Безумные идеи
Шрифт:
Источники радиоизлучения и, следовательно, источники космических частиц были найдены даже в ядре нашей Галактики и во многих других звездных скоплениях.
— Мы обнаружили столько источников космических частиц, — говорит В. Гинзбург, — что уже надо гадать, где они не рождаются.
Но все-таки основными поставщиками кирпичиков материи для вселенной оказались сверхновые звезды, эти космические вулканы.
Чтобы убедиться в этом, Гинзбургу пришлось решить такую непростую задачу. Учитывая, как часто вспыхивают в галактике сверхновые звезды, и зная, сколько частиц при этом рождается (как мы уже говорили, это можно выяснить, исходя из величины потока радиоизлучения), В. Гинзбургу
За это время должно было образоваться примерно столько космических частиц, сколько и наблюдается в действительности. Значит, несомненно: вспышки сверхновых звезд способны обеспечить компенсацию гибнущих от старости космических частиц, а значит, эти вспышки — основной источник космических частиц во вселенной. Все остальные источники — звезды, молодые галактики и другие, вместе взятые, вносят лишь малый вклад в вечный круговорот космических странниц.
Так Амбарцумян, Гинзбург и Шкловский набросали картину событий, которые разворачивались в течение многих столетий на расстоянии в сотни тысяч световых лет от нас.
Теперь наблюдения радиоастрономов позволили надежно подтвердить эту теорию.
...1010 и 1954 годы. Кто бы мог подумать, что события этих двух лет, между которыми пролегли века, имеют такое близкое отношение друг к другу, так тесно переплетутся на дорогах научного поиска. Наши далекие предки не обратили внимания на такое грандиозное и загадочное явление природы, как вспышка звезды, происшедшая в 1054 году. Лишь наши современники, вооруженные всей мощью сегодняшней науки, смогли сопоставить эти явления и разрешить одну из сложнейших загадок природы.
Да, это были фантастические страницы истории космических лучей. Но ради чего же вписали их ученые? Может быть, их влекло только естественное стремление к знанию? Ведь понять тайну происхождения космических лучей — это значит познать процессы, происходящие при рождении и смерти звездных миров!
Не нужно говорить, как это интересно и важно. Но эта задача имеет и другие стороны, еще более актуальные.
Представив себе процессы, которые должны происходить при взрывах звезд, ученые вдруг ясно поняли: да ведь именно при вспышках сверхновых варятся все химические элементы тяжелее гелия! И медь, и железо, и свинец, в общем все элементы таблицы Менделеева. Все вещества, из которых состоит и наша Земля и вся вселенная.
Стало ясно, что, если бы не эти редкие космические взрывы, мир состоял бы преимущественно из атомов водорода и гелия.
А совсем недавно многие придерживались совершенно другой точки зрения. Еще в 1957 году некоторые думали иначе. И один из видных специалистов по космическим частицам писал: «После обнаружения в космических лучах тяжелых ядер мало кому придет в голову обращаться к представлениям о взрывном характере происхождения космических лучей во вселенной: уж очень странно было бы, если бы при этих процессах тяжелые ядра сохранились как нечто целое, получая вдобавок колоссальные энергии».
Вот как в наши дни, при бурном развитии науки, быстро меняются взгляды, как быстро сметаются неверные представления.
Понимание процессов, происходящих при формировании небесных тел и галактик, дает ключ к разгадке многих проблем строения материи. Эти процессы часто с трудом поддаются объяснению на основе известных законов теоретической физики. Академик Амбарцумян говорит, что это, вероятнее всего, связано с тем, что в таких процессах доминирующую роль играют многие глубокие свойства вещества, которые не проявляют себя в физических опытах, производимых в земных лабораториях. Поэтому можно быть уверенным, что тщательное изучение физических явлений, протекающих в отдаленнейших областях космоса, поможет еще глубже развить наши знания об основных физических свойствах вещества и о закономерностях развития материи.
Так, раздумывая о тайне рождения космических частиц, ученые поневоле затрагивают проблемы рождения всей вселенной, всего окружающего нас мира.
Проблема происхождения космических частиц неожиданно скрестилась с еще одной очень важной проблемой.
Разгадав тайну рождения космических частиц — а мы близки к этому, — можно будет и на Земле воссоздать процессы, рождающие частицы столь высокой энергии.
Прошло то время, когда (как это было в тридцатых годах) физики, мечтавшие о бомбардировке ядер космическими частицами, считались фантазерами. О них говорили, что это схоласты, занимающиеся выяснением надуманных вопросов вроде того, сколько чертей может поместиться на кончике булавки.
Теперь для изучения строения материи ученые строят на Земле источники искусственных космических частиц — ускорители. Один из крупнейших — синхрофазотрон в Дубне. Но и ему далеко до природных ускорителей. Космические ускорители иногда посылают на Землю столь мощные частицы, что каждая из них, фигурально выражаясь, может зажечь на мгновение электрическую лампочку. Правда, такие частицы природа дарит весьма скупо. Но именно о них мечтают физики.
Однако создать на основе освоенных принципов ускорители космической мощности невозможно. Посудите сами — установка, дающая поток частиц, подобных космическим, должна иметь магнит длиной около 20 километров. Вес железа этого магнита составит сотни тысяч тонн! Если ученые захотят осуществить такой фантастический проект, то для его выполнения потребуются десятки лет. Для одного лишь питания ускорителя понадобится построить мощную электростанцию.
Поэтому, чтобы увеличить энергию искусственных космических частиц до тех величин, которые встречаются в природе, нужны принципиально новые методы их ускорения.
Советские ученые уже разрабатывают новые принципы построения ускорителей, которые должны приблизить энергию ускоренных частиц к предельной энергии космических частиц.
При этом будут применяться специальные магниты весом «всего» в 10...20 тысяч тонн. Но для управления процессом ускорения придется использовать кибернетическую систему, включающую в себя электронную вычислительную машину. А пока физики широко пользуются частицами, прилетающими из глубин вселенной. Родившись при астрофизических катаклизмах, эти быстрые частицы пронизывают все космическое пространство. Но как летят они: равномерно, как дождь, или стаями, как птицы?
Ученые изучают законы движения космических частиц на Земле и даже над нею, в верхних слоях атмосферы и в космическом пространстве.
Уже на втором искусственном спутнике полетели в межзвездное пространство крошечные «сигарки». Эти счетчики не определяют, какая частица залетела в них, но зато добросовестно ведут им счет. Подобные труженики вместе со спутником успевали за полтора часа облететь вокруг земного шара и подсчитать частицы космических лучей, летящие из бездны вселенной. За следующие обороты они повторяли свои подсчеты и, таким образом, собирали совершенно уникальные сведения.