Глава 2. Ингредиенты

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.

Образование вещества из пустоты? Это было уже не просто смело, это было нагло! Это противоречило законам сохранения. И потому было подвергнуто резкой критике. Тем не менее работа Хойла долгое время оставалась одной из самых цитируемых в мире астрофизики, потому что прекрасно описывала все известные на тот момент факты.

Но потом сторонники теории Большого взрыва сделали рискованное предположение, которое должно было или опрокинуть или подтвердить их теорию. Они предсказали, что после Большого взрыва должны были остаться следы – остаточная температура. И в шестидесятые годы эта температура (реликтовое излучение) было найдено! С тех пор интерес к теории стационарной Вселенной пропал сам по себе.

Любопытно, однако, что сам Хойл вовсе не отказался от своей теории, хотя, возможно, и поддерживал ее уже из чисто спортивного интереса. Тем не менее в 2000 году в издательстве Кембриджского университета вышла его книга с оригинальным названием: «Другой подход к космологии: от Статической Вселенной через Большой Взрыв к Реальности». В этой книге старичок реанимировал теорию стационарной Вселенной. Только теперь она у него все время пульсирует.

Однако не нужно думать, что Хойл всю жизнь только и делал, что производил эксцентричные идеи. Нет. Он был добротным теоретиком, весьма уважаемым в научном сообществе. Именно Хойл впервые вплотную занялся вопросом происхождения химических элементов. Известно, что звезды состоят на 75 % из водорода и на 23 % из гелия. Эти вещества – два главных химических элемента Вселенной. И лишь пара процентов остается на остальные полторы сотни элементов периодической таблицы. Почему именно так?

Хойл ответил на этот вопрос. Он взял железный арифмометр и рассчитал всю цепочку реакций, протекающих в недрах звезд, получив прекрасные результаты, обладающие предсказательной силой. Из теории ядерных реакций Хойла следовало, что у углерода-12 должен быть один совершенно неочевидный энергетический уровень, равный 7,82 МэВ. Этот уровень позже был обнаружен экспериментально. Труд Хойла о термоядерном синтезе в недрах звезд считается классическим, у него даже есть свое сокращенное название, как у старого приятеля: физики фамильярно называют эту работу «B2FH». Именно она легла в основу нового раздела космогонии – ядерной астрофизики.

Короче говоря, научные заслуги Хойла несомненны и подтверждены многочисленными наградами. В Англии за научные заслуги Хойлу королевой было присвоено звание рыцаря. А в 1997 году Шведская академия наук наградила его премией Крэфорда «за пионерский вклад в исследование звездной эволюции». Между прочим, эта неизвестная у нас премия лишь чуть-чуть уступает нобелевской по размеру денежного вознаграждения.

Что же касается самой «нобелевки», то здесь произошла весьма странная и некрасивая история. В некоторых книгах можно прочитать, что Хойл – нобелевский лауреат. Это ошибка. Не был он нобелевским лауреатом. И все из-за своего эксцентричного характера!

В 1983 году Нобелевский комитет присудил премию двум астрофизикам – Субраманьяну Чандрасекару и Уильяму Фаулеру «за теоретические и экспериментальные исследования ядерных реакций по формированию химических элементов во Вселенной». Поскольку родоначальником всего этого дела был Хойл, его имя должно было присутствовать в списке награжденных первым. Но его там не было. Почему?

Фаулер, вернувшийся с награждения, тет-а-тет рассказал Хойлу, что у Нобелевского комитета «есть железное правило: если кто-то критиковал их, то не видать ему премии».

– Вообще-то это правда, я не особенно учтиво отзывался о них после истории с премией за пульсары. – признавался Хойл.

Действительно, когда-то горячий Хойл жестко критикнул шведов за неприглядную историю с открытием пульсаров. Звезды-пульсары в 1967 открыла аспирантка Кембриджа Джоселин Белл. А премию за это открытие в 1978 году дали ее начальнику Энтони Хьюишу. Хойл решил, что это несправедливо, о чем опубликовал материал в «Таймс». И поплатился за это.

Умер великий астрофизик совсем недавно – в 2001 году. И на его могиле я бы выбил вместо эпитафии следующие слова самого Хойла: «Чтобы в процессе исследования достигнуть чего-то действительно стоящего, необходимо пойти против мнения коллег».

Хойл часто шел против мнения большинства. И вместе с тем он сам являет собой прекрасный пример того, что новые идеи типа Биг Бэнга порой так и не принимаются старыми конями науки, которые борозды, конечно, не испортят, но и на новую борозду, пропаханную не ими, будут коситься с подозрением.

Ладно, возвращаемся к тому, с чего начали эту главу – к ингредиентам, из которых свалялась наша планета.

