланетных сгустков – глобул. По мере сбора протоземли ее масса увеличивалась и, соответственно, возрастали силы гравитационного стягивания. Это приводило к увеличению средней плотности. В результате радиус растущей протопланеты оставался в пределах миллиона километров. В таком же состоянии (газовых протопланет) находились первое время и другие планеты земного типа. И лишь затем началась конденсация, поскольку к этому времени подвымерли короткоживущие изотопы и стала спадать степень ионизации.

В газовой протопланете, объединенной силами гравитации, рост крупных твердых тел был невозможен, и конденсация протовещества с последующим уплотнением его в твердую планету была подобна «мягкому пеплопаду» к центру тяжести.

Происходила она довольно медленно – в течение следующего миллиона лет – и напоминала то ли слияние капель, то ли слипание крупных хлопьев пепла в медленном полете.

Из этого «пепла» и получилась Земля.

Глава 2. Ингредиенты

Сейчас Земля напоминает слоеный пирог. Внутри – жидкое ядро с твердым ядрышком, выше – мантия, еще выше – твердая корочка. Но чтобы правильно приготовить пирог, нужно знать состав исходных продуктов. Каким он был? Это важный вопрос, от которого зависит наше с вами будущее.

Но прежде ответим на другой вопрос: откуда автор знает, что происходило четыре с половиной миллиарда лет тому назад с Солнечной системой, если он там не был? Отвечу: от науки. Наука над этой проблемой очень много билась.

Науке, например, давно было известно, что 98 % момента количества движения Солнечной системы сосредоточено в ее планетах, хотя масса планет составляет только 1/700 долю от массы Солнца (момент количества движения – это произведение массы на скорость и на расстояние до центра вращения: М = mvr). И было совершенно непонятно, каким же образом небуле удалось сбросить часть вещества вместе с моментом количества движения для дальнейшего производства из него планетной системы. Этот больной вопрос очень долго не находил ответа, пока английский астрофизик Фред Хойл не предположил, что в сбросе лишней массы туманности могло помочь ее собственное магнитное поле.

Как только магнитное поле включилось и заставило туманность вращаться, как единое целое, то есть с одной угловой скоростью, так сразу момент количества движения, выраженный через эту самую угловую скорость (w), приобрел следующий вид: М = mwr2. В формуле появился квадрат! То есть в системе, которая вращается с одной угловой скоростью, момент количества движения «сам по себе» сместился к краю системы. Именно поэтому и произошел отрыв. А когда от экватора небулы оторвался газовый бублик, вместе с ним ушел и «лишний» момент количества движения. Каковой мы сегодня имеем удовольствие наблюдать и рассчитывать. Прекрасное объяснение!

Догадке Хойла долго не верили. Дело в том, что молодые звезды, которые только-только зажглись, не имеют магнитного поля, выходящего за пределы самой звезды. А для сброса бублика нужно было поле, протянувшееся на сотни миллионов километров от протосолнца! И это смущало. Но ведь Хойл и не говорил ничего про уже зажегшуюся звезду, он говорил именно о протозвезде – небуле. И его догадка о том, что в рождении планетной системы решающую роль сыграла короткая вспышка магнитного поля небулы, позже была успешно дополнена физическим механизмом того, как именно оно могло включиться и выключиться (очень упрощенно мы этот механизм описали главкой выше).

Вообще, Фред Хойл претерпел много несправедливостей в своей жизни. И отношение к нему научного сообщества не всегда было однозначным. Хойл вообще не походил на строгого кабинетного ученого – ни внешне, ни внутренне. По наружности он напоминал не профессора, а скорее рабочего – этакий простой парень с мясистым носом. В очках, правда… Еще он писал научно-фантастические рассказы, что не считается в кругу ученых серьезным занятием, да и, занимаясь научной деятельностью, допускал порой рискованные шутки, а также высказывал странные идеи.

Родился Хойл в 1915 году в Йоркшире. Его отец торговал шерстью, а сына больше тянуло к звездам. Окончив колледж, парень попал в хорошие руки Поля Дирака – знаменитого физика, открывателя антиматерии, который и вылепил из Хойла настоящего ученого. Хойл почти сразу же после появления на научном горизонте начал потрясать научную общественность всякими интересными штуками. Например, он на пару с коллегой разработал весьма странную теорию стационарной Вселенной. Тут нужно кое-что пояснить.

В начале века, когда Хойл еще только учился в школе, в науке господствовала точка зрения, будто Вселенная вечна и бесконечна. Эта теория была настолько проста и антибожественна, что на ура принималась всеми учеными. Если Вселенная вечна, значит, никакого сотворения не было, и вопрос с Богом можно закрыть. XIX век своими величайшими открытиями во всех науках – физике, химии, биологии, геологии – постепенно приучил ученых к тому, что библейская точка зрения на мир смешна и антинаучна. Сейчас в это мало кто поверит, но еще в начале XIX века большинство ученых-геологов, например, всерьез разделяло теорию Всемирного потопа!.. Привыкнув за сто лет бить Бога и Библию по всем фронтам, ученые были несколько обескуражены, когда на их горизонте появились данные о том, что Вселенная расширяется и, возможно, когда-то она вся была сосредоточена в одной точке, которую и нужно считать началом мира. Начало мира – это что, сотворение, что ли? Нехорошо.

Однако число достоверных астрономических данных о том, что галактики разлетаются прочь друг от друга, год от году росло. Вслед за этим росло и число сторонников теории разлета Вселенной – в основном среди молодых ученых, которым легче принимать новое. А монстры и зубры типа Хойла психологически еще сопротивлялись этому, выдумывая новые объяснения новых фактов в рамках старой парадигмы.

Да, Хойл не был сторонником теории разлета, которая сегодня является главенствующей в астрофизике. Напротив, высмеивая эту теорию, именно он и дал ей смешное с его точки зрения название – теория Большого взрыва (по-английски это звучит действительно забавно – Big Bang). Но название это оказалось столь точным, что закрепилось в науке официально, и сегодня уже никому не кажется смешным.

Между прочим, сомнения Хойла в том, что Вселенная имеет начало, были основаны не на пустом месте: до 1950 года астрофизики сильно занижали расстояния до соседних галактик, и в сочетании с теорией разлета галактик это давало возраст Вселенной меньший, чем возраст Земли. Абсурд! Поэтому Хойл вместе с Бонди и Гол-дом сразу после войны нарисовали другую модель Вселенной, которая хоть и расширяется (спорить с накопленными фактами, говорящими о том, что расстояния между галактиками растут, было невозможно), но при этом не имеет начала. Как же Хойл и его приятели вышли из положения? Они постулировали, что на освободившихся после разбега галактик местах образуется новое вещество, из которого потом вновь появляются звезды и галактики. Причем зарождение вещества происходит с такой скоростью, что средняя плотность Вселенной всегда остается постоянной величиной, несмотря на ее расширение.

Примечания

1

Никонов А. П. Апгрейд обезьяны. Большая история маленькой сингулярности. – М.: ЭНАС, СПб.: Питер, 2008.

Конец бесплатного ознакомительного фрагмента.

  • Страницы:
    1, 2