М. РЕБРОВ
МОСТЫ СКВОЗЬ ВРЕМЯ

М. Ребров
люсты
сквозь
ВРЕМЯ
МОСКВА < МАШИНОСТРОЕНИЕ > 1989

Рецензент чл.-корр. АН СССР С.С. Герштейн
Ребров М.Ф.
РЗ1 Мосты сквозь время. — М.: Машиностроение. 1989. — 168 с.: ил.
ISBN 5-217-00607-2
В популярной и увлекательной форме рассказано о современных инстру¬
ментах познания, о бесконечном океане Вселенной и той ’’вселенной”, что
заключена в маленькой ’’горошине” - атоме, об интереснейших открытиях
земных и космических физиков, о ’’Протонах” и ’’Астронах”, ’’Электронах”
и ’’Прогнозах”, ’’Салютах” и ’’Мире”, модулях ’’Квант”, серпуховском ускори¬
тельном кольце и циклотронах Дубны, радиотелескопе РАТАН-600 и опти¬
ческом ”оке” БТА-6. Читатель узнает, что дистанция между атомом и космо¬
сом, порой представляющаяся беспредельной, на самом деле не столь велика,
и многие тайны бесконечной Вселенной и маленького атома едины.
Для широкого круга читателей.
3500000000-298
Р 	 298-89
038 (01)-89
ББК 72
ISBN 5-217-00607-2
©Издательство ’’Машиностроение”, 1989

’’Звездная катастрофа разыгралась в соседней галактике Большое
Магелланово облако, находившееся от нас на расстоянии 50 килопарсек.
По астрономическим меркам — это мизерное расстояние, а по земным —
невообразимо огромное. Самый быстрый в природе путешественник —
свет — преодолевает его за 150 тысяч лет. Ученые всего мира с живейшим
5

интересом наблюдают и анализируют событие, которое в реальности про¬
изошло, когда на Земле еще не было гомо сапиенса - человека разум¬
ного”.
* «
*
’’Баксанская нейтринная обсерватория Академии наук СССР, а также
установки США и Японии зафиксировали волну нейтринного потока...”
* *
♦
’’Появившийся ’’младенец” (родилась новая звезда) выглядит отлично:
по светимости он превосходит наше Солнце в десять миллионов раз, а мо¬
жет быть, и больше. Во всяком случае он станет ’’голубой звездой” с ог¬
ромной массой...”
* *
♦
’’...Обнаружена новая элементарная частица аш-мезон. Значительным
событием стало открытие нового типа симметрии в физике высоких энер¬
гий — закономерности, именуемой сейчас масштабной инвариантностью.
Она косвенно свидетельствует в пользу существования кварков — еще
более ’’элементарных” частиц, из которых могут состоять уже известные”.
* *
*
’’Важный шаг на пути познания фундаментальных проблем, связанных
с происхождением и эволюцией Вселенной, удалось сделать советской на¬
уке. С помощью высокочувствительного радиотелескопа, установленного
на борту космической автоматической станции ”Прогноз-9”, успешно нача¬
ты исследования так называемого реликтового излучения, сохранившего¬
ся, согласно гипотезе ’’Большого взрыва”, с момента начала расширения
Вселенной”.
* *
*
”На орбитальном научном комплексе ’’Мир” — ’’Квант” выполняется
обширная программа астрофизических исследований... С помощью орбиталь¬
ной международной обсерватории ’’Рентген”, установленной на модуле
’’Квант”, выполнен первый эксперимент. Объектом наблюдений была вы¬
брана сверхновая в Большом Магеллановом облаке...”
* *
*
Эти сообщения, переданные многими телетайпами во все уголки пла¬
неты, будоражили воображение, рождали споры, дискуссии и, конечно же,
ожидание новых результатов и открытий.
6

Астрономия, как известно, - древнейщая из наук. Но лишь в прошлом
веке мы узнали об истинных расстояниях до ближайших звезд и только
в нынешнем столетии о том, что помимо нашей существуют и другие галак¬
тики, что мы живем в ’’разбегающемся мире”, что существует так называ¬
емая ’’скрытая масса”, что принятые ранее шкалы ’’времени” и ’’расстоя¬
ний” требуют уточнения... Словом, еще предстоит разобраться во всем этом
’’хозяйстве” и ответить более определенно и строго на тысячу ’’почему”.
В этой книге читатель познакомится с некоторыми драматическими
событиями, происходящими в окружающем нас мире. Начнем же мы рас¬
сказ с небольшого отступления от темы.
Каждый день приносит нам вести об открытиях и свершениях науки.
Великих и малых. Но соединенные вместе, воплощенные, как говорится,
в металл, внедренные в практику, они и являются научно-техническим
прогрессом - той базой, которая имеет исключительное значение для вступ¬
ления в новую технологическую эру XXI века. Так ставит вопрос наше
время — время революционных свершений в науке и технике.
Реакторы, квантовые генераторы, быстродействующие ЭВМ, электрон¬
ные микроскопы, МГД-генераторы, ускорители заряженных частиц, гигант¬
ские радиотелескопы, орбитальные научные комплексы... Отличительная
черта этих и многих других устройств — совершенство, небывалые возмож¬
ности, устремленность в будущее.
Покорение высот и скоростей, проникновение в мир сверхмалого и
сверхбольшого, все возрастающая точность — символы нашего века, века
атома и космоса, уникальных машин и удивительных материалов, дерзно¬
венных замыслов и не менее дерзновенных свершений.
В науке часто возникают интересные взаимосвязи между разными
областями знания. Сегодня специалисты единодушно отмечают усиленное
проникновение ’’космических представлений” в материаловедение, геоло¬
гию, биологию, медицину, иные науки — в них прослеживается своеобраз¬
ная ’’космизация мышления”. Все это так. Однако, говоря о тех огромных
достижениях космонавтики, которые появились в последние годы, о ее фун¬
даментальных и прикладных аспектах, нельзя забывать о главном направле¬
нии современной науки: о работах, которые продвигают вперед не только
какую-то одну область знаний, но и все естествознание в целом.
Закономерен вопрос, каково же оно, это главное направление? Одно¬
значный ответ здесь не подходит. И вовсе не потому, что ни у кого нет права
делить науки на главные и второстепенные.
Судите сами, что важнее — новые открытия в области Термоядерной
энергетики, радиоэлектроники, механики, химии полимеров, генной инже¬
нерии, молекулярной физики или сверхпроводимости? Для человека, углуб¬
ленно занимающегося, скажем, теорией автоматического регулирования
или созданием супер-ЭВМ, все остальное может показаться более простым
7

и менее важным, хотя бы потому, что он меньше всего об этом знает и
думает. На самом деле это совершенно не так. Чтобы не предвзято отве¬
тить на поставленный вопрос, нужен некий общий взгляд на науку - с пози¬
ций новых плодотворных идей, экспериментов, ожидаемых результатов,
иными словами, с точки зрения их воздействия на научную мысль в целом.
В какой бы области знаний ни работал ученый, ему - исследователю -
очень часто приходится оценивать свою работу. Сразу же возникает вопрос:
с каких позиций подходить к этому нелегкому делу? Какие результаты
следует считать действительно ценными?
Мы часто говорим (и это вполне справедливо) об экономическом эф¬
фекте тех или иных разработок. Можно ли оценить окупаемость, отдачу
фундаментальных исследований?
— В общем смысле — нет. — Отвечает вице-президент Академии наук
СССР академик А.А. Логунов. — Ведь они не всегда рассчитаны на близкий
практический выход. Иногда трудно что-либо сказать о сроках их реализа¬
ции или провести конкретный расчет того, что дают фундаментальные науки
народному хозяйству. Но есть другой показатель: революционизирующее
воздействие ’’чистой” науки. Вспомним, что важнейшую роль в подготовке
научно-технической революции сыграли успехи естествознания в первой
половине XX века, когда произошел коренной перелом во взглядах на
материю и сложилась новая картина мира. Началось качественное преобра¬
зование производительных сил на уровне превращения науки в ведущий
фактор развития общественного производства.
Целые отрасли производства возникают вслед за новыми направления¬
ми и открытиями: радиоэлектроника, атомная энергетика, химия синте¬
тических материалов, производство ЭВМ и т.д. Этот процесс, естественно,
будет развиваться и дальше.
Однако, оценивая экономический эффект от внедрения в производство
того или иного достижения, обычно его связывают с конкретными инженер¬
ными разработками, иногда забывая о тех научных результатах, на которых
они базируются. Каждый решительный успех в познании физических за¬
конов существенно расширяет власть человека над силами природы и при¬
водит к значительному прогрессу в технике и промышленности.
Достижения электродинамики, квантовой механики, атомной и ядерной
физики составляют сейчас основу технической революции. Несомненно,
что открытие строения элементарных частиц и свойств их взаимодействия
будет таким же шагом вперед, как и открытие строения атома и атомного
ядра. Например, если подтвердится экспериментально гипотеза тяжелых
кварков, это будет означать, что элементарные частицы таят в себе запасы
энергии в тысячу раз большие, чем атомные ядра.
— Впрочем, не обязательно заглядывать так далеко, — оговаривает
ученый, — чтобы увидеть практический результат сегодняшних фундамен-
8

тальных исследований. Грань между наукой фундаментальной и прикладной
нередко становится довольно зыбкой.
Известный советский химик академик ИЛ. Кнунянц так сформулировал
свою позицию:
— Соблазнительнее всего оценивать труд ученого с точки зрения вы¬
годы для практики, то есть с утилитарных позиций. Но я всегда считал^
что утилитарная значимость не должна рыть единственным критерием цен¬
ности научного исследования. Теоретическую же значимость не выразишь
в рублях, но от этого ее ценность нисколько не снижается. Я считаю, что
главное в науке — насколько фундаментальные исследования продвигают
вперед теоретические представления, теорию. Отсюда, конечно, не следует,
будто ученый имеет право отмахиваться от нужд промышленности. Вовсе
нет. Выход в практику, безусловно, очень важен. Но без фундаментальных
исследований, без ’’чистой” науки трудно ожидать хороших практических
результатов. И те работы, в которых мне удалось добиться успехов, осно¬
вывались прежде всего на новых для того времени теоретических пред¬
ставлениях.
Наука — поразительная вещь. Она не терпит равнодушия и снобизма,
благосклонна лишь к тем, кто смело дерзает, увлечен поиском, озабочен
накоплением знаний, умеет мыслить самостоятельно. Наук неинтересных
не бывает, и нет науки, где невозможны большие открытия. В этой
связи возникает вопрос: каких же новых открытий можно ожидать в физи¬
ке, химии, астрономии, квантовой механике, газодинамике?.. Трудный,
хотя и закономерный вопрос. Прежде чем попытаться ответить, хочу сде¬
лать одну оговорку. Она крайне необходима, когда речь идет о дерзких
попытках предвидения в науке. Надо признать, что фантазия человеческая
при всей смелости полета мысли, ограничена. К сожалению, а может быть,
к счастью, она не в состоянии предсказать крупные открытия, которые
порой в корне меняют пути прогресса в самых различных областях знаний,
вызывают к жизни новые отрасли производства.
История науки знает случаи очень смелых прогнозов. Но они не возни¬
кали из ничего, не строились ”на песке”, а вырастали на определенной науч¬
ной почве. Именно эта почва и питала отдельные, пусть слабые ростки и даже
зерна идей. И, конечно же, от общего уровня фундаментальной науки в ко¬
нечном счете зависела реальность прогноза — от научного задела, от разви¬
тия теоретической мысли.
Случались и курьезы. Вспомним Наполеона. Ознакомившись с идеей
и проектом парового судна, он сказал в раздражении изобретателю: ’’Это
чушь. Кто подослал тебя ко мне? Ты хочешь, чтобы я поверил в бредовую
идею, будто бы паром можно двигать корабли? Ты замышляешь о подрыве
казны Франции и хочешь, чтобы я поверил первому встречному шарлатану”.
Эту роковую ошибку император совершил, увы, не сам. Его убеждали
9

ученые: Лаплас, Монж, Вольней. Лучшие умы Франции того времени оказа¬
лись не в состоянии оценить значение парового двигателя для морского
флота.
Нечто подобное произошло, когда химик Шатэн сообщил о найденной
им взаимосвязи между содержанием йода в ’’окружающей среде” и чис¬
лом больных зобом. Его вывод был опротестован коллегами.
Когда Эдисон демонстрировал свой фонограф в Парижской академии
наук (демонстрировал, а не излагал теорию!) в ответ раздались крики:
’’Этого не может быть! Шарлатанство!” А такой авторитет, как Бульо, зады¬
хаясь от бешенства, схватил изобретателя за лацканы: ’’Негодный плут! —
кричал он. — Вы думаете, мы позволим дурачить высшее ученое учреж¬
дение!”
Но тот же Эдисон считал, что двигатель переменного тока — ’’это вздор,
не имеющий будущего”. Э. Резерфорд сомневался в возможности примене¬
ния атомной энергии, а другой Нобелевский лауреат - Р. Милликен — за¬
явил в 1930 году, что ’’расщепление атома не может дать человечеству
сколь-нибудь заметного количества энергии”.
С учетом этой оговорки рискну высказать суждение: любой науке
в ее ’’чистом” виде, то есть в отрыве от других, не дано, пожалуй, познать
никаких новых законов природы. Не хотелось бы выглядеть категоричным
и повторить сомнительное суждение о том, что в ряде ’’старых” наук уже
все сделано и открывать больше нечего. Хотя вряд ли опровержим тот факт,
что человечество уже давно исчерпало возможность пополнять свой арсе¬
нал сведениями и умениями, лежащими на поверхности, на уровне наблюде¬
ний и так называемого здравого смысла. Ныне необходимы глубинный
поиск, тонкий эксперимент, чтобы познать самые сокровенные законы и
тайны природы.
Не помню, кто из ученых говорил, что наука, устремляясь к вершинам,
осуществляет вначале прорыв с первого этажа на второй, потом ее дости¬
жения распространяются по всему этому этажу, иными словами, внедряются
в практику, обогащают и изменяют производство. Затем в каком-то месте —
снова внезапный рывок на следующий этаж. И опять медленное распростра¬
нение по всему этажу до нового прорыва. Таков путь к вершинам.
Сравнение по сути своей правильное. Следует только добавить, что
никто и никогда не сочтет число этих этажей, ибо наука трудится в здании,
имя которому природа, мир.
Среди фундаментальных отраслей современного естествознания, участ¬
вующих в познании ’’сверхбольшого” и формировании научного мировоз¬
зрения, особое место принадлежит космологии — науке поистине уникаль¬
ной по своему предмету исследования и философскому содержанию. Ведь
она интересуется структурой не какого-нибудь отдельного, ограниченного
в пространстве и времени объекта, а ’’системой всех систем” — Вселенной,
10

частью которой являемся мы сами. Этим определяется и масштабность,
направленность космологического мышления; в конечном счете человек
не только познает устройство и функционирование Вселенной самой по себе,
но и свою роль и место в мироздании.
Современные технические средства научных исследований нередко по¬
ражают воображение своей сложностью, точностью, конструктивным совер¬
шенством. Во всем мире известно гигантское ’’кольцо” открытий — Серпу¬
ховский ускоритель частиц, с помощью которого разгадано немало тайн
строения материи; Баксанская ядерно-физическая установка, положившая
начало нейтринной астрономии, орбитальные космические комплексы
’’Мир”, ’’Энергия”, ’’Буран”, уникальные эталоны, прессы сверхвысокого
давления, крупные лазерные системы, радиотелескоп РАТАН-600...
Научное оборудование позволяет проникать в микро- и макромир,
прокладывать путь к новым источникам энергии, создавать небывалые кон¬
струкционные материалы, выращивать неизвестные в природе кристаллы,
видеть невидимое, измерять физические величины с высочайшей точностью.
Инструменты познания — один из определяющих факторов повышения
эффективности науки, ее практической отдачи.
При помощи все более и более сложных приборов — земных и косми¬
ческих — астрономическая наука познает все более отдаленные объекты и
посредством все более уточненных теоретических положений и предположе¬
ний позволяет составить представление о том, как выглядит макрокосмос.
Астрономия сосредотачивает свое внимание не только на огромных расстоя¬
ниях (миллионы и миллиарды световых лет), но и на весьма продолжитель¬
ных отрезках времени. Как развивалась и развивается Вселенная на протя¬
жении миллионов и миллиардов лет? Что было в прошлом и что ожидает нас
в ближайшее время? Можем ли мы предсказать, что случится в далеком буду¬
щем? Мы знаем, что с астрономической точки зрения наша цивилизация
очень мала и очень молода. А есть ли у нас братья по разуму в бесконеч¬
ных просторах Вселенной, столь же смелые в своих попытках постигнуть
астрономическую бесконечность?
Существует и мир сверхмалого особый мир атомов и субатомных час¬
тиц. Мы сами, как и все вокруг нас, состоим из них, и для нас представляет
первостепенный интерес понять эти строительные кирпичики, из которых
сложено все нас окружающее. Но они, эти крохотные частицы, не так просты,
как это казалось раньше: взамен каждой тайны, разгаданной атомной физи¬
кой, появляются все новые, более глубокие и загадочные тайны.
У каждой науки или определенной группы наук свои законы. Порой
они носят частный характер, в других случаях действуют в более общей
форме. Конечной же целью естественной науки является ’’построение”
общего закона, который бы объяснил все наблюдения и эксперименты.
Сегодня никто из ученых не рискует назвать даже приближенно сроки
11

