Ирина Радунская - Безумные идеи
Рассуждая о том, что может помешать фотонной ракете в ее полете, ученые не забыли обсудить и главный вопрос: каковы же технические перспективы создания такой ракеты? И пришли к довольно обескураживающим выводам. Расчеты были просты, но многозначительны. Решив положить в основу расчетов очень скромный вес ракеты – одну тонну и задав ракете скорость «всего» в 80 процентов от скорости света, ученые подсчитали, что энергия ракеты должна исчисляться пятнадцатизначной цифрой! А точнее – должна равняться 215000000000000 киловатт-часов.
Это энергия, которая вырабатывается на всем земном шаре за несколько месяцев! Но и ее недостаточно ракете.
Для поворота на обратный курс и для торможения при приземлении нужна еще дополнительная энергия. И немалая. Если эта ракета будет снабжена двигателем, выбрасывающим продукты сгорания со скоростью света, для полета и приземления придется израсходовать энергию раз в двести большую названной. Такие расчеты, конечно, ошеломляют. Для путешествия в будущее, оказывается, понадобится столько энергии, сколько вырабатывается на всем земном шаре за несколько десятилетий!
Разумеется, это пока не по карману человечеству. Пока... Пока не будут разработаны новые источники энергии, не созданы более совершенные конструкции ракет и принципы действия двигателей, пока не будут выработаны меры борьбы с встречными пылинками.
Казалось бы, пессимистические выводы о том, как трудно разогнать ракету до скорости, близкой к скорости света, и о том, что даже, имея фотонную ракету, полететь на ней без особых средств защиты все равно нельзя, должны были бы вызвать у ученых смятение и печаль. Но для них этот вывод прозвучал оптимистически. Они поняли и оценили главное – выявлена опасность, которая до сих пор ускользала от их внимания. Найден враг, с которым нужно и можно бороться. И если сегодня еще нет необходимого оружия, оно непременно будет завтра.
Сверхзвезды
О победном шествии теории относительности можно говорить без конца. О ней написана масса книг и еще больше будет написано. Сегодня она уже не достояние нескольких избранных умов, она вошла в школьные учебники и стала основой многих инженерных проектов.
И все-таки до сих пор созываются высокие ученые собрания, чтобы довыяснить какие-то ее положения, додумать особенно сложные ее эффекты. Вы не встретите буквально и двух профессоров, которые, заговорив о теории относительности, не разошлись бы во мнениях, не заспорили друг с другом до хрипоты. Нет аспиранта-физика, который не хотел бы темой своей диссертации выбрать теорию относительности. Нет студента, не мечтающего о девушке, с которой между двумя поцелуями можно было бы поговорить и о теории относительности.
И все-таки эта великолепная теория не всесильна. И ее возможности ограниченны. С большой очевидностью это доказали сверхзвезды.
В декабре 1963 года в Америке, в Далласе, городе, имя которого теперь навсегда трагически переплелось с именем убитого в этом городе президента Кеннеди, собрались 400 ученых, чтобы обсудить чрезвычайное открытие. На огромных расстояниях от Земли астрономы обнаружили странные, необычные, ослепительные звезды. Они светились так, будто это не отдельные звезды, а целая галактика. Конечно, на таких расстояниях огромная система звезд, составляющих галактику, вполне может быть видна как отдельная звезда. Но эта галактика меняла свой блеск через определенный, причем весьма короткий, промежуток времени порядка года. 'Свет ее становился то ярче, то слабее. Но не могут же одновременно в такт мерцать биллионы звезд, все звездное население галактики! Это была загадка.
Так что же это за объекты? Что таят в себе ослепительный свет и щедрое радиоизлучение, исходящее от удивительных звезд.
Это явление так озадачило ученых, что в отчете далласской конференции есть слова о том, что присутствующие являются свидетелями рождения новой астрофизики.
Конечно, это преувеличение взволнованных астрономов. Астрофизика – уже довольно высокое здание, и сверхзвезды (как назвали ученые эти любопытные космические объекты) в лучшем случае одна из его башен. Но башен, несомненно, таинственных. И не один ученый взирает на нее с недоумением, как веками поглядывает турист на знаменитую наклонную башню в итальянском городе Пизе, гадая о секрете этого уникума, удивляясь, как ухитряется башня сохранять равновесие. Но любопытному туристу это сразу объяснит гид, а гида, знакомого со сверхзвездами, пока не существует. Как ни подступаются ученые к непонятным объектам с привычными мерками, как ни пытаются объяснить их поведение известными нормами поведения космических тел, попытки их безуспешны.
