Юный техник, 2004 № 02
Шрифт:
Врачи через переводчика объяснили пациенту, что недуг его науке давно известен и носит название «синдром иностранного языка». Правда, нынешний случай оказался самым тяжелым, поскольку ранее пациенты в основном отделывались тем, что некоторое время говорили с сильным акцентом и путали некоторые слова. Причины явления медицина пока объяснить не в силах.
Такое положение дел Бадди не устраивает. Он пытается учить английский по самоучителю, но пока дальше магазинной лексики не продвинулся. Ведь школу он бросил в 15 лет и никогда не проявлял особых успехов в изучении иностранных языков. Так что сейчас Бадди копит деньги на поездку в Германию, хочет взглянуть, что это за страна. «Возможно, мне придется остаться там навсегда, — говорит он. — А что еще остается делать?
ВЕРСИИ
Где зародилась жизнь?
До недавнего времени ученые полагали, что при температуре кипятка — 100 °C — все живое гибнет. Ныне выяснилось, что это далеко не так. Скажем, на дне океанов, даже в жерлах вулканов обнаружены живые существа, которым нипочем и адское пекло…
Зададимся для начала вопросом: что такое температура?
Физики уже давно уяснили, что температура любого тела характеризует беспорядочное движение микрочастиц, из которых это тело состоит. Когда это движение полностью прекратится, температура тела упадет до абсолютного нуля.
Еще в 1848 году английский физик Уильям Томсон (впоследствии лорд Кельвин) предложил новую шкалу температур, названную теперь его именем. Начальной ее точкой стал абсолютный нуль: 0°К, или —273 °C.
Ниже этой точки на шкале не может быть ничего. Атомы либо движутся, либо не движутся. Третьего не дано. Однако показатель градусов по шкале Кельвина или Цельсия ничего не скажет нам о том, какие частицы движутся и сколько их. Одна и та же температура легче переносится в одной физической среде и труднее в другой. Определяется это именно количеством частиц, участвующих в тепловом движении, а также их типом.
Например, в бане человек относительно легко переносит температуру воздуха, равную 70 °C (в особенности, если он сухой), а вот вода, нагретая до той же температуры, может нас обжечь. Причина понятна: вода — более плотная среда, чем воздух, она содержит в единице объема больше атомов, чем воздух.
Но еще поразительнее, что самые высокие и самые низкие температуры во Вселенной зафиксированы на Земле. Между тем это так. Во время экспериментов по получению искусственной термоядерной реакции (именно эта реакция протекает в недрах звезд, вызывая их свечение) ученым удавалось достигать температуры в миллиарды градусов по шкале Цельсия.
Так, еще в 1962 году в СССР была получена температура в 3000 млн. градусов. Для сравнения укажем, что в недрах Солнца температура достигает «всего» 15 млн. градусов.
В то же время получены температуры по шкале Кельвина, равные всего миллиардным долям градуса. Даже в самых пустынных уголках Вселенной и то теплее, чем в иных лабораториях на нашей планете. Ведь вдали от звезд температура диффузного вещества, то есть газа и пыли, заполняющего пространство, равна как-никак трем градусам Кельвина. Межзвездные дали согреты космическим фоновым излучением — реликтом грандиозного события, которое, как считается, породило все наше мироздание, то есть реликтом Большого Взрыва.
Кстати, в момент, когда время было равно нулю и наша Вселенная, по мнению космологов, возникла буквально «из ничего», температура в точке возникновения равнялась 1013 градусов. Это самая высокая температура, которую когда-либо использовали в своих расчетах физики-теоретики.
При этом, как ни парадоксально, есть взаимосвязь между областью самых высоких и самых низких температур. Так, в лабораторных условиях мы можем имитировать процессы, протекавшие во время гипотетического Большого Взрыва, если попробуем достичь… абсолютного температурного нуля! По крайней мере, так заявляют физики Григорий Воловик и Мати Крузиус из Хельсинского технического университета.
При этом они опираются на «теорию струн», согласно которой наше мироздание, едва оно возникло, пронизали от одного края Вселенной до другого незримые космические нити. Они были намного тоньше атома, но весили столько же, сколько весят нынешние галактики.
И вот оказалось, что эти нитевидные структуры можно воспроизвести в жидком гелии, охлажденном до тысячной доли градуса Кельвина, если подвергнуть гелий нейтронной бомбардировке. Исследование этих тончайших образований, возникавших в пекле Большого Взрыва и возникающих близ абсолютного нуля, может помочь нам ответить на вопрос, что же действительно произошло в начале всех времен. Две крайности, похоже, смыкаются: горнило всепорождающего огня напоминает ледяной космический мрак.
Итак, в первые мгновения после Большого Взрыва наша Вселенная стремительно расширялась, а ее температура так же быстро падала. Прошла всего десятитысячная доля секунды, а космос остыл уже до 1012, то есть до триллиона градусов. На второй день «творения» средняя температура Вселенной понизилась до 30 миллионов градусов. Сейчас температура космоса равна всего 3 градусам Кельвина.
Конечно, средние показатели не исключают того, что отдельные крохотные участки Вселенной внезапно разогреваются до невероятных температур. Такое происходит, например, при вспышке сверхновой, то есть при взрыве какой-либо массивной звезды. В этот момент ее температура на короткое время подскакивает почти до 10 млрд. градусов. Этого достаточно, чтобы из элементарных частиц образовались новые, более тяжелые, элементы (углерод, кислород, железо, азот). Все они стремительно разлетаются прочь от взорвавшейся звезды.
Именно эти элементы, рожденные в горниле многочисленных космических плавилен, являются основой всех органических веществ — в том числе и тех, что способствовали зарождению жизни.
Подобные температуры возникают и в очаге неуправляемого термоядерного взрыва, или, иными словами, при взрыве водородной бомбы. В естественных условиях подобный процесс происходит в недрах Солнца и других звезд, где водород превращается в гелий, что сопровождается выделением огромного количества тепла. Благодаря этой излучаемой энергии на Земле существует жизнь.
Все эти сверхвысокие температуры мы можем оценить лишь приблизительно. Никто не измерял их с точностью до градуса. Зато температуру на поверхности Солнца, как и в недрах Земли, удалось измерить. И та, и другая равна примерно 6000 °C. В такой жаре испаряется даже вольфрам — самый тугоплавкий из всех химических элементов (температура плавления 3420 °C). Между тем астрономы еще в прошлом столетии подумывали о том, что на Солнце могут обитать живые существа. Их довод был таков: солнечные пятна холоднее, чем окружающее их пространство. Если предположить, что Солнце, как и Венера, окружено раскаленными облаками, тогда эти пятна могут быть разрывами в череде облаков, проемами, сквозь которые виднеется поверхность самого светила. Ну а поскольку эти пятна темны, их температура невысока. Значит, в обширной области солнечных пятен вполне могут поселиться некие организмы.