Можно
убедиться,
что Земля поката, —
сядь
на собственные ягодицы
и катись!
В. Маяковский
Сначала о форме
Сто тысяч лет отделяют нас от неандертальца. Сто тысяч лет убеждаем мы себя в том, что мы разумны — HOMO SAPIENS'ы — все до единого. Но давайте оглянемся, чем же мы занимались все это время? На чем оттачивали разум свой?
По свидетельству историков, 85 процентов исторического времени люди заняты устройством дел чисто человеческих — они воюют. Оставшийся пустяк отводится прежде всего на восстановление разрушений (иначе не будет смысла начинать новую войну), затем на то, чтобы оглядеться вокруг (не лежит ли что плохо у соседа), и, наконец, на науку (о том, как она связана с основным «делом», мы говорить не будем: не наша тема). Итак, картина получилась довольно мрачной, а характер у человечества в целом склочным и малопривлекательным. Ничего не поделаешь.
Но пусть следующий статистический экскурс ободрит приунывших.
Положим, на науку человечество отводит не более пяти процентов своего общеисторического времени. Что это дает? Пять процентов от 100 тысяч — это пять тысячелетий, или 50 веков. Памятуя о своих способностях, мы не погрешим, положив, что за сто лет вырастает четыре мыслящих поколения!.. (По статистике, большинство великих открытий делалось именно в возрасте, укладывающемся в наши рамки.) Получается 200 поколений, которые занимались одной только благородной наукой. Не воевали, не крали, не… Двести поколений, послушайте, ведь это вовсе не так уж плохо. Тут можно кое-что и успеть. Теперь, определив общий срок аспирантуры homo sapiens'а, можно попробовать наметить пределы достигнутых знаний.
С давних пор вершиной скромности ученого считалось заявление: «Я знаю только то, что ничего не знаю». Примем его за отправную точку — нулевая информативность обо всем, кроме условных рефлексов.
|
|
С другой стороны, сегодня вершиной самонадеянности считается другое утверждение: «Я знаю, чего я не знаю». Чем не предел, к которому нужно стремиться? А теперь, когда горизонты ясны, — в путь!
Вот рисунок с фотографии Земли, снятой «Зондом-5». Присмотритесь или, еще лучше, приложите линейку к горизонту. Ну как, остались сомнения в «покатости» планеты?
«Подумаешь, — скажет скептически настроенный читатель, — это еще древние греки знали». И он прав, наш читатель-скептик. Об этом действительно многие говорили. Пожалуй, Аристотель первым стал утверждать это не голословно, а на основе доказательств. Кстати, почему великий философ отошел от удобного и вполне современного ему метода умозрительных рассуждений, не совсем ясно. Может быть, это случилось в результате того, что он был воспитателем и домашним учителем Александра Македонского. А дети, как известно, дотошны. И если это так, то не есть ли смысл возродить добрые традиции к посылать философов сначала воспитателями в детские сады и учителями в школы?
Но вернемся к доказательствам Аристотеля. Во-первых, во время лунных затмений край земной тени всегда кругл. А во-вторых, кто не видел, путешествуя с юга на север, как меняется вид звездного неба? Одни из светил перестают быть видны, другие, наоборот, появляются. Это говорит не только о шарообразности планеты, но и о том, что она невелика по объему. Убедительно, чрезвычайно убедительно. Это понимаем не только мы с вами. После Аристотеля до самого начала христианства никто не покушался на форму Земли. Христианам же было наплевать на логику и доказательства. Темные, необразованные апостолы знать не знали Аристотеля.
|
|
«Наукой» становится толкование темных мест библии. Слава богу, в них недостатка не было. Одним из таких орешков оказалась форма Земли. В разных местах священной книги пророки по-разному высказывались по этому вопросу. Отсутствие единого мнения порождало споры. Кстати, спасибо пророкам. Именно их разногласия не дали окончательно деградировать человечеству в период застоя. Страшно даже представить себе, что случилось бы, если бы священное писание не давало хотя бы этой ничтожной возможности для мысли. Навязанное единомыслие — самый страшный враг познания и прогресса.