Итак, нобелевский недолауреат Хойл бросил догадку о том, что именно магнитное поле небулы сыграло важную роль в формировании планетной системы. Мысль им была брошена на уровне чистой идеи, без детального продумывания механизма включения-выключения поля. Этот механизм был позже проработан другими людьми. Проработан и дополнен очень важными деталями. Кем конкретно? Сделал это советский ученый Владимир Ларин, который гениально свел воедино все, что было известно до него, и расположил это все в логическом порядке. Пустяк, по-вашему?.. Действительно, нарисовав описанную выше картину рождения Солнечной системы, Ларин ничего нового сам не открыл. Но ведь и Менделеев тоже не открыл ни одного элемента! А просто расположил все известные и открытые не им химические элементы в определенном логическом порядке. Но после этого химия стала наукой. А до того была свалкой фактов…

Давайте снова вернемся на 4,5 миллиарда лет назад, к моменту, когда в тех зонах, где скоро появятся планеты, летали пока еще здоровенные рыхлые образования, сделанные из мягких хлопьев слипшегося вещества. А из чего были сделаны хлопья? Дело в том, что в каждой зоне, где формировались планеты, состав химических элементов был разным. Иными словами, ингредиенты всех планет-пирогов нашей Солнечной системы различались. Почему так получилось, ведь первоначальный состав туманности был хаотичным, то есть вполне однородным? Потому что вещество в туманности было частично ионизировано и после сброса протопланетного бублика ему пришлось лететь прочь от протосолнца, продираясь сквозь магнитные силовые линии. А ионизированные частицы, то есть частицы, имеющие электрический заряд, не могут так же свободно, как нейтральные частицы, пересекать решетку магнитных силовых линий. Магнитное поле их тормозит, останавливает.

Рис. 1. Магнитная сепарация вещества по степени его ионизации. Ионы (черные точки) задерживаются силовыми линиями магнитного поля небулы. Нейтральные частицы (кружочки) свободно пролетают через магнитные «прутья»

При этом атомы разных элементов имеют разную склонность к ионизации. Скажем, цезий ионизировать легко – электрон с его внешней оболочки улетает просто от света зажженной спички. А вот атом гелия ионизировать очень сложно, его для этого нужно изрядно побом-бардировать высокоэнергичными фотонами. И потому одни атомы – с высокой склонностью к ионизации – задерживаются около протосолнца магнитным полем, а другие, у которых склонность к ионизации низкая, улетают свободно. Именно поэтому на периферии Солнечной системы крутятся гигантские газовые пузыри (Юпитер, Сатурн и пр.), а вблизи от Солнца – маленькие «металлические» планеты.

Склонность химических элементов к ионизации называют потенциалом ионизации. И если взять табличку с потенциалами ионизации всех элементов таблицы Менделеева, то можно прикинуть, как именно прошла магнитная сепарация вещества, сколько, каких именно элементов и на каком расстоянии от Солнца зависло в разных зонах. Иными словами, из чего потом собрались Земля, Марс, Венера.

Но для начала посмотрим, справедлива ли сама эта идея: действительно ли магнитное поле туманности сыграло решающую роль в сепарации химических элементов. Догадку эту легко проверить, поскольку кое-что о составе разных тел Солнечной системы мы знаем. Что же нам известно?

1. Нам очень хорошо известен состав Солнца.

2. Мы знаем, из чего сделана земная оболочка до глубины примерно 150 км. Пробурилось человечество в глубь планеты пока только на 12 километров, но некоторые обломки пород с гораздо больших глубин у нас есть – их выдавило на поверхность разными геологическими процессами. Мы также знаем, из чего состоит поверхность Луны, поскольку оттуда космическими аппаратами и астронавтами доставлены пробы грунта.

3. Наконец, благодаря метеоритам нам известно, из чего сделан пояс астероидов, который находится за орбитой Марса.

Итак, у нас есть три точки. Три зоны.

Что ж, для начала неплохо. Откладываем на вертикальной оси относительную распространенность разных химических элементов, а на горизонтальной – их потенциалы ионизации. Все очень просто: для того, чтобы убедиться, что количество того или иного химического элемента зависит от его потенциала ионизации, нам нужно получить на графике линию, не параллельную горизонтальной оси.

Посмотрите на графики (рис. 2–4) и убедитесь: распределение элементов в Солнечной системе действительно зависит от потенциала их ионизации. Лишь на одном графике линия параллельна горизонтальной оси – на графике «Земля – Луна». Так и должно быть: обе эти планеты сформировались в одной зоне (на одном расстоянии от Солнца), поэтому их состав совершенно одинаков. Система работает!..

И вот в этот захватывающий момент повествования я вынужден нажать на тормоз и сделать небольшую остановку. Наверняка эти графики, которые обычным читателем воспримутся совершенно спокойно или, вернее всего, будут им равнодушно пролистаны, некоторых геологов, астро– или геофизиков, если таковые попадутся, приведут в состояние легкого шока. И мне понятно, почему.

