Текст книги "E=mc2. Биография самого знаменитого уравнения мира"

Автор книги: Дэвид Боданис

сообщить о нарушении

Текущая страница: 18 (всего у книги 20 страниц)

С. 86 От норвежской группы в Лондон: Радиограмма, по памяти воспроизведенная Хаукелидом в его книге «Skis Against the Atom», p. 126. Я заменил «хардангерскую группу» на «норвежскую» и добавил «точка» между предложениями (как это сделал сам Хаукелид в радиограмме, приведенной на с. 78 его книги). Горное плато Хардангер было тем районом, в котором действовали его люди.

С. 86 «Прощаясь с часовым…»: Haukelid, «Skis Against the Atom», p. 132.

С. 88 Оборудование, доставленное из Берлина…: Относительно расположения пещеры: Boris Pash, «The Alsos Mission» [113]113
  «Миссия «Алсос»» ( англ.).


[Закрыть](New York: Award Books, 1969), p. 206ff; а также: David Cassidy, «Uncertainty: The Life and Science of Werner Heisenberg» (Freeman, 1992), p. 494. Об ожидании восхода солнца на Гельголанде: Werner Heisenberg, «Physics and Beyond: Encounters and Conversations» [114]114
  «Физика и не только она: Интервью и беседы» ( англ.).


[Закрыть](London: George Allen amp; Unwin, 1971), p. 61.

С. 88 …ученые Германии научились получать примерно половину того объема…: Они достигли (по воспоминаниям Гейзенберга) почти 700-процентного прироста количества нейтронов. Для поддержания устойчивой реакции им требовалось примерно в два раза больше урана и больше тяжелой воды. См. Cassidy, «Uncertainty’, p. 610.

С. 89 К августу уже было разрушено пятьдесят восемь [японских городов]: Бензин и напалм, который обрушивали на города Японии американские летчики, не создавали энергии, достаточной для таких разрушений. Подлинным ее источником было излучение, возникавшее при протекании термоядерной реакции на Солнце. Оно издавна падало на Землю и его энергия столетиями накапливалась в виде существующих в древесине химических связей. Японцы сами сосредотачивали эту энергию в одном месте – их города были по преимуществу деревянными. От американских зажигательных бомб требовалось только одно – ненадолго понизить барьер, который удерживал в древесине эту некогда термоядерную, а теперь ставшую химической энергию. Иными словами, достаточно было поджечь часть домов, а дальше пожар уже поддерживал себя сам.

С. 89 «Я сказал ему, что выступаю против этого по двум причинам…»: Harold Evans, «The American Century» [115]115
  «Век Америки» ( англ.).


[Закрыть](London: Jonathan Cape, 1998), p. 325.

С. 90 Выписки из протокола заседания президентского «Временного комитета»…: Richard Rhodes, Making of the Atomic Bomb (New York: Simon amp; Schuster, 1986), pp. 650-51. Более детальные протоколы этого заседания приводятся в книге Martin J. Sherwin, «A World Destroyed: The Atomic Bomb and the Grand Alliance» [116]116
  «Разрушенный мир: Атомная бомба и Большой Альянс» ( англ.).


[Закрыть](New York: Knopf, 1975), см. в особенности pp. 302-3.

С. 90 …армия создает оружие для того, чтобы его использовать: Ученые многих стран хранят воспоминания о том, как им в резкой форме напоминали об их месте в иерархии власти. Андрей Сахаров – великий физик, обратившийся в диссидента, – описывает вечер того дня 1955 года, в который Советский Союз провел испытания мощной бомбы. Маршал Неделин устроил в тот вечер банкет, на котором присутствовали все причастные к этим испытаниям высшие руководители, И Сахаров, вспомнив увиденный им за несколько часов до того огненный шар, произнес тост:

Я… сказал примерно следующее: «Я предлагаю выпить за то, чтобы наши изделия взрывались так же успешно, как сегодня, над полигонами и никогда – над городами.» За столом наступило молчание, как будто я произнёс нечто неприличное. Все замерли. Неделин усмехнулся и, тоже поднявшись с бокалом в руке, сказал: «Разрешите рассказать одну притчу. Старик перед иконой с лампадкой, в одной рубахе, молится: «Направь и укрепи, направь и укрепи». А старуха лежит на печке и подаёт оттуда голос: «Ты, старый, молись только об укреплении, направить я и сама сумею!» Давайте выпьем за укрепление.»