Типичным представителем церковного догматизма в VI веке был византийский купец и монах Косьма Индикоплевст. Своим именем почтенный монах обязан путешествию в Индию, так как по-гречески Индикоплевст означает «Плаватель в Индию». Конечно, плавал он по заданию ордена, но и не без выгоды для себя. Вернувшись, сей торговец от святой церкви покусился на систему Птолемея. Слава пусть Герострата, а все же слава… Написал Косьма Индикоплевст трактат, в котором мир наш представил в виде здания, похожего на «Скинию Завета». Согласно библии это сооружение пророк Моисей построил на горе Синай по повелению божьему. Земля, убеждал монах-путешественник, продолговата в отношении 2:1. Окружена океаном, за которым ввысь уходят стены, образующие небесный свод. На тверди небесной покоится небесный же океан, отделяющий верхний этаж здания — жилище блаженных — от нижнего. В нижнем живем мы — грешные. Тут же движутся Солнце, Луна и звезды. На недоступном севере Земли возвышается высокая гора. За нее Солнце прячется ночью. Зимой Солнце ниже, чем летом, а подножие всякой горы шире вершины. Следовательно, зимнему Солнцу за горой более долгий путь, чем летнему. Оттого и ночи зимой длиннее, а летом короче.
|
|
Пожалуй, хватит. Автор привел взгляды Индикоплевста потому, что они хорошо отражали уровень науки средневековья, и еще потому, что книга византийского купца была едва ли не первым сочинением научного характера, попавшим на Русь и там прижившимся. Древнейшая из известных у нас рукописей этой книги носит название «Книга о Христе, обнимающа весь мир» и относится к 1495 году. То есть она появилась уже через 15 лет после освобождения Руси от монголо-татарского ига.
Пятнадцать веков от рождества Христова святые отцы блюли и спасали букву священного писания. Но без конца продолжаться так не могло. Кругосветные путешествия и открытия новых земель, работы Коперника и Декарта вновь вернули нашей планете ее шарообразную форму.
Земля — идеальный шар! В конце концов в этом заключается не только гармония физических законов, но «мудрость и законченность акта божественного творения». «Что может быть идеальнее шара?» — вопрошали еще древние на диспутах. И сокрушенно разводили руками: «Ничто!»
Мы шагаем через эпохи…
Развивается геодезия. Совершенствуются методы измерений на земной поверхности. И снова неприятность. Полярный диаметр планеты оказывается на 42 километра 764 метра короче экваториального. Шарик-то оказывается сплюснутым… По имени советского геодезиста Феодосия Николаевича Красовского в Советском Союзе фигура Земли получает название «эллипсоида Красовского».
Так было бы и сегодня. Но…
4 октября 1957 года в СССР успешно осуществлен запуск первого в мире искусственного спутника Земли, представляющего собой шар диаметром 58,3 сантиметра, весом 83,6 килограмма. На Земле началась эра практического освоения космоса. После первой пробы ракеты-носители в Советском Союзе стали стартовать одна за другой. Научные данные рекой потекли в приемные узлы электронных вычислительных машин.
Американцы позже нас вступили в космическую эру. В то время как у нас готовился к запуску третий искусственный спутник — космическая лаборатория весом в 1327 килограммов с первыми полупроводниковыми солнечными батареями, — с американского космодрома, расположенного на мысе Канаверал, 17 марта 1958 года стартовал «Авангард-I». Это был второй искусственный спутник США, представляющий собой шарик диаметром в 16 сантиметров и весом в 1,8 килограмма. Мировая пресса окрестила его «теннисным мячом». Но это был удачный «сет» американских ученых.
«Авангард-I» двигался сначала по эллиптической орбите с апогеем 3968 километров и перигеем до 659 километров. (Апогей по-русски значит «вдали от Земли» — дальняя точка орбиты. Перигей значит «около Земли» — ближняя точка орбиты.) За ним внимательно наблюдали и вдруг обнаружили, что расстояние в перигее над северным полушарием уменьшилось до 650 километров, тогда как над южным оно оставалось прежним. Ученые затосковали. Это противоречило законам небесной механики. Орбитальное движение спутника вокруг Земли могло меняться только под воздействием гравитационных сил, а неравномерность поля притяжения означала несимметричность фигуры Земли. Опять на повестку дня выплывал вопрос о форме.
Возмущения орбиты «Авангарда-I» тщательно фиксировались и передавались на обработку электронным машинам. И пока те считали и сравнивали, спутники дружно взлетали в черное небо с двух континентов сразу, все прибавляя и прибавляя сведений.