Графики эти малоизвестны. Потому что ими, строго говоря, некому интересоваться: геологи не интересуются космосом, а данные здесь чисто космохимические. Астрофизики не очень интересуются внутренностями планет, да к тому же опубликованы эти графики были в рамках той науки, которой астрономы не интересуются – в геологической литературе.

И опубликованы не Хойлом. Хотя совершенно непонятно, почему умница Хойл, высказав свое предположение о влиянии магнитного поля небулы на эволюцию планетной системы, не сделал еще один маленький и совершенно очевидный шаг – не сопоставил распространенность разных элементов в Солнечной системе в зависимости от расстояния до светила. Возможно, он был занят более важным делом – писал разоблачительную статью в «Таймс», сочинял очередной научно-фантастический рассказ или просто ковырял в носу. Гениям все простительно.

Рис. 2. Распределение элементов в зависимости от потенциала ионизации. Зона «Метеориты – Земля»

Рис. 3. Распределение элементов в зависимости от потенциала ионизации. Зона «Земля – Солнце»

Рис. 4. Распределение элементов в зависимости от потенциала ионизации. Зона «Луна – Земля»

Вместо него эту нудную работу по скрупулезному сбору материалов и вычерчиванию графиков сделал упомянутый уже Владимир Ларин. Результат его настолько поразил, что Ларин решил поделиться своим открытием с… С кем? С коллегами? Но коллеги его были геологами, их мало интересовал космос. Тогда с астрофизиками!

Ларин позвонил Иосифу Шкловскому…

Широкой публике астрофизик Шкловский памятен тем, что он долгие годы был упорным сторонником множественности цивилизаций в космосе и постоянно порывался искать братьев по разуму. А к концу жизни разочаровался и кардинально переменил свою точку зрения по этому вопросу – стал столь же упорно и горячо отрицать существование иных цивилизаций и считать земную цивилизацию единственной, существующей во Вселенной… Это вообще характерно для творческих и художественно одаренных людей – такие вот эмоционально окрашенные метания. Тем более если вспомнить, что в молодости Шкловский мечтал быть художником-портретистом. А стал блистательным астрономом. Что не мешало ему писать юмористические миниатюры и новеллы.

Природная веселость нет-нет да и проявляла себя в Шкловском самым неожиданным образом. Причем порой сама судьба помогала астрофизику в его хулиганствах. Однажды после знаменитого ХХ съезда нашей горячо любимой партии Шкловского в составе научной делегации судьба занесла в Грузию. И надо ж такому случиться, перед самым вылетом из Москвы он купил и съел на улице пирожок! Пирожок, как это часто бывало в СССР, оказался с тухлецой. И уже в автобусе, пересекающем солнечную Грузию, московский пирожок дал о себе знать.

Сигнал из желудка астрофизик принял и правильно расшифровал. Но поделать ничего не мог: вокруг сидел целый салон его более молодых коллег, а местность, по которой передвигался автобус, не изобиловала ни кустами, ни деревьями, так что просить водителя остановиться означало опозорить себя перед юной научной порослью. И астрофизик, закусив губу, терпел адские спазмы, стараясь удержать внутри то, что отчаянно рвалось на волю. Тянулись мучительные минуты, десятки минут, а автобус потряхивало, и когда-нибудь организм просто не выдержал бы! Это Шкловский отчетливо понимал.

И тут ему в голову от отчаянья пришла гениальная, как тогда показалось, идея: автобус проезжал мимо городка Гори, где находится дом-музей Сталина. «А не заехать ли нам поклониться Вождю?» – осторожно бросил идею в массы Шкловский, рассчитывающий, что уж при музее-то туалет должен быть непременно! Не сразу, но массы его поддержали, и через какое-то время автобус уже подруливал к музею.

Музей был закрыт.

Свет померк в глазах Иосифа Самуиловича. Но тут судьба смилостивилась над ним. Мгновенно, откуда ни возьмись, налетели тучи, и начал сеяться дождь. Несостоявшиеся экскурсанты бросились обратно в автобус, и Шкловский остался во внутреннем дворике музея один. Он мгновенно подскочил к запертой двери мемориального домика, где родился Отец Всех Народов, рывком сбросил штаны и.

Трудно сказать, какое зрелище открылось на следующий день перед работниками музейного комплекса, учитывая, что естественный позыв ученому нечеловеческим усилием воли удалось подавлять и накапливать в течение очень длительного времени.

Но зато потом, по его собственному признанию, астрофизик почувствовал такое облегчение, такую солнечную эйфорию. Причем эйфория эта была не только физического свойства, но и морального, ведь он выразил свое отношение к Лучшему Другу Физкультурников самым адекватным и максимально доходчивым образом.

Но не всегда хулиганства Шкловского были столь безобидны. Порой он отпускал весьма жестокие шутки! Судите сами… Будучи молодым аспирантом, Шкловский в телячьем вагоне, столь характерном для сталинской эпохи, ехал со студентами в эвакуацию. Что такое студенты? Галдящий, хохочущий, орущий, поющий и обильно матерящийся народ. Шкловский, кстати сказать, сам был страшный матерщинник, так что общий ритм на правах старшего задавал он. Однако был во всем этом галдящем вагоне один ботан, который со всеми не матерился и вообще выбивался из ряда хулиганствующих раздолбаев интеллигентскими манерами и хилым видом.

