Текст книги "Чудеса и катастрофы Вселенной"

Автор книги: Галина Железняк

Соавторы: Андрей Козка
сообщить о нарушении

Текущая страница: 17 (всего у книги 19 страниц)

Приложение 2
Легко ли быть исследователем?
(Из материалов экспедиции по поиску Витимского болида)

В Сибири, в Новоселовском районе Красноярского края, в тайге поставлен единственный в мире памятный знак о падении метеорита Палассово железо как родоначальнику науки о метеоритах. Этот памятник также можно считать знаком признательности всем исследователям, отдающим немало сил поиску метеоритов. Перед вами материалы одной экспедиции. И хотя в книге уже упоминалось о Витимском болиде, но это дополнение позволит более полно представить, что же происходит во время исследований и какие трудности приходится преодолевать энтузиастам.

Красноярская группа «метеоритчиков» имеет почти 30-летний опыт поиска и находок множества метеоритов в Сибирском регионе, она – активный участник исследований по Тунгусскому космическому феномену. Поэтому сообщение о «падении» так называемого Витимского болида в ночь с 24 на 25 сентября 2002 г. в бассейне реки Витим, на севере Иркутской области, было принято как руководство к организации летней экспедиции 2003 г.

Главная отличительная особенность этого события – полет Витимского болида был зафиксирован спутниками ВВС США.

Состав экспедиции формировался по принципу профессионализма и возможности работы в экстремальных условиях. В нее входили: Сергей Арктурович Язев, научный руководитель Иркутской метеоритной группы; Виктор Евдокимович Чеботарев, астроном и космофизик, специалист по небесной механике и космодинамике; Сергей Павлович Котельников, космофизик, пропагандист достижений астрономии и космонавтики среди школьников и студентов (руководитель астрономического кружка), специалист по метеоритам; Александр Петрович Андреев, геолог, специалист по метеоритам и факторам, сопровождающим их соударение с Землей; многие энтузиасты: студенты Надя Белогурова, Наташа Матвеева, Костя Канищев, участники многих метеоритных экспедиций; школьники Леня Асочаков, Рома Игнатов.

К моменту выезда Красноярской экспедиции (начало июля 2003 г.) в газетах появилось сообщение о находке вещества Витимского болида и кратеров от его падения группой «Космопоиск» (руководитель В. А. Чернобров). Затем появилась статья С. А. Язева с опровержением результатов экспедиции В. А. Черноброва. В этой противоречивой обстановке руководством экспедиции было принято решение все-таки ехать в район поиска. (Обратите внимание, уважаемые читатели, что исследования ведутся зачастую вопреки обстоятельствам. И победу одержит тот, кто четко знает, что в науке не бывает легких путей. Через сито сомнений просеивается «золото» знаний. Недаром главным девизом многих групп космических исследователей становится фраза: «Через тернии к звездам!»)

Итак, группа в составе девяти человек выехала из Красноярска 16 июля 2003 г. на автомобиле повышенной проходимости УАЗ-452 (водитель В. Б. Мишин) по трассе Красноярск – Братск – Северо-Байкальск и далее вдоль Байкало-Амурской железнодорожной магистрали. Приходилось ехать непрерывно всю светлую часть дневного времени (примерно 10 ч) с небольшими остановками: перекусить, умыться в ручьях или речке, устранить неполадки в машине.

После Северо-Байкальска дорога заметно ухудшилась, ехать в основном приходилось по вновь отсыпаемому полотну, и скорость местами снижалась до 20–30 км/ч. Зачастую дорога проходила через участки горевшей тайги – результат неосторожного обращения людей с огнем в лесу. Из-за малой скорости пришлось исключить ночевку в палатках, спали в движущейся машине. Водителями посменно были В. Б. Мишин, С. П. Котельников, А. П. Андреев.

Однако героических усилий, направленных на ускорение продвижения по маршруту, оказалось недостаточно. К реке Витим в точке напротив города Бодайбо исследователи приехали поздно вечером 20 июля, то есть опоздали на сутки – иркутская экспедиция уехала утром 20 июля по своему маршруту.