К 1961 году выводы были готовы и опубликованы. А так как никто еще не доказал, что количество волос на голове обратно пропорционально числу извилин, мы вправе предположить, что волосы ученых на всех континентах поднялись дыбом. На противоположных сторонах Земли спутники обнаружили две огромные «гравитационные ямы». Одна — рядом с Индией, другая — неподалеку от западного побережья Северной Америки. В этих областях космические корабли «ныряли», безнадежно портя вид своих орбит. Понижение орбиты происходило и над северным полушарием, означая присутствие большой массы. Если бы Земля и была идеальным шаром, то на севере этот шар обязан был иметь нашлепку. Но так как полярный диаметр все-таки оставался меньше экваториального, то южное полушарие должно было быть дополнительно сплюснутым. После долгих вычислений наша многострадальная планета получила форму, напоминающую… грушу. Только не красивую и гладкую Pyrus communis, а скорее корявый, ни на что не похожий Бергамот.
Сразу возникли затруднения с названием для нелепой фигуры. Грушей планету не назовешь — неприлично. И тогда пришло гениальное решение — геоид. То есть форма Земли, ее фигура, ни на что не похожа. Земля — землеподобна.
Звучит странновато, зато не подкопаешься, какие бы уточнения ни возникали в будущем.
2. Потом о «содержании»…
Летом 1967 года автор был в Ташкенте. После землетрясения население жило тревожно. Толчки продолжались, постепенно входили в быт. Вопросы сейсмологии приобрели популярность цен на фрукты и тюбетейки.
Однажды, приглашенный чрезвычайно милыми людьми, автор мирно ел плов в гостях, запивая его… ну, скажем, кок-чаем. Неожиданно во дворе завыла собака. Хозяева переглянулись. А когда за соседним дувалом в неурочный час заорал петух — проворно взяли чемоданы и предложили гостю погулять. «Будет землетрясение, — авторитетно заявили они. — На улице безопаснее». Тех, кто ждет сейчас описания кошмарного природного явления очевидцем, постигнет такое же разочарование, какое испытал и автор. Нет, не ходила у него почва под ногами (может быть, причина была в том, что он слишком недавно сел за стол), не рушились дома, не выворачивались с корнем деревья. Когда минут через сорок хозяева вместе с гостем вернулись, в комнате тоже все оставалось по-прежнему. И все-таки землетрясение было. И даже получило свою оценку. Когда автор вытащил из плова кусок штукатурки, хозяин дома глубокомысленно заметил: «Три балла. Можно было не уходить…»
Среди сейсмологов имеет распространение такая таблица.
Среднее число землетрясений, происходящих на земле ежегодно…
1. Катастрофических — не более 1.
2. Землетрясений с обильными разрушениями — около 10.
3. Разрушительных толчков — 100.
Дальше числом до 111 тысяч идет мелочь, шутки природы, свидетелем одной из которых и стал автор. Эта мелочь улавливается сейсмическими станциями. О ней по каким-то неуловимым признакам узнают домашние животные. Большое катастрофическое землетрясение страшно. Старые солдаты сравнивают его с бомбежкой, но говорят, что землетрясение хуже. Кажется, против тебя восстает неодолимая тупая сила. С нею не совладать, от нее некуда скрыться. Восстает сама Земля. Но почему, за что? И вот тут мы вплотную подходим к вопросу о внутреннем «содержании» нашей планеты. Автор должен признаться, что более темных и умозрительных теорий, по его мнению, не существует ни в одной науке. Дискуссии о строении нашей планеты проходят по-прежнему с к.п.д. паровоза — 1–2 процента в среднем. И это несмотря на то, что рассматриваемый вопрос имеет большую историю.
По Аристотелю, внутренность Земли пронизана порами и пустотами. В этих порах испарения Земли производят воду, ветер и собственный огонь. Сухие пары образуют металлы, влажные — камни.
По мнению Декарта, Земля некогда представляла собой раскаленный вихрь частиц. Постепенно частицы сгустились и образовали несколько сфер различного состава, прикрывающих слоистой скорлупой огненное ядро. Так, первая сфера С состояла из металлов и была очень плотной. За нею следовала оболочка D из воды, потом слой F, заполненный воздухом, и, наконец, наружная Оболочка Е, состоящая из камней, песка, глины и извести. Окружал Землю воздушный океан. Наружная оболочка вначале была очень неустойчивой и в конце концов разломилась. Куски ее упали на металлическое основание. А так как эта вторая поверхность имела площадь значительно меньше первой, то некоторые куски оболочки легли боком, образовав горы и хребты.
А вот наша планета по теории английского естествоиспытателя Джона Вудсворта (XVIII век). Центр планеты занимает огромный водяной шар, связанный каналами с морями и океанами. Здесь явное стремление подогнать «истину» под священное писание. Еще одна попытка «онаучить» библейскую легенду. Он самым серьезным образом предполагал, что некогда в результате жестокого землетрясения оболочка Земли проломилась и произошел Великий потоп!