Я весь сжался, как мне кажется – побледнел… Прошло много лет, а до сих пор у меня ощущение, как от удара хлыстом.

Глава 13. 8.16 утра – над Японией.

С. 91 «вытянутому в длину мусорному баку с плавниками»: То, о чем рассказывается в этой главе, почерпнуто главным образом из книг: Rhodes, «The Making of the Atomic Bomb», pp. 701-15; Robert Serber, «The Los Alamos Primer» [117]117
  «Лос-Аламосский детонатор» ( англ.).


[Закрыть](Berkeley: University of California Press, 1992), см. в особенности рр. 35–49; а также из стандартных учебников физики. «Мусорным баком» бомбу назвал один из членов экипажа самолета Джекоб Безер, см.: Rhodes, p. 701.

С. 91 Высота же, немногим меньшая 600 м, была идеальной: С ходом войны позиции многих людей сильно ужесточились. В марте 1940 года Фриш и Пайерлс отмечали в своей памятной записке, посвященной детальному обсуждению теоретической возможности практического создания атомной бомбы:

Вследствие того, что радиоактивные вещества будут разноситься ветром, использование бомбы без уничтожения большого числа мирных жителей было бы, вероятно, невозможным, что делает ее непригодным для применения нашей страной оружием. (Само собой напрашивается ее использование в виде глубинной мины, размещаемой вблизи базы военно-морского флота, однако даже это, скорее всего, привело бы к огромным потерям, которые гражданское население понесло бы вследствие наводнений и радиоактивного излучения.

Дело не в том, что взрыв бомбы не был необходимым – дело в том, что через пять лет после составления этой цивилизованной памятной записки выбор оптимальной высоты для взрыва бомбы над гражданским, по преимуществу, центром, стал частью самой обычной работы. Полный текст меморандума Фриша и Пайерлса – равно как и документа, который Бриггс держал запертым в своем сейфе, – приводится в книге Rudolf Peierls, «Atomic Histories» [118]118
  «Атомные истории» ( англ.).


[Закрыть](New York: Springer-Verlag, 1997), pp. 187-94. О том, что демократии в особенности подвержены таким леденящим кровь трансформациям, говорилось еще к в 1830-х – в знаменитом комментарии Токвиля по поводу причастных к ним карьеристских факторов («Democracy in America» [119]119
  «О демократии в Америке» ( англ.).


[Закрыть], vol. I, part 3, chapter 24); с еще большей глубиной рассматривает этот вопрос Victor Davis Hanson в его первоклассной книге «The Soul of Battle» [120]120
  «Боевой дух» ( англ.).


[Закрыть](New York: The Free Press, 1999).

С. 92 …в дело вступает обычное электрическое взаимодействие, заставляющее протоны разлетаться…: Мощность атомного взрыва велика настолько, что многим кажется, будто он порождается некоей новой формой энергии, никогда прежде не существовавшей. Однако это не так. Атомные бомбы взрываются благодаря просто-напросто статическому электричеству.

Сила электрического отталкивания в очень значительной степени зависит от расстояния между заряженными телами. Если в сухой зимний день вы поместите палец в некотором удалении от металлической поверхности, силы электрического взаимодействия не хватит, чтобы справиться с сопротивлением находящегося между ними воздуха. Однако пододвигайте палец поближе, сокращая расстояние, и сила эта будет возрастать, пока вы не получите – ШАРАХ! – разряд статического электричества.

Ядро примерно в 1000 раз меньше атома в целом. Это означает, что каждая из находящихся в ядре заряженных частиц отталкивается другими с силой, примерно в 1000 раз большей, чем та, привычная для нас сила, которая расталкивает разделенные куда большими расстояниями поверхностные электроны атома. (На самом деле, все происходит несколько иначе, но с аналогичными результатами.)