Вот отчет о сессии Академии наук СССР, посвященной проблеме сверхзвезд, проходившей в Москве 13 и 14 мая 1964 года, составленный по беглым заметкам автора.
Совещаются ученые с мировыми именами: академики В.А. Амбарцумян, Я.Б. Зельдович, член-корреспондент Академии наук СССР (ныне – академик) В.Л. Гинзбург, профессора И.С. Шкловский, А.И. Лебединский, С.Б. Пикельнер и другие.
Первым выступает Амбарцумян. Подступая к важной проблеме, ученые обычно начинают издалека. В.А. Амбарцумян подробно рассказывает о развитии внегалактической астрономии после 20-х годов, когда выяснилось, что далекие космические объекты являются галактиками, подобными нашей. В довоенном периоде он отмечает два крупных события: открытие различных типов галактик (круглых, эллиптических и т.д.) и обнаружение красного смещения (разбегания галактик). Открытие сверхновых звезд, радиогалактик – крупное событие послевоенных лет. И вот, подступает Амбарцумян к главному, сенсация 1963 года. Открыт целый ряд компактных радиогалактик (название «сверхзвезды» он считает неудачным). Да, говорит он, они похожи на звезды. Но размеры их близки к размерам галактических ядер. А светимость, если придерживаться принятой классификации, сродни светимости самых компактных галактик. Таких, в которых свет ядра составляет больше чем половину света всей галактики в целом.
Возникает целый ряд теоретических проблем. И целый ряд догадок, гипотез, теорий. Мнение Амбарцумяна: сверхзвезды – это не звезды. Это результат взрыва какого-то неизвестного нам тела, бывшего в ядре галактики еще до взрыва.
Амбарцумян считает, что все свойства и все особенности галактик определяются ходом процессов, протекающих в их ядрах. До сих пор нам были известны несколько типов галактик, о которых было сказано выше. Теперь открыт новый тип. Он характеризуется необычайно мощным взрывом в области ядра галактики.
Пока неизвестно, возникают ли такие взрывы в определенный момент эволюции какого-то типа галактик или это редчайшие исключения из общих закономерностей.
Надо больше наблюдать, говорит он, строить мощные оптические и радиотелескопы, выводить их за пределы земной атмосферы. Может быть, только тогда нам удастся уточнить наши теории или заменить их новыми.
Вторым выступает Зельдович. Он напоминает о замечательном явлении гравитационного коллапса, которое является заключительной стадией эволюции звезд, масса которых превышает более чем в 1,5 раза массу Солнца. Это удивительное состояние уже погасшей звезды. Под действием сил тяготения вещество этих звезд сжимается до чрезвычайной плотности, а радиус звезды становится очень малым. При этом поле тяготения на поверхности коллапсирующей звезды в какой-то момент становится столь большим, что никакая частица, ни даже кванты света не способны преодолеть этого поля и покинуть звезду. Звезда «исчезает». Здесь нет ничего удивительного. Звезда, конечно, не перестает существовать, в ней продолжают бушевать сложные процессы, но никакие сигналы не могут вырваться оттуда, из непреодолимой гравитационной ловушки. Все это не выдумка фантаста, а следствие точных расчетов на основе теории относительности.
Далее Зельдович говорит, что сверхзвезда как раз и может быть звездой чрезвычайно большой массы в процессе гравитационного коллапса. Тогда спрашивается, откуда столь ослепительная ее яркость, если звезда исчезла? Все дело в процессах вокруг этой коллапсирующей звезды. Внутренние части ее уже могут скрыться в гравитационной ловушке, а вне ее огромные массы, например часть атмосферы, стягиваясь со скоростями, близкими к скорости света, к границам гравитационной ловушки, должны выделять огромные количества энергии. Это и свет и другие виды излучения.
Этого вполне достаточно для объяснения всех загадок сверхзвезд, однако строгая теория грандиозного явления еще не создана.
А затем Шкловский покрывает доску кружевом формул и демонстрирует оценки массы, энергии и других характеристик сверхзвезд. Он добавляет, что источники мощного излучения, названные сверхзвездами, могут не быть ни звездами, ни галактиками. Это могут быть очень сконцентрированные сгустки межгалактического вещества.