В начале XX столетия большинство естествоиспытателей склонялось к тому, что Землю составляют три основных компонента: твердая кора сравнительно небольшой толщины; затем расплавленная магма с температурой и давлением, повышающимися с глубиной; и внутреннее ядро, раскаленное и состоящее из наиболее тяжелых металлов. Сколько было надежд на то, что стоит просверлить дырку поглубже — и хлынут из недр расплавленное золото и платина.
Со времени Аристотеля прошло более двух тысячелетий. Люди высадились на Луне, а аппараты, созданные ими, улетели на другие планеты. Но недра собственной Земли мы по-прежнему познаем методом «выстукивания». Больше в арсенале науки вроде бы и средств нет. Рассказывать о том, как делаются выводы о строении Земли, даже неудобно, настолько эти исследования кажутся примитивными.
При землетрясениях или взрывах в Земле распространяются упругие волны. Они словно просвечивают Землю. Сейсмологи ловят колебания и потому, как они распространялись (был ли их путь прямолинеен или искривлен), судят о плотности слоев, встретившихся на пути волн.
Но коли сквозь планету проходят упругие колебания, значит наша Земля тверда насквозь и действительно представляет собой монолит, как это предполагали раньше. Почему же вдруг стали сомневаться в этой гипотезе?
Вы, наверное, слыхали о перемещении полюсов на Земле. И знаете, что еще каких-нибудь 500 тысяч лет назад на месте вашего города, расположенного в полосе весьма умеренного климата, прыгали обезьяны и росли пальмы. Автор говорит об этом так уверенно потому, что вряд ли стоит предполагать читателем этой книги человека нелюбознательного до такой степени, что ему безразлично — ходили ли его родная (пра) бабушка и родной (пра) дедушка нагишом или вынуждены были от холода кутаться в шкуры динозавров.
Но возможны ли такие изменения климата, если Земля монолит? Вряд ли. И вот Гарун Тазиев — исследователь-вулканолог, которого журналисты охотнее называют «адским детективом», считает, что Земля по внутреннему строению напоминает… яйцо. Причем яйцо, сваренное «в мешочек». Сверху тонкая и не очень прочная скорлупка — земная кора, под ней магма — расплавленный камень — «белок». В центре более плотное ядро — «желток». Магма все время перемещается, движется внутри скорлупы. Иногда ее давление становится настолько большим, что кора не выдерживает и в наиболее тонких местах лопается. Происходит извержение. Грозное и загадочное явление, до сих пор не разгаданное людьми. Нет силы, способной задержать или воспрепятствовать извержению. Любители сравнений могут записать для памяти, что мощь иных извержений сравнима с мощью одновременного взрыва… тысячи водородных бомб!
Кстати, в своем интервью итальянскому журналисту Тазиев буквально «ошарашивает», прогнозируя будущее человечества:
«Я уже 20 лет занимаюсь исследованием вулканов и, в отличие от людей несведущих и, к сожалению, в отличие от многих геологов и вулканологов, убежден, что человечеству до сих пор просто везло. Я не хочу пророчить беду, но предвижу страшные катастрофы, которые унесут сотни тысяч жизней. С точки зрения геолога, это, по-моему, абсолютная очевидность. Я уверен, что рано или поздно огромные современные города, расположенные в зоне потухших вулканов, например, Бандунг, Мехико, Рим, будут уничтожены вулканами».
Прогноз довольно пессимистичный. Успокаивает то, что мы с детства слушаем бесконечные пророчества близкой гибели мира. Кроме того, ученые иногда прибегают к этому виду рекламы для привлечения интереса к своей науке. В эпоху массовой коллективизации научных работников, а также чрезвычайного усложнения результатов науки, недоступности ее выводов для широкой публики такие «научно-популярные откровения» едва ли не единственный способ общения ученых-специалистов с неучеными и неспециалистами.
Еще одно доказательство того, что мантия обязана быть жидкой, вы получите, если посмотрите на карту полушарий. Смотрите, смотрите. Вам не кажутся странными очертания материков? Ага, заметили! Ну и как, ничего в голову не приходит? Тогда читайте дальше.
Осень 1914 года. «Немецкий полк, сидящий в обороне, понес значительные потери» — привычная фраза для истории немецких войн. Сколько их ни было, оканчивались они для Германии всегда «значительными потерями». Пора бы кое-кому хоть сегодня усвоить эту простую мысль.