В то же самое время, речь здесь идет не просто об одной заряженной частице, отталкивающей другую – как в случае двух электронов, – ядро атома урана содержит 92 заряженных частицы. Обычно их удерживает вместе сила ядерного взаимодействия, но если она вдруг преодолевается, все приобретает такой вид, словно 92 заряженных частицы оказываются слепленными в комок, в котором ничего, кроме силы электрического отталкивания, не действует. Так вот, когда один электрон оказывается вблизи другого и отталкивается им, энергия, обусловленная их зарядами, составляет 1 Х 1. В случае 92 протонов получается уже 92 Х 92, что больше 8400.

В атомной бомбе одновременно срабатывают оба эффекта. Заряженные частицы, втиснутые в ядро урана, выталкиваются вовне с силой примерно в 1000 раз превышающей ту, что присутствует в обычном искровом разряде или химическом взрыве. И она увеличивается еще примерно в 8400 раз зарядами плотно упакованных в ядре протонов. Полная вырывающаяся наружу энергия составляет порядка 1000 Х 8400 – то есть, она более чем в 8 миллионов раз превышает привычные для нас электрические силы, будь то сопротивление деревянной биты ударяющему в нее мячу или громовые химические взрывы ракетного топлива. Полный ее расчет требует множества корректировок, однако общая указанная нами здесь пропорция достаточно точна. Утверждение, что взрыв атомной бомбы в миллионы раз мощнее любых взрывов, какие только были известны до ее создания, может показаться преувеличением, и тем не менее, так оно и есть.

С. 92 Масса атомов «исчезает», обращаясь в энергию их разлетающихся с огромной скоростью осколков: (Этот примечание – и несколько следующих – показывает, как уравнение E=mc ²работает в практической атомной инженерии и астрофизике.) Бóльшая часть взорванного над Хиросимой урана уцелела, рассеявшись в виде пылевых облаков, трансформация затронула только один их процент. Кажется, что к серьезным результатам это привести не могло, поскольку, если взять массу одного атома урана, умножить ее на c ²(E=m x c ²) и разделить на 100 (дабы учесть то обстоятельство, что «взорвался» лишь каждый сотый из атомов), получится всего лишь 2,7 х 10 ^-6эрг – энергия, которой не хватит даже на то, чтобы задуть свечу. Однако американские техники старательно упаковали в хиросимскую бомбу 100 000 000 000 000 000 000 000 атомов урана. Вот это число микровзрывов и убило такое огромное число людей, разрушив при этом так много дорог и зданий.

С. 92 …[фрагменты ядер урана] обретают скорость, лишь в несколько раз меньшую скорости света: В посвященном Ньютону разделе главы 7 мы видели, как мощь уравнения позволяет ученому установить действующую в окрестностях лунной орбиты силу земного притяжения, – для этого ему даже не приходится покидать своего заставленного книгами, расположенного на Земле кабинета. Точно таким же образом, можно заглянуть внутрь взрывающейся атомной бомбы и точно подсчитать скорость разлетающихся фрагментов ядра. И уравнение, которое позволяет это проделать, есть та самая старинная формула определения кинетической энергии, которой мы обязаны Лейбницу и Эмилии дю Шатле.

Благодаря их трудам, мы знаем, что кинетическая энергия разлетающихся фрагментов равна mv ²/2, где «m» это масса взрывающегося ядра, а «v» – скорость, с которой они разлетаются. Зная, что E=mv ²/2 вы можете умножить это уравнение на 2, чтобы получить 2E = mv ², затем разделить это на m и получить 2E/m = v ², и наконец, взять корень квадратный, что даст вам окончательное выражение √(2E/m) = v. Подставьте в него значения «E» и «m» и вы сможете заглянуть внутрь атомной бомбы и подсчитать скорость разлетающихся фрагментов.

Величину «E» для единственного взрывающегося атом урана мы знаем, это 2,7 х 10 ^-6эрг. Подставьте ее в √(2E/m) и вы получите результат: каждый из фрагментов начинки бомбы летит со скоростью v=1,2 х 10 ⁸см/с. (Опять-таки, все выглядит немного иначе, но общая схема рассуждений сохраняется.) А это больше 4 миллионов километров в час – вот почему находящийся в бомбе твердый слиток урана очень быстро обращается в шар раскаленного газа, расширяющийся с такой неимоверно высокой скоростью.