достижения этой цели. Сходятся в одном: работать и искать предстоит дол¬
го. Но ведь мы уже прошли немалую часть пути, свидетельством тому слу¬
жат достижения в довольно обширных и важных областях науки, так
наука об электричестве все известные явления смогла подытожить в единый
закон.
О сверхмалом и сверхбольшом, об атоме и Вселенной расскажет эта
книга. Она поведает о безбрежном мире звезд и галактик, о бесконечной
Вселенной и о той Вселенной, что заключена в маленькой незримой ’’го¬
рошине”, о величии и таинственности внутриатомного мира и о том ’’ве¬
ликом объединении”, которое их связывает.
Читатель узнает об интереснейших открытиях физиков на стыке
невообразимо больших и исчезающе малых пространств, получит нагляд¬
ное представление о ’’странном” мире, с которым столкнулись ученые, о
сложных проблемах, которые пришлось и предстоит еще решить на трудном
пути познания.
Природа миллионы и миллиарды лет ваяла окружающий нас мир. Фан¬
тазия ее порой кажется непостижимой. Примечательно и то, что каждое но¬
вое научное открытие, решая старые проблемы, сразу же создает новые.
И если мы больше узнаем, то у нас возникает больше вопросов. Справед¬
ливо сказано: ’’Наше знание - остров в бесконечном океане неизвестного,
и чем больше становится сам остров, тем больше протяженность его границ
с неизвестным”.
Наш рассказ будет о поиске научной истины в век ошеломляющих
свершений, невероятных расстояний и немыслимых скоростей, огромных
энергий и фантастических превращений, о поисках и открытиях в век, ко¬
торый мы сегодня называем атомно-космическим.
Признаюсь: мне хотелось, чтобы в этом повествовании было как можно
меньше моих собственных суждений. Ведь я не участвовал в экспериментах
и исследованиях, о которых пойдет речь, а был лишь сторонним свидетелем,
наблюдателем, слушателем, которому довелось узнать интереснейшие исто¬
рии, которые еще совсем недавно будоражили воображение писателей-фан¬
тастов, а теперь обрели реальность. Автору многим помогли ученые, читав¬
шие ранние варианты рукописи и предложившие интересные добавления.
Особенно я обязан физикам: члену-корреспонденту АН СССР С.С. Герштей¬
ну, доктору физико-математических наук профессору ЛД. Соловьеву и
кандидату физико-математических наук Ю.Г. Рябову за постоянную мо¬
ральную поддержку и добрые советы по усовершенствованию замысла.
12

«НЕОЖИДАННОСТИ»* НОВАЯ МОДЕЛЬ АТО¬
МА • ПОСТИЖИМОСТЬ ЧУДА
"Есть режим!" Эти слова прозвучали в 1937 году в Ленинграде в момент
начала работы первого в Европе циклотрона, ускоряющего ядра изотопа
водорода — дейтерия.
"Есть зажигание!" — раздалось в динамиках, и космическая ракета
устремила в небо первый искусственный спутник Земли. Можно ли сравнить
13

что-либо с событием, которое положило начало новой эре человечества?
Прорыв в космос означал для землян вступление на порог новых открытий,
теперь уже за пределами планеты, в мире сверхбольшого.
Казалось бы, ничего не объединяет два приведенных сюжета, один из
которых связан с городом на Неве, а другой с Байконуром, что в опаленных
солнцем среднеазиатских степях. Между тем оба события, разделенные
пространством и временем, имеют прочную нерасторжимую связь.
Каждому из нас приходится иметь дело с физикой и химией, обращаться
за помощью к медицине, читать об удивительных находках археологов,
многотрудных поисках криминалистов, узнавать о новых свершениях в кос¬
мосе, соприкасаться со многими науками, различными вещами. И все, что
нас окружает, имеет количественное выражение.
Мы живем в мире чисел. Всезнающая статистика, готовая ответить
на любой наш вопрос, непрерывно, добросовестно и скрупулезно суммирует
единицы времени и расстояний, скоростей и частот, мощностей и энергий,
трудовые и интеллектуальные усилия миллионов людей для того, чтобы
в любой момент дать количественную оценку тому или иному событию, фак¬
ту, открытию и поразить наше воображение масштабами происходящего
в природе, в науке, в обществе.
Огромные потоки чисел и числовых рядов, прокручиваемых в элект¬
ронном ’’мозгу” компьютеров, порой столь велики, что представляются
нам неудержимо устремленными к тому символу, который еще на школь¬
ных уроках математики мы привыкли обозначать знаком бесконечности.
Миллион, миллиард, триллион... Огромные цифры. Порой даже трудно
представить, что же выражает столь большое число. А тысяча триллионов —
квадрильон, а октильон (1 и 27 нулей), а нонильон (1 и 30 нулей) ановем-
децильон (1 и 60 нулей) ! Есть еще и гуголь — единичка и сто нулей. Непо¬
стижимо много! Попытайтесь поставить его вровень с каким-либо другим из¬
вестным вам большим числом. Расстояние до Солнца? Оно оценивается
миллионами километров, примерно 1,5-ІО8. Число секунд, которыми ис¬
числяется возраст нашей Вселенной? Тоже слишком мало — ІО17. Число
молекул в кубе с ребром, равным одному метру, при атмосферном дав¬
лении? И этого мало — 2,7 • 10 25...
Для чего же понадобились столь огромные числа? Они нужны для оценки
масштабов ’’вещей и явлений”, с которыми человек имеет дело уже сегодня.
Окружающий нас мир космоса невообразимо огромен. Расстояния в нем
измеряются не километрами, а световыми годами. Один световой год —
это около 10 триллионов километров, которые свет проходит за один год.
Время в космических масштабах измеряется миллиардами лет, а масса —
в массах Солнца (наше дневное светило имеет массу 1,99 • ІО3* г, что в
330000 раз больше массы Земли).
Представить масштабы Большого Мира очень трудно, но необходимо -
14

этого требует сама жизнь, не говоря уже о простом человеческом любопыт¬
стве. Люди Земли начали покорять безбрежный океан Вселенной. Отправля¬
ясь в дальние путешествия или посылая в неведомое автоматических раз¬
ведчиков» необходимо подготовить звездные лоции, точные расчеты. К то¬
му же небезынтересно знать, что размеры нашей Солнечной системы —
1,2 • ІО15 см, диаметр Галактики - 3 • ІО22 см, видимой Вселенной —
ІО28 см...
В нашей Галактике около ІО11 (сто миллиардов) звезд. В наблюдаемой
области Вселенной около ІО10 (десять миллиардов) галактик . Всего в
видимой нами Вселенной должно быть приблизительно ІО21, то есть
1 000 000 000 000 000 000 000 звезд. Огромность этой величины представить
достаточно трудно. Чтобы собрать столько песчинок, нужен сосуд объемом
в 1000 кубических километров, а это соизмеримо с несколькими Эльбруса¬
ми, Для размещения библиотеки, в книгах которой содержится ІО21 букв
(не страниц, не строчек, а именно буквенных знаков!),потребуется стеллаж
в 10 миллионов полок, каждая длиной от Земли до Луны. Чтобы просто
пересчитать такое количество предметов, затрачивая на каждый одну секун¬
ду и работая без отдыха круглые сутки, человеку понадобилось бы чуть ли
не миллион миллиардов лет.
Каждый шаг развития приводил к познанию больших расстояний. В
большинстве случаев мы получали возрастание в 10 и более тысяч раз.
Огромность такого увеличения становится наглядной, если вспомнить, что
длина руки человека в 10 000 раз больше толщины волоса, а рост человека
примерно во столько же раз меньше расстояния в 10 км. Даже множитель
в один миллион, который определяет расстояние /до ближайшей звезды
по сравнению с расстоянием от Земли до Солнца, можно сделать осязаемым
для восприятия. Скажем, расстояние от Земли до Сириуса настолько же
ближе расстояния от Земли до Солнца, во сколько длина 100 метров больше
толщины человеческого волоса.
И все-таки наше воображение изменяет нам, когда мы пытаемся охва¬
тить все эти расстояния, временные интервалы, масштабы... Огромные раз¬
меры видимой Вселенной слишком велики, чтобы представить их какими-
либо земными мерками. Тем величественнее достижения человеческого
разума, создавшего такие понятия и представления, теории и научные инстру¬
менты, которые позволяют постигать колоссальные размеры Вселенной.
Известный философ Блез Паскаль сказал: *’Не огромность мира звезд вызы¬
вает восхищение, а человек, который измерял его”.
Созданные землянами космические летательные аппараты зондируют
окружающее пространство на глубинах в миллиарды километров, радио- и
оптические телескопы позволили заглянуть во Вселенную на расстояние
порядка 5-ІО2 2 км, что в 3-1Q14 раз — триста тысяч миллиардов раз —
больше расстояния от Земли до Солнца...
15

Но есть мерки совсем иного рода. Мир, как известно, простирается и
по ту, и по другую стороны человеческих ощущений: в сторону титаничес¬
ких (с нашей точки зрения) ’’вещей”, и в сторону предметов и явлений
’’невидимок”. Словом, покинем необъятный космос и войдем в Малый Мир.
Для начала напомним. Пылинка или тонкая нить паутинки диаметром чуть
меньше десятой доли миллиметра, то есть ІО-2 см, — это то, что еще разли¬
чает человеческий глаз.
Скорость света приближается к 300 тысячам километров в секунду
(3-Ю10 см/сек.), т.е. в 10 тысяч раз больше скорости движения Земли по
орбите и примерно в 40 тысяч раз больше скорости движения относительно
Земли искусственного спутника на низкой орбите.
Радиус нашей планеты составляет около 6400 км, высота жилых постро¬
ек достигает сотен метров, размер атомов равен всего стомиллионной доле
сантиметра (ІО-8 см), а радиус электрона еще в 100 000 раз меньше...
Ученые издавна стремятся увидеть ’’малое” и многое сделали, чтобы
облегчить путь к его познанию. Появились увеличивающие приборы —
микроскопы, без которых поиск науки сегодня немыслим, но требуются
все большие и большие увеличения. Основным прибором в области изуче¬
ния микроскопических объектов стал электронный микроскоп, работающий
на ином принципе, чем оптический инструмент.
После открытия физиками дуализма волн-частиц (к этому мы еще вер¬
немся в дальнейшем) стало ясно, что изучаемый объект можно ’’освещать”
пучками ускоренных электронов. Эти энергичные частицы способны прони¬
кать сквозь толстые образцы, что весьма важно для изучения свойств раз¬
личных материалов. Дело в том, что если брать очень тонкие срезы, тол¬
щиной порядка микронов, то у них все атомы находятся вблизи поверх¬
ности и свойства их могут отличаться от тех, которые расположены в глуби¬
не. Другое преимущество проникающих частиц — возможность изучать
толстые биологические образцы без нарушений важных связей между клет¬
ками, да и разрушающее воздействие таких пучков меньше.
Конструируя приборы познания, ученые создали устройства на один
и полтора миллиона электронвольт. Их называют ’’приборы с атомным
разрешением”. Эти устройства позволяют получить разрешение меньше
одного ангстрема и различать единичные атомы.
Астрономически обозримая часть вселенной (ее называют метага¬
лактикой) имеет протяженность примерно в 10 миллиардов световых лет
и состоит из ІО82 простейших частиц: протонов, нейтронов, электронов.
Вселенная, в которой мы живем, представляет собой скопление вещест¬
ва, под которым имеются в виду всевозможные комбинации мельчайших
корпускул, так называемых элементарных частиц. Частицы — тот самый
материал, из которого построено все нас окружающее. Если их должным
образом связать, получатся атомы, молекулы, разнообразные физические
16

тела, химические соединения и биологические ткани. Из них же в конечном
счете состоят гигантские звезды и далекие туманности. Но каким образом
связываются друг с другом элементарные частицы? Что такое силы связи?
Какой путь пришлось пройти физике, прежде чем ей удалось достичь совре¬
менного понимания природы этих таинственных сил? Существует ли предел
делимости элементарных частиц? Всегда ли - при сколь угодно больших
энергиях и в любые малые промежутки времени — выполняются законы
сохранения энергии и импульса? Все ли законы сохранения мы знаем?
Желание добраться до элементарных кирпичиков, из которых постро¬
ена материя, старо, как мир. Мысль о том, что все бесконечно огромное
разнообразие веществ в природе состоит из ничтожно малых и невидимых
глазом частичек, не поддающихся дальнейшему дроблению, приходила
в головы философов далекой древности. Долгие столетия она была подвласт¬
на только схоластическим рассуждениям мудрецов. Их размышления, раз¬
думья и догадки, порой даже гениальные, не были результатом опытов или
научных обобщений, а потому изобиловали ошибками.
Пожалуй, наиболее полно догадка о ’’строении вещей” была высказана
древнегреческим философом Левкиппом и его учеником Демокритом,
жившими за четыре столетия до Нашей эры. Демокриту принадлежит и
слово ’’атом” — неделимый, которым он назвал неделимые частицы материи.
Учитель и ученик, а вместе с ними Эпикур и Лукреций Кар положили начало
материалистическому пониманию явлений природы — философскому учению
о вечности материи, ее несотворимости, неуничтожении и вечном круго¬
вороте в природе.
Календарь истории отсчитал немало столетий, прежде чем догадки
древних были переложены на язык строгой нхауки. Сделал это в XVII веке
наш великий соотечественник М.В. Ломоносов. В основу предложенной им
теории строения вещества легло существование ’’корпускул” (молекул),
которые состоят из химических элементов, или ’’нечувствительных физи¬
ческих частичек” — атомов. Все движение материи, учил Ломоносов, сводит¬
ся к движению атомов и является причиной всех без исключения изменений,
происходящих в природе.
Итак, мыслители прошлого считали, что все тела состоят из мельчай¬
ших неделимых частиц - атомов и что ничего другого, кроме атомов и пус¬
того пространства, не существует. Различие же в атомах, их движение при¬
водит к многообразию мира природы.
Какие основания для такого гениального предвидения были у древних
философов? На этот вопрос нет точного ответа. Труды многих мыслителей
того времени не сохранились, содержание сочинений Демокрита известно
главным образом из критики их в трудах Аристотеля. Возможно, что для
столь прозорливого ума великих мыслителей древности уже известных
тогда фактов было достаточно для того, чтобы сделать правильные сужде¬
ния о строении материи.
17