В тот день в числе раненых санитары вынесли с позиций призванного из запаса капитана Альфреда Вегенера. «Сквозные пулевые ранения в шею и руку! — констатировал хирург полевого госпиталя. — На стол!» Ранение оказалось тяжелым. После чистки ран и перевязок капитан был отправлен в тыл и через несколько дней принял первого посетителя. Конечно, это была жена Эльза — дочь потомственного русского ученого-климатолога Владимира Петровича Кеппена. Раненым и больным полагаются гостинцы. На следующий же день у госпиталя остановился извозчик, сгрузивший огромную стопу книг: «Для господина капитана Вегенера».
Кто же он, этот раненый капитан германской армии? По образованию — астроном. В 1905 году начал работать в Линденбергской аэрологической обсерватории, но не задержался и скоро с экспедицией датчанина Эриксена уехал в Гренландию. Одна экспедиция, вторая… Трудно сказать точно, когда впервые в голову Альфреду Вегенеру пришла идея о едином праматерике Земли, названном им Пангея. Додумал и сформулировал ее он после выхода из госпиталя в 1914 году. Первичный праматерик — огромная, крепко сколоченная глыба среди Мирового океана. Вот как представлял себе Вегенер планету на заре ее образования.
Вращение Земли, приливные силы, возбуждаемые Луной, непрерывно трепали Пангею. Непрочная земная кора серьезного фундамента не представляла. И могучий материк начинает трескаться и разрываться на части. Скоро каждая из отколовшихся частей становится самостоятельной и, подталкиваемая все теми же могучими силами, начинает свое плавание по поверхности планеты. Плывут материки, считал Вегенер, и в наши дни. Пройдут еще миллионы лет — и между Европой и Азией заплещется океан, намечаемый сегодня лишь трещинами в виде Мертвого и Красного морей.
Более полувека прошло со дня появления гипотезы Вегенера, но вокруг нее не утихают споры. Как полагается, есть сторонники, есть и противники высказанных взглядов. За это время наука о Земле получила много новых данных, но… к сожалению, не так много, как того хотелось бы нам.
В 1962 году Академия наук СССР получила необычный подарок. Американские коллеги из Национальной академии США прислали в Москву керн базальта, добытый 2 апреля 1961 года на глубине 3570 метров.
Вы спросите, что здесь особенного? Тогда немного истории.
25 августа 1960 года на расширенном заседании Министерства геологии и охраны недр СССР обсуждалось предложение: заложить пять буровых скважин глубиной 10–15 километров в разных районах нашей страны. Цель сверхглубокого бурения — пройти внешнюю оболочку планеты, достигнуть внутренних слоев и, главное, верхней мантии, чтобы найти, наконец, истинные ответы на тысячелетние вопросы: из чего состоит Земля? Мантия, именно мантия расскажет людям и о происхождении планеты и о возрасте, поможет разгадать многие загадки.
Первая скважина должна извлечь керны со значительной глубины в области залегания древнейших гранитов. Ближе всего они подходят к поверхности на Кольском полуострове. По данным геохимии, эта оболочка не моложе трех с половиной миллиардов лет. Гранитное основание земной коры расскажет людям о процессах образования гранитного слоя, о детских годах нашей планеты.
Вторая скважина планируется в толще осадочных пород в Азербайджане, в нефтеносных районах республики. Глубина ее определена в 14 километров. Геологи хотят установить нижние пределы залегания нефтеносных слоев. Именно эта скважина поможет прекратить вековой спор двух гипотез происхождения нефти: органической, выдвинутой еще Михайлой Васильевичем Ломоносовым, и неорганической — Дмитрия Ивановича Менделеева. Ломоносов считал, что нефть образовалась из остатков органических веществ — растений и организмов, — которые накапливаются на дне морей и озер. Сторонники Менделеева возражают, утверждая, что синтез органической материи под влиянием высокой температуры и чудовищных давлений может идти в глубине Земли и из неорганических веществ. Учитывая оскудение нефтяных запасов верхних слоев, спор имеет первостепенное значение уже для нашего поколения.
Третью скважину, по мнению геологов, интересно пробурить в рудном районе. Может быть, на Урале? Она откроет секрет происхождения металлов, проникнет в очаги расплавленной магмы и поможет выяснить причину возникновения металлических руд.
Четвертая скважина пройдет в базальтовую платформу, на которой покоится наш континент.