В районе поиска населенных пунктов нет, там находятся только золотодобывающие прииски, управляющие компании которых размещаются в Бодайбо. Поэтому исследователи обратились за помощью к руководителям компании. Поддержка была обещана, а это во многом обеспечило успех поисков. В районе ранее запланированного места поисков находились прииски «Витим» и «Рассвет». Расстояние до этих приисков от Бодайбо около 90 км. При полной заправке дальность проезда составляет около 200 км по нормальной дороге (туда и обратно) и в два раза меньше по лесному бездорожью. Так как в других пунктах автозаправочных станций нет (только в Бодайбо), этот фактор приходилось учитывать во всех поездках по маршруту поиска.

22 июля утром группа выехала в район поиска и к вечеру приехала на прииск «Витим». Работа прииска ведется круглосуточно, что позволило найти очевидцев, в ночное время наблюдавших полет Витимского болида.

Первый очевидец события полета Витимского тела, Сергей Клементьевич Степанов, находился в бульдозере, когда увидел вначале свет, а затем светящееся тело. Опрос проводился на месте наблюдения, и это дало возможность воссоздать всю картину полета болида с привязкой по азимуту и угловой высоте. Ориентирами служили сопки, которые во время полета болида были ярко освещены.

Подробные свидетельства с описанием общего вида болида, азимута и угловой высоты наблюдения дали также шофер Александр Михайлович Ященко и рабочий Александр Николаевич Тарасов.

Полученная по результатам предварительной обработки информация оказалась весьма неожиданной. Если верить словам очевидцев, болид должен был улететь значительно дальше, чем определили вначале. Такое увеличение дальности нашего маршрута (от прииска «Витим») не подходило как по длительности его прохождения, так и по обеспечению экспедиции продуктами. Поэтому исследователи приняли решение выехать в новый район поиска, расположенный вблизи поселка Маракан (в 140 км от Бодайбо), оказавшегося теперь ближе к новой точке завершения полета болида.

Дорога к поселку Маракан была преодолена в течение светового дня, при этом решили попутно заехать на прииск «Маракан». Беседа с работниками прииска дала много новой информации: Витимский болид видели многие, и зрелище было впечатляющим.

Бульдозерист Александр Николаевич Ковалев:«Резко стало светло как днем. Поднял голову, увидел яркое тело, которое через 5–7 секунд погасло, не уйдя за линию горизонта».

Бульдозерист Константин Семенович Розанов:«Вначале был короткий всполох, затем яркий свет от шара, летящего на меня. От испуга зажмурился и закрыл лицо руками».

Экскаваторщик Вячеслав Анатольевич Майоров:«Вначале осветилось небо, потом появился шар, который погас в воздухе. Полет шара сопровождался звуками грома».

Всего получено шесть свидетельств. Всех очевидцев вывозили на место наблюдения события, траектория полета болида определялась по азимуту и высоте полета. Предварительный анализ этой информации позволил сформулировать следующую программу действий: ехать через поселок Маракан в район, над которым погас болид (северо-западнее поселка).

В поселке удалось найти трех очевидцев, но их показания не вписывались в общую картину: азимуты наблюдений не пересекали траекторию полета болида. Вразумительного объяснения в тот момент исследователи не нашли, поэтому отнесли сведения к разряду недостоверных. Согласно выработанному ранее плану группа направилась в район поиска, который находился в 15 км от поселка Маракан.

Дороги тут отсутствуют. Оказалось непростой задачей продвинуться на машине как можно дальше вдоль берега бурной реки Большой Патон. Затем шли пешком. Наконец группа достигла цели маршрута, и исследователи оборудовали лагерь на берегу Большого Патона.