Сейчас одним из первых экспериментальных доказательств существова¬
ния мельчайших неделимых частиц вещества считают опыты Жана Перрена —
французского ученого, наблюдавшего броуновское движение частиц в жид¬
костях. То был 1908 год. Несколько раньше родилась идея о дискретной
природе электричества. Она то и привела к открытию первой из элементар¬
ных частиц — электрона.
XX век открыл нам новый, неведомый раньше мир — мир атомных яв¬
лений. Проникнув в глубины атома, мы убедились, что элементарные час¬
тицы, из которых построены атомы, подчиняются непривычным и странным
на первый взгляд законам — законам квантовой теории и теории относитель¬
ности. Изучение взаимодействия мельчайших кирпичиков мироздания —
элементарных частиц и свойств атомных ядер - привело к открытию новых
сил, ядерных, несравненно более могущественных (на малых расстояниях),
чем уже известные электрические силы и силы тяготения. Да и сами эле¬
ментарные частицы обнаружили поразительную способность к взаимным
превращениям. Оказалось, что электроны и позитроны, мезоны всех сортов
и кванты света переходят друг в друга. Воистину природа удивительна и
многообразна в своих проявлениях! Но не менее удивительно и то, что
физическая наука наших дней дает блестящее подтверждение гениальным
словам Ньютона, произнесенным почти три столетия назад: ’’Природа любит
превращения, она как бы услаждается ими. Почему бы ей не превращать
свет в тела и тела в свет”.
Мир атома полон неожиданностей. Пытаясь проникнуть в его внутрен¬
нюю структуру, мы наблюдаем странные вещи, которые кажутся противоре¬
чивыми из-за своего существенного отличия от всего нашего повседневного
опыта, относящегося к макромиру. По-видимому, они не отвечают нашим
привычным представлениям о том, что такое частицы и как они должны
себя вести. Мы считаем, что нужно найти нечто необычное для того, чтобы
объяснить те факты, которые мы видим вокруг себя.
Но прежде чем говорить о них, совершим экскурс в историю. Он помо¬
жет проследить развитие науки и уяснить всю сложность решаемой задачи.
Человечество на протяжении всей своей истории вооружалось знаниями.
Естественные науки открыли множество удивительных тайн природы и при¬
несли чудесные плоды. Наука об электричестве дала нам искусственный
свет в ночи, электрические моторы, холодильники, телефонную связь, радио
и телевидение... Химия подарила огромное разнообразие материалов с са¬
мыми удивительными свойствами... Биология вывела улучшенные сорта
растений и породы животных, разработала новые методы лечения... ’’Ду¬
мающие” ЭВМ, адтоматы-роботы, полимерные и сверхчистые материалы,
искусственные гены — все это и многое другое явилось результатом поисков
и изобретательства, называемых нами прикладными исследованиями. Но им
предшествовал период ’’рассудительного познания” с целью внесения поряд-
18

ка в хаос наших знаний. И здесь особая роль принадлежит физике. Она -
основа естественных наук.
Теория относительности, квантовая теория, атомная и молекулярная
физика, физика твердого тела, ядерная физика и физика элементарных час¬
тиц, астрофизика, физика плазмы, квантовая электроника, космофизика —
все эти направления в развитии науки в природе рождены нашим столетием.
Физика XX века постоянно вторгается в жизнь каждого из нас, революци¬
онизирует технику и влияет на развитие других наук. Она указывает чело¬
веку путь в новые области деятельности и преобразует быт. Открытие
новых физических явлений повышает культуру, расширяет кругозор, ста¬
новится источником нового вдохновения. Успехи физики в значительной
мере определяют темпы научно-технического прогресса.
Энергией атомного ядра удалось овладеть еще в то время, когда зна¬
комство физиков с этим полновластным хозяином мира было довольно
поверхностным. Но крошечная сердцевина атома — ядро — не только ис¬
точник особого вида энергии. От величины электрического заряда зависит
химическая индивидуальность атома. В то же время свойства атомного ядра
задают ритм эволюции гигантских звезд во вселенной. И хотя само яд¬
ро открыто в начале нашего столетия, оно и сегодня продолжает оставаться
загадочным и полным тайн.
По сути дела, ученые впервые столкнулись с процессами, относящимися
к физике ядра, еще в 1896 году, когда французский физик Беккерель
открыл явление радиоактивности. Открытие это в известной мере было
случайным. Узнав о первых опытах Рентгена с новым родом лучей, дейст¬
вующих на фотопластинку и проникающих через непрозрачные для обычного
света экраны, он обратил внимание на ту часть сообщения Рентгена, в
которой говорилось о зеленоватом свечении стекла вакуумной трубки,
испускающей эти лучи. Беккерель давно интересовался флюоресценцией,
и у него возникала мысль, что именно свечение стекла является причиной
возникновения лучей Рентгена, природа которых в то время еще была
загадочна.
Французский физик ошибался. Но это выяснилось потом, а тогда он
начал поиск похожего излучения у различных минералов. Случайно в его
руки попал кусочек металлического урана. Невидимые лучи, испускаемые
им, проходили через плотную черную бумагу и действовали на фотопластин¬
ку. Флюоресцирует при этом вещество или нет — было уже не существен¬
ным. Важным открытием стало то, что излучение урана не зависело ни
от каких внешних условий и происходило с неизменной интенсивностью
изо дня в день.
Лучи Беккереля обладали и другими интересными свойствами: они
ионизировали воздух и делали его токопроводящим. Изучением радио¬
активности занялась Мария Складовская. Она обнаружила, что подобны-
19

ми свойствами обладает торий. Работая вместе со своим мужем Пьером
Кюри, Мария натолкнулась на неожиданное обстоятельство — оказалось,
что некоторые образцы урановых руд обладают большей активностью,
нежели чистый уран. А вскоре ими были открыты два новых радиоактивных
элемента, заполнивших две пустые клеточки системы Менделеева, - полоний
и радий. Радиоактивность радия в миллионы раз превышает радиоактив¬
ность урана.
Не стану описывать все очень интересные, тонкие и остроумные опыты,
которые были проделаны учеными того времени, — это завело бы нас слиш¬
ком далеко. Напомню лишь, что разгадка радиоактивности и установление
природы альфа-лучей привели физиков к гипотезе о превращении атомов
и дали им в руки инструмент для дальнейшего анализа структуры атома.
Новый шаг был сделан английским физиком Эрнестом Розерфордом в
опытах, начатых в 1911 году.
Розерфорд открыл атомные ядра. Несколькими годами позже он
сделал другое фундаментальное открытие: направляя пучок альфа-частиц
в газообразный азот, ученый нашел, что они могут разбить ядро азота на
части. Ему удалось показать,. что от ядра азота отщепляется протон.
Тем самым было установлено, что в состав ядра входят протоны.
Забегая вперед, скажем, что в 30-е годы нашего века были изобре¬
тены и построены устройства для ускорения протонов и альфа-частиц до
весьма больших энергий, Эти ’’атомодробители" (так их назвали тогда,
хотя правильнее было бы сказать "дробители ядер") позволили сделать
новые важные открытия. Атомное ядро - это не только центр атома, но
и его основная часть. Почти вся масса атома сосредоточена в ядре, Масса
окружающих его электронов меньше 1/2000 всей массы атома, Ядро наделя¬
ет атом его специфическими свойствами. Когда Розерфорд и его сотруд¬
ники впервые превратили одно атомное ядро в другое (они бомбардировали
азот альфа-частицами), альфа-частицы проникали в ядра азота и отрывали от
них протоны. Полный заряд ядра увеличивался на единицу, в результате
чего ядро азота превращалось в ядро кислорода. Так была осуществлена
великая мечта алхимиков - преобразование одного элемента в другой.
После того как Розерфорд установил, что атом состоит из массивного
положительного ядра, окруженного легкими отрицательными электро¬
нами, стала очевидна близкая аналогия атомов и планетной системы. Элект¬
роны притягиваются к центру атома силой электрического притяжения, дей¬
ствующей между зарядами противоположного знака. Эта сила значительно
больше Силы тяготения между ядром и электроном, но подчиняется тому
же закону зависимости от расстояния, то есть убывает, как квадрат рас¬
стояния между ними. Поэтому мы ожидаем, что электроны будут двигаться
вокруг ядра примерно так же, как и планеты вокруг Солнца. Электрическое
притяжение между ядром и электроном заменит силу тяготения. Атом дол-
20

Ясен быть маленькой планетной системой, и атомы разного рода будут
иметь разное количество электронов — планет. Мы можем ожидать, что в
малом мире атома повторяется большой мир на небе.
Продолжая эти рассуждения, можно рассчитать, чему равен ’’год” в атом¬
ной солнечной системе. Мы можем, например, вычислить, сколько оборо¬
тов в секунду будет совершать электрон вокруг ядра в водороде. Нам
известен размер орбиты — 10~8 (он примерно таков же, как и размер само¬
го водородного атома). Кроме того, известна сила, с которой притягива¬
ется электрон. Приравнивая центробежную силу силе притяжения, можно
вычислить скорость его вращения по орбите. Получим — около ІО16 оборо¬
тов в секунду. Отсюда следует, что ’’год” в атомной системе, то есть время
одного оборота электрона, равен 10-16 сек.
Однако не все просто в такого рода рассуждениях, как может пока¬
заться на первый взгляд. И вот почему.
Розерфорд и другие физики определили число электронов в каждом ато¬
ме и положительный заряд атомного ядра. Было установлено, что число
электронов всегда должно равняться заряду ядра, выраженному в единицах
заряда электрона. Это совпадает с порядковым номером элемента в табли¬
це Менделеева. Водород, например, имеет один электрон и один положи¬
тельный заряд в ядре; гелий - два электрона; литий - три и т.д. вплоть
до тяжелых элементов, ядра которых имеют большой положительный
заряд и множество электронов, вращающихся вокруг. Это относится и к
искусственно создаваемым элементам - трансурановым, которые имеют
короткое время жизни и не встречаются в природе при обычных усло¬
виях.
Выяснение строения атома поставило перед наукой новый вопрос:
как могут количественные различия в строении атомов привести к на¬
блюдаемым качественным различиям в свойствах элементов? Как объ¬
яснить, например, что бром с его 35 электронами - это коричневая жид¬
кость, образующая множество химических соединений, тогда как крип¬
тон с 36 электронами - газ, не образующий никаких соединений, а руби¬
дий с 37 электронами - металл? Почему один ’’лишний” или ’’недоста¬
ющий” электрон способен вызвать такое значительное различие в свой¬
ствах атомов? На эти вопросы не было ответа до тех пор, пока не удалось
понять квантовую теорию материи.
Для устранения недостатка планетарной модели атома датский физик
Нильс Бор ввел в нее ограничения — квантовые условия. По мысли Бора,
устойчивы лишь те орбиты, которые удовлетворяют квантовым усло¬
виям. При движении по устойчивой орбите электрон не излучает электро¬
магнитные волны, его энергия сохраняется и он не может пребывать на ор¬
бите сколь угодно долго. Излучение (или поглощение) света атомом проис¬
ходит при перескоках электрона с одной устойчивой орбиты на другую.
21

При таком перескоке электрон отдает (или поглощает) порцию энергии —
квант. Такая модель известна как ’’атом Бора”.
В 1913 году физики Джеймс Франк и Густав Герц поставили ряд
опытов, которые показали, что атом удивительно устойчив и остается неиз¬
менным до тех пор, пока энергия испытываемого им столкновения оста¬
ется меньше некоторой,вполне определенной пороговой величины, причем
этот порог имеет характерное значение для каждого элемента.
Шло время... Физики ставили новые эксперименты, искали теоре¬
тические обоснования полученным результатам. Появилось и объяснение
тому, что прибавление или удаление одного электрона сильно сказывается
в атомном мире. Картина, обусловленная ’’последним” электроном, опре¬
деляет ’’конфигурацию” всего атома. А это в свою очередь определяет
способ, которым соединяются атомы, то есть образуют ли они жидкость,
кристалл или газ. Наблюдаемая нами картина может заметно изменяться
при переходе от какого-то определенного числа электронов к ближайшему
большему.
На основании такого объяснения природы мы можем понять три важных
свойства атома: устойчивость, тождественность и воспроизводимость. За¬
мечательно и то, что наука нашла в мире атомов то, что Пифагор и Кеплер
тщетно искали в движении планет. Они полагали, что Земля и другие планеты
движутся по особым орбитам, единственно возможным для каждой пла¬
неты и определенным каким-то основным принципом, не зависящим от
частной судьбы и предыстории нашей планетной системы. Такой принцип
отсутствует в движении планет, но он существует в движении атомных
электронов - это волновой принцип.
Из опытов Розерфорда следовало, что альфа-частицы как бы наталкива¬
ются на исключительно сильное электрическое поле, сосредоточенное в
очень малом объеме с большой массой. Подсчет числа отклонений позволил
определить радиус атомного ядра. Оказалось, что он примерно в 100 000
раз меньше радиуса атома. Представьте шарик, скажем, в копеечную монету
внутри сферы диаметром в километр — таковы относительные размеры
ядра водорода и его атома. Радиус ядра водорода (протона) равен
1,3* 10-13 см. Эта величина во столько же раз меньше сантиметра, во сколь¬
ко раз сантиметр меньше расстояния от Земли до Солнца. Напрашивалась
мысль: положительный заряд сосредоточен в небольшом объеме в центре
атома. Тогда альфа-частица, приближаясь достаточно близко к этой поло¬
жительно заряженной сердцевине, должна испытывать все более и более
сильное отклонение. Складывалось представление, что атом состоит из
положительного ядра, расположенного в центре, а электроны образуют во¬
круг него своеобразный хоровод. Такая схема напоминала солнечную сис¬
тему в миниатюре: роль Солнца играет ядро, роль планет — электроны, ко¬
торые так и назвали ’’планетарными”.
22

Однако надо было доказать, что эта привлекательная картина спра¬
ведлива. И доказать с безукоризненной строгостью.
Изучая ядерную модель атома, физики столкнулись с новыми затрудне¬
ниями. Коль скоро электрон кружит вокруг ядра и движется с ускорени¬
ем, то как всякий электрический заряд он должен излучать электромагнит¬
ную энергию. А это означало, что эту энергию он потеряет.
Представьте себе такую картину. Начинается процесс торможения, и
электрон должен упасть на ядро. Совершенно также упала бы на Солнце
наша Земля, если бы она перестала нестись со скоростью 30 кило¬
метров в секунду по своей круговой орбите. Закономерен вопрос: быть
может, процесс ’’падения” электрона на ядра растянут во времени, то есть
’’падает” он достаточно долго? Нет. Этот отрезок времени чрезвычайно мал,
всего одна миллиардная доля секунды. Тогда получается, что созданная
с таким трудом система рушится, как карточный домик. Либо атом устро¬
ен иначе, либо простейшие законы механики и электромагнетизма здесь
неприменимы.
Дальнейшее развитие физики показало, что ядерная модель справедли¬
ва, а законы механики и электромагнетизма здесь действительно не приме¬
нимы. Этот поворот в представлении того, как устроен мир, связан с раз¬
витием теории, которая получила название квантовой механики.
Понятие кванта энергии было введено несколько раньше Максом План¬
ком. Позднее же физик-теоретик Луи де Бройль высказал ’’сумасшедшую”
идею. Волна-частица! Что потребовало от физиков изменения всего миро¬
воззрения.
Несмотря на оппозицию многих ведущих физиков, идея де Бройля
была энергично подхвачена Эрвином Шредингером, затем Дираком. Теорию
Дирака обобщили Вернер Гейзенберг и Паули. Со временем в лексиконе
физиков стали звучать новые понятия — ’’мюоны”, ’’адроны”, ’’кварки”,
’’странность”... Каждое новое научное открытие, решая старые проблемы,
сразу же создает новые. Если мы больше знаем, то у нас возникает больше
вопросов.
Один любопытнейший документ.
’’Дорогие радиоактивные дамы и господа! Я прошу Вас выслушать со
вниманием в наиболее удобный момент посланца, доставившего это письмо.
Он расскажет Вам, что я нашел отличное средство для спасения закона сохра¬
нения энергии и получения правильной статистики... Оно заключается в воз¬
можности существования электрически нейтральных частиц, которые я на¬
зову нейтронами (теперь их называют ’’нейтрино” - М.Р.). Непрерывность
бета-спектра станет понятной, если предположить, что при бета-распаде с
каждым электроном испускается такой нейтрон, причем сумма энергий
нейтрона и электрона постоянна... Итак, дорогой радиоактивный народ,
рассматривайте и судите. К сожалению, я не могу появиться в Тюбингене
23