И наконец, пятая пройдет сквозь базальт, пробьет таинственную границу, открытую сербским ученым A. Мохоровичичем, и углубится в святая святых планеты. Бур пятой скважины должен принести на поверхность вещество мантии!
Более 60 стран включилось в решающий эксперимент штурма земных недр. Проект «Верхняя мантия» принял поистине глобальный характер. Однако ученые не строят никаких иллюзий. По меткому замечанию члена-корреспондента Академии наук СССР B. В. Белоусова, выполнить поставленные задачи вряд ли окажется делом более простым, чем, например, слетать на Венеру и обратно.
Американские коллеги решили попытаться обойти трудности, поставленные на пути сверхглубокого бурения. Разведка недр показала, что наиболее тонкий слой коры лежит под зелеными водами океана. И тогда возник проект «Мохол», смысл которого — добраться до слоя Мохоровичича, начиная скважину на морском дне.
Плавучая буровая вышка КУСС-I вошла в залив у западного побережья Мексики. Четыре мощных дизеля со сложным автоматическим управлением обеспечивали стационарность сооружения на воде: судно не могло быть заякорено. Начало скважины находилось ниже днища буровой на три с лишним километра. Стоило вынуть на минутку бур — скважину просто больше не найти. И все-таки бурение началось. На 186-м метре пошли базальты! Прогнозы оправдались. И тут катастрофа! Ломается бур! Инструмент, предназначенный для сверления самых плотных земных пород, оказался не в силах взять фундамент земной коры. Нужен новый бур. И его проектируют. Ведущие конструкторские бюро и фирмы нашей Родины, Франции, США соревнуются в создании уникального инструмента.
Маленький керн из пластического вещества мантии — вот все, о чем мечтают ученые, предпринимая титанические усилия. А пока первый керн, добытый из фундамента планеты, американцы отправляют советским коллегам. И мы радуемся вместе с ними, хотя глубина, с которой он добыт, едва ли превосходит тысячную долю земного радиуса.
3. И наконец, вокруг…
«Внимание, говорит Москва! Работают все радиостанции Советского Союза! Сегодня, 3 ноября 1957 года, в Советском Союзе успешно осуществлен запуск второго искусственного спутника…»
Безостановочным потоком идет на приемные пункты информация. Сообщения, зашифрованные короткими радиосигналами, обрабатываются электронными вычислительными машинами. Но машины только переводчики. Объяснить они ничего не могут. Вот, например, приборы спутников упорно утверждают, что в безвоздушном пространстве обнаружено сильное рентгеновское излучение. Откуда оно взялось? Обычно оно возникает при столкновении космических лучей с атомами и молекулами воздуха. Но орбита спутника проходит вне атмосферы.
И ломают головы ученые, пытаясь представить себе запутанное строение электромагнитных полей, окружающих Землю. Второй советский спутник просуществовал до 15 апреля 1958 года. В назначенный час, верный законам небесной механики, он вошел в плотные слои атмосферы и сгорел во славу науки со всем своим 508,3-килограммовым оборудованием.
А 26 марта того же года с полигона мыса Канаверал — Флорида (ныне мыс Кеннеди, названный в честь горячо любимого и застреленного из снайперской винтовки президента) стартовала межконтинентальная ракета «Юпитер-С». (Пока писалась эта книжка, в «свободной» стране Америке какой-то сукин сын застрелил и брата бывшего президента — сенатора Роберта Кеннеди. У него были самые высокие шансы на победу на предстоящих президентских выборах. И хотя имя убитого сенатора к астрономии непосредственного отношения не имеет, автор не может удержаться, чтобы не воскликнуть: «Фу, Америка, ну ты и даешь!») Ракета «Юпитер» приспособлена для вывода на околоземную орбиту искусственных спутников. С орбиты: перигей — 195, апогей — 2810 километров — затрещал «Эксплорер-III» — третий спутник Соединенных Штатов Америки.