На следующее утро начали обследование местности: выходили на вершины гольцов и в бинокль осматривали окрестности, искали следы падения болида (кратеры, лесоповал, пожарища). Гольцы покрыты кедровым сланцем (стелющееся дерево), который сильно обгорел, весна 2003 г. в Иркутской области была богатой на пожары. Местность достаточно хорошо просматривалась. На одном из гольцов взяли образцы почвы. В течение четырех дней осмотрели площадь в несколько десятков квадратных километров. При этом не раз вброд переходили Большой Патон.

Однажды пришлось идти по следу двух медведей (проходила медведица с медвежонком), было очень тревожно.

Итог поисков:в исследованном районе следов от падения Витимского болида нет! А время экспедиции подошло к концу. Теперь обратная дорога – трудная, но уже известная.

Вернувшись из экспедиции, исследователи тщательно проанализировали полученные результаты. Показания очевидцев, опрошенных красноярской группой, говорят о значительном пролете болида за расчетную (по спутниковым данным) точку его встречи с Землей. При этом участки траектории, зарегистрированные спутниками и очевидцами, разнесены в пространстве. Если считать, что спутник и очевидцы фиксировали полет одного и того же болида, то, чтобы исключить ситуацию изменения угла наклона траектории как невероятную, необходимо признать наличие больших ошибок в регистрации, допущенных как спутниками, так и очевидцами.

Был проведен анализ погрешностей наблюдений. Условия наблюдений Витимского болида с Земли были неблагоприятные: низкая сплошная облачность (до 1,2 км), в районе прииска «Витим» моросил дождь, в Маракане – разрывы в облаках. Однако все наблюдатели отмечали, что вначале был свет (болид выше облаков), а затем появился яркий болид. Наличие сплошной облачности ограничивает наблюдение высоты полета видимой части болида (3–5 км) и, как следствие, расстояние от болида до наблюдателя (10–20 км). Поэтому, если бы болид летел по траектории, рассчитанной по спутниковым данным, наблюдатели из Маракана не должны были его видеть. Яркость была настолько высокой, что окружающие сопки оказались хорошим ориентиром для привязки показаний очевидцев – так хорошо они освещались. В итоге по результатам отработки показаний очевидцев, особенно с прииска «Маракан» и поселка Маракан, получены данные, которые надежно подтверждают пролет болида далеко за пределы расчетной, по спутниковым данным, траектории (около 50 км).

Теперь надо привести данные регистрации полета болида с помощью спутников ВВС США.

Как сообщалось в журнале «Nature» от 21 ноября 2002 г. (П. Браун, Университет Западного Онтарио, Канада), существует сеть геостационарных спутников ВВС США, которые кроме выполнения основных задач дополнительно регистрируют яркие болиды (вполне вероятно, что именно они зарегистрировали полет и Витимского болида).

Спутники на геостационарной орбите используют угломерный метод регистрации: измеряют азимут и угол траектории, а также яркость болида. Для получения пространственных координат болида необходима информация с двух геостационарных спутников, находящихся в разных точках над экватором. При погрешности слежения одна угловая минута (вполне достижимая) погрешность определения координат превышает 10 км. Исходя из предположения об ошибочности спутниковых данных, данные очевидцев были по-новому обработаны для различных вариантов траекторий полета болида как удовлетворяющие наблюдаемость траектории из трех точек: прииск «Витим», прииск «Маракан», поселок Маракан. Раньше их отбрасывали как недостоверные. При этом выявлены два варианта траекторий, увязывающие показания очевидцев со спутниковыми данными:

Вариант 1.Траектории полета болида совпадают. Вариант 2.Траектории полета болида разнесены в пространстве (полет двух различных болидов).

Одновременный полет двух или более болидов вполне правдоподобен, если принимать во внимание сообщение В. А. Черноброва («Космопоиск») о находке их поисковой группой кратеров, вывалов деревьев и вещества. Низкая сплошная облачность в момент полета Витимского болида ограничивала радиус видимости болидов, поэтому отсутствовал эффект совместной видимости одним наблюдателем сразу двух болидов при их удалении друг от друга на расстояние более 20 км.