лично, так как мое присутствие здесь необходимо из-за бала, который состо¬
ится в Цюрихе в ночь с 6 на 7 декабря. Ваш покорнейший слуга...”
В конце следовала подпись: ’’Вольфганг Паули”. Это шутливое по¬
слание швейцарский физик направил участникам конференции в Тюбингем-
ском университете, проходившей в декабре 1930 года. У него были основа¬
ния для шуток и веселья. Паули удалось найти блестящее решение проблемы,
поставившей в тупик физиков, которые занимались радиоактивным распа¬
дом ядер. Ученый ввел гипотетическую частицу (позже с легкой руки Э.Фер¬
ми она получила название ’’нейтрино”), которая разрешала парадоксы рас¬
пада. Чтобы не вступать в противоречия с экспериментальными наблюдени¬
ями, Паули пришлось ’’пофантазировать” и наделить нейтрино свойствами,
которые доставили немало хлопот физикам-экспериментаторам. Речь идет
об огромной проникающей способности нейтрино.
Трудно найти пример, — скажет потом академик Б.М. Понтекорво, —
где слово ’’интуиция” характеризовало бы человеческий подвиг лучше, чем
в случае ’’изобретения” нейтрино Паули. Во-первых, 50 лет тому назад были
известны только две ’’элементарные” частицы — электрон и протон, и даже
мысль, что для понимания вещей необходимо ввести новую частицу, была
сама по себе революционной идеей. Во-вторых, изобретенная частица —
нейтрино — должна была иметь совершенно экзотические свойства, в осо¬
бенности колоссальную проникающую способность... В-третьих, из-за своей
фантастической проникающей способности нейтрино казалось вначале такой
частицей, которая не может быть обнаружена в свободном состоянии. О ее
существовании приходилось судить косвенным образом на основании за¬
конов сохранения энергии и импульса, регистрируя ядра отдачи в бета-рас¬
паде...”
История физики увлекательна и драматична. Обсуждение вопроса о том,
частица ли электрон или волна, не привело к прямому ответу. Не на всякий
вопрос можно получить от природы ответ ”да” или ’’нет”. Законы природы
несравненно сложнее. Урок, который получили физики, состоял в том, что
волна и частица вовсе не оказались такими противоречивыми понятиями,
какими они представлялись в классической теории. Перенося в микромир
классическое понятие физики, ученые на первых порах не заметили, что сами
эти понятия перестали быть столь же привычными, какими они были раньше.
Академик М.А. Марков сравнил частицу-волну с персонажем греческих
мифов Кентавром - полулошадью, получеловеком. Продолжая сравнение
дальше, можно заметить, что и среди Кентавров понятия просто человек или
просто лошадь были столь же противоречивы, как в микромире просто
частица или просто волна.
Общепринятое в настоящее время представление о возникновении
ядерных сил было развито И.Е. Таммом и ДД. Иваненко в 1934 году. В том
же году был открыт ’’эффект Черенкова”. В 1958 году трое советских
ученых И.Е. Тамм, И.М. Франк и П.А. Черенков бвли удостоены Нобелевской
премии в области физики.
24

Правильность новых научных представлений проверяется не соответ¬
ствием их "очевидности” в житейском смысле, а подтверждается экспе¬
риментом либо точными математическими расчетами. И здесь нужны как
глубокое понимание физического содержания уравнений, так и большое
математическое остроумие. Пример такого научного подвига - труды со¬
ветского физика В.А. Фока. До него ни один ученый не умел достаточно
эффективно учитывать, пользуясь языком математики, всех тех обстоя¬
тельств, которые возможны в мире микрочастиц, а поэтому их расчеты (а
следовательно, и аргументы) не всегда были точными. Академик Фок пыт¬
ливо вгляделся в удивительный мир квантов, разработал идеи и методы,
которые ныне широко применяются в различных разделах физики.
Пусть читатель не посетует на то, что приведенная здесь хронология
научных событий не полна и не отражает во всех деталях историю физики
вообще и историю атомной физики в частности. Летопись науки хранит мно¬
жество интереснейших фактов и человеческих судеб, которые могли бы
составить самостоятельную книгу. И не одну. В данном же случае мы напо¬
минаем даты и события исторического прошлого только для того, чтобы по¬
казать, что это опыт человечества. В нем мы находим руководство для пра¬
вильных суждений и действий в настоящем и будущем. К тому же в прош¬
лом нередко встречаются ситуации, напоминающие те, что приходится пере¬
живать сегодня.
В ряду имен великих физиков нельзя не назвать Ф.И. Жолио-Кюри,
А.Ф. Иоффе, И.В. Курчатова, А.П. Александрова, ЛЛ. Ландау, П.Л. Капи¬
цу, Р. Оппенгеймера, других советских и зарубежных ученых, которые
обогатили науку новыми теориями и открытиями. И хотя имена великих
известны многим, не каждый представляет себе, как они работали. Между
тем, это тоже весьма важно для понимания истины. Очень хорошо сказал
об этом Ханнес Альвен — физик из Королевского технологического инсти¬
тута (Стокгольм, Швеция) : ’’Часть их работы напоминает работу художни¬
ка: и художник, и ученый отделяет существенное от хаоса чувственных
впечатлений и представляет его в возможно более концентрированной и
элегантной форме. Подобно тому, как художник выражает свои мысли и
чувства в красках, скульптор в глине, музыкант в звуках, так и профес¬
сионал от искусства науки использует формулы и законы, которые подоб¬
но всему, что выражает обогащенный продукт мира, в котором мы живем,
являют собой степень красоты. Высочайшей похвалой, которую теоретик
может заслужить, показывая вновь выведенную формулу, это восторжен¬
ный возглас своего коллеги: ’’Очень красиво!”. Фактически красота от¬
личается от красоты музыки не более чем красота музыки от красоты
картины”.
В Политехническом институте читался цикл лекций по квантовой фи¬
зике. И начинался этот цикл с неожиданного отступления:
’’Когда индейцы Амазонки впервые познакомились с радиоприемни¬
ком, магнитофоном и велосипедом, то сильное впечатление на них произ¬
вел только велосипед. Ну, подумаешь, радиоприемник, магнитофон — обык¬
25

новенное чудо. У них тоже есть чревовещатели, которые умеют это про¬
делывать не хуже. Если бы они обнаружили, что даже при отсутствии людей
эти ящики все-таки ’’разговаривают”, у них возник бы только один во¬
прос: где же сидит человек, который говорит? Мысли о том, что человека-
то, может быть, нет вовсе, у них не появилось бы вообще”.
Это чрезвычайно характерно и для развития науки. Сначала кажется,
что все понятно, потом возникают вопросы, представляющиеся абсолютно
бесспорными, кажется, надо только понять, как на них ответить, и лишь
значительно позднее (особенно ясно это стало в XX веке) обнаруживается,
что самое трудное зачастую не ответить на вопрос, а правильно его поста¬
вить, не все вопросы в действительности имеют смысл. В самом деле, когда
в VI веке до нашей эры Пифагор высказал идею о шарообразности Земли,
то, естественно, спрашивали: я как же антиподы, они же висят вниз головой,
они должны упасть? Чтобы понять, почему они не падают, надо было совер¬
шенно по-новому поставить вопрос: а что такое верх и низ? Абсолютные
ли это понятия? Аналогичная ситуация возникала, когда спрашивали, на чем
держится Земля. Ведь постоянный опыт показывает, что если тело не
падает, то оно на чем-то держится; значит и Земля должна на чем-то дер¬
жаться.
Таких вопросов можно привести очень много. Сейчас часто, например,
обсуждается возможность существования внеземных цивилизаций, обнару¬
жения их сигналов, существования других, более разумных, чем мы, су¬
ществ. Следовало бы поставить вопросы: что называть разумным сущест¬
вом, реально ли для нас воспринять обмен сигналами более высоких циви¬
лизаций иначе, чем как случайный шум. Интересно, что на этот последний
вопрос существует отрицательный ответ (доказанный строго математи¬
чески) .
Переходы от ’’очевидности” к неожиданным, новым постановкам вопро¬
сов — пожалуй, наиболее интересные моменты в развитии науки.
Да, наука открывает нам удивительные чудеса природы, заставляет
мыслить по-новому, оценивать происходящее не умозрительно, а сообразно
логике законов мироздания.
Еще один экскурс в историю. Когда физика начинала поиск ответов
на многие вопросы, касающиеся окружающих нас ’’предметов”, состоящих
из колоссальных множеств частиц - миллиардов миллиардов частиц, —
сначала довлел привычный подход: надо взять одну единственную частицу
(или квазичастицу, как ее называют ученые) и посмотреть, что же с ней
происходит.
Казалось бы, логично. Но... Многие суждения и выводы, которые делались
в результате обсуждения поведения такой ’’индивидуальной частицы, всту¬
пали в противоречие с экпериментом. И тогда физики вынуждены были
иначе сформулировать вопрос: можно ли вообще говорить об отдельной
частице? И это не случайно. Что значит ’’выделить” данную частицу? Ведь если
мы в данный момент времени и в данной точке, назовем ее А, обнаружили
частицу, то нам необходимо установить, что это та самая частица, которая
26

раньше была обнаружена в точке Ах, а не такая же другая частица, которая
была зафиксирована в точке В.
Задача состоит в том, чтобы не перепутать частицы. Иными словами,
для чистоты эксперимента необходимо, чтобы в каждый момент вре¬
мени каждая частица находилась в определенной точке, то есть, чтобы су¬
ществовала траектория частицы, чтобы можно было все время отслеживать
ее, пока она движется из Aj в А. Но и здесь требуется оговорка: из основ¬
ного положения квантовой механики следует, что нельзя говорить об ин¬
дивидуальной частице, поскольку нельзя идентифицировать частицу из
’’настоящего*’ (точка А) и‘’прошлого” (точка Aj), частицы принципиально
неразличимы. Отсюда вывод: надо исходить из совершенно иных представ¬
лений - о тождественности частиц, о бессмысленности понятия ’’эта час¬
тица”.
В микромире теряется само понятие ’’частица”. Вокруг протона все
время рождаются и исчезают пионы, каоны и другие частицы, они живут
ничтожное время: порядка ІО-23 — 10~22 секунды. И только потому,
что обычные методы наблюдений не ’’различают” столь малых отрезков
времени, протон представляется нам неизменной частицей. В меньшие от¬
резки времени происходит лишь непрерывный процесс превращения этих
частиц в другие. Вот и получается, что определить понятие частицы в мик¬
ромире совсем непросто.
Однако вернемся к исторической хронике событий. В 1932 году в
физике произошло еще одно исключительное событие: впервые была
осуществлена ядерная реакиця с литием, бомбардируемым ускоренными
протонами. К числу уже известных элементарных частиц, входящих в сос¬
тав атома, — к протону и электрону — прибавилась еще одна — нейтрон.
Этой частице суждено было сыграть в дальнейшем первостепенную роль,
ее открытие привело к неисчислимым последствиям.
Свойства вновь открытых частиц оказались весьма необычными. Будучи
лишенными заряда, нейтроны весьма слабо взаимодействуют с электрон¬
ными оболочками атомов. Отсутствие заряда позволяет им легко прибли¬
жаться к положительно заряженному ядру, проникать внутрь его, вступать
с ним во взаимодействие.
Открытие нейтральной частицы вновь заставило подвергнуть пересмотру
взгляды на строение атома. Суждения строились так: если нейтроны воз¬
никают при ядерных реакциях (а само открытие нейтрона ясно указывало
на это), то они должны быть важной составной частью ядра.
Развитие науки дает бесчисленное множество примеров, когда решение
одного вопроса немедленно приводит к постановке следующего. Принятая
схема строения ядра казалась сомнительной. В процессе радиоактивного
распада часто наблюдаются случаи, когда из ядра вылетает электрон. Откуда
он берется этот электрон, если его нет в ядре?
Вопрос не столь прост, как может показаться. Электронов в ядре дей¬
ствительно нет. Но при так называемом бета-распаде они рождаются за счет
превращения одного нейтрона внутри ядра в протон. И здесь хочется привес¬
27

ти слова доктора физико-математических наук С.Ю. Лукьянова, который
весьма точно и образно объяснил происходящее: ’’Электроны возникают
з ядре и вылетают из него, а не лежат в сложенном виде внутри ядра, подоб¬
но тому как звуки Лунной сонаты Бетховена не спрятаны под деревянной
крышкой рояля, а рождаются при ударах о клавиши”.
Открытие нейтронов не только привело к новой модели атомного ядра,
но и впервые поставило исключительный по своему значению вопрос: ’’Ка¬
кими силами удерживаются вместе нейтроны и протоны, образующие
атомное ядро?”
До сих пор физикам были известны силы только двух родов: тяго¬
тения и электромагнитные. Но ни те, ни другие не давали необходимого
объяснения. Силы тяготения слишком слабы и не достаточны для создания
таких исключительно прочных образований, как атомное ядро. Об элект¬
рических силах мевду нейтронами - нейтральными частицами — говорить
вообще не приходится. Требовалось ввести новые силы, проявляющиеся
на самых малых расстояниях — в сотни тысяч меньше поперечника атома,
то есть на расстояниях, примерно совпадающих с размерами самих эле¬
ментарных частиц.
Прочная связь тяжелых частиц - протонов и нейтронов - внутри ядра
указывала на существование особых ядерных сил, обладающих на малых
расстояниях необычайной интенсивностью. Для дальнейшего развития науки
необходимо было не только изучить внешнее проявление этих удивительных
сил, но и выяснить их природу. За дело взялись теоретики. Поиск привел
к заключению, что силы притяжения между протонами и нейтронами долж¬
ны быть связаны с существованием особых нестабильных частиц (позд¬
нее их назвали ’’мезонами”), обладающих массой, промежуточной между
массой протона и электрона и равной приблизительно 200—300 электронных
масс. Когда две тяжелые частицы, рассуждали физики-теоретики, на малых
расстояниях притягиваются одна к другой, одна из них должна испускать,
а другая поглощать эту гипотетическую нестабильную частицу. Иными сло¬
вами, ’’придуманные” мезоны должны были играть роль своеобразного
’’ядерного клея”, который удерживает тяжелые частицы внутри ядра и
приводит к огромным энергиям связи.
Теория выдержала проверку экспериментом. Подтверждение смелых
предсказаний пришло из космоса. Изучение космических лучей, длительные
и трудные исследования привели к важным результатам: были открыты
те мезоны, которые обеспечивают ядерное взаимодействие.
Модель атома, предложенная Нильсом Бором, потрясла научный мир.
Эйнштейн считал ее гениальным взлетом физической интуиции. Модель Бора
была построена, как казалось тогда, на основе отрывочных и разрозненных
фактов, но это не мешало оценить событие по достоинству.
’’Это было так, — вспоминал впоследствии Эйнштейн, — точно из-под
ног ушла земля, и нигде не было видно твердой почвы, на которой можно
было бы строить. Мне всегда казалось чудом, что этой колеблющейся и
подной противоречий основы оказалось достаточно, чтобы позволить Бору —
28

