Занимательно об астрономии - Страница 23

А как быть в межпланетном полете? В космосе вполне могут встретиться участки с мощными магнитными полями совершенно других, неземных ритмов. Или другая крайность — часть планет, десанты на которые давно описаны в фантастических романах, вообще не обладает заметными магнитными полями. Как все это повлияет на психофизиологические процессы организма? Может быть, это окажется еще одной преградой для освоения чужих миров?

Влияние магнитного поля на человека давно привлекало внимание медиков. Еще в древние времена индусские брамины, когда у них начинала болеть голова, надевали на руку магнитные браслеты. Египетские жрецы и арабы использовали магнит в качестве амулета и верного средства для сохранения молодости. Еврейские кабалисты твердо верили, что магнит помогает при родах и успокаивает нервы.

Самое замечательное в этих утверждениях заключается в том, что все они в той или иной степени получили научное подтверждение. Все, вплоть до сохранения молодости. Американский биолог Джино Бариоти, продержав партию престарелых мышей в магнитном поле, заметил, что шерсть их после этой операции заблестела, складки на коже разгладились и сама шкурка стала мягкой и эластичной.

Однако, несмотря на прогресс в науке и технике, знания о биологическом действии магнитов отличаются от средневековых представлений крайне мало. Здесь широкое поле деятельности для молодых сил. Правда, поле это довольно густо усеяно хоть и магнитными, но камнями.

Жил-был король — добряк из добряков. За всю жизнь мухи не обидел. И однажды… убил министра. Канделябром. Умер король. Пришла его душа на страшный суд.

— За что убил министра?

— За анекдот про яблоко и Ньютона.

И душу бывшего короля оправдали. Оправдали и пустили в рай…

И все-таки автор рискнет упомянуть о старом анекдоте.

Всю свою жизнь сэр Исаак носил на пальце кольцо с магнитом. Однако явление электромагнитной индукции открыл не он, а Фарадей. Но достаточно было одного-единственного падения яблока, чтобы под шишкой в Ньютоновой голове созрел закон всемирного тяготения.

Неужели длительное влияние магнитного кольца оказалось слабее кратковременного гравитационного импульса падающего яблока? Не указывает ли это на слабость электромагнитных сил по сравнению с силами тяготения? Подобный итог рассуждений назывался в древности «reductio ad absurdum», то есть приведение к нелепости. Почему к нелепости? Судите сами.

Если ядерные взаимодействия в атоме принять за единицу, то влияние электромагнитных сил на элементарную частицу, окруженную другими частицами, окажется во сто раз меньше. Гравитационные же силы в 10 ^-36раз слабее электромагнитных. Вы представляете себе это число: 10 ^-36= 0,000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 001. Заметить гравитационное влияние двух тел примерно то же, что обнаружить и зафиксировать понижение уровня океана, зачерпнув из него чайную ложку воды.

Но почему тогда люди не сваливаются со своей планеты? Более того, идея освободиться от ее притяжения обходится довольно дорого.

Как Луна не сходит с надоевшей ей орбиты? Наконец, как Солнце удерживает всю свою свору планет?

Конечно, цифры, только цифры убедят сомневающихся. Но прежде чем перейти к цифрам, автор, извинившись и покраснев в душе, должен еще раз напомнить, что сила притяжения двух тел пропорциональна, согласно утверждениям сэра Исаака, массам этих тел. Массам! И обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Но масса Солнца М = 1,985•10 ³³граммов, а масса Земли М = 5,976•10 ²⁷граммов, среднее же расстояние между обоими телами — 149,5 миллиона километров. Дальше каждый может сам подставить эти данные в формулу закона всемирного тяготения и чувствовать себя Ньютоном. Или, если угодно, Эйнштейном. Это современнее.

Кстати, об Эйнштейне. Закон всемирного тяготения открыл Ньютон. Но о природе самого явления, о том, каким образом и почему два тела, обладающие массой, притягиваются друг к другу, сэр Исаак промолчал. Более того, в своей работе он даже предупредил не торопиться с выяснением этого вопроса. А авторитет Ньютона был настолько велик, что люди и не торопились.

200 лет прошло, прежде чем появилась первая работа, проливающая свет (гм!) на проблему механизма притяжения. Это была общая теория относительности Эйнштейна, увязавшая воедино материю с пространством и все вместе со временем.

Значение обоих ученых и их роль в процессе познания прекрасно отражены известными строками стихотворения. Сначала идет четверостишие Александра Попа:

Следующие строки написаны позже и несколько выпадают из торжественного стиля классической оды:

Теория относительности действительно опрокидывала многие установившиеся привычные взгляды. К Эйнштейну часто приставали с просьбой популярно объяснить суть его взглядов. И вот как он это сделал:

Нью-йоркские журналисты, задававшие этот вопрос, были разочарованы. Может быть, именно в силу симпатии к журналистам нам стоит отойти от правила, гласящего, что краткость — сестра гениальности, и чуть-чуть развить популярное объяснение Эйнштейна. (Да простят нам грех сей истинные жрецы истинной науки!)

Итак, по Ньютону, пространство — сундук, в котором можно сколько угодно времени хранить старый хлам под названием «материя». По Эйнштейну же, пространство — это сам хлам, сложенный во временный штабель по форме ньютоновского сундука. Разберите хлам — штабеля-сундука не останется: вместе с ним исчезнет и время его существования. Это и означает связь пространства-времени с материей. Тела, обладающие массой, искривляют пространство-время, и это искривление мы обнаруживаем и фиксируем в виде тяготения. (Видите, как все просто.) В искривленном Солнцем пространстве Земля и планеты вынуждены двигаться не по законам доброй старой геометрии Эвклида, а по иным, «искривленным» законам. В сфере действия Земли искривление пространства заставляет бежать по кругу Луну, а яблоко падать на подвернувшуюся макушку.

Кстати, законы геометрии искривленного пространства были задолго до появления теории относительности выведены нашим соотечественником казанским профессором математики Николаем Лобачевским в 1826 году.

Теперь остается выяснить, как же передается сила тяготения от одного тела к другому. Если 200 лет назад все происходило при помощи жидкостей, переливавшихся из пустого в порожнее, то теперь причиной всему поля и волны. Действительно: Эйнштейн и Дирак, В. А. Фок и Уилер, Д. Д. Иваненко и Вебер склонялись в пользу волн тяготения. Только почему «склонялись»? Дело в том, что пока эти волны еще никто не обнаружил в природе. Только у теоретиков на бумаге гравитационный океан шумит и плещет.

Но на бумаге уже были и эфир, и вихри Декарта, и теплород с флогистоном.

Сейчас поимка гравитационной волны является голубой мечтой любого физика. Бытует мнение, что поможет в этом новая нейтринная астрономия. За многие миллиарды лет существования в нашей вселенной накопилось множество гравитационных волн, испускаемых всеми видами рассеянной и сконцентрированной материи. Нейтринная астрономия выловит их и снимет богатейший урожай с древа познания. А чтобы получить информацию о гравитационных волнах, надо сначала создать нейтринную астрономию. Между тем проблема ловли частиц, не имеющих ни массы покоя, ни заряда, ни магнитного момента, еще менее перспективна, чем охота на ядовитых змей… предположим, на Невском проспекте. (Задача поймать нейтрино действительно сложнее потому, что в 1966 году во время реставрационных работ на крыше Казанского собора гадюка все же была поймана. Казанский собор, как известно, находится на Невском проспекте, и тайна гадюки продолжает оставаться нераскрытой.)