Журнал "Вокруг Света" №9 за 2002 год
Шрифт:
Подводная автономия
В 1864 году французы Бенуа Рукуаро и Огюст Денейроз создали 85-килограммовый скафандр с закрытым шлемом. Нововведением в этом костюме явилось добавление небольшого резервуара с воздухом (под давлением 40 бар), используя который водолаз мог автономно дышать в течение нескольких минут. К тому же этот скафандр был снабжен изобретенным ими же специальным регулирующим клапаном, позволявшим ныряльщику дышать воздухом, находящимся под тем же давлением, что и окружающая его вода. Именно этот скафандр был описан Жюлем Верном в романе «20 тысяч лье под водой».
В 1926 году француз Ив ле Приер погрузился в водолазном костюме весом 10 кг в плавательный бассейн, а спустя еще 7 лет он разработал аппарат со сжатым воздухом, который позволил водолазам быть совершенно независимыми от связи с поверхностью, иными словами, это был первый образец акваланга, продемонстрированного в парижском аквариуме «Трокадеро» в 1934 году.
И только в 1943 году тогда еще совсем молодой Жак Ив Кусто вместе с Эмилем Ганьяном усовершенствовал уже существующий регулятор давления, которым был снабжен скафандр образца того времени, и приступил к созданию современного акваланга. С его помощью передвигаться под водой стало много легче, если спускаться при этом на значительную глубину. Ныряльщик, снабженный аквалангом, в зависимости от глубины может находиться под водой от нескольких минут до часа и более. Хотя погружение в акваланге глубже чем на 40 метров сопряжено с известным риском, так как сжатый азот, содержащийся в его баллонах, может вызвать неадекватные реакции у ныряльщика.
Техническое развитие водолазного снаряжения привело к тому, что на определенных глубинах применяемый ранее для обеспечения дыхания в скафандрах сжатый воздух становился все более непригодным. Использование азота на больших глубинах показало, что этот газ уже на отметке 50 метров начинает оказывать на водолаза наркотическое действие, дезориентируя его. Именно поэтому для глубоководных погружений в дыхательных смесях азот заменяется на другие газы, например на водород или гелий.
Толчком к экспериментам и испытаниям в этой области послужил мировой нефтяной кризис, разразившийся в 70-х годах прошлого столетия. Именно тогда в связи с поисками новых нефтеносных источников начались активные глубоководные исследования, потребовавшие использования более совершенных дыхательных смесей, в частности широкое применение получили смеси Тримикс, состоящие из азота, кислорода и гелия. С их помощью стало возможно погружаться на все более внушительную глубину. Вообще же современные водолазы способны погружаться на глубину 500 м, которая в наши дни считается «рабочей».
Хранитель времени
Одной из самых лучших в мире коллекций жестких шлемов для водолазных костюмов по праву считается коллекция, собранная профессиональным водолазом французом Даниэлем Будо. Уникальность этого собрания заключается не только в том, что Будо является обладателем ценнейших и редчайших экземпляров, о которых многие музеи мира могут только мечтать, но и в том, что все экспонаты его коллекции готовы к практическому использованию. Для Будо собирательство — не самоцель, ему интересно не просто поставить очередную находку на полку или в шкаф — он, руководствуясь чувством глубокого уважения к своим предшественникам, сначала бережно реставрирует каждую из них, а затем совершает погружение с их помощью. И пусть экспонатов в его коллекции не так уж и много — всего около 50, многие из них имеют огромную историческую ценность, да и стоить могут целое состояние.
Так, например, он может похвастаться образцом первого автономного водолазного шлема Boutan, коих в мире осталось всего 2 экземпляра, а также шлемом для погружения со смесью газов. Будо и впредь намерен пополнять свое собрание, разыскивая по всему свету редкие экземпляры жестких шлемов.
Игорь Аникеев
Планетарий: Тайна старого замка
Гравитационные линзы, обнаруженные астрономами около 30 лет назад, — одно из самых удивительных явлений, существующих во вселенной. Они стали не только убедительнейшим доказательством истинности теории относительности эйнштейна, но и незаменимыми помощниками астрономов в поиске ответов на многие вопросы о структуре и эволюции вселенной.
Подобно миражам, которые путешественники встречают в пустынях, в космосе существуют свои миражи. Они возникают, когда свет от отдаленных объектов отклоняется, изгибается и даже усиливается гравитационным полем массивных объектов, таких как галактики, галактические скопления и черные дыры. Большая масса объекта способна создать эффект линзы. На изображении показано, как лучи света (обозначенные серыми стрелками), исходящие из отдаленной спиральной галактики, отклоняются, проходя мимо объекта с большой массой, например галактического скопления (шар, окруженный голубым сиянием, в центре изображения). Когда этот свет наконец достигает Земли, то создается впечатление, что он пришел с несколько иного направления (обозначенного красными стрелками). Форма обычной спиральной галактики при этом также изменилась. В данном случае галактическое скопление ведет себя как гигантское увеличительное стекло, или гравитационная линза, увеличивая и искажая изображение отдаленной галактики.