человеку с гениальной интуицией и тонким чувством — найти главнейшие
законы спектральных линий и электронных оболочек атомов, включая их
значение для химии. Это - наивысшая музыкальность в области мыслей”.
Тот же Эйнштейн говорил, что ’’целью всякой мыслительной деятель¬
ности служит превращение ’’чуда” в нечто постижимое”. В 1942 году Эйн¬
штейн писал Гансу Мюзаму: ’’Работаю я еще фанатичнее, чем раньше, и
лелею надежду разрешить уже старую для меня проблему единого физи¬
ческого поля. Это напоминает воздушный корабль, на котором витаешь
в небесах, но неясно представляешь себе, как опуститься на землю... Быть
может, удастся дожить до лучшего времени и на мгновенье увидеть нечто
вроде собственной земли...”
А два года спустя он вновь написал Мюзаму: ’’Быть может, мне суждено
еще узнать, вправе ли я верить в свои уравнения. Это не более чем надежда,
потому что каждый вариант связан с большими математическими труднос¬
тями. Я вам долго не писал, несмотря на муки совести и добрую волю,
потому что математические мучения держат меня в безжалостных тисках”.
Гармония мира... Картина причинных связей, математически постижимых и
сводящихся к движениям и взаимодействиям тел, остается идеалом науки.
Великий Эйнштейн воспринял ее еще в юности и шел к ней всю жизнь.
В своей автобиографии он писал:
’’Там, во вне, был тот большой мир, существующий независимо от нас,
людей, и стоящий перед нами, как огромная вечная загадка, доступная,
однако, по крайней мере отчасти, нашему восприятию и нашему разуму.
Изучение этого мира манило, как освобождение, и я скоро убедился, что
многие из тех, кого я научился ценить и уважать, нашли свою внутреннюю
свободу и уверенность, отдавшись целиком этому занятию. Мысленный
охват, в рамках доступных нам возможностей, этого великого мира пред¬
ставляется мне, наполовину сознательно, наполовину бессознательно, как
высшая цель. Те, кто так думал, будь то мои современники или люди прош¬
лого вместе с выработанными ими взглядами, были моими единственными
и неизменными друзьями”.
XX век в истории физики - золотой век расцвета, быстрого, скачко¬
образного развития. На протяжении жизни всего одного поколения созданы
две революционные теории - относительности и квантовая, в корне преоб¬
разовавшие основы физики, неизменные со времен Ньютона. Это привело
к тому, что пространство и время перестали быть ’’априорными формами”
и сами стали объектами физического исследования. Для неискушенных
картина мира стала запутаннее и сложнее. Появилась остроумная эпи¬
грамма:
Был мир глубокой тьмой окутан.
Да будет свет! - И вот явился Ньютон.
Но сатана не долго ждал реванша.
Пришел Эйнштейн, - и стало все как раньше.
На самом деле картина огромного и малого мира в современной физике
имеет свою стройность и даже простоту. Но к этому надо привыкнуть.
29

Итак, работа А. Эйнштейна, из которой следовали новые законы тяго¬
тения и выводы о кривизне пространства, вызвала множество различных
суждений. Были и такие: “Невероятно, противоречит здравому смыслу”.
Однако судьей призвано было стать время, Кстати, такой исторический факт.
Один американский профессор, прослушав лекцию Эйнштейна о теории от¬
носительности, заявил: ’’Мой здравый смысл не принимает ваши суждения
и доводы. Он отклоняет все, что нельзя увидеть собственными глазами”.
- Ну, что ж! - ответил знаменитый физик. - Кладите свой здравый
смысл на стол. Начнем с того, что проверим его наличие...
зо

ТАЙНЫ
КОСМИЧЕСКИХ
к СТРАННИКОВ
ТАМ, В ТАИНСТВЕННОЙ ГЛУБИНЕ
•	ЦЕЛНАЯІШИІІГПІН»ІІ
РЕАКЦИЯ КАТАСТРОФ • ПИРОГ ДЛЯ ВСЕХ
•	КОГДА МОРЕ КИПИТ • ФОРПОСТ НАУКИ
Сообщение было лаконичным: ”В Советском Союзе имеется проект
ускорителя с двумя встречными протонными пучками частиц с энергиями
по 3е ІО12 эВ (электронвольт) в каждом пучке, что эквивалентно пример¬
но 2* ІО16 эВ для обычной системы, в которой пучок взаимодействует
с неподвижной мишенью”. Эти короткие строки пробудили в памяти
1967 год. Космическая эра отмечала тогда свое первое десятилетие, в Ере-
31

ване проходил симпозиум, на котором обсуждались проблемы астрофизи¬
ки, исследования космических лучей и полетов к другим планетам. Там
я и познакомился с академиком Артемом Исааковичем Алиханьяном.
В общем-то это была удача. Человек, у которого на учете каждая минута
(Артем Исаакович возглавлял в ту пору Ереванский физический институт,
руководил большой лабораторией в Институте имени П.Н. Лебедева в Моск¬
ве, читал лекции, консультировал молодых ученых, вел исследователь¬
скую работу на новом ускорителе и являлся вице-президентом Общества
дружбы СССР — Италия), забыв о времени, рассказывал о космических
лучах.
Академик говорил просто, увлеченно. Острый взгляд прищуренных
глаз испытующе скользил по рядам. И глаза улыбались той серьезной улыб¬
кой, которая свойственна людям, умеющим видеть большое в будничном
и обычном. Руки быстрые, широкие в кисти. Чуть сутуловатая спина и
легкая походка...
Аудитория жадно ловила каждое его слово. Я тоже слушал. Слушал и
думал. Думал о том, что талант ученого измеряется не только его трудами
и открытиями, но и умением популяризировать ’’свою” науку, доходчиво,
образно доносить ее до людей.
Потом был перерыв. Были вопросы и ответы. Был удивительный мир
космоса и... разрешение посетить новый ускоритель и высокогорную стан¬
цию Арагац.
...Маленький автобус ’’Рафик” торопливо бежал по извилистой асфаль¬
тированной ленте. Артем Исаакович размышлял о времени.
— Пятьдесят лет... Много это или мало? Если бы спросили у вечного
Рима, он сказал бы, что за этот срок в старые времена едва успевали воз¬
двигнуть храм. ’’Это меньше жизни человека”, — ответит любой школь¬
ник. А для физики частиц высоких энергий пятьдесят лет — целая история
рождения нового направления в науке, новых открытий...
Ученый вспоминал: когда он окончил университет, были известны
лишь четыре частицы: протон, электрон, нейтрон и фотон. Последние годы
число обнаруженных типов частиц росло с огромной скоростью и сегодня
превышает несколько сот. Сколько же их будет завтра?..
...Конец прошлого столетия, а если точнее — 1894 год. Английский фи¬
зик Чарлз Вильсон работал в обсерватории и обратил внимание на инте¬
ресное оптическое явление: при прохождении солнечных лучей через облака
вокруг Солнца образовывались цветные кольца. Непостоянство погоды ме¬
шало наблюдениям, и ученый решил воспроизвести заинтересовавшее его
явление в лабораторных условиях. Вильсон провел эксперимент по созда¬
нию тумана путем расширения камеры с влажным воздухом по уже извест¬
ному тогда методу. Суть его в том, что пылевые частицы способствуют об¬
разованию капель влаги при внезапном охлаждении пара в камере.
В 1895 году стало известно об открытии рентгеновского излучения.
Вильсона заинтересовало сообщение о том, что лучи Рентгена ионизируют
воздух. Он стал проводить исследования с рентгеновским излучением и об¬
32

наружил, что ионизация влажного воздуха камеры приводит к конденсации
тумана и образованию капелек вдоль следов электронов и альфа-частиц.
В 1911 году Вильсону удалось сделать первые фотографии этих следов.
Изобретение ’’туманной камеры” (камера Вильсона) , в которой можно
было непосредственно увидеть или сфотографировать след проходящей
через нее отдельной частицы, стало триумфом экспериментальной физики
начала XX века. А сама камера явилась источником многих открытий.
То, что в ионизационных камерах, расположенных вблизи земной по¬
верхности, наблюдается ток даже при отсутствии всяких искусственных
источников ионизации, объясняли весьма просто. Считалось, что это вызвано
излучениями, испускаемыми радиоактивными примесями в предметах,
окружающих камеру. И не было сомнений в том, что ток в ионизационной
камере будет уменьшаться по мере удаления ее от поверхности. Земли.
События 1912 года опровергли эту точку зрения.
...Приборы, которые Виктор Гесс поднял на воздушном шаре, чтобы
доказать, что с удалением от Земли ионизация уменьшается, обнаружили
эффект, удививший ученых всего мира. Оказалось, что на высоте 5 тысяч
метров ионизация во много раз больше, чем у поверхности Земли. Этот
поразительный результат позволил впервые установить существование
таинственных лучей, несущих электрический заряд.
Дальнейшие опыты, и в частности работы Д.В. Скобельцына, выявили
удивительнейшие свойства этих феноменов. Они обладали дьявольской си¬
лой, могли спокойно проникать сквозь огромные толщи вещества и своей
проникающей способностью превосходили все известные людям земные из¬
лучения — радиоактивные, рентгеновские и другие. Перед учеными сразу
же возник вопрос: откуда берут свое начало эти таинственные невидимки?
Появление их связывалось, например, с грозами и радиоактивностью
верхних слоев атмосферы (все эти гипотезы уже давно и полностью опро¬
вергнуты) . Первые попытки определить природу ’’гессовскцх” лучей
принесли немало неожиданностей и откровений. Прежде всего стало ясно,
что причина непонятного явления кроется не на Земле, а в космосе. Отсюда
и название ’’космические лучи”. Однако лучи оказались не лучами, а части¬
цами, которые обладают огромной энергией.
Большую роль в изучении космических лучей сыграла камера Вильсона,
в которой можно непосредственно наблюдать следы, оставляемые в газе
заряженными частицами. В 1929 году с помощью этой камеры, помещенной
в магнитное поле, советский физик Д.В. Скобельцын установил ливне¬
вый характер космических лучей и сумел оценить энергию отдельных частиц.
Она оказалась огромной. Для сравнения отметим: если бы пуля весом в один
грамм двигалась со скоростью космической частицы, то ее кинетическая
энергия в 1000 раз превысила бы энергию взрыва современной атомной
бомбы.
Исследования продолжались. Чтобы установить, каков состав космичес¬
кого излучения, чтобы узнать, состоит ли оно из потока заряженных частиц
или жестких электромагнитных колебаний, было сделано множество фото¬
33

графий. На некоторых удалось обнаружить следы частиц, которые совсем
не были искривлены, несмотря на то, что камера Вильсона находилась между
полюсами сильного магнита. Возникло предположение, что частицы, оставив-
щие эти следы, обладают столь большой энергией и движутся столь быстро,
что магнитные силы не в состоянии изменить их первоначальный путь.
Увеличили магниты, искривление следов стало заметно. Многие из
этих следов принадлежали электронам, о чем можно было судить по плот¬
ности капелек тумана в следе, другие принадлежали массивным заряженным
частицам. Странным представлялось другое: некоторые из электронных
следов были повернуты в противоположную сторону. Почему это мог¬
ло быть?
Сначала решили, что эти следы принадлежат электронам, летящим в раз¬
ные стороны. Но это предположение было ошибочно. Опыт многократно
повторяли. Картина оставалась неизменной. Выход состоял в признании
того, что существует положительно заряженная частица, не являющаяся
протоном (протон, как считали ученые, создал бы несравненно более плот¬
ный след). Получалось, что наблюдаемый след принадлежит частице с мас¬
сой электрона, но обладающей положительным зарядом. Так был открыт
позитрон.
Позднее было установлено, что в состав космических лучей входят
атомы многих химических элементов. Удалось определить энергетический
спектр космического излучения и его возраст. А главное — что подлинно
’’космических” частиц у поверхности Земли практически нет. К нам
приходит лишь продукт столкновения первичных частиц с атомами и мо¬
лекулами воздуха.
За сотни миллионов лет своей жизни космическая частица, несущаяся
со скоростью, близкой к световой, проделывает грандиозный путь. По сво¬
ей длине он во много раз превосходит диаметр Галактики. Фотоны и нейтри¬
но, движущиеся со скоростью света, пересекают Галактику лишь один раз
и, выходя за ее пределы, исчезают в безбрежном океане Вселенной. А кос¬
мические лучи, эти подлинные космические скитальцы, сотни раз успевают
побывать в далеких и близких уголках Галактики.
Можно ли подсчитать число этих феноменов? Наука дает утвердитель¬
ный ответ на этот вопрос. Согласно оценкам, общее количество косми¬
ческих частиц, находящихся в Галактике, составляет ІО58 — ІО59. Общая
энергия их настолько велика, что ее можно принять равной полной энергии
магнитных полей Галактики. Происхождение большей части космических лу¬
чей, блуждающих в межзвездной среде, прямо или косвенно связано с гран¬
диозными взрывами звезд в нашей Галактике.
Подсчитано, что вес земной атмосферы, отнесенной к площади в один
квадратный сантиметр, равен примерно двумстам килограммам. Такой
фильтр, с точки зрения прохождения через него различных излучений,
эквивалентен слою воды толщиной 10 м. Вот почему атмосфера и стала
тем местом, где разыгрывается вся драма космических лучей. Здесь про¬
исходят микроскопические катастрофы, при которых ядра атомов воз¬
34

духа разлетаются на бесчисленные осколки от столкновения с космичес¬
кими частицами.
Продуктом микроскопических катастроф является и нейтрино. Это,
пожалуй, самая загадочная из всех частиц, которая способна проходить
через всю толщу земного шара, не вступая ни в какие ’’взаимодействия”.
По самым скромным подсчетам, триллион триллионов таких частиц про¬
ходит сквозь тело человека в течение его жизни. Однако человек живет
спокойно, ибо взаимодействие нейтрино с вещами очень мало.
Может быть, поэтому и стали звучать в устах маловеров такие нотки:
зачем-де тратить средства и усилия на глубокое изучение этого не влияющего
на нас явления.
- В самом деле, зачем? — спрашиваю академика Алиханьяна.
— Существует целый ряд проблем, связанных с космическими лучами.
Секрет большого интереса ученых к этого рода излучениям легко понять.
Открытия последних лет обнаружили связь между лучами, идущими из
Вселенной, и самыми различными земными науками. Изучение космических
лучей представляет собой огромный интерес для всего современного есте¬
ствознания, ибо активно влияет на развитие таких его направлений, как
астрофизика, физика высоких энергий, физика околоземного простран¬
ства, физика Солнца...
Таков был ответ. Ученые надеются (ине без оснований), что косми¬
ческие ’’странники” помогут приподнять завесу над тайнами строения ма¬
терии и дадут ключ к пониманию событий и процессов далекого прошлого.
Открытия последнего времени позволили установить связь между
частицами, летящими из глубины Вселенной, и самыми различными земными
явлениями. Космическим излучением заинтересовались астрономы, радио¬
техники, геофизики, метеорологи, биологи, врачи.
И этот интерес не случаен. ’’Космические карлики” и впрямь нужны
всем. Физиков привлекают в космических лучах частицы больших энергий,
которые не могут быть получены искусственным путем даже на самых
мощных ускорителях. Экспериментаторы создали целый арсенал приборов,
способных обнаруживать и подсчитывать отдельные частицы и даже фото¬
графировать их следы (треки). Астрономы надеются, что космические лучи
расскажут им о далеких звездных мирах. Ведь они как бы ’’просвечивают”
Вселенную и несут информацию не только об источниках, которые их из¬
лучают, но могут ’’рассказать” и о том, что встретилось им в пути. Вот и
получается, что лучи принадлежат к числу факторов, связанных с эволю¬
цией и строением всей нашей галактической системы.
Словом, мы имеем дело с загадочными и могучими феноменами при¬
роды. Не последняя роль в познании космических лучей принадлежит изуче¬
нию Солнца. Наблюдения, которые проводились на Земле и в космосе,
позволили установить, что существование магнитных полей в нашей солнеч¬
ной системе приводит к вариациям интенсивности космических лучей.
Эти вариации зависят от широты места наблюдения и ее высоты над
уровнем моря. Они же контролируются солнечной деятельностью.
35