Результат этот является очень важным, поскольку нейтроны, которые все еще извергаются делящимися ядрами, могут работать и дальше только в том случае, если им удастся нагнать стремительно разлетающиеся фрагменты ядер. По этой причине медленные нейтроны вроде тех, которые первым проанализировал Ферми – и которые играют такую важную роль в постепенном разогреве плутония, – после того, как начинается взрыв, становятся совершенно бесполезными. Для того, чтобы взрыв продолжал развиваться, необходимо сконструировать бомбу так, чтобы сами фрагменты ядер выделяли нейтроны, летящие со скоростью большей той, с который расширяется облако сначала ставшего жидким, а затем и газообразным урана. Их начальная скорость должна составлять не 5 миллионов км/час, но 30 и более миллионов км/час – что и имело место внутри взорванной над Хиросимой бомбы.

И по этой же причине коммерческие реакторы не способны взрываться как настоящая атомная бомба: используемые в них медленные нейтроны не способны угнаться за начавшимся взрывом, цепная реакция останавливается и взрыв попросту выдыхается. В этом смысле такие реакторы по самой их сути являются безопасными. (И опять-таки, «безопасность» понятие относительное. Даже незавершенный взрыв способен наделать много шума и разрушить реактор – крышка чернобыльской герметизирующей оболочки весила многие тонны, однако когда ядерное топливо под ней перегрелось, ее снесло, точно картонную.)

Расчет кинетической энергии взят из книги Serber, «The Los Alamos Primer» pp. 10 и 12; соображения относительно быстрых нейтронов коротко изложены в книге Bernstein, «Hitler's Uranium Club» pp.21–22.

С. 92 На краткое время создаются условия, схожие с теми, что имели место на ранних этапах рождения вселенной: Может ли это привести к возгоранию атмосферы Земли? Нет, поскольку тепловой энергии взрыва, пусть и колоссальной, все-таки не хватает для того, чтобы пересечь барьер, за которым начинается плавление. Единственным возможным кандидатом на воспламенение был бы преобладающий в атмосфере Земли азот. Однако задолго до того, как окажется достигнутой температура его плавления, электроны унесут с собой энергию – и так быстро, что необходимая локальная концентрация тепла не возникнет. Широко распространенная уверенность в том, что такое возгорание возможно, имеет, по-видимому, источником недопонимание, возникшее в 1958 году, когда романистка Перл Бак взяла интервью у одного из главных администраторов проекта. Превосходное и просто изложенное резюме физических соображений на этот счет содержится в книге Hans Bethe, «The Road From Los Alamos» [121]121
  «Дорога из Лос-Аламоса» ( англ.).


[Закрыть](New York: Simon amp; Schuster 1991) pp. 30–33.

С. 94 Первая работа, которую проделало на Земле уравнение E=mc ², завершается: Существует известная обложка журнала «Тайм», изображающая Эйнштейна на фоне грибовидного облака и уравнения E=mc ², с библейской властностью начертанного на этом облаке. Однако «ответственность» Эйнштейна за случившееся это вопрос куда более тонкий. То, что произошло над Хиросимой, проистекало из уравнения, записанного Эйнштейном за многие годы до этого, но самого уравнения для детальной инженерной разработки бомбы было не достаточно, – в определенном смысле, оно даже не было «необходимым», поскольку ядерные физики могли, в принципе, развить нужные технические знания, и не сознавая, что общая картина взрыва суммарно выражается этим уравнением.

И тем не менее, Эйнштейну приходилось оправдываться за то, что он оказался связанным со случившимся. Отвечая в 1952 году одной японской газете, он писал: «Мое участие в создании атомной бомбы сводится к одному единственному поступку: к тому, что я подписал письмо, направленное президенту Рузвельту». А в 1955 году, в письме к французскому историку, Эйнштейн развил эту тему:

Вы, похоже, считаете, что я, несчастный человек, открыв и опубликовав соотношение между массой и энергией, сделал тем самым важный вклад… Вы полагаете, что мне следовало… в 1905 году предвидеть возможность создания атомной бомбы. Однако это было решительно невозможным, поскольку осуществление «цепной реакции» основывалось на опытных данных, предвидеть которые в 1905 году было весьма затруднительно… Даже если бы такое знание уже существовало, попытка утаить некий частный вывод из специальной теории относительности выглядела бы смехотворной. Если теория существует, существуют и выводы из нее.