Гравитационными линзами называют астрономическое явление, при котором изображение какого-либо удаленного источника (звезды, галактики, квазара) оказывается искаженным из-за того, что луч зрения между источником и наблюдателем проходит вблизи какого-то притягивающего тела (другой звезды, галактики и даже скопления галактик). Термин «гравитационная линза» появился, по всей вероятности, в 20-е годы ХХ века, когда резко возрос интерес ученых к проблеме преломления света в гравитационном поле как к эффекту, предсказанному общей теорией относительности А. Эйнштейна и обнаруженному экспериментальной группой английских астрономов во главе с А. Эддингтоном во время полного солнечного затмения, происходившего 29 мая 1919 года. Именно тогда изображения звезд, видимые вблизи края солнечного диска, немного сместились относительно своих обычных мест, а величина этого смещения находилась в полном согласии с предсказанием Эйнштейна.
Ближайшая к Солнцу точка его фокуса расположена в 550 раз дальше Земли, а потому наблюдать с Земли линзовый эффект поля тяготения Солнца нельзя. Хотя в принципе гравитационной линзой может стать любая звезда при условии, что она находится на луче зрения между наблюдателем и удаленным источником, вот только вероятность осуществления такой конфигурации крайне мала из-за низкой плотности звезд в нашей Галактике. А потому никто и не надеялся на то, что изображение, «построенное» гравитацией, будет когда-либо обнаружено в природе. Появилось лишь несколько теоретических работ, посвященных тому, как должно выглядеть изображение звезды, если между ней и наблюдателем окажется другая звезда или линза.
Тогда согласно предположениям такая звезда будет экранировать прямые лучи от источника, а к наблюдателю попадут только те лучи, которые преломлены в ее поле тяготения по образующим конуса. Изображение же источника будет выглядеть ярким кольцом (названным «кольцом Эйнштейна»), окружающим диск фокусирующей звезды. Угловые размеры как фокусирующей звезды, так и кольца очень малы, и увидеть их в отдельности невозможно даже в лучшие наземные телескопы. Даже при незначительном смещении наблюдателя в сторону симметрия нарушается, светящееся кольцо разрывается на две дуги, которые по мере удаления от оси будут стягиваться в маленькие кружочки. Это значит, что пока наблюдатель находится в области фокусировки, он будет видеть вместо одной звезды два ее изображения по разные стороны от звезды-линзы. К тому же и сама фокусирующая звезда может являться мощным источником света, так как расположена относительно наблюдателя гораздо ближе изображаемого ею объекта и ее ослепляющее действие можно преодолеть только в том случае, если она заметно усиливает яркость изображения источника. Любые нарушения симметрии поля тяготения звезды и ее вращение уменьшают его фокусирующее действие и затрудняют обнаружение линзового эффекта от одиночных звезд.
Однако в 1937 году американский астроном Фриц Цвикки пришел к выводу, что роль линзы могут играть не только отдельные звезды, но и целые галактики. В этом случае угловые расстояния между изображением источника и гравитационной линзой настолько увеличиваются, что оказываются в пределах разрешающей способности современных телескопов.
Обнаружить эффект гравитационного линзирования во Вселенной астрономам помогли квазары — одни из самых далеких и ярких объектов Вселенной. Чем дальше находится объект, тем больше вероятность того, что на луче зрения между ним и наблюдателем появится какая-нибудь галактика. В 1979 году группа астрономов из Англии и США получила спектры двух компонентов квазара QSO 0957+561, удаленного от нас более чем на 8 млрд. световых лет. Астрономы были поражены практически полной идентичностью их спектров и красного смещения. Вот только колебания яркости компонентов происходили не одновременно, а с разницей приблизительно в один год. Поэтому астрономы склонились к мнению, что два компонента квазара QSO 0957+561— это всего лишь кажущийся эффект. На самом же деле существует лишь один квазар, а его двойное изображение является результатом действия гравитационной линзы, находящейся между наблюдателем и квазаром. В результате длительных наблюдений была обнаружена эллиптическая галактика, расположенная на расстоянии более 3 млн. световых лет от Земли, которая и разделила надвое своей гравитацией излучение квазара. Галактика-линза немного смещена в сторону от линии Земля-квазар, поэтому ход лучей в системе несимметричен: фотоны, огибающие галактику с одной стороны, должны преодолевать гораздо большее расстояние, чем фотоны, огибающие ее с другой, потому-то и прибывают они к наблюдателю с опозданием в год.