Величайшие загадки человека - Страница 7
Подобные температуры возникают и в очаге неуправляемого термоядерного взрыва, или, иными словами, при взрыве водородной бомбы. В естественных условиях подобный процесс происходит в недрах Солнца и других звезд, где водород превращается в гелий, что сопровождается выделением огромного количества тепла. Благодаря этой излучаемой энергии на Земле существует жизнь. Человек, словно нерадивый ученик сказочного волшебника, попробовал воспроизвести этот процесс, сотворив бомбу, но его презренная копия убивает все живое.
Все эти сверхвысокие температуры, упоминаемые нами, мы можем оценить лишь приблизительно. Никто не измерял их с точностью до градуса. Зато температуру на поверхности Солнца, как и в недрах Земли, измерить удалось. И та и другая равны примерно 6000 градусов Цельсия. В такой жаре испаряется даже вольфрам — самый тугоплавкий из всех химических элементов (температура плавления — 3420 °С). Между тем астрономы давно подумывали о том, что на Солнце могут обитать живые существа. Их аргумент был таков: солнечные пятна холоднее, чем окружающее их пространство. Если предположить, что Солнце, как и Венера, окружено раскаленными облаками, тогда эти пятна могут быть разрывами в череде облаков, проемами, сквозь которые виднеется поверхность самого светила. Ну а поскольку эти пятна темны, их температура невысока. Значит, в обширной области солнечных пятен вполне могут поселиться некие организмы. Вот такова была гипотеза, возникшая в то время, когда люди настойчиво принялись искать жизнь за пределами нашей планеты — в том числе и на Солнце.
Теперь мы знаем, что никаких «солнечных человечков» все‑таки нет. Впрочем, нельзя не признать, что ученые прошлого отличались определенной прозорливостью. Солнечные пятна и впрямь почти на 1500 °К холоднее окружающего их вещества, а сама поверхность Солнца не очень‑то и разогрета, если мы сравним ее температуру с тем жаром, которым пышут некоторые другие звезды, например голубые гиганты. Температура поверхности самых крупных из них достигает почти 100 000 градусов. Всего за шесть секунд подобные звезды излучают столько же энергии, сколько наше Солнце — за год.
Еще сильнее разогреты крохотные нейтронные звезды, чей диаметр не превышает тридцати километров. Мы не способны их увидеть, но знаем, что их температура достигает миллиона градусов! На таком фоне покажется вполне уютной и пригодной для обитания самая холодная из известных нам звезд — двойная звезда в созвездии Стрельца. Она потеряла так много вещества, что весит теперь в 20 раз меньше Солнца и остыла до 1700 °С. Впрочем, все равно здесь чересчур жарко для живых организмов биологического типа. Так что жизнь на звездах скорее всего невозможна.
Какая же температура надобна для возникновения жизни и ее развития? Еще полвека назад американский астрофизик азиатского происхождения Су–Шу Хуанг, попытался очертить «зону жизни» — то есть область вокруг звезд, где может существовать жизнь. При этом он принимал как аксиому, что средняя температура в этой зоне должна колебаться в пределах от 0 до 100 градусов Цельсия.
Не думайте, что он так уж перегнул палку. Мы уже отмечали, что ученые долгое время верили, что при 100°С все живое гибнет. Однако в 70–е годы XX века на дне океана были открыты необычные образования, которые окрестили «черными курильщиками». Здесь из недр Земли вырастают конические трубы, из которых вырывается темная, сернистая магма, разогретая до 300 °С. В окрестностях этих подводных курящихся труб, словно в Аду, обитает множество организмов — бактерии, креветки, черви… Позднее примитивные формы жизни были обнаружены также в кипящей воде гейзеров.
Неужели жизнь зародилась среди адского пекла — в «озерах, горящих огнем и серою»? Если это так, то жизнь может быть и на такой планете, как Венера. Жаролюбивые, питающиеся серой бактерии могли бы, прижившись в атмосфере Венеры, сделать эту планету пригодной для жизни человека — пусть на это понадобились бы сотни тысяч лет.