Распространенная уверенность насчет того, что его работа была связана с бомбой, основывается, я полагаю, на порождающей благоговейный трепет мысли о том, что, даже не желая создания бомбы, Эйнштейн, в определенном смысле, предсказал его. Цитаты взяты из книги «Einstein on Peace», ред. Otto Nathan и Heinz Norden (New York: Simon amp; Schuster, 1960), pp. 583 and 622-23.

Глава 14. Как сгорает Солнце

С. 97 «сбежал вниз по лестнице…»: Все цитаты взяты из книги «Cecilia Payne-Gaposchkin: An Autobiography and Other Recollections» [122]122
  «Сесилия Пэйн Гапошкин: Автобиография и другие воспоминания» ( англ.).


[Закрыть], ред. Katherine Haramundanis (Cambridge: Cambridge University Press, 2nd ed., 1996). «сбежал вниз по лестнице», сс. 119-20; «поехала на велосипеде», с.121; «с удобством разлегшись на полу», с.72. «с рядами выкрикивающих грубости студентов» это не прямая цитата, она взята из сноски на с. 118.

С. 97 …в плавающих по космосу облаках изначального газа…: Не все сжимавшиеся облака достигали плотности, достаточной для воспламенения – планета Юпитер дает нам один из примеров неторопливого облака, имевшего размеры в несколько раз меньшие тех, какие требуются для возникновения термоядерной реакции. Не исключено, что в нашей галактике носится огромное число свободных планет или еще больших не вспыхнувших небесных тел, так и не приставших ни к каким звездам.

С. 98 «задача эта преследовала меня днем и ночью» и «Я рассказала подруге о том, как мне нравится одна девушка»: Cecilia Payne-Gaposchkin, pp. 122 and 111.

С. 98 «Мне всегда хотелось заняться математическим анализом»: George Greenstein, «The Ladies of Observatory Hill,» in «Portraits of Discovery» [123]123
  «Женщины Обсерваторского холма» в книге «Портреты открытий» ( англ.).


[Закрыть](New York: Wiley, 1998), p. 25.

С. 99 Ее работа была намного сложнее приведенного мной примера: Новая теория была обязана своим происхождением индийскому теоретику Мег Над Саба. История ее замечательно изложена в работе V. DeVorkin and R. Kenat «Quantum Physics and the Stars. 2: Henry Norris Russell and the Abundance of the Elements in the Atmospheres of the Sun and Stars» [124]124
  «Квантовая физика и звезды. 2. Генри Норрис Рассел и обилие химических элементов в атмосферах Солнца и иных звезд» ( англ.).


[Закрыть], Journal of the History of Asstronomy, 14 (1983), pp. 180–222. Более сжатые изложения присутствуют в Greenstein, pp. 15–16 и автобиографии Пэйн, с.20. Об удивительном появлении таких личностей, как Саба (а также Раман и Бозе) в Индии периода, последовавшего за 1920-ми, а затем и об удивительном отсутствии у них – после первых работ мирового уровня – каких-либо новых достижений см. замечания Чандрасекара в книге Kameshwar Wali, «Chandra: A Biography of S. Channdrasekhar» [125]125
  «Чандра: Биография С. Чандрасекара» ( англ.).


[Закрыть](Chicago: University of Chicago Press, 1992), pp. 246-53. Их открытия, считал Чандра, были частью горделивого самовыражения, к которым призывали Ганди и антибританское сопротивление; а своим последующим крахом они были обязаны тем, что каждый обретавший внезапно известность ученый создавал собственную кичливую, раздражительно академичную империю – пагуба, от которой индийская наука страдает и по сей день.

С. 100 «Огромный избыток [водорода]…»: Cecilia Payne-Gaposchkin, p. 20.

С. 101 …каждую секунду перекачивает 4 миллиона тоннводорода, обращая его в чистую энергию: Как можно установить эту величину? Самая страшная жара, наступающая в полдень в Долине смерти, обязана своим происхождением примерно одной тысяче ватт солнечного излучения, падающего на квадратный ярд земной атмосферы, расположенный прямо над этой долиной; если пересчитать это применительно к размерам всей планеты, получится, что Земля получает от Солнца энергию в 150 квадрильонов ватт.