Профессора Ван-Аллена интересовала проблема: откуда появляются над полярными областями планеты медленные «некосмические» электроны? И он добился разрешения поставить на спутник свои приборы. Еще не прошло и десяти дней, как в океан свалился такой же «Юпитер-С» с «Эксплорером-II» на борту. А тут как будто все в порядке. 14,2 килограмма оборудования на орбите. Счетчики Ван-Аллена, по примеру советских приборов, тоже начали исправно считать частицы там, где в общем-то им быть и не положено. Орбита «Эксплорера» была более вытянутой, и, как только спутник удалился от Земли на тысячу километров, счетчик замолк. «Что это? — встревожился Джемс Ван-Аллен. — Отказ аппаратуры?» Но вот, описав дугу, спутник начинает снова приближаться к Земле. Еще раз перейден тысячекилометровый рубеж, и как ни в чем не бывало прибор начинает опять отщелкивать пойманные космические частицы. Чудеса! Но в XX веке чудеса остались только в научно-фантастических романах, написанных бывшими физиками. Ван-Аллен романов пока не писал. Он стал думать. Может ли быть, чтобы в тысяче километров от Земли вдруг пропадало космическое излучение? Вряд ли. Уж если оно есть, так почему бы ему исчезнуть? И американский физик пошел, как говорят, «от обратного». Он поместил такой же точно счетчик, какой трудился на борту «Эксплорера», в поток радиоактивного излучения, в тысячу раз сильнее того, какой могут вызвать космические лучи. И счетчик умолк! Замолчал!!! Ура!..
Еще несколько экспериментов — и гипотеза готова. Надо отдать должное оперативности американцев. 26 марта спутник вышел на орбиту, а уже 1 мая Ван-Аллен представил доклад по результатам исследований. В докладе физик высказал предположение о существовании вокруг Земли зоны радиации высокой интенсивности.
15 мая того же года в космос ушла новая советская ракета. Мир ахнул! «Русские умудрились отправить на орбиту 1327 килограммов оборудования — целую лабораторию!!!» На такую «бандуру» можно было поставить не один ван-алленовский счетчик. И вот результат: на пятой ассамблее МГГ советские ученые не только подтвердили существование внутреннего радиационного пояса, открытого Ван-Алленом, но и сообщили об открытии второго — внешнего — пояса радиации. Обе зоны отличаются друг от друга, хотя провести между ними резкую границу трудно. Внутренняя зона состоит в основном из частиц небольших энергий, а во внешней преобладают частицы с энергиями в несколько сотен тысяч электрон-вольт. Обе зоны радиации, безусловно, представляют большую опасность для космонавтов, заставляют проектировать орбиты взлета и возвращения через околополярные области, где радиационных зон нет.
Но почему именно вокруг Земли обнаружены эти зоны? Ведь, судя по данным автоматических межпланетных станций, их не нашли ни возле Луны, ни у Марса, ни у Венеры… Существует точка зрения, что причиной тому магнитное поле нашей планеты. Заряженные частицы, летящие в космическом пространстве, попадают в сферу влияния магнитного поля Земли, искривляют свои траектории и начинают двигаться вдоль магнитных силовых линий, словно накручиваясь на них. С приближением к магнитному полюсу скорость их движения падает, а направление поступательного движения меняется на противоположное. Частицы начинают разгоняться вдоль магнитной силовой линии в обратном направлении, достигая максимальной скорости на экваторе. Дальше процесс повторяется. Частицы как бы попадают в «магнитную ловушку».
Возле Луны зоны радиации не обнаружено, — следовательно, можно было предположить, что нет у нее и магнитного поля. Это предположение нашло свое подтверждение при последующих запусках автоматических советских станций «Луна». Но значит ли это, что магнитное поле есть особенность только нашей планеты, особенность Земли? Ни в коем случае. По последним астрономическим данным, магнитным полем обладает и быстро вращающийся вокруг своей оси Юпитер. Заметное магнитное поле есть у Солнца. А движение межзвездных волокнообразных туманностей, по мнению академика Г. А. Шайна, никак нельзя объяснить без привлечения магнитных сил. Не исключено, что даже спиралеобразная форма галактик — результат взаимодействия магнитных полей.
Но вернемся на Землю. О причинах возникновения земного магнетизма до сих пор спорят. Часть ученых считает, что, поскольку внутренняя зона Земли ведет себя как жидкое тело, в нем появляются мощные электрические токи, которые и порождают магнитное поле Земли. Их противники убеждены, что главная причина в магнетизме горных пород и коры планеты. Впрочем, существует мнение, будто Земля намагнитилась от внешних космических магнитных полей.
Гипотез много. Но одну из них хотелось бы рассмотреть поподробнее.
Вы, наверное, заметили, что когда мы говорим о магнитном поле, то непременно, хотя бы скрытно, упоминаем о движении? Смотрите: быстро вращающийся Юпитер — магнитное поле. Солнце (а кто не знает, что наше светило, как и большинство звезд, весьма резво кружится вокруг своей оси) — и снова магнитное поле. Движущиеся струи межзвездного газа — поле. Электроны и ионы — поле. Выходит, стоит поставить такой вопрос: нельзя ли считать магнитное поле вообще одним из неизбежных проявлений движущейся материи?