Обработка результатов наблюдений привела к выводу, что примерно
раз в месяц светило испускает космические лучи в основном со сравни¬
тельно небольшой кинетической энергией (1—3* ІО8 эВ). Такие частицы
попадают лишь в область высоких широт и наблюдаются приборами, установ¬
ленными на шарах-зондах и спутниках.
Вместе с тем за последние тридцать лет было зарегистрировано несколь¬
ко мощных ’’вспышек” солнечных космических лучей. Во время одной из
них поток частиц даже на поверхности Земли увеличился в 4 раза. 23 фев¬
раля 1956 года, уже через два часа после начала вспышки, возрастание потока
составило 20 процентов.
Изучение солнечных космических лучей и влияния солнечной деятель¬
ности на пришельцев из космоса, приходящих к нам из Галактики, сос¬
тавляет сейчас особую область исследования, связанную с физикой Солнца
и межпланетной среды. Познав ’’секреты” таинственных лучей, ученые
смогут глубже проникнуть и в тайны строения материи. Космические лучи
раскрыли перед изумленным взором ученых невидимый мир новых мельчай¬
ших частиц вещества и их взаимных превращений.
Частицы высоких энергий, получаемые с помощью ускорителей, позво¬
лят заглянуть в глубь ядер атомов. В разгадке тайн ’’лабораторий” космоса
различных излучений и Солнца, возможно, кроется и решение такой гранди¬
ознейшей проблемы, как осуществление управляемых термоядерных реак¬
ций. Познав их ’’хитрости”, человек сможет получать из стакана воды столь¬
ко же энергии, сколько ее дают нам несколько сот литров нефти. Эта энергия
позволит людям осуществить самые дерзкие планы преобразования при¬
роды, воссоздать в земных условиях космические процессы, получить новые
средства ускорения частиц до колоссальных энергий.
Сотни обсерваторий и научных станций мира следят за процессами,
происходящими во Вселенной. Помните базаровское: ’’Природа — не храм,
а мастерская...”? Так вот, новые совершенные приборы дают ученым воз¬
можность рассматривать космос как физическую лабораторию, любезно пре¬
доставленную в их распоряжение самой природой. Результаты опытов, по¬
ставленных в этой лаборатории, помогают приблизиться к разгадке тайн
материи.
Сегодня наука утвердилась в том, что космические лучи в нашей Галак¬
тике являются не каким-то побочным продуктом или второстепенным яв¬
лением, а напротив, их действие принадлежит к числу тех важнейших фак¬
торов, которые определяют энергетику, строение и эволюцию всей системы.
Воздушная оболочка планеты стала щитом на пути первичных космичес¬
ких лучей. Большая часть информации о внешнем мире теряется в атмосфе¬
ре. Как быть? Надо искать пути воссоздания частиц больших энергий на
Земле.
— Одно из таких уникальнейших устройств, — говорил Артем Исаако¬
вич Алиханьян, — построено в Ереване. Чтобы представить масштабы этого
прибора, приведу несколько его характеристик. Ускорение электронов
происходит в кольце длиной 200 метров. В качестве инженера — ’’первой
36

ступени” для разгона электронов — использован высокочастотный генератор
большой мощности, которая соизмерима с мощностью крупного телецентра.
Для полного разгона частицы должны 11 тысяч раз обежать вакуумную коль¬
цевую камеру. Движение электронов по кольцу происходит под действием
магнитного поля, которое создается 48 электромагнитами весом 16 тонн
каждый... В итоге же сложнейших опытов можно получить частицы, энергия
которых равна 6 млрд эВ.
В космических лучах встречаются частицы, обладающие в сотни, тыся¬
чи, миллионы и даже миллиарды раз большей энергией. Там могут встре¬
титься частицы, энергия которых достигает ІО18 и даже ІО20 эВ.
Подумать только, миллиард-миллиардов электронвольт! Призовем на
помощь свое воображение. Если бы пуля представляла собой шарик диа¬
метром один сантиметр и двигалась со скоростью частицы, обладающей
такой энергией, то, попав в Каспийское море, она смогла бы нагреть всю
массу воды этого бассейна до 100 °C.
Но изучение таких ’’феноменов” сталкивается с большими трудностя¬
ми. Частица с энергией, большей ІО19 эВ, попадает на один квадратный
метр земной поверхности в среднем раз в 2000 лет! На площадь в 10 км2
такая частица ’’падает” раз в несколько дней. На один квадратный километр
за один час приходит, примерно, одна частица с энергией 101 7 эВ. Частицы-
бомбардиры, разгоняемые в ереванском ускорителе, хотя и не могут идти
ни в какое сравнение со своими космическими ’’соперницами”, дают бо¬
гатейший материал для экспериментов.
Работать с частицами высоких энергий трудно. И если роль ядерно-
физического направления в изучении космических лучей в какой-то мере
уменьшилась, то изучение космических лучей в астрофизическом аспекте
расширяется и характеризуется все новыми и новыми достижениями.
Первым исследователем, создавшим автоматические ’’летающие ла¬
боратории” . для изучения космических лучей на больших высотах, был
С.Н. Вернов. Он еще в 30-е годы проводил опыты с шарами-зондами, кото¬
рые результаты измерений передавали на Землю по радио. Запуск спут¬
ников и долговременных орбитальных научных станций открыл новый этап
в этих исследованиях.
Но здесь тоже есть свои противоречия. Если работать с упрощенной
аппаратурой, то ее сравнительно легко поднять на большие высоты. Если мы
хотим детально и глубоко изучить процессы ядерных взаимодействий,
вызываемых частицами высоких энергий, то необходима очень сложная,
тяжелая, стационарная аппаратура. Вот почему большие возможности откры¬
вают перед учеными высокогорные научные станции.
Одна из них приютилась на склонах Арагаца. Даже не одна, а две.
Первая на высоте 2000, а вторая — 3250 метров над уровнем моря. Воздух
там чист и прозрачен, и ’’поймать” для исследования космические лучи много
легче.
В нескольких зданиях разместились сложнейшие установки с регистри¬
рующими приборами. Здесь счетчики Черенкова-Вавилова, искровые ка¬
37

меры, ионизационные калориметры, масс-спектрометры, камеры Вильсона,
счетчики Гейгера-Мюллера... Здесь физическая лаборатория, форпост кос¬
моса.
На Арагаце несут вахту те, кто посвятил себя разгадке тайн космичес¬
ких лучей. Они наблюдают драматичеческие картины ядерных взрывов,
по ’’почерку” узнают, какая частица попала в их ’’сети”. Изучая характери¬
стики, унаследованные дошедшими до них внуками, правнуками и пра¬
правнуками первичных космических лучей, физики восстанавливают прооб¬
разы их далеких ’’предков”, расшифровывают незнакомые следы, находя
новых ’’жильцов” микромира — неизвестные частицы. Разгадка их тайн
поможет увидеть завтрашний день науки о бесконечной Вселенной.
Какой журналист может удержаться от вопроса: ’’Когда же это случится?”
Артем Исаакович пожал плечами: ’’Если бы я знал... Но рано или поздно
тайны невидимых лучей будут раскрыты”.
...Спустя годы, судьба вновь привела меня в Ереван. На форуме ученых
подводились итоги многолетним исследованиям по космическим лучам.
В докладах и сообщениях говорилось о том, что космические феномены
образуются на Солнце и при взрывах сверхновых звезд. Поэтому естественно
предположить, говорили ученые, что другие звезды также могут ис¬
пускать космические лучи. Но какова роль различных источников и как
образовались космические лучи, приходящие на Землю? Как ускоряются
заряженные частицы до энергий космических лучей в результате вспышек
сверхновых звезд, а также на нашем светиле или других звездах? На эти
вопросы еще предстоит ответить.
Охотясь за космическими частицами, ученые поднимают свои приборы
на горные вершины, опускают в морские глубины, часами и сутками
просиживают у регистрирующей аппаратуры, установленной в шахтах, запус¬
кают шары-зонды. Сегодня специальные устройства работают в космосе.
Возможно, что новые открытия принесет именно космическая техника.
Советские ученые и инженеры создали и запустилц на различные орбиты
(от 200 до 70000 км от поверхности планеты) автоматические лаборатории.
Охоту за невидимками вели специализированные спутники ’’Электрон”
и ’’Протон”, интересные эксперименты ставились на ’’Интеркосмосах”.
Первый пуск космической системы ’’Электрон” был произведен 30 ян¬
варя, второй — 11 июля 1964 года. Одна ракета-носитель выводила на рас¬
четные траектории полета сразу две космические лаборатории. Отделе¬
ние станций ’’Электрон-1” и ”Электрон-3” происходило на активном участке
полета. Последние ступени ракет-носителей выводили станции ”Электрон-2”
и ”Электрон-4”на сильно вытянутые эллиптические орбиты, что позволило
выполнить широкий комплекс исследований.
На автоматических лабораториях ’’Электрон” проводились измерения
заряженных частиц, магнитного поля Земли, радиоизлучения, рентгеновско¬
го излучения Солнца, ионного состава атмосферы, микрометеоритов, кос¬
мических лучей.
Изучение природы первичных частиц космических лучей высоких и
38

сверхвысоких энергий, их состава и энергетического спектра, химического
состава тяжелых ядер, электронной компоненты и гамма-квантов высокой
энергии позволяет проникнуть в тайны невидимок, познать механизм
их генерации и взаимодействия с межзвездной средой.
Уже первые космические эксперименты, использование разработанного
советскими физиками метода измерения энергии отдельной частицы (мето¬
да ионизационного калориметра) привели к заключению о целесообразно¬
сти проведения исследований за пределами атмосферы на специализирован¬
ных спутниках Земли, позволяющих поднять на большие высоты и на дли¬
тельное время научную аппаратуру. Следующим шагом в этом направлении
стал запуск космических лабораторий серии ’’Протон”.
16 июля 1965 года новая мощная ракета вывела на околоземную орбиту
17-тонный комплекс научных приборов ”Протон-1”. Бортовая аппаратура
станции предназначалась для исследования космических частиц высоких
энергий. Позднее было запущено еще несколько ’’Протонов”. Все эти станции
несли аппаратуру для изучения солнечных космических лучей, химичес¬
кого состава первичного космического излучения в области энергий
ІО10 ІО14 эВ, интенсивности и энергетического спектра гамма-лучей
галактического происхождения, поиска новых фундаментальных частиц
с дробным зарядом (кварков).
7 апреля 1972 года на орбиту искусственного спутника Земли вышла
лаборатория ”Интеркосмос-6”, запущенная по программе сотрудничества
социалистических стран в области исследования космического простран¬
ства. На борту летающей лаборатории был установлен комплекс научной
аппаратуры под условным названием ”БФБ—С” (большой фотоимульси-
онный блок — спутниковый вариант). Во время полета проводилось изу¬
чение основных характеристик неупругого взаимодействия первичных
протонов и нуклонов, образовавшихся в результате развала тяжелых
ядер, с ядрами фотоэмульсии. Этот эксперимент примечателен тем,
что после завершения научной программы ”Интеркосмос-6” был воз¬
вращен на Землю. В распоряжение исследователей наряду с телеметри¬
ческой информацией поступили экспериментальные материалы из кос¬
моса.
Процессы, происходящие в радиационном поясе Земли, механизм ввода
частиц внутрь магнитосферы, их ускорение, взаимодействие с электро¬
магнитным излучением, связь этих процессов с геомагнитными возмущени¬
ями и полярными сияниями изучались и на спутниках серии ’’Космос”.
Позднее специальная исследовательская аппаратура появилась на ’’Салю¬
тах”. ’’Мария” — так назывался установленный на ”Салюте-7” прибор, реги¬
стрирующий потоки высокоэнергетических частиц, странствующих в про¬
сторах космоса.
Космическая техника сулит физикам возможность изучать природу
гравитации, поставить эксперименты по проверке теории относительности
и опыты, связанные с изучением магнитной гидродинамики. За пределами
Земли можно провести поиск недавно открытых частиц с дробным зарядом
39

— кварков, что весьма важно для подтверждения современной теории
строения вещества.
Космос — это уникальная физическая лаборатория. Только в космосе
можно наблюдать в течение длительного времени движение квантов света,
возраст которых порядка ста миллиардов лет. Только в космосе можно
встретить сгустки плазменной материи с ’’замороженными” в нее магнит¬
ными и электрическими полями.. Только в космосе можно познать стихию
’’солнечного ветра”. Только в космосе можно решить многие задачи, кото¬
рые связаны с возникновением и развитием гравитационных полей, отдель¬
ных звезд и галактик, так называемых ’’черных дыр”, нейтринных объ¬
ектов.
Только в космосе...
Впрочем, достаточно. Там, в суровом безмолвном мире хранятся многие
великие тайны природы. Познав их, люди смогут тборить чудеса на своей
родной планете Земля. Для этого и ведут охоту за невидимками космоса
те, кто трудится сегодня на борту орбитального научного комплекса
’’Мир” - ’’Квант”.
40

ЭТОТ УДИВИТЕЛЬНЫЙ "МАЛЕНЬКИЙ МИР»
• СЕРПУХОВСКИЙ ДЕТЕКТИВ • ФАБРИКА
ПРОТОНОВ • ЕДИНСТВО НАЧАЛ • ОХОТ¬
НИКИ ЗА НЕВИДИМКАМИ
Есть красивая легенда. Она повествует о людях, бегущих с факелом в
ночи. Когда падает один гонец, другой тут же подхватывает факел и бе¬
жит дальше. Так прорываются они сквозь темноту, и факел горит не¬
угасаемо.
Символично, не правда ли? И смысл глубокий. Свет познания! Сила
человеческого разума! Как тут не вспомнить ленинские слова: ’’Умчелове-
41

ческий открыл много диковинного в природе и откроет еще больше,
увеличивая тем свою власть над ней...”*
Смелая мысль, утонченный эксперимент позволяют открывать великое
в мелочах, простое в сложном, полезное в абстрактном, видеть открытую
силу в, казалось бы, обычных вещах. Могуч Человек тем, что даже в ’’тем¬
ноте” находит верный путь. Ему светит неугасаемый факел науки.
Наша цивилизация гордится ролью науки и ее достижениями. Наука да¬
рует нам власть над природой, учит мудрости, создает материальные блага,
открывает новые горизонты. Познано, открыто, разгадано, осмыслено
многое, но,..
— Если бы в результате какой-то мировой катастрофы все накопленные
научные знания оказались бы уничтоженными и к грядущим поколениям
живых существ перешла бы только одна фраза, то какое утверждение,
составленное из наименьшего количества слов, принесло бы наибольшую
информацию?
Такой вопрос задал известный физик Р. Фейнман и сам же ответил:
— Я считаю, что это атомная гипотеза (можете назвать ее не гипотезой,
а фактом, но это ничего не меняет) : все тела состоят из атомов — малень¬
ких телец, которые находятся в беспрерывном движении, притягиваются
на небольшом расстоянии, но отталкиваются, если одно из них плотнее
прижать к другому. В одной этой фразе... содержится невероятное количест¬
во информации о мире, стоит лишь приложить к ней немного воображения
и чуть соображения...
Из этого следует, что в результате катастрофы не была бы потеряна
информация о законах движения отдельных атомов и что, владея ею, мож¬
но построить картину свойств ’’малых” и ’’больших” объектов.
Если вдуматься, это необычайно смелое утверждение. Ведь это означает,
что этой информации достаточно, чтобы говорить о свойствах электро¬
нов, протонов, нейтронов, объяснить ядерцые, атомные, молекулярные
и, наконец, микроскопические ’’свойства”.
Размышляя об этом, я ехал в подмосковный городок физиков. Призна¬
юсь, у меня особая тяга к тем, кто занимается проблемами атома, атомного
ядра и его составных частей. Интереснейший это народ, умеющий, как писал
поэт, ”в одном мгновеньи видеть вечность, огромный мир в зерне песка,
в единой горсти — бесконечность и небо в чашечке цветка”.
Обычно физиков подразделяют на теоретиков и экспериментаторов.
Но я не встречал среди владеющих тонкостями техники эксперимента не¬
разбирающихся в теории вопроса, так же как и среди теоретиков незнающих
все премудрости сложнейших экспериментальных средств. Они универсалы.
Они мыслят образами и умеют просто и доходчиво говорить о сложном.
Они влюблены в свою науку, самозабвенны и терпеливы, хотя крылья
фантазии уносят их в далекое будущее. А ведь умение заглянуть за горизонт
так необходимо ученому.
* Ленин В.И, Поли. собр. соч, Т. 18. С. 298.
42