Для того, чтобы понять, какую массу теряет Солнце, обеспечивая Землю такой энергией, следует вспомнить о том, что с ²– множитель очень не маленький, а мы обитаем в столь крошечной нише вселенной, что приходящаяся на нашу долю масса-энергия оказывается попросту мизерной и «массовый» ее аспект почти теряется на фоне общей гигантской энергии, излучаемой Солнцем. Поскольку энергия это масса, умноженная на с ², постольку масса это энергия, деленная на ту же величину. Иными словами, m=E/c ². Если подставить в это выражение 150 квадрильонов ватт для Е и 1080 миллионов км/час для с, вы получите около 2 кг. Вот и все – свет и тепло, которые достаются Земле производятся всего-навсего из двух с небольшим килограммов водорода, которых лишается Солнце.

Кстати сказать, примерно таким же образом получена и та цифра, что была приведена в начале этой главы, где говорилось, что Солнце каждую секунду «взрывает» эквивалент множества бомб, взорванных над Хиросимой. Если Солнце находится в центре огромной сферы, а Земля представляет собой лишь крошечную точку на ее поверхности, то, разумеется, площадь этой поверхности во много раз больше, чем площадь Земли. Собственно говоря, она больше примерно в 2 миллиарда раз, а поскольку свет Солнца распространяется во всех направлениях и заливает всю поверхность этой воображаемой сферы, то и масса, которую Солнце «теряет» каждую секунду, тоже во много раз больше. Это масса в более чем три с половиной миллиарда килограмм. Бомба, взорвавшаяся в 1945 году над Хиросимой, причинила огромные разрушения, полностью обратив в энергию немногим больше 200 граммов своей массы, откуда и следует, что Солнце каждую секунду взрывает более 16 миллиардов таких бомб.

Глава 15. Сотворение Земли

С. 102 «Я получил удар…»: Fred Hoyle, «Home Is Where the Wind Blows: Chapters from a Cosmologist’s Life» [126]126
  «Дом находится там, где дует ветер: Главы из жизни космолога» ( англ.).


[Закрыть](Oxford: Oxford University Press, 1997), p. 48.

С. 102 «Я сказал…»: Там же, р. 49.

С. 103 «Каждое утро я, позавтракав…»: Там же, р. 50.

С. 103 …однако имена, которые услышал здесь Хойл…: Одно из них принадлежало Нику Кеммеру, который работал в собственно британском атомном проекте, а потом вдруг куда-то исчез; другое – блестящему математику Морису Прайсу, также загадочным образом исчезнувшему из подразделения сигнализации Адмиралтейства – см. там же, рр. 227-28.

С. 104 Имплозия превосходно работает на Земле: Аналогии такого рода отражались и в привлечении людей к работе по созданию атомной бомбы. К примеру, главой теоретиков Лос-Аламоса был Ханс Бете, – тот самый Бете, который в 1938 году «завершил» работу Пэйн и других, усовершенствовав их уравнения, которые описывали происходящие на Солнце реакции синтеза.

С. 106 …потребовало сотен проводившихся годами наземных испытаний…: Вследствие чего немецкие боевые корабли времен Первой мировой войны – во всяком случае, некоторые их части – и оказались на Луне.

В 1919 году имперский военный флот Германии сдался Британии и попал на огромную якорную стоянку Королевского военно-морского флота в заливе Скапа-Флоу, что в Шотландии. После нескольких месяцев тревожного ожидания немецкий адмирал уверовал, ошибочно, впрочем, что Британия вот-вот поставит этот флот себе на службу. Адмирал послал обговоренный заранее шифрованный сигнал и немецкие моряки затопили свой флот прямо на стоянке. Однако Скапа-Флоу – залив не очень глубокий, почему его для стоянки и выбрали, и сотни тысяч тонн высококачественной стали оказались лежащими на глубине от нескольких метров до нескольких десятков таковых. В 1920-х и 1930-х некоторую часть этого флота подняли со дна: ныряльщики сверлили в бортах кораблей отверстия, затем к ним крепились огромные подушки, в которые накачивался воздух, в итоге, некоторые лишь наполовину затонувшие гиганты были отбуксированы в доки Россита, залив Ферт-оф-Форт.

