Юрий Фиалков - Свет невидимого

• Название: Свет невидимого
• Автор: Юрий Фиалков
• Издательство: Детская литература
• Жанр: Детская образовательная литература
• Год: 1984

Книга эта о радиоактивности. Той самой радиоактивности, которая была открыта на рубеже XIX и XX веков и которая во многом определила развитие не только физики, но и всех иных разделов естествознания.

Без малого два десятилетия назад автор уже написал книгу о том, как явление радиоактивности послужило химии и геологии, медицине и археологии, биологии и космогонии («Ядро — выстрел!», издательство «Детская литература», 1966 г.). Но события в науке в наше время развиваются стремительно. Вот почему автору свою прежнюю книгу пришлось существенно переработать и дать ей другое название.

---

Я снова, уже не впервые на страницах этой книги, возьму на себя смелость классифицировать астрономические теории. И если в этой классификации окажутся какие-либо неточности, прошу астрономов извинить меня, хотя бы во имя этой смелости.

Одна группа теорий предполагает, что планетные системы, в частности, наша Солнечная система, образуются после того, как сформировалась и начала функционировать звезда. Другие теории отстаивают положение, согласно которому планеты и звезда, которой они принадлежат, образуются одновременно.

Научная теория, хорошая научная теория, как и хорошая версия хорошего следователя, должна включать и объяснять все известные факты. Так вот, одним из таких фактов, которыми проверялась каждая теория происхождения планет, служит внутреннее тепло планеты.

Говоря откровенно, наука до сих пор не очень хорошо представляет себе, как устроены глубинные слои нашей планеты. До сих пор по этому поводу идут споры, выдвигаются и обсуждаются различные, часто взаимно исключающие друг друга гипотезы (пока только лишь гипотезы).

Что поделаешь? Познать процессы, протекающие от нас за десятки, а то и сотни световых лет, бывает подчас легче, чем узнать, что происходит у нас под ногами на глубине нескольких тысяч, а то и сотен километров. Ведь телескоп с легкостью пробивает толщу в миллиарды километров, отделяющую нас от какой-нибудь звезды, но не может заглянуть в глубь Земли даже на полсантиметра. Впрочем, он для этого и не предназначен. Но и специальные приборы для исследования Земли отвечают на интересующие геологов вопросы далеко не с той точностью, какая нужна сегодня науке. С помощью специального сверхглубокого бурения можно проникнуть в земную кору на расстояние до полутора десятков километров. С помощью специальных взрывов можно «прощупать» планету в глубину на несколько десятков километров. Можно добыть сведения об электропроводности вещества на глубине в несколько сот километров. Пожалуй, все. Об остальном судят на основании различных косвенных измерений, выводов, предположений.

Однако что бы там в глубинных слоях планеты ни происходило, «хозяин» тех областей — высокая температура. Вулканическая лава, нагретая до нескольких сот градусов, — достаточно красноречивое тому подтверждение. С глубиной температура быстро растет — об этом говорят прямые замеры в глубоких и сверхглубоких скважинах, а также элементарная физика, справедливо утверждающая, что с повышением давления должна расти температура пород земной тверди.

Сегодня мы уже не просто предполагаем, а знаем с исчерпывающей полнотой, что раскалена внутри не только Земля, но и наши соседи по Солнечной системе, во всяком случае, ближайшие соседи. Явные следы извержения вулканов найдены на Луне, Марсе и Меркурии; на Луне советскому астроному Козыреву удалось даже наблюдать само извержение. На Луне и на Марсе проведены непосредственные измерения температуры поверхности и в скважинах (правда, пока неглубоких).

Невозможность объяснить происхождение глубинного тепла планет погубила те теории происхождения планетных систем, согласно которым планеты образовались из «своей» звезды уже после того, как звезда сформировалась, и следовательно, планеты должны были получить тепло от родительницы, так сказать, в готовом виде.

В предыдущей главе уже рассказывалось о расчетах Кельвина, расчетах, полностью подтвержденных многими другими учеными, расчетах, согласно которым расплавленный шар размером с Землю должен был совершенно остыть за каких-нибудь два с половиной десятка миллионов лет. Уничижительное «каких-нибудь» по отношению к внушающему почтение сроку 25 000 000 лет в данном случае оправдано, так как эти 25 миллионов лет — миг по сравнению с истинным возрастом нашей планеты.

А ведь Земля не только не остыла за свой немалый век — 4,5 миллиарда лет — но и сохранила, причем хорошо сохранила, глубинное тепло, которое, по утверждениям геологов, за последние несколько сотен миллионов лет остается на одном уровне.