Помню увлекательные лекции академика Моисея Александровича Мар¬
кова и его слова: ’’Двигаясь в своем исследовании окружающего нас мира
от ’’меньшего к большему” — от исследований земных расстояний к меж¬
планетным, к межзвездным и далее, мы поразительно многое узнали о
существенной части Вселенной”. Ученый говорил и о том, что в рамках
современных представлений о геометрических свойствах пространства,
определяемых плотностью вещества, могут оказаться ситуации, когда ис¬
следование ”от меньшего к большему” - неожиданно снова приведет к
’’меньшему”, к расстояниям и закономерностям микромира.
Слушая, понимал, что в этом нет никакого парадокса. Ведь мечтатель¬
ный ум человека с давних пор в своих поэтических и логических фантазиях
пытался в разных формах воспроизводить повторяемость явлений макро¬
космоса в поэтическом микромире. На память приходили строки В.Брю-
сова из его ’’Мир электрона”:
Быть может, эти электроны -
Миры, где пять материков,
Искусства, знанья, войны, троны
И память сорока веков!
Еще, быть может, каждый атом -
Вселенная, где сто планет;
Там все, что здесь, в объеме сжатом,
Но также то, чего здесь нет.
Тайны природы неисчерпаемы. Сколько ни открывай их, все равно не
исчерпаешь до дна. Ведь буквально каждое объясненное наукой явление
открывает нам глаза на десятки новых, не объясненных на сегодняшний
день. И так будет всегда. Этот процесс не имеет конца. Язык, на котором
МЬі разговариваем с природой, усложняется по мере того, как мы рассмат¬
риваем все более сложные системы...
Академик из Дубны И.М. Франк — удивительный рассказчик. И когда
речь идет о мощи природы, и когда ученый говорит о ее ранимости, он уме¬
ет увлечь собеседника, заставить восхищаться мудростью природы, ее вели¬
чием и совершенством: ’’Если рассматривать движения души только с точки
зрения химических реакций, можно потерять саму душу”.
- Мы так часто говорим об окружающем нас мире, - продолжал Илья
Михайлович, — что порой забываем, что сами являемся его малой частью.
И в этом смысле несколько странно выглядит наше высокомерное отно¬
шение к сверхмалому. А ведь оно, это чудо, и есть основа всего. Всей при¬
роды. Лаплас правильно подметил: ’’Человеческий разум испытывает меньше
трудностей, когда он продвигается вперед, чем тогда, когда он углубляется
в самого себя...”
Мы говорили о науке, которой Нобелевский лауреат Илья Михайлович
Франк отдал многие годы. Она прошла трудный путь и в чем-то схожа с ле¬
гендой о людях, бегущих с факелами в ночи. Да, я готов признать ее ле¬
43

гендарной, ибо ее перипетии полны замысловатых поворотов, дерзновенных
порывов и печальных отступлений, но всегда рвущейся вперед.
— Мир атомов полон неожиданностей. Пытаясь проникнуть во внут¬
реннюю структуру атома, мы наблюдаем странные .вещи, которые кажутся
противоречивыми из-за своего существенного отличия от всего нашего по¬
вседневного опыта, относящегося к макромиру. По-видимому, они не от¬
вечают нашим привычным представлениям о том, что такое частицы и как
они должны себя вести. Мы понимаем, что надо найти нечто необычное для
того, чтобы объяснить те факты, которые мы видим вокруг себя...
— К сожалению, — замечал академик, — в действительном развитии на¬
уки открытие редко делается тогда, когда оно было бы нам полезнее все¬
го. Оно приходит лишь после того, как успехи техники обеспечат создание
аппаратуры, позволяющей проводить необходимые измерения. Вот так те¬
ория и техника эксперимента обогащают друг друга.
...Дорога асфальтовой стрелой уходила на юг. Позади остались Подольск,
Чехов, Мелихово... В центре Серпухова — правый поворот, еще недолгих сем¬
надцать километров пути, и вот оно — Протвино. Места здесь древние, с бо¬
гатейшей историей: старинные города по берегам Оки и Протвы, старые
усадьбы — памятники русской архитектуры и быта минувших веков, мно¬
жество сел, бывших когда-то городами и хранящие память о жизни заме¬
чательных людей... Пейзажи скромны, не броски, но очень красивы. И среди
сосен и берез вырос, да и продолжает расти город науки, город физиков
где на базе современной ускорительной техники ведутся важнейшие экс¬
периментальные исследования в области физики элементарных частиц.
За время, прошедшее с момента запуска знаменитого серпуховского
’’кольца”, здесь проведен ряд фундаментальных работ, давших новое на¬
правление в изучении явлений, происходящих в микромире.
У развилки дорог — огромный щит, собранный из бетонных плит, на
котором барельеф Ленина и слова ’’Атом неисчерпаем”. То, над чем сегодня
бьется пытливый человеческий ум, завтра может стать источником невидан¬
ных практических результатов. Но каждый следующий шаг познания, в свою
очередь, требует новых средств, новой техники, новых смелых поисков.
Желание проникнуть в мир малого, познать тайны могучих карликов и при¬
вело меня в Протвино, в Институт физики высоких энергий.
— В физике высоких энергий, — начал вступительную беседу член-кор¬
респондент Академии наук СССР Семен Саломонович Герштейн, - мы
ломимся в неизвестность и мчимся в незнаемое. Единственное пока средство
проникнуть в ’’святая святых” микромира — разогнать протоны или элек¬
троны до огромных энергий и ударить по атомной мишени. Что происходит
в момент удара, мы еще слабо представляем, но полагаем, что атомное ядро
можно сравнить с твердым орешком. И чтобы заглянуть внутрь, необходи¬
мо расколоть ’’скорлупу”... Ускоритель — это своеобразный ’’микро¬
скоп” для исследования внутренней структуры атомного ядра, изучения
’’устройства” деталей элементарных частиц и законов их взаимодействия...
Сравнение ускорителя с микроскопом не только правомерно, но и об¬
44

разно. Предположим, нам необходимо рассмотреть очень маленький пред¬
мет. Для этого мы освещаем его. Если длина световой волны превышает
размеры предмета, он становится видимым. Чтобы его разглядеть, не¬
обходимы достаточно короткие волны. Так и с электронными частицами.
Мы уже говорили, что они не только корпускулы, но и волны. И длина
этой волны будет тем меньше, чем больше энергия частицы. Вот и получа¬
ется: чтобы ’’прощупать” нутро протона, надо другой протон разогнать
в электрических и магнитных полях до скоростей, приближающихся к све¬
товым, и этим снарядом ударить по интересующему нас протону.
Ускорители — пока единственное эффективное орудие для изучения
фундаментальных законов микромира. Но то обстоятельство, что столь
огромные и сложные устройства необходимы для исследования ничтожных
малюток, не только поражает и интригует, но озадачивает и настораживает.
Быть может, как говорят в Протвино, эксперименты, выполняемые на на¬
шем ускорителе, отчасти напоминают детективные истории, но это лишь
внешняя сторона. Внутри все обыденное и прозаичное. В исчезающе малых
объемах пространства в мельчайшие отрезки времени при соударениях
концентрируются грандиозные порции энергии. Этот сгусток по неизведан¬
ным законам и поражает весь тот сонм объектов, незнакомых и странных,
который мы, скорее по инерции, чем по существу, и называем элементар¬
ными частицами.
* * *
— Смотри, вот четкий след. Это он оставил. Я знал: рано или поздно
он выдаст себя. Я ждал этого. И вот подтверждение — он был здесь.
— Но почему ты называешь его подозрительным?
— Ведет себя как-то странно. Надо бы его...
— Не вижу оснований для крайних мер.
— А я вижу. Если он появится снова, сразу же спускай курок.
— А вдруг это не он? И почему он должен оставить след?
— Ничего, потом разберемся...
— Ого! Еще один интересный ’’черепок”. Если найдем остальные и собе¬
рем воедино, получим то, что ищем.
— Да, по этим осколкам можно представить всю красоту натуры, опре¬
делить ее импульс, а если повезет, массу и энергию.
— Не торопись. Черепки не стыкуются... Либо мы что-то потеряли, либо
совсем от другого ’’кувшина”...
’’Идущие по следу рано или поздно находят того, кто его оставил”.
Эту фразу я не раз слышал от работников уголовного розыска. Речь шла
о задержании правонарушителя. А вот теперь нечто очень похожее говорили
люди совсем иной профессии. ’’Следы раскроют его повадки. Главное —
получить четкие следы...”
Не пытайтесь судить по этим фразам о профессии спорящих. Приведен¬
ные диалоги происходили не между детективами и не между археологами,
пытающимися заглянуть в глубь веков. Разговор вели физики. Они ни¬
когда не видели воочию ’’того”, о ком шла речь. Но в их распоряжении
45

были фотографии ’’его” следов, полученные в специальных камерах. Они
и давали основание судить о повадках ’’подозрительных типов”: какие
они, откуда взялись и какими свойствами обладают.
В Протвино построен и работает гигантский ускоритель частиц — ’’фаб¬
рика” быстрых протонов. Такова его продукция. Первичная, если говорить
точнее. Вторичная может быть самой разнообразной. Но о ней потом...
Еще совсем недавно считалось, что результаты поисков физиков-тео¬
ретиков слишком ’’сухи” и ’’заумны”, интересны лишь им самим. Сегодня
за развитием физики и особенно той ее области, которая занята изучением
микромира, следит все человечество. В глубинах микромира природа пря¬
чет свои наиболее сокровенные тайны. Раскрытие их дает ключ к пониманию
не только структуры материи, но и пространства и времени. Вот и получа¬
ется, что мы спускаемся вниз по лестнице, которая идет вверх. Парадокс?
Нет. Этажи мироздания уходят в бесконечность: на одном — планетные сис¬
темы, на другом — скопления звезд, на третьем... Проникая в недра атома,
мы выходим в просторы Вселенной. Ведь какими бы гигантскими размера¬
ми не обладала та или иная космическая система, она в конечном итоге,
как уже говорилось, состоит из элементарных частиц.
Энергия атомных частиц измеряется в единицах, называемых элект¬
ронвольтами (эВ). Такую энергию приобретает частица с единичным элект¬
рическим зарядом, проходя в электрическом поле с разностью потенциалов
в один вольт. Напряжение — это ’’давление” электричества в выводах штеп¬
сельной розетки. Например, в наших квартирах ’’давление” в розетках сос¬
тавляет 220 вольт, что и заставляет ток идти через лампы и электрические
приборы. Если бы электроны могли свободно перемещаться между выво¬
дами розетки, то при 220 вольтах (напряжение в нашей сети) они приобре¬
ли бы энергию, равную 220 эВ. На самом деле в воздухе не могут сущест¬
вовать свободные электроны. Если бы они появились, их тут же захватили
бы молекулы воздуха. Следовательно, в незамкнутых штепсельных выво¬
дах электроны не разгоняются. Однако,если поместить выводы штепсельной
розетки в сосуд с очень низким давлением воздуха, то вокруг проводов
мы увидим свечение, обусловленное электронами, разгоняемыми полем
220 вольт до энергии 220 эВ.
Электронвольт очень удобная единица энергии для характеристики
частиц. Например, в воздухе при обычной температуре молекулы движут¬
ся в разные стороны со средней кинетической энергией, равной 1/30 эВ.
Такова средняя энергия теплового движения, приходящегося на один
атом любого вида при комнатной температуре. Того же порядка, например,
и энергия беспорядочных тепловых колебаний, совершаемых атомами
в металле, тех самых колебаний, которые приводят к плавлению металла
при более высоких температурах, когда преодолеваются силы, удержи¬
вающие атомы около положений равновесия.
Вспомним школьный учебник и опыты Франка и Герца,, в которых
электронный пучок передает атомам свою энергию. Пороговая энергия для
атома натрия, например, то есть та наименьшая энергия, которую он спосо¬
46

бен воспринять и прибавить к своей энергии, равна 2,1 эВ; для атома водо¬
рода — 10 эВ.
Элементарные частицы и их внутренний мир слишком необычны, чтобы
можно было в чем-то заранее быть уверенным. Необычны и инструменты,
которыми пользуются физики для их изучения. И даже то, что их называ¬
ют ’’прибором”, вызывает недоумение.
Александр Глебович Невский — начальник смены на главном пульте
управления Серпуховского ускорителя называет прибором полутораки¬
лометровое подземное кольцо, гигантские силы которого разгоняют час¬
тицы до энергии более 70 миллиардов электронвольт. Не стану подробно
рассказывать об устройстве современных ускорителей частиц, поскольку
это уже сделано в других книжках. Напомню лишь отдельные моменты
работы этих гигантов и особенности их конструкции.
Чтобы разогнать протоны, их сперва надо получить. Делается это в спе¬
циальной газоразрядной трубке, где происходит ионизация водорода. Затем
протоны вытягивают из трубы постоянным электрическим полем, ускоряют
статистическим напряжением до энергии порядка 100 килоэлектрон¬
вольт* и направляют в основной ускоритель. В линейных ускорителях про¬
тоны ускоряются электромагнитным полем, а в кольцевых — поддержива¬
ются магнитным полем на круговой орбите и одновременно ускоряются
переменным электрическим полем. Напряженность, фаза и частота электри¬
ческих и магнитных полей изменяются синхронно с частотой обращения
ускоряемых частиц. Отсюда и название кольцевого ускорителя — синхро¬
трон и синхрофазотрон.
Схема ускорения электронов отличается от описанной лишь тем, что
первоначально электроны получают с раскаленного катода.
...Восемьдесят четыре ступеньки вниз, и мы в кольцевом зеле уско¬
рителя. Он огромен. Говорят, что самый убедительный язык — это язык
цифр. Так вот, вдоль зала длиной 1500 метров установлены 120 магнитных
блоков общим весом 22000 тонн. Между полюсами электромагнита смон¬
тирована гофрированная труба овальной формы (100 X 200 мм) из нержа¬
веющей стали. Разогнанные гигантской пращей ускорителя почти до свето¬
вых скоростей, зажатые невидимой стеной мощнейших магнитных полей
несутся ’’снаряды” ядерной ’’артиллерии” по этой ’’беговой дорожке”.
’’Трубой” называют вакуумную камеру. Сто тридцать насосов, способ¬
ных каждую секунду откачивать 300 литров воздуха, .создают рабочий
вакуум 10“6 мм.рт.столба. Так нужно для эксперимента. Между прочим,
лежит это огромное кольцо ускорителя на Великой русской скале. Незыб¬
лемая монолит-основа понадобилась для того, чтобы выдержать точность
установки блоков магнитов до десятой доли миллиметра.
Инжектор — линейный ускоритель протонов — служит источником час¬
тиц с энергией 100 миллионов электронвольт. Они вводятся в кольцевую
♦ Мы будем использовать единицы измерения энергии, принятые в физике вы¬
соких энергий: 1 ТэВ = ІО3 ГэВ = 106 МэВ = 1012 Эв.= 1,6 эрг.
47

камеру. Блоки электромагнитов создают магнитное поле, которое образу¬
ет замкнутую орбиту и обеспечивает устойчивость движения частиц. Для
того чтобы получить необходимый прирост энергии (за каждый оборот),
вдоль кольца размещены 54 ускоряющие станции. Четыреста тысяч раз
’’пробегают’* частицы по кольцу, прежде чем достигнут энергии в 70 ГэВ.
Для сравнения приведем такой пример. Если бы разогнать до столь
огромной скорости горошину весом всего в один грамм, то ее энергии
хватило бы, чтобы разогреть и перевести в пар около миллиарда тонн воды —
огромное озеро.
Частиц не одна и не две. Интенсивность ускоренного пучка — 5,6* 1012
протонов в импульсе. Для того чтобы контролировать положение этого
пучка в ’’трубе”, используются специальные устройства — сигнальные элек¬
троды. Тридцать шесть передающих телевизионных трубок позволяют судить
о наличии и местоположении пучка в вакуумной камере. Тысячи контроль¬
но-измерительных приборов и различных аппаратов управления следят
за работой ускорителя.
Серпуховский ускоритель называют фабрикой, производящей не
только ускоренные протоны, но и различные вторичные частицы. Получают
эти частицы с помощью ’’мишени”, которую вводят в ’’трубу”. Протоны
наталкиваются на ядра мишени и выбивают вторичные частицы.
Еще несколько слов о размерах ’’прибора”. Его экспериментальный
зал — крытое здание без единой опоры — имеет размеры 90 X 150 м (боль¬
шое футбольное поле под крышей). От него отходит галерея длиной 350 м
с примыкающими к ней павильонами для так называемых пузырьковых
камер.
Канал для получения пучка нейтрино высокой энергии имеет длину
500 метров.
— Интенсивность пучка, — продолжает А. Невский, — более пяти трил¬
лионов. Но эта цифра больше относится ко вчерашнему дню, чем се¬
годняшнему. В ИФВЭ введен в действие новый кольцевой ускоритель —
бустер с новым линейным ускорителем. Разработанный коллективом со¬
трудников нашего института под руководством доктора технических на¬
ук, лауреата Ленинской премии В Теплякова и созданный здесь же, он
позволяет в 10 раз увеличить интенсивность пучка. А это означает, что во
столько же раз увеличится число регистрируемых ядерных событий...
А энергия частиц?
В Протвино я встречал метростроевцев. Они ведут прокладку тонне¬
ля для размещения нового, первого в мире по энергии ускорительно-на¬
копительного комплекса (УНК). В нем энергия протонов будет доведена
до 3000 миллиардов электронвольт. Эту цифру легко написать, но трудно
представить. А еще труднее с чем-то сравнить. Энергия частиц в УНК будет
в 40 раз больше, чем на действующем кольце, и в семь раз больше, чем у
ускорителей в ЦЕРНе и в Батавии (США). Таков он, космотрон XX века.
Пройдет какое-то время, и в 20-километровом железобетонном тонне¬
ле начнется монтаж оборудования: вакуумной камеры, насосов, систем
48