И вот однажды этот ботан встает с нар, подходит к Шкловскому и, обращаясь к нему на «вы» (!), говорит:

– А нет ли у вас почитать чего-нибудь по физике?

От обращения на «вы» и от этой дурацкой просьбы Шкловский поморщился. И тут у него созрел адский план. Дело в том, что перед поездкой он зачем-то швырнул в свой сидор монографию Гайтлера «Квантовая теория излучения». Книжка так и лежала мертвым грузом, поскольку, начав ее читать, Шкловский ничего не понял. Вообще! Дальше предисловия и первого параграфа ему продвинуться так и не удалось, несмотря на то что он был уже аспирантом. А тут к нему подошел зеленый третьекурсник. Сейчас будет потеха!

Шкловский достал книжку и небрежно протянул ботану:

– На, старичок. Книжка простенькая, но познавательная.

Несколько дней долговязого студента было не видно и не слышно. Он тихо-тихо лежал на своих нарах и при свете керосинки смотрел в книгу. Шкловский и забыл об этой суровой шутке, но когда поезд уже подъезжал к конечной станции их путешествия, ботан подошел к разбитному аспиранту и вернул монографию:

– Спасибо. Это очень трудная, но весьма глубокая и интересная книга.

Шкловский потрясенно молчал. Его шутка, способная убить в студенте всякую уверенность в своей физической состоятельности, едва не убила ее в аспиранте.

Как вы думаете, кто был этим дохлым студентом-третьекурсником? Его фамилия сейчас известна всему миру. Многие называют его отцом русской водородной бомбы. Впрочем, Андрей Сахаров – не единственный претендент на это громкое звание. Отцом водородной бомбы называют также нобелевского лауреата Виталия Гинзбурга, хотя возглавлял водородный проект Игорь Тамм, а эти двое были всего лишь его сотрудниками.

Кстати, тому обстоятельству, что именно Тамм возглавил столь ответственный проект, Виталий Гинзбург не перестает удивляться по сей день:

– Как в этот проект попал сам Тамм, я не очень понимаю. Ведь Тамм – бывший меньшевик. Как он не сел? Он мне сам говорил, что у него всегда приготовлен сидор с вещами на случай посадки. Тамм, например, гордился, что был участником Первого съезда Советов. И на каком-то голосовании мандатами проголосовал против своей фракции. Ленин зааплодировал и крикнул ему: «Браво, Тамм!..» Уже одного этого достаточно для вышки. Младший брат Тамма – инженер – был расстрелян ни за что ни про что. То есть Тамм был еще родственником врага народа. Кроме того, его критиковали за идеализм. То есть было, за что его сажать, было. Да и меня тоже. Это ведь меня бомба спасла, иначе от косточек моих давно бы следов не осталось. Ведь грехов у меня было много! Во-первых, женился на ссыльной, по сути, на враге народа. Во-вторых, постоянно доносы на меня и на Тамма поступали в органы. Меня обвиняли в низкопоклонстве, а еще в идеализме. В низкопоклонстве – за то, что часто ссылался в своих трудах на работы зарубежных ученых. А в идеализме уже и не помню, за что. Ну и, в-третьих, язык у меня слишком длинный. Что думаю, то и говорю.

Это правда. Крепкое словцо, точно характеризующее кого-либо, из Гинзбурга порой вылетает. В этом он от Шкловского недалеко ушел. Шкловский был также необычайно острым и быстрым на язык. В 1973 году он на долгий срок стал невыездным за то, что вместе с Сахаровым подписал письмо в защиту астронома-диссидента Любарского. И это было сделано в то время, когда сорок членов Академии наук в едином порыве подписали публичную декларацию, осуждающую Сахарова. Коммунистическая партия немедленно наказала Шкловского – астрофизика не пустили на конференцию в Гренобль, несмотря на то что международное научное сообщество пригласило его туда сделать один из самых престижных докладов.

И когда иностранные коллеги спрашивали, где же мистер Шкловский, выездные советские ученые (видимо, из тех сорока, что подписали правильную бумагу) отвечали, что «Шкловский очень занят» или что «у него очень плохое здоровье». После серии таких ответов один американский астроном, встретившись с Иосифом Шкловским, спросил: «Я слышал, у вас плохо со здоровьем?» На что Шкловский незамедлительно выдал: «Да, у меня диабет. Слишком много Сахарова!»

Никаких иллюзий по поводу советской власти Шкловский никогда не питал, и в оценках этой власти и ее прихвостней не стеснялся. Эйзенштейна, например, откровенно называл сталинским холуем. Просто удивительно, что кровавая коса террора просвистела над его головой, не задев. Хотя волосы Шкловскому той косой все же посекло, поскольку с каждый взмахом она опускалась все ближе и ближе.