Стало быть, у Земли, как и у ее сестер и братьев по Солнечной системе, тепло свое, не заимствованное. А раз так, то какие печки поставляют это тепло? Что горит в этих печках и кто их кочегарит?

А печки и впрямь внушительные. За год из недр нашей планеты на ее поверхность поступает 2·1018 — два миллиарда миллиардов — килоджоулей тепла. Это очень много. Для того чтобы выделилось такое количество тепла, надо сжечь 1014 — сто тысяч миллиардов — тонн хорошего каменного угля или 5·1013 — пятьдесят тысяч миллиардов — тонн нефти. Столько угля и столько нефти не только не было добыто за всю историю человечества, но и, наверное, столько их не содержалось никогда в земных недрах.

Единственное, даже напрашивающееся, указание на источник внутреннего планетного тепла дали исследователи радиоактивности. Им хорошо, еще с первых исследований этого явления, было известно, что радиоактивный распад сопровождается выделением тепла. Так, грамм урана в год выделяет 3 джоуля, грамм калия — 0,00002, две стотысячных джоуля.

Две стотысячных джоуля — величина ничтожная, да и три джоуля — не бог весть как много. Но урана в земной тверди достаточно много, а калия и вовсе астрономическое число тонн. А кроме того, имеются и другие радиоактивные элементы.

Словом, когда подсчитали, какое количество тепла должны выделять все радиоактивные элементы, находящиеся в земных недрах, получилось 2·1018 килоджоулей. Совпадение из числа тех, которые принято сопровождать эпитетом «впечатляющее».

Оказывается, внутреннее тепло планет имеет радиоактивное происхождение. Каких-то «несчастных» джоулей, на которые раньше и внимания-то не обращали, вполне достаточно, чтобы поддерживать недра планет в расплавленном состоянии.

Теперь понятно, что горит в планетных печах и кто эти печи кочегарит? «Горят» радиоактивные элементы, кочегаром же служит радиоактивный распад.

Открытие источника внутреннего планетного тепла относится к числу тех основных аргументов, которые позволили с достаточной категоричностью утверждать, что Солнце и его спутники возникли примерно в одно время. А поскольку возраст Земли по радиоактивным часам был определен достаточно точно, стал известен и возраст Солнечной системы, и многое, очень многое о том, как вообще могут возникать планетные системы.

На страницах этой книги уже не раз приходилось вспоминать слово «мировоззрение». Разное оно может быть, мировоззрение.

Можно думать, что Земля — центр мироздания, а следует знать, что наша планета — малая из частиц безбрежной Вселенной.

Можно считать, что человек — предопределенное свыше творение «высшей силы», а следует знать, что человек — один из этапов развития органической жизни во Вселенной.

Можно предполагать, что образование планетных систем — редчайший, уникальный случай во Вселенной. Но можно стать и на иную точку зрения: образование планет — закономерное следствие процессов концентрирования материи в поле тяготения.

Разное оно бывает, мировоззрение…

* * *

Мал человек в сравнении со Вселенной, ничтожны его силы в сравнении с силами, вызывающими к жизни звезды, мал срок его жизни в сравнении с жизнью планет. Но всесилен его разум. Разум, благодаря которому уже сегодня, на заре развития человечества — потому что человечество будет существовать счастливо и долго, — человек доказал, что Вселенная бессмертна, что процессы, протекающие в ней, неизбежно ведут к обновлению, что во Вселенной всегда весна!

Глава IV О Наполеоне Бонапарте, растворимости и многом другом

Мироздание, космогония, возраст Земли, происхождение элементов… Здесь радиоактивность сказала решающее слово. И вот еще одно обширное поле, к которому приложена деятельность радиоактивности — химия.

* * *

Известия с острова Святой Елены доходили скупо. Цензура свирепо вычеркивала из газет любое упоминание о низложенном императоре. И все же вся Франция и весь мир знали, что происходит на острове, затерявшемся в южной части Атлантического океана.

Нет, не все обстояло идиллически в резиденции Наполеона! Бывший император вел размеренный образ жизни, принимал последовавших за ним в ссылку подчиненных, ежедневно выезжал на конные прогулки, устраивал приемы, диктовал письма и мемуары.

Но борьба императора с Англией не прекращалась. Правда, теперь ему противостояла не великая морская держава, а всего лишь худосочный гарнизон Джемстоуна, добрая половина офицеров которого, кстати, относилась к Наполеону с нескрываемой почтительностью. А переговоры Наполеон должен был вести не с правительством Георга III, не с хитрым и велеречивым Питом Младшим, не с изворотливым Персевалем, а всего-навсего с губернатором острова — тупым и ограниченным служакой Гудсоном Лоу.