А может быть, все было наоборот и жизнь появилась в ледяной пучине космоса? Во всяком случае, так около полувека назад утверждал британский астроном Фред Хойл. Согласно его теории, первые зародыши жизни возникли в темных межзвездных облаках и позднее были занесены на многие планеты. В то время эта гипотеза казалась выдумкой, достойной фантастов — тем более что сам Хойл и написал научно–фантастический роман, посвященный подобному думающему облаку.
Однако со временем выяснилось, что гипотеза не так уж и фантастична. В межзвездных облаках, состоящих из графитовых (углеродных) пылинок, обнаружены органические молекулы: поначалу — лишь ядовитый цианистый водород (то есть синильная кислота), затем — полициклические углеводороды. Под действием ультрафиолетового излучения, испускаемого соседними звездами, в этих пылинках может пробудиться жизнь.
В пользу этого соображения говорит и следующий довод. Все земные аминокислоты — основные компоненты белка — имеют сходную форму, так называемую L–конфигурацию. Возможно, что эти «кирпичики жизни» приобрели подобную форму под действием звездного света, для которого характерна круговая поляризация.
Жизнь может существовать не только в ледяной пучине космоса, но и под толщей льдов Антарктиды — там, куда не проникает свет, где нет тепла, нет притока энергии. Правда, обнаруженные там формы жизни (архебактерии) пребывают в анабиозе — своего рода «зимней спячке» (образно говоря, они делают один вдох за сто лет), но если они получат достаточно света и тепла, то быстро проснутся. Добавим, что в Антарктиде (рекордно низкая температура: —89,2°С) почти так же холодно, как на Марсе, где температура снижается до —140°С. Быть может, в недрах Марса, дожидаясь лучшей поры, тоже скрывается своя примитивная жизнь? Ведь было время — и на Марсе текли реки!
Относительно жизни на Марсе споры, как уже говорилось, идут и по сей день. Мы же пока давайте выберемся за пределы Солнечной системы в поисках «полюса холода» нашей Вселенной. Известно, что на шкале температур имеется абсолютный нуль. Теперь нам предстоит узнать, что это — величина в какой‑то мере теоретическая, потому что в наше время нигде в космосе не может быть температуры, равной или почти равной 0°К. Дело вот в чем.
Около 15 миллиардов лет назад, вскоре после Большого Взрыва, горячее фотоновое облако охладилось до трех градусов Кельвина и — в виде фонового излучения — заполнило все космическое пространство. Итак, холоднее в космосе быть не может. Предельно возможная температура — 3°К.
Другое дело — научные лаборатории. Здесь удается приблизиться вплотную к абсолютному нулю. Так, несколько лет назад было сделано важное открытие: удалось обнаружить новое состояние материи, предсказанное еще Альбертом Эйнштейном и индийским физиком Шатьендранатом Бозе. При температуре, равной всего нескольким миллиардным долям градуса Кельвина, тысячи атомов начинают вести себя как одна–единственная частица.
Вообразите себе вереницу муравьев, ползущих по тропке, которые внезапно начинают двигаться синхронно. Получается, что теперь в том же направлении, по той же самой тропинке как бы продвигается одно–единственное, огромное существо, состоящее из множества крохотных частичек, каждая из которых вторит всем движениям соседних частей. Точно так же материя напоминает теперь один громадный атом. Подобное состояние называют конденсатом Бозе–Эйнштейна. Можно ли как‑то использовать это необычайное свойство материи? Пока неизвестно, поскольку само это состояние еще плохо изучено. Что, впрочем, не помешало в 2001 году удостоить физиков, сумевших получить конденсат Бозе–Эйнштейна экспериментально, Нобелевской премии.
И напоследок обратимся к концу времен, когда по всему космосу разольется ледяной мрак. Как полагают многие ученые, произойдет это очень и очень нескоро— через 1077лет.
Космическое фоновое излучение будет постепенно остывать. Вселенная продолжит расширяться (впрочем, часть ученых в этом сомневается), материя же постепенно будет становиться все тоньше. Когда все запасы водорода будут израсходованы, перестанут рождаться звезды. Старые светила со временем взорвутся, и даже белые карлики — самые долговечные из звезд — остынут и, сжавшись, превратятся в небольшие железные шары, ведь железо — самый стабильный из всех элементов. Всю светящуюся материю поглотят черные дыры, которые, впрочем, по расчетам Стивена Хоукинга, тут же испарятся.