В 1936 году почти вся научная астрономическая школа в Ленинграде (около 30 человек) была арестована и расстреляна. Шкловского тогда спасла только юность. Хотя и юность спасала не всех. Вот как позже описывал Шкловский эту эпоху в своих мемуарах: «.стукачей у нас было мало. Но они, конечно, были, и скоро мы это почувствовали в полной мере. Один за другим стали исчезать кое-кто из наших товарищей. Исчезновение Коли Рачковского произвело на меня тягостное впечатление – я кожей почувствовал, что „чей-нибудь уж близок час“».

Шкловский даже не подозревал, насколько близок! Вскоре и на него лег в партком донос, в котором молодого астронома обвиняли в троцкизме. По тем временам такой донос, как позже вспоминал Шкловский, «был равнозначен убийству из-за угла, причем безнаказанному».

К счастью для отечественной науки, Шкловский уцелел. Ландау однажды посетовал, что он опоздал родиться: «Мне бы следовало это сделать на 6–7 лет раньше». Он имел в виду, что к тому времени, как он попал в Копенгаген к Нильсу Бору, все основные открытия в квантовой механике уже были сделаны. Шкловскому в этом смысле повезло – он родился и выучился аккурат к расцвету астрофизики. И успел сделать в этой науке массу открытий и блистательных сбывшихся предсказаний.

Шкловский создал в нашей стране целую астрономическую школу. Именно ему принадлежит всем известный термин «реликтовое излучение». Он предложил эффектный метод «искусственной кометы», позволивший проводить оптические наблюдения за лунными ракетами. Шкловский раскрыл тайну радиоизлучения Крабовидной туманности, и свою статью об этом считал лучшей работой жизни. Причем если Менделеев увидел свою таблицу во сне, то Шкловскому его догадка об электронах сверхвысоких энергий в магнитных полях Крабовидной туманности тоже явилась в некоем полусонно-сомнамбулическом состоянии, в которое он внезапно впал в трамвае № 17, идущем от Пушкинской площади до Останкино. За те 45 минут, что полз трамвай, стиснутый толпой Шкловский успел провести весь теоретический расчет, а приехав домой, в свой останкинский барак, сел и на едином дыхании, без помарок написал в «Доклады Академии наук» свою знаменитую статью. Эта статья вызвала в мире целый взрыв научного интереса и шквал новых исследований.

Неискушенной публике, которой электроны до фонаря, масштаб этого человека лучше всего продемонстрирует отношение к нему мировой научной элиты. В соответствии с негласным табелем о рангах, сложившимся в США, Шкловский по своему научному весу равнялся Эдварду Теллеру – отцу американской водородной бомбы и был вхож в круг нобелевских лауреатов. Подвозивший Шкловского на частную вечеринку к Теллеру американский ученый, который открыл одну из разновидностей квазаров, в эту элитную тусовку не входил, о чем честно сказал Шкловскому:

– Что вы! Теллер – это такая величина! Я не могу к нему просто так прийти.

Вот этому-то титану с международным именем, «живому богу астрофизики», другу обоих отцов советской водородной бомбы, члену Национальной академии наук США и позвонил наш скромный Ларин.

Шкловский от встречи отказался.

Это было вполне естественным поступком: в Академию наук часто звонят разные сумасшедшие, чтобы познакомить научную общественность со своими теориями об устройстве мироздания. Как правило, они вполне безобидны и единственный вред от них – потеря времени. Но порой эти граждане бывают очень опасны. Один из таких психов, за что-то обидевшись на большую науку, решил покарать ее в лице Сергея Капицы, набросившись на того с топором. Капицу спасла только хорошая реакция – он перехватил топор и шарахнул обухом нападающему в лоб. И этот случай был не единственным. Другой сумасшедший изобретатель вечного двигателя чуть не запорол отверткой директора философского института.

Шкловского тоже одолевали психи: «Помню, например, как меня, так же как и всех московских астрономов, одолевал один особо одержимый псих, который изобрел уникальную оптическую систему под названием „телескоп-микроскоп“ („посмотришь с одного конца – телескоп, с другого – микроскоп“). Запуск первого советского искусственного спутника Земли и последовавшие после этого бурные события подействовали на них примерно так же, как валерьянка на кошек. Атаки на мою персону стали особенно ожесточенными после запущенной по моему предложению искусственной кометы – облака паров натрия, выпущенного с борта спутника. Опыт действительно производил впечатление, особенно когда такая комета образовывалась в верхних слоях атмосферы. Хорошо помню, например, отклик на этот эксперимент одного психа-баптиста, содержащий такие строчки: „Куды пущаете ракету! Забыли церкву и собор!“ А когда в 1962 году вышла моя книга „Вселенная, Жизнь, Разум“, для меня настали совсем тяжелые времена.»