После 1945 года то, что осталось под водой, обрело особое значение. Для литья стали требуется огромное количество воздуха и вся сталь, выплавлявшаяся после Хиросимы, стала отчасти радиоактивной по причине постоянно проводившихся наземных испытаний атомных бомб. А сталь, произведенная до 1945 года, осталась чистой. На дне Скапа-Флоу и поныне покоятся три линкора и четыре легких крейсера из могучего некогда кайзеровского флота (те читатели, что посмелее, могут понырять в этом заливе и увидеть их собственными глазами – добираться туда лучше всего из Стромнесса, что на Оркнейских островах). Использовать их для заурядных целей особого смысла нет – куда дешевле выплавить новую сталь, – однако для чрезвычайно чувствительных мониторов радиации, таких как используемые на космических кораблях, их сталь, предшественница Хиросимы, оказалась незаменимой. Оборудование, которое «Аполло» оставил на Луне, равно как и некоторые части достигшего Юпитера космического зонда «Галилей» и даже зонда «Пионер», который уже прошел на своем пути к далеким звездным системам орбиту Плутона, – все они несут остатки кайзеровского флота, а именно, стали, поднятой со дна Скапа-Флоу. Вся эта история хорошо описана в работе Dan van der Vat, сборник «The Grand Scuttle: The Sinking of the German Fleet at Scapa Flow in 1919» [127]127
  «Большая пробоина: /Затопление немецкого флота в Скапа-Флоу в 1919 году» ( англ.).


[Закрыть](London: Hodder and Stoughton, 1982).

С. 106 Это был не самый разумный выбор источника энергии…: Ранние расчеты затрат, которых потребует такой источник, оказались искаженными верой в то, что, поскольку вес используемого топлива оказывается в миллион раз меньше, пропорционально уменьшатся и затраты на производство энергии. Однако затраты на топливо составляют лишь малую часть расходов, которых требуют создание и эксплуатация атомных электростанций. Владеющим ими фирмам приходится приобретать землю и строить турбины, обучать персонал и платить ему жалование, строить системы охлаждения и передающие станции, поддерживать в рабочем состоянии линии электропередачи. Многие руководители систем ядерной инженерии сознают, что, когда в Америке 1960-х началась реклама первых коммерческих реакторов, прогнозы связанных с ними затрат были совершенно нереалистичными, а то обстоятельство, что конструкция их унаследовала особенности модели Риковера, созданной для ограниченного пространства атомных подводных лодок, никаких достоинств им не добавляло. С другой стороны, если быть справедливым, получение электроэнергии посредством таких станций не приводит к выбросам двуокиси углерода (на считая тех, что неизбежно возникают при добыче руды и строительстве), а последние конструкции этих станций по-настоящему надежны и делают повторение Чернобыля невозможным.

Глава 16. Брамин поднимает глаза к небу

С. 108 в следующие 5 миллиардов лет наиболее доступная часть этого топлива будет израсходована: Мы снова оказываемся в сфере действия E=mc ²– это уравнение позволяет нам предсказать, как долго протянет наша солнечная система. Обозначим массу Солнца символом М ^о. Водород в пригодной для горения форме составляет лишь 10 процентов этой массы и, как мы уже видели, лишь 0,7 процента этоговодорода действительно «переносится через» уравнение E=mc ²и преобразуется в энергию. Это означает, что используемая в действительности масса равна 0,007(1/10) х М ^о, что дает 1,4 х 10 ³⁰граммов.

Полная энергия, которую мы можем получить из такой массы с помощью E=mc ², это Е = (1,4 х 10 ³⁰граммов) х (1080 миллионов км/час) ². Произведя указанные действия, мы обнаружим, что максимальная энергия, которую Солнце сможет «поставлять», пока не иссякнет топливо, равна – при сделанных выше предположениях – 1,3 х 10 ⁵¹эрг.