Второй вариант траектории полета болида позволяет объяснить отсутствие наблюдений болида на приисках «Анангра», «Севзолото», «Рассвет», в поселке Артемовский, из-за удаленности этих пунктов от траектории полета болида (он был за горизонтом видимости, когда появился ниже облаков). Подтвердить или опровергнуть предлагаемые варианты траектории болида могла бы только подробная информация по спутниковой регистрации Витимского болида. Исследователи обратились к П. Брауну для получения более подробной спутниковой информации о Витимском болиде, но ответа не последовало.

Загадка Витимского болида осталась нераскрытой. Но это астрономическое событие стало достаточно ярким во всех смыслах.

Приложение 3
Пять космических загадок

В космическую эпоху астрофизики достаточно хорошо изучили межзвездное пространство и Солнечную систему. Но поставить точку в вопросах о неизведанном все-таки невозможно. Вот лишь пять примеров того, что во Вселенной найдется достаточно аномалий и тайн, которые смогут исследовать энтузиасты планеты Земля. Как в самых дальних неизведанных участках космического пространства, так и буквально рядом с нашей планетой, встречается много удивительного.

Пример 1. Рядом с Солнцем

Ближайшая к Солнцу планета Меркурий таит в себе немало загадок. Достаточно сказать, что снаружи она похожа на Луну, а изнутри – на Землю! Меркурий горячее, чем расплавленный свинец, и в то же время имеет ледяные «шапки» на полюсах. Надо сказать, что именно близость к Солнцу создает трудности в изучении Меркурия. Высокие температуры на поверхности, наличие сильных потоков солнечного ветра не позволяют аппаратуре работать стабильно и долго. Долететь до этой планеты весьма нелегко. Ее орбита пролегает в 50 млн километров от Солнца, и солнечное притяжение очень велико.

3 августа 2004 года к планете Меркурий во второй раз в истории космонавтики был отправлен космический аппарат «Мессенджер». Он опишет замысловатую траекторию, прежде чем доберется до цели. На своем пути станция несколько раз пройдет мимо Венеры и лишь потом, к 2009 г., выйдет на орбиту Меркурия.

«Мессенджер» должен «прощупать» внутренность планеты и изучить ее магнитное поле. Он «заглянет» на полюса Меркурия, где царит вечная мерзлота, хотя на экваторе температура поднимается до 400 °C! «Меркурий даст нам великолепный шанс понять, – говорит руководитель проекта «Мессенджер» Син Соломон из Института Карнеги в Вашингтоне, – почему Земля не похожа на Марс и Венеру и почему наша планета такая особенная».

Пример 2. Недостижимые объекты Вселенной

В конце 2004 г. в космосе произошла чудовищная вспышка. Случись она ближе к Земле, наша цивилизация погибла бы. Мягкие повторяющиеся гамма-всплески (МГ1Г), порождающие эти вспышки, уже давно привлекли внимание астрономов.

Известный астрофизик из Государственного астрономического института при МГУ им. П. К. Штернберга Сергей Борисович Попов так прокомментировал это загадочное и грозное явление большого космоса: «Еще с 1960-х годов ученые обратили внимание на находящиеся в далеком космосе мощные источники гамма-излучения. Произошло это благодаря открытию, сделанному одним из американских разведывательных спутников, который имел на борту работающую в гамма-диапазоне аппаратуру для слежения за наземными ядерными испытаниями. В 1970-е годы спутников с аналогичной, но предназначенной только для астрофизических исследований аппаратурой было уже достаточно много, космические гамма-всплески изучались и регистрировались. Однако долго ни один всплеск не удавалось идентифицировать с известными объектами космоса в других диапазонах излучений. Успех пришел только в 1979 г. Космические аппараты «Венера-11» и «Венера-12» помогали изучать гамма-всплески вне Земли.

5 марта 1979 г. гамма-детекторы «Венеры-11» и «Венеры-12» неожиданно зашкалили, они даже «ослепли» на четверть секунды из-за сверхмощного потока гамма-излучения. «Прозрев», аппаратура записала уже как бы «хвост» вспышки с пульсациями порядка 8 секунд. Это был первый в истории мощнейший выброс космического гамма-излучения, четко зафиксированный приборами как источник мягких повторяющихся гамма-всплесков!