Один из таких психов даже прислал Шкловскому свою новую теорию Вселенной, написанную четырехстопным ямбом. Вот только формулы ему уложить в «онегинскую» рифму не удалось, поэтому они торчали из строк в разные стороны.

Так что реакцию Шкловского на предложение Ларина встретиться вполне можно понять. Но Ларин был неумолим, он названивал с завидной периодичностью, а светило мировой науки раз за разом под надуманными предлогами отказывалось согреть своими лучами никому не известного геолога. Причем Шкловский беседовал с Лариным вполне грамотно – так, как и нужно разговаривать с ненормальными – мягко и заботливо. Он то ссылался на плохую погоду, говоря, что не простит себе, если, идя к нему, Ларин простудится и, не дай бог, помрет, то выдумывал еще какую-то столь же вескую причину для отказа.

Тут еще вот какая штука. Ларин медленно говорит, и в телефонной беседе это вполне может насторожить незнакомого собеседника: а не с сумасшедшим ли я имею дело? Да и весь внешний вид, а также манеры доктора геолого-минералогических наук Владимира Ларина эту настороженность только подкрепляют. Во-первых, Ларин слишком похож на ученого из какого-нибудь XIX века – копна волос, усы, интеллигентская бородка, тонкие очки, смахивающие на пенсне. Явный псих! К тому же он, когда шутит, делает это с совершенно каменным выражением лица, повергая собеседника в состояние растерянности.

Тем не менее настойчивость Ларина и врожденная интеллигентность Шкловского, которая не позволяла ему просто бросать трубку, привели в конце концов к результату – они встретились. Это историческое событие случилось по месту работы Шкловского, и астрофизик сразу увел Ларина подальше от своих сотрудников – в коридор. Ларин думает, что Шкловский сделал это из опасения: «Там ведь были беззащитные женщины!» А мне кажется, Шкловский просто постеснялся при коллегах унижать себя беседой с сумасшедшим.

Они сели на диван, стоявший в коридоре. Иосиф Шкловский внимательно осмотрел внешность собеседника – торчащие волосы, глубокие глаза, наверняка отметил некую флегматичность манер, после чего со всей возможной еврейской мягкостью спросил:

– Скажите, вы шизофреник?

И вот здесь Ларин не растерялся:

– Нет, – ответил он со своим обычным каменным выражением лица. – Хуже. Я невротик.

В глазах Шкловского мелькнул испуг, но он быстро взял себя в руки и успокаивающе спросил:

– А в чем разница?

– Шизофреник уверен, что дважды два – пять, и его это совершенно не беспокоит. А невротик твердо знает, что дважды два – четыре, и его это страшно нервирует.

Шкловский расхохотался, расслабился и протянул руку:

– Давайте, что у вас там?

Ларин извлек талмуд текста, и Шкловский отдернул руку:

– Нет-нет-нет! Читать ничего не буду! Расскажите в двух словах.

Двух слов не понадобилось. Ларин просто протянул астрофизику те самые три графика, которые вы видели выше. И тут же сам смог убедиться в мгновенной реакции и необычайно остром уме Шкловского. Едва взглянув на график, тот пораженно воскликнул:

– А разве Хойл этого не сделал?!..

И тут же сник:

– Да, Хойл этого не сделал… – Некоторое время Шкловский сидел молча, совершенно потрясенный простотой того, что должен был сделать и не сделал английский ученый, находившийся буквально в полушаге от подтверждения своей гениальной догадки. – Почему же он этого не сделал?..

После этой краткой диванной беседы астрофизик Шкловский пригласил геолога Ларина выступить у них на семинаре – рассказать астрофизикам про ту часть астрофизики, которая так долго ускользала от их внимания, будучи столь очевидной.

«Да что, черт возьми, такого необычного в этих графиках?» – наверняка останется в недоумении читатель, фамилия которого не Шкловский, не Хойл и не Ларин. А то, что подтверждение хойловской догадки Лариным позволило последнему определить состав исходного вещества планеты. И это привело к таким выводам, с которыми многим ныне живущим ученым согласиться невероятно сложно. Уж слишком нетривиальные вещи вытекают из тривиальных графиков! Слишком непривычные.

А к чему же привыкла старая научная школа?

Если спросить любого ученого, как устроена Земля, он отошлет к детской энциклопедии или научно-познавательному фильму ВВС. Эти материалы в доступной форме ознакомят интересующихся с устройством нашей планеты, расскажут, что у нее есть внутреннее железное ядро, есть силикатная мантия и тонкая оксидная кора. Такова устоявшаяся точка зрения.

Но верна ли она? А если верна, то насколько?

Если настойчиво начать спрашивать у геологов, откуда они знают про железное ядро Земли, они отмахнутся и отправят вас к геофизикам. И будут правы: геология – наука поверхностная. В том смысле, что ковыряет она самую-самую поверхность планеты, причем делает это в сугубо практических целях – для поиска полезных ископаемых. Максимальная глубина пород, с которым имели дело геологи, – 150 км. Оттуда иногда выдавливает куски через кимберлитовые трубки. А о том, что находится ниже, геологи могут только строить предположения. То ли дело геофизики или космогонисты! Вот те занимаются делами масштабными!..