Надолго ли ее хватит? Это зависит от скорости, с которой она используется. Солнце изливает энергию, – или «сияет» – со скоростью 4 х 10 ³⁵эрг в секунду. (Эта величина рассчитана, исходя из тех же соображений, что использовались в примечании к с.101, где речь шла о солнечном свете, падающем на квадратный ярд земной атмосферы.) Умножим полную энергию, которую Солнце будет способно производить, пока не исчерпает себя, на скорость, с которой оно себя исчерпывает, и мы получим 3,2 х 10 ¹⁷секунд. Когда эти секунды закончатся, наше Солнце перестанет существовать (при условии его постоянного свечения и верности наших предположений о его массе). Земля же либо сгорит, либо будет поглощена Солнцем, либо оторвется от него. Если перейти к единицам несколько более крупным, 3,2 х 10 ¹⁷секунд это примерно 10 миллиардов лет. Поскольку мы находимся где-то на середине жизненного пути Солнца, можно считать, что около 5 миллиардов лет у нас в запасе имеется.

С. 108 «Кто говорит, мир от огня…»: Стихотворение Роберта Фроста «Огонь и лед» в переводе М. Зенкевича цитируется по антологии «Современная американская поэзия», изд. «Прогресс», М. 1975, с.43.

С. 110 У малой звезды такое нарастание давления далеко не заходит…: У звезд «нормальных» дополнительное давление лишь принуждает значительную часть их внутренней материи двигаться быстрее, однако в звездах, уже находящихся под огромным давлением, движение это совершается с такой огромной скоростью, что энергия оказывается не способной ее повысить. И так же, как в случае с нашим воображаемым космическим кораблем из примера, приведенного в главе 5, энергии остается лишь увеличивать массу. Этот момент прекрасно излагается в книге Kip Thorne, «Black Holes and Time Warps: Einstein's Outrageous Legacy» [128]128
  «Черные дыры и искривление времени: Возмутительное наследие Эйнштейна» ( англ.).


[Закрыть](New York: Norton, 1994), pp. 151 и 156-76; рассуждения Чандры описаны в Wali, «Chandra», p. 76.

С. 110 «Он был миссионером…»: Wali, «Chandra», p. 75.

С. 110 «звездная буффонада»: Там же, р. 142. Подробно о нападках Эддингтона и о влиянии, которое он оказал на дальнейшую карьеру Чандра, говорится в главах 5 и 6 книги Вали; см. также собственные исполненные достоинства замечания Чандрасекара, сделанные им в 1982 году, на страницах 130–137 его книги «Truth and Beauty: Aesthetics and Motivations in Science» [129]129
  «Истина и красота: Эстетика и мотивация в науке» ( англ.).


[Закрыть](Chicago: University of Chicago Press, 1987).

С. 111 …от обычной материи останется мало что…: В этой книге мы, по преимуществу, рассматриваем уравнение E=mc ²как описывающее мост или туннель, идущий в одном направлении, от массы к энергии. Однако, когда Роберт Рекорде ввел в 1555-х свое типографическое новшество, знак «= = =», он имел в виду путь, открытый в обе стороны. Ни одна из них предпочтительной не была.

При нормальных обстоятельствах обратный путь не проходится – заставьте лучи двух фонариков встретиться друг с другом, и никакие твердые тела при этом не возникнут и не полетят, кувыркаясь, по воздуху. Однако в ранние мгновения существования вселенной температуры и давление были до того велики, что самый обычный свет регулярно совершал этот обратный переход по изображаемому знаком равенства мосту и сгущался вплоть до образования массы.

Происходило это не в один миг – вселенная не обладала сходством с мгновенно наполняющейся ванной небожителя. Большая часть возникавшей массы продолжала взрываться, обращаясь в беспримесную энергию. И лишь когда вселенная обрела структуру, постарела на целую секунду, а то и больше, эти трансформации прекратились. Однако к тому времени с правой стороны уравнения 1905 года накопилась немалая масса – вещество, из которого все мы состоим, уже обрело существование. Срабатывали также и другие обстоятельства – вся эта история подробно излагается в книге Alan Guth, «The Inflationary Universe» [130]130
  «Вздувающееся пространство» ( англ.).


[Закрыть](London: Jonathan Cape, 1997).