«Мягкими» такие всплески считаются по сравнению с обычными, часто регистрируемыми гамма-всплесками, более жесткими по своему спектру. Восьмисекундные пульсации в конце всплеска подсказали в качестве наиболее вероятной рабочей гипотезы связь этого МПГ с нейтронной звездой: лишь нейтронные звезды могут иметь столь короткий период вращения из-за своих карликовых размеров».

Но что такое нейтронная звезда? Нейтронные звезды состоят не из плазмы, а в основном из невероятно плотно сжатых нейтронов. Такая звезда, имеющая диаметр всего около 20 километров (что соизмеримо с размерами марсианских спутников Фобос и Деймос), образуется как сколлапсировавшийся остаток материи после взрыва сверхновой и может быть в полтора-два раза массивней нашего Солнца.

В случае со сверхвспышкой анализ данных нескольких спутников позволил геометрически вычислить расположение в космосе источника МПГ. Он оказался далеко от нашей Солнечной системы – в Большом Магеллановом облаке. Это ближайшая соседняя галактика, частично поглощаемая нашей. Когда приблизительно оценили мощность этого МПГ, то она оказалась огромной: энергия, выброшенная его источником за доли секунды, была столь велика, что нашему Солнцу это количество энергии пришлось бы излучать в пространство при теперешней светимости не одну тысячу лет!

Опасны ли для Земли такие невероятные выбросы энергии? Если бы такие космические взрывы случались поблизости от Солнечной системы, жизнь на Земле каждый раз уничтожалась бы, а потом развивалась заново, начиная с первых микроорганизмов. На наше счастье, учеными обнаружено всего четыре МПГ. Все они находятся достаточно далеко от нас.

Малые и средние гамма-всплески происходят часто, а гигантских зарегистрировано всего четыре: каждый из этих известных источников МПГ за 30 лет выдал по одной вспышке. Первой из них была упомянутая вспышка МПГ, зарегистрированная в марте 1979 г. Второй взрыв был зарегистрирован 18 июня 1998 г. Третий «гигант» был зафиксирован 27 августа 1998 г. 27 декабря 2004 г. произошел четвертый, самый мощный, гамма-всплеск, который даже зачисляют в отдельный класс подобных явлений.

Спутник «Коронас-Ф» находился в этот момент в тени Земли. Аппаратура на нем зашкалить не могла, поскольку на пути потока была Земля. Спутник зафиксировал ту малую часть потока, которая отразилась от Луны. Именно такое обстоятельство, похожее на миф о горгоне Медузе, позволило ученым впервые дать оценку очень короткой начальной и самой мощной части гигантского выброса энергии МПГ.

Помните, легенду о горгоне Медузе? Персей, чтобы не смотреть в глаза смертоносной Медузе, следил за отражением в отполированном щите, а потому не окаменел, а вышел победителем. Гамма-всплеск, отразившийся от Луны, как от щита древнегреческого героя, не ослепил аппаратуру и показал, что по мощности этот всплеск МПГ превосходил все предыдущие как минимум в десятки раз. Однако расстояние до источника МПГ оценивается по-разному, примерно от 50 тыс. световых лет до вдвое меньшего расстояния. Несмотря на такую разницу в оценке расстояния, влияющей и на оценку энергии взрыва источника МПГ, он все же является самым мощным за всю историю изучения гамма-всплесков. Удачно обнаруженное одним из спутников послесвечение источника данного МПГ в радиодиапазоне позволило оценить его как достаточно протяженный в космосе объект, а скорость разлетания его вещества оценивалась как 0,2–0,3 скорости света. Напомним, что скорость света составляет 300 000 км/с.