Однако, если вы придете к «масштабным» геофизикам или космогонистам, они отошлют вас обратно к геологам. Потому что наличие твердого ядра внутри планеты методами геофизики доказать-то можно, но из чего оно сделано. Спросите у геологов, им виднее, они говорят, что ядро из железа. Значит, так оно и есть.

Любопытно, что всяких разных теорий происхождения Земли (есть теория изначально горячей Земли, есть теория изначально холодной Земли и пр.) у космогонистов много, но все они самым удивительным образом рисуют одну картину: силикатная оболочка – железное ядро. Потому что подгоняют задачу под уже известный ответ. Но откуда взялся сам ответ-то?

К середине прошлого века, когда начали бурно развиваться космогонические теории о зарождении Солнечной системы, в геологии уже была теория о силикатной оболочке планеты и ее железном ядре. И эту теорию планетологи просто включили частью в свою теорию. С тех пор и в космологии, и в геологии одна общая теория на всех. Но никто за нее отвечать не хочет. «Космисты» считают, что в конкретном устройстве планеты компетентнее геологи, потому что они каждый день ее ковыряют и все знают про базальты, породы, вулканы; геологи бурят планету на километры. А геологи, в свою очередь, полагают, что инструментарий для исследования глубоких недр есть только у геофизиков. Ведь именно они открыли наличие твердого ядра внутри планеты!

Действительно, открыли. Правда, еще раньше это сделали математики и астрономы. Уже в середине XIX века, исходя из некоторых особенностей вращения планеты, они поняли, что плотность Земли неравномерна: в центре она гораздо выше, чем у поверхности. Через полвека появилась новая наука – сейсмология. Она изучала землетрясения, которые оказались весьма полезными для изучения внутренней структуры планеты. Дело в том, что землетрясение посылает по планете сейсмические волны. И поскольку разные среды проводят волны по-разному, по характеру их прохождения можно судить о том, что внутри нашего шарика.

В первые десятилетия прошлого века вся планета покрылась сетью сейсмостанций. Как по сейсмической тени от землетрясений было найдено ядро планеты, вполне ясно из приведенного ниже рисунка.

Рис. 5. Схема распространения сейсмических волн внутри планеты. Слева – продольных волн, справа – поперечных

Была даже определена плотность этого ядра. Но вот из чего оно сделано? Предположили, что из железа. Идея эта родилась не на пустом месте. Железо – устойчивый, тяжелый и очень распространенный в природе материал. Отличный кандидат на заполнение центра планеты!

Данные сейсмологии тоже вроде бы говорили в пользу железа: скорость распространения сейсмической волны через земное ядро была близка к скорости звука в железе. Раз похоже на железо, значит, железо и есть, чего тут долго думать!.. Правда, хулиганистый Хойл, предостерегая коллег от подобных поспешных выводов, однажды тиснул в очень солидном научном журнале публикацию о том, что Луна сделана… из швейцарского сыра. Дело в том, что скорость распространения звука в сыре и в лунном реголите (лунном грунте) совершенно одинаковы. В конце своей сенсационной статьи Хойл даже написал короткий стишок про сыр и Луну, напоминающий детскую считалку. Шутка гения. Эйнштейн когда-то тоже язык фотографу показал. Так до сих пор везде с высунутым языком и висит.

Модель Земли, которая в ХХ веке утвердилась в головах ученых, выглядит следующим образом: после того, как планета собралась, наконец, из космического хлама в кучку, она разогрелась до высоких температур, железо в ней выплавилось и стекло вниз, к центру планеты, а шлаки всплыли вверх, как это бывает в домне. Так получилось железное ядро и силикатная мантия.

Анализ метеоритного вещества будто бы подтвердил эту гипотезу: метеориты бывают железные, а бывают каменные (силикатные). И вроде бы все сходится: вот оно, межпланетное вещество, из которого формировались планеты!

На вопрос о том, как получилось, что внешние планеты – газовые пузыри, а внутренние – твердые и железные, отвечали следующим образом. Солнечный ветер легко выдувал легкие элементы таблицы Менделеева к краю системы, и из них сформировались газовые гиганты. А тяжелые элементы более инерционны, поэтому они остались вблизи от Солнца, и из них сформировались планеты земного типа – маленькие и тяжеленькие.

Что ж, вчерне эта теория неплохо описывала действительность. Но постепенно начали накапливаться факты, ей противоречащие. И, как обычно бывает, поначалу эти факты почти не замечались. Когда всплывает некий факт, противоречащий существующей теории, на теорию тут же ставят заплатку – вносят небольшое уточнение, которое с натяжкой могло бы этот факт объяснить. Так ставили когда-то заплатки на птолемеевскую модель, так Хойл ставил заплатки на модель стационарной Вселенной. Видимо, противоречащие факты должны накопиться в некую критическую массу, прежде чем рвануть.