Эта интересная мысль принадлежит англичанину Шустеру. Наш ученый и блестящий экспериментатор Петр Николаевич Лебедев попытался проверить ее на опыте. Он заставил кольцо диаметром в 6 сантиметров делать 35 тысяч оборотов в минуту. Увы, ни один, даже самый чувствительный по тем временам, магнитометр не обнаружил появления магнитного поля. И тогда гипотезу, что всякое вращающееся тело — магнит, забыли! Вспомнил о ней через полвека английский физик, член Лондонского Королевского общества и лауреат Нобелевской премии Патрик Мейнард Стюарт Блэкетт (естественно, все четыре имени принадлежат одному и тому же лицу). В своей статье, опубликованной в 1947 году, ученый высказывает сенсационное предположение, будто появление вокруг вращающегося тела магнитного поля — просто новый закон природы. С одной стороны, это отказ от объяснений, с другой… Гм, если бы гипотеза Блэкетта оправдалась, это заложило бы первый серьезный камень в фундамент здания единой теории поля.
Сначала все шло хорошо. Ученый вывел удивительно изящное уравнение зависимости величины магнитного поля от скорости вращения тела. В его формулу вошли такие солидные компоненты, как гравитационная постоянная и скорость света. Можно было надеяться, что нащупана действительно точка соприкосновения теорий гравитационного и электромагнитного полей.
Но ослепительный горизонт перспектив стал покрываться тучами реальности, когда дело подошло к эксперименту. Блэкетт сам решил проверить выведенное уравнение. И вот лаборатория готова. Большой деревянный сарай собран без единого гвоздя. Испытательный полигон удален от промышленных объектов и вообще от любого жилья. Говорят, к опытам не были допущены даже сотрудники, имевшие стальные зубы. А брючные пуговицы весь персонал самолично перешил на пластмассовые. Сам объект выбран из строго немагнитного материала. Это был 20-килограммовый цилиндр из чистого золота. Деталь тоже весьма немаловажная. На родине похитителей «Золотой богини» и налетчиков на «золотой экспресс» перенести подобный опыт в укромный уголок страны — предосторожность вовсе не лишняя.
Если предположения Блэкетта правильны, то у цилиндра, вращающегося вместе с Землей, должно возникнуть какое-то магнитное поле. Пусть даже очень слабое, оно все равно оказалось бы замеченным магнитометром, способным мерять 10-14 гаусса.
Увы, несмотря на то, что техника эксперимента со времен Петра Николаевича Лебедева шагнула далеко вперед, результата никакого! В 1947 году Блэкетт сдался. Оригинальная гипотеза потускнела, хотя и не погасла вовсе. Некоторые физики считают, что Блэкетт должен был заставить вращаться цилиндр еще вокруг одной своей оси. Но… золото сдано в Национальный английский банк. И хотя Блэкетт собирался осуществить второй опыт, пока о нем ничего не слышно.
Между тем с каждым днем люди убеждаются во все большем значении земных магнитных полей.
Мы с вами, как и все живые существа, населяющие нашу планету, развились в обстановке постоянно действующих физических полей: гравитационного и геомагнитного. В космосе эти условия резко иные. Как действует невесомость на человека, мы кое-что знаем. Причем многое из этого «знаем» оказалось для нас настоящим сюрпризом. А впереди — магнитная проблема. Пока космонавты лишь на время покидали пределы геомагнитного поля. Но если верить в возможность дальних рейсов…
Совсем недавно в титульном списке Академии наук СССР появилось новое название — Магнитобиология. Молодая наука еще даже не получила официального признания. Однако сведения, которыми она располагает, говорят о ее большом будущем.
Лет сорок назад немецкие психоневрологи обратили внимание на то, что в периоды, когда на Земле бушуют незримые магнитные бури, резко увеличивается число нервно-психических заболеваний. После взрывов на Солнце — первопричины этих бурь — почти вчетверо против дней спокойного Солнца возрастает количество автомобильных аварий. Американские исследователи уверяют, что так же возрастает и количество самоубийств. В клиниках люди со слабым типом нервной системы и хронические алкоголики совершенно однозначно откликаются на события, связанные с изменениями геомагнитного поля. Они чувствуют себя крайне подавленными. Пока единого взгляда на причины и механизм этого явления нет.