Скорость впечатляет, но что является ее источником? По мнению ученых, такая скорость соответствует гипотезе о связи МПГ с такими экзотическими космическими объектами, как магнитары, модель которых была предложена еще в 1992 г. В гипотетических магнитарах энергия выделяется при перестройке основных линий магнитного поля. Вспышки на магнитарах в какой-то мере подобны солнечным вспышкам, но энергия их магнитного поля очень велика, а силовые линии «зацеплены» за чудовищно плотное вещество – кору нейтронной звезды. Что мы знаем сегодня о «звездотрясениях»? Возможно ли, чтобы тряслась поверхность звезды? Перестройки магнитосферы на магнитарах могут происходить из-за подвижек коры или из-за плазменной неустойчивости. Число нейтронных звезд в нашей Галактике оценивается в несколько сотен миллионов, возраст Галактики составляет примерно 10 млрд лет, а ученые зафиксировали лишь несколько предполагаемых магнитаров, время «жизни» каждого из которых оценивается в несколько тысяч. Получается, что только несколько процентов нейтронных звезд рождается со сверхсильными магнитными полями, а время «жизни» каждого магнитара является по масштабам космоса очень небольшим.

Учитывая ничтожный для космоса срок существования нашей цивилизации (всего несколько тысяч лет, в то время как крупные космические тела существуют и развиваются в течение миллионов и миллиардов лет), мы можем почти не опасаться, что именно в этот «миг» столь редкий и «короткоживущий» объект, как магнитар, появится и будет взрываться в том самом районе Галактики, в котором совершает свое извечное движение наша Солнечная система.

Пример 3. Самый древний из найденных

Американские ученые начали исследования очень редкого метеорита Tagish Lake, упавшего на территории Канады в январе 2000 г. Уникальность этого небесного тела, возраст которого составляет 4,5 млрд лет, заключается в том, что оно состоит из вещества, которое не изменялось с начала формирования Солнечной системы.

Метеорит был найден канадцем Джимом Бруком, обнаружившим небесное тело в толще льда замерзшего озера. Возможно, с помощью этого метеорита исследователи больше узнают о происхождении Солнечной системы или даже жизни на Земле, которая могла прийти из космоса.

Пример 4. Парадоксы пространства

Земля – не инерциальная система, она вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца, Солнце движется в Галактике, и все объекты Вселенной вращаются. Вселенная расширяется, свойства вакуума постоянно меняются, непостоянны и другие физические величины, связанные со свойствами вакуума. Гравитация вытекает из свойств вакуума. Зная природу гравитации, можно вычислить скрытую во Вселенной массу. Зная эволюцию Вселенной, можно понять скрытую энергию.

Сегодня стало модным критиковать теорию Эйнштейна и сценарий Большого взрыва. Некоторые исследователи, например Е. А. Бутяева, полагают, что возраст Вселенной больше, чем принято считать в современной астрофизической картине мира. Действительно, постоянная Хаббла задает скорость разбегания. Во Вселенной предполагается существование особых условий, при которых ход времени замедляется. Известно, что Солнце образовалось не из первичного вещества, а после взрыва сверхновой.

Граница расширяющейся Вселенной движется со скоростью света – действительно, свет не может обогнать границу, так как перед ней нет вакуума, т. е. нет среды для распространения света. Мы находимся ближе к области Большого взрыва, чем к границе Вселенной, – на границе Вселенной реликтовое излучение практически отсутствует, а в нашем районе оно почти одинаково в любом направлении (разница в 0,4 % говорит о направлении движения Земли во Вселенной).

Вселенная расширяется после Большого взрыва, затем сжимается к новому Большому взрыву под действием гравитационных сил. Наша Вселенная находится сейчас в стадии замедления расширения. По современным описаниям структуры мира может существовать бесчисленное множество вселенных, которые циклически расширяются и сжимаются, но развитие идет по спирали – образуется новый вакуум с новыми свойствами. Тепловой смерти нет. Смерть Вселенной ведет к зарождению новой Вселенной – новой жизни.

Известный ученый В. Г. Ацюковский полагает, что вакуум (эфир) неисчерпаем. В его книге «Физика – наука о вакууме» можно найти много интересного.