И они накапливались.

Лет через двадцать после Второй мировой войны физики, которые занимались взрывным обжатием металлов, обнаружили, что при высоких давлениях (таких, как в центре Земли) плотность железа ощутимо больше плотности земного ядра. Тут же предложили заплатку: допустим, там не чистое железо, а с примесями углерода, калия, еще чего-нибудь. Они и уменьшают плотность. Если примесей примерно 25 %, то плотность как раз должна совпасть. Ну, ладно, вроде подогнали под ответ.

Но заплатки тем и плохи, что вызывают новые вопросы, в ответ на которые тоже нужно ставить заплатки. Допустим, в ядре Земли железо с примесью. Но почему тогда в метеоритах нет таких примесей? Ведь железные метеориты как раз и были одним из аргументов в принятии гипотезы железного ядра! Но заплатку на заплатку ставить уже как-то совсем несолидно, поэтому ответа на этот вопрос никто так и не дал.

Кстати о метеоритах! Как вовремя они тут подлетели… Анализ метеоритного вещества показывает, что там полно золота, ртути и платиноидов. Ну, что значит полно? Это значит, что распространенность драгоценных металлов между Марсом и Юпитером, откуда к нам прилетают метеориты, в 100 раз превышает их содержание на Земле, а ртути там вообще в 1000 раз больше, чем здесь. Как такое может быть, если солнечный ветер гнал к окраинам Солнечной системы легкие элементы? А такие тяжелые, как драгметаллы и ртуть, должны были остаться вблизи светила. То есть это на Земле их должно быть в 100-1000 раз больше, а не за Марсом!

Или взять германий. Германий втрое тяжелее кремния. Значит, отношение германий/кремний в поясе, где сформировалась Земля, должно быть больше, чем в поясе астероидов. Так ведь ничего подобного – все наоборот!.. Чертовщина какая-то.

Но если вспомнить догадку Хойла, которую доказал Ларин, то все сразу становится на свои места. У золота и платины высокий потенциал ионизации. От них трудно оторвать электрон, поэтому они дольше сохраняют электронейтральность. Соответственно, эти элементы может гораздо дальше протащить через прутья магнитных силовых линий. Их и протащило! Поэтому золота и платины в поясе астероидов (в метеоритах) больше, чем на Земле.

Ну сами посудите, что общего у тяжелой, металлической и очень легкоплавкой ртути с углеродом – неметаллическим, легким и тугоплавким? Это ж просто химические антагонисты какие-то!.. Ан нет! Есть у них одно общее! И это общее – потенциал ионизации первого электрона. Именно поэтому такие непохожие друг на друга ртуть и углерод оказались вместе, рядышком – между Марсом и Юпитером. Аналогичная ситуация с серой, осмием, бериллием, иридием. Их в метеоритах полно.

А чего в метеоритах мало? В метеоритах мало цезия, урана, рубидия, калия. Они легко ионизируются, легко тормозятся магнитным полем. Поэтому на Земле их больше, чем на Марсе. А на Меркурии их должно быть вообще немерено!

Все, вроде, складывается… И, значит, теперь мы можем определить, из чего же на самом деле сделана Земля. Все данные для этого у нас есть. Потенциалы ионизации химических элементов известны. Состав первобытной туманности также знаем – он соответствует составу Солнца. Состав Солнца нам известен прекрасно, за четыре миллиарда лет горения он почти не изменился, разве что часть водорода выгорела и превратилась в гелий. Ну, еще малость лития и бериллия поизрасходовалось – на копейки буквально. А все остальное осталось в первозданной сохранности!

Таблица 1

Исходный состав протопланетного вещества в зоне формирования Земли

Решение задачки – внизу, в таблице.

Здорово, правда? И совсем не похоже на то, что рисует устоявшаяся теория. Железа тут совсем мизер. На ядро явно не хватает. Для железного ядра – такого, какое якобы есть в центре Земли, железа должно было быть как минимум 40 весовых процентов. А его вчетверо меньше… Да и с силикатной оболочкой не очень хорошо получается. Чтобы у Земли была мантия из силикатов, ей нужно как минимум 30 весовых процентов кислорода. А его в тридцать раз меньше! Но зато у нас теперь полно кремния, магния, водорода.

Кстати, о водороде…

В рамках старой «теории железного ядра и силикатной оболочки» водорода на Земле почти нет. А тот мизер, что есть, давным-давно связан кислородом и плещется в виде воды в наших кранах и океанах. Но в новой картине мира.

В новой картине мира водород переворачивает все. Буквально все! Он самым кардинальным образом меняет картину прошлого, настоящего, а главное, будущего нашей планеты.

Черт возьми, я взволнован…

Данный текст является ознакомительным фрагментом.