управления, регистрирующих приборов... Но это не будет копией нынешнего
синхротрона, только увеличенного в 13 раз. В проекте гигантского прибора
заложены нестандартные физические и инженерные решения, которые и
позволят получить рекордные энергии частиц.
Одно из таких решений — электромагниты со сверхпроводящими катуш¬
ками. Они будут создавать магнитное поле, по крайней мере вчетверо более
высокое, чем традиционные железные магниты. Сверхпроводящие материа¬
лы не имеют электрического сопротивления, магниты из них потребуют
меньших затрат электроэнергии. Стоит один раз пропустить по такому кон¬
туру ток, и он будет циркулировать длительное время. Обеспечит сверх¬
проводящие свойства охлаждение до больших минусовых температур.
В одном подземном тоннеле предполагается разместить сразу три коль-
пд: первое для предварительного ускорения до 400—600 миллиардов элект¬
ронвольт, второе — до 3000 ГэВ, а третье — для экспериментов со встреч¬
ными пучками протонов и антипротонов. Нынешний ускоритель будет слу¬
жить инжектором для нового гиганта. Ожидаемое количество частиц в
пучке — 50 тысяч миллиардов протонов! Нужно напрячь фантазию, чтобы
представить, сколь огромны эти величины.
...Египетские фараоны жаждали величия даже после своей смерти. Ни
средств, ни рабов, ни людей вообще не жалели — возводили гигантские
монументы. Крупнейший из них я видел в Гизе. Это пирамида Хеопса вы¬
сотой около 150 метров. Но какими жалкими кажутся эти колоссы в срав¬
нении с пирамидами XX века — ускорителями, воздвигнутыми и воздвига¬
емыми во славу науки и человека.
Как ни грандиозно само по себе кольцо нового ускорителя, оно лишь
малая часть всего сооружения. Рядом возводится энергокорпус, несколько
экспериментальных залов, где разместятся многочисленные лаборатории,
нафаршированные автоматическими системами, чуткими приборами, высо¬
кочастотные сепараторы частиц и многое другое.
Ну, а тот диалог, который мы привели в начале главы? Его можно
продолжить.
— И все-таки он должен быть где-то рядом.
— Полагаю, что да.
...Они знали: если загнать ’’его” в магнитный коридор и заставить идти
только этим путем, то ”он” обязательно попадет в камеры, что на противо¬
положном конце. Но это было, так сказать, условием места. Зная, что ”он”
находится именно здесь, требовалось ’’его” увидеть. Эта задача была много
труднее. Ведь ”он” — невидимка. Вот и пригодилась идея следов.
Рассуждения строились так. Если камеру заполнить жидкостью и в тот
самый момент, когда ”он” попадет в эту ловушку, резко понизить давле¬
ние, то жидкость окажется в таком состоянии, когда любое нарушение ее
’’скучного однообразия” вызовет пусть маленький, но взрыв. Короче го¬
воря, проходя через такую среду, ”он” обязательно оставит следы в виде
цепочки взрывов или пузырьков. Эту цепочку и надо зафиксировать.
Восемь широкоугольных объективов, мощные импульсные осветители,
49

чувствительная пленка... Все было подготовлено к тому, чтобы увидеть
невидимое.
Камеру заполнили жидким водородом. Его температура всего на 27°
была выше абсолютного нуля — минус 246° по Цельсию. Давление довели
до пяти атмосфер. Когда ”он” влетел в камеру, давление резко сбросили
до двух атмосфер. Потребовались всего тысячные доли секунды, чтобы в
этих условиях пузырьки выросли до видимых размеров (около 1 мм).
И вот тут-то сработали затворы фотоаппаратов.
Чтобы судить о ’’его” повадках со всей определенностью и иметь до¬
статочно доказательств, позволяющих делать безошибочные выводы, съем¬
ку повторили. Многие тысячи раз! Автоматические измерительные сис¬
темы и ЭВМ, производящие миллионы математических операций в секун¬
ду, обработали фотографии. Рассматривая их, охотники за невидимками
сделали заключение:
”0н шел в пучке К+ мезонов. В точке А один из этих К+ мезонов про-
взаимодействовал с протоном и дал четырехлучевое событие. Один из лу¬
чей образуется П+ мезоном, который, распадаясь, дал мюон и невидимые
нейтрино. В левой части снимка фотон родил электрон-позитронную пару...”
Профессор Лев Дмитриевич Соловьев, директор Института физики вы¬
соких энергий, улыбаясь, поясняет:
- Тот, кто рождает мезоны, нам хорошо известен. Имя ему — протон.
Пучок протонов мчится с огромной скоростью и обрушивается на постав¬
ленную на его пути преграду. В итоге возникают новые элементарные час¬
тицы. Они и являются предметом наших исследований...
Многие ’’хитрости” природы, сначала приводившие в недоумение, полу¬
чили свое объяснение. Что, например, может больше отличаться друг от
друга, чем электричество, магнетизм и свет? И тем не менее еще в прош¬
лом веке Дж. Максвелл показал, что это различное проявление одних и
тех же законов. Они, а вместе с ними еще радиоволны и тепловое излу¬
чение описываются одной единственной элегантной системой уравнений.
Электромагнетизм — это действенная сила, управляющая всем, что мы ви¬
дим, слышим, обоняем, осязаем и пробуем на вкус.
Великий Эйнштейн тщетно искал первичную простоту, благодаря ко¬
торой все силы природы можно было бы охватить единой теорией. Он
пытался объединить электромагнетизм и силы гравитации. Теперь мы
знаем некоторые причины его неудачи. В природе просто есть другие силы,
которые не снились даже мудрому Эйнштейну. Он не принимал во внима¬
ние то, что было когда-то окутано тайной внутриатомных ядер. Теперь
этой тайны нет.
Итак, сил четыре. Гравитация (всемирное тяготение) воздействует на
все вещество. Она сцепляет воедино планеты, звезды и галактики, да и
всю Вселенную. Но эта сила зависит от величины массы, и эффекты гравита¬
ции очень незначительны в масштабе атома, потому что масса ядра одного
атома ничтожно мала.
Электромагнетизм, как и гравитация, дает себя почувствовать на
50

огромных просторах Вселенной (он несет ответственность за световое и
радиоизлучение, приходящее к нам из далеких галактик и приносящее
различные сведения о них). Но, кроме этого, электромагнетизм (в отли¬
чие от гравитации) весьма важен и во внутриядерном мире, ибо он воздей¬
ствует на все электрически заряженные частицы. Именно электромагнитные
силы взаимодействия между атомами позволили вашей руке раскрыть эту
книгу и перелистать ее страницы.
Когда были открыты так называемые ядерные силы, ученые сразу по¬
няли, что ’’электромагнитное мировоззрение”, то есть уверенность во все¬
общем действии сил электромагнетизма, навсегда ушло из физики. Поя¬
вился особый, чисто ядерный тип взаимодействия, третья сила после гра¬
витации и электромагнетизма. Причем сила совсем особой природы, спо¬
собная сцеплять частицы, заряженные одноименным зарядом, и действую¬
щая на очень малых расстояниях (10“13 см). Ядерные силы (их еще назы¬
вают силами сильного взаимодействия) убывают с расстоянием очень быст¬
ро, и практически за пределами ядра прекращают свое действие.
Наконец, четвертый вид сил, который получил не очень удачное назва¬
ние слабого взаимодействия. Эти силы несут ответственность за различные
процессы радиоактивного распада ядер.
Проблема состоит в том, что, хотя свойства каждого из четырех фунда¬
ментальных взаимодействий достаточно хорошо поняты, никто не может
сказать, почему их именно четыре. Не знает никто и почему так много
разновидностей субатомных частиц. Большинство физиков сходятся на том,
что наука еще не добралась до сути вещей. Они соглашаются с Эйнштей¬
ном, который говорил, что, хотя существующие теории точны в области
своей применимости, им не удалось ’’добраться до древесной основы, кото¬
рая скрывается под слоем лака”.
По этой причине теоретики продолжают искать подход, чтобы объяснить
все сложности физики проявлением разных сторон действия одной более
фундаментальной системы. Немало неудач было на этом пути, но они не
останавливали идущих. Попытки следовали одна за другой, и только сейчас
появились признаки, что успех может быть совсем рядом. Появилось то,
что называют теорией ’’Великого объединения”. Но это новое основыва¬
ется на двух фундаментальных устоях: частной теории относительности
и квантовой механике. Никакие события в физике нашего века пока не
могут сравниться с этими великими достижениями.
Сегодня физики стремятся проникнуть в глубину все меньших
пространственно-временных интервалов. Их называют ультрамикроско¬
пическими. Что это такое? Если говорить о линейных размерах, то они
не превышают диаметра атомного ядра .Если о времени, то речь идет об
интервалах, необходимых свету, чтобы пройти такое маленькое простран¬
ство. Иными словами, мы имеем дело со столь малыми величинами, что
они порой не имеют даже названий. Расстояние порядка ІО”13 см (одна
десятитриллионная часть сантиметра) свет проходит всего за 10“24 се¬
кунды. Миг по сравнению с этим — вечность!
51

Привычные для нас представления о простом и сложном, о целом и
о части, о медленном и быстром в микромире оказываются совершенно
непригодными. Каждый раз, когда физикам удавалось ’’передвинуть”
запятую после нуля на 2—3 знака, они наталкивались на новые физические
явления.
Сейчас ’’глубины”, доступные микрофизике, составляют 10“16 —
ІО-17 см. У начальной границы 10“5 — 10“7 см ученые обнаружили моле¬
кулярные явления (возникла кинетическая теория материи) На ступеньку
ниже — 10“8 см были открыты атомы, для описания которых потребова¬
лась квантовая теория. Спустившись ниже - 10-11 см, наука открыла пару
электрон — позитрон. На глубине 10“13 см физики достигли ядра атома.
Потом ( 10“15 см) было обнаружено новое во взаимодействии частиц. Спу¬
стившись еще ниже - на глубину 10“16 см, физикам удалось выяснить при¬
роду слабых взаимодействий. Они интересны тем, что в ІО13 раз слабее
ядерных, но в ІО26 раз превосходят гравитационные.
Но, повторю, самих элементарных частиц не видел никто. Но они есть.
Они - всюду. Из них состоит вся материя, а следовательно, и мы сами.
- Стоп! - вправе сказать читатель. - Это и есть ответ на вопрос, кото¬
рый был поставлен еще древними.
Увы, такой ответ слишком поверхностен. Физики XX века сделали
столько удивительных открытий, что даже у многих теоретиков голова
пошла кругом. Но так было лишь в самом начале пути. Сейчас, глядя из
отдаления, кое-что видится яснее. Кое-что, но не все...
Микромир многолик и устроен очень сложно. В зависимости от обста¬
новки он обнаруживает различные качества. А главное — приходится иметь
дело с исключительно малыми величинами. Тот же атом водорода — наибо¬
лее легкцй из существующих — имеет ничтожную массу, всего 1,67* 10“25
грамма. А электрический заряд электрона равен 4,8* 10“10 электростатиче¬
ской единицы. Чтобы представить себе всю малость этой величины, скажем,
что через нить накаливания обычной электрической лампочки мощностью
100 вт проходит за секунду столько таких электрических зарядов, сколько
кубических сантиметров воды протекло в Москва-реке в черте города за
800 лет.
Ну, а временные интервалы, с которыми приходится иметь дело фи¬
зикам? Они тоже фантастичны. Непостижимый миг — миллиардные и де¬
сятимиллиардные доли секунды считаются здесь огромными величинами.
Частицы взаимодействуют сверхбыстро - всего за одну стотысячную од¬
ной миллиардной от миллиардной доли секунды (10“23 сек ) . Чтобы понять,
сколь мал этот промежуток времени, достаточно сказать, что свет, двига¬
ясь со скоростью 300 000 км/сек , прошел бы за это время путь, равный
диаметру атомного ядра.
Трудно представить, с помощью каких приборов можно заглянуть
внутрь этого крошечного мира и получить сведения о его структуре. Однако
такие устройства существуют. Для их эксплуатации требуется арсенал
сложнейших технических средств, большие энергетические мощности, мас¬
52

штабы крупных предприятий тяжелой индустрии. Используя все это, уда¬
ется получить ’’снаряды” ядерной ’’артиллерии”, необходимые для иссле¬
дований в области физики микромира.
При рассмотрении явлений таких очень малых масштабов совершенно
непригодной оказалась классическая механика с ее понятием траектории,
угловой скорости. Достаточно сказать, что закон всемирного тяготения,
с действием которого мы постоянно сталкиваемся на Земле, в микррмире
проявляется совсем в иных масштабах. Так, например, электрическое от¬
талкивание между двумя электронами в 4,17* 104^ раз превышает гравита¬
ционное притяжение между ними. Почти фантастический вывод. Но факт
остается фактом.
Вспомним историю. Из глубины веков доходят до нас суждения о
’’четырех стихиях”, провозглашенных древнегреческими философами и
объединяющих землю, воду, воздух и огонь. Не понимая истинных свойств
этих стихий, люди в те далекие времена объясняли их взаимодействием
прочность камня, податливость раскаленного металла, проливные дожди
и устрашающие молнии, освежающую приятность озона и красоту ра¬
дуги...
Современная физика не отказалась от идеи ’’четырех стихий”. В сложном
взаимодействии между ними она пытается найти объяснение реальному со¬
держанию мира. Только стихии эти совсем иные: сильные, электромагнит¬
ные, слабые и гравитационные поля. И еще. Приняв как аксиому единство
мира, ученые XX века пока еще не смогли описать единство четырех стихий,
но упорно приближаются к этому.
Фарадей установил связь между магнитными и электрическими яв¬
лениями. Это было великое открытие физики, большая победа науки, Эйн¬
штейн попытался создать единую картину электромагнитных и гравитаци¬
онных взаимодействий. Но добиться успеха ему не удалось. Потерпел
поражение и Гейзенберг в поисках единой теории ’’фундаментальных полей”.
Но вот появилась квантово-механическая теория атома - одно из вели¬
чайших достижений физики. Дав точное описание свойств атома, эта теория
(триумф физики) подвела прочный фундамент под всю естественную науку.
Судите сами: при помощи квантовой механики мы можем не только опреде¬
лить свойства атомов, но и удивительнейшие порой свойства веществ, обра¬
зуемых этими атомами. Нашему пониманию доступно, например, почему
сталь тверда, а золото имеет приятный желтый цвет, почему газ горит, а вода,
замерзая, образует лед, почему водород и кислород, соединяясь, дают воду,
почему алюминий легок и тягуч...
Движение электронов очень точно описывается законами квантовой
механики. Выступая в самых различных комбинациях, свойства электрон¬
ных оболочек приводят к неисчерпаемому многообразию свойств твердо¬
го тела. Подобно тому как 32 буквы алфавита составляют основные эле¬
менты всей нашей письменности, способной вместить неограниченную ин¬
формацию.
Но мы ведем речь об атомном ядре. Законы движения частиц, его
53

составляющих, известны пока только в зачатке, а потому еще многое про¬
должает оставаться тайной, ибо силы, заложенные в атомах, взаимодейст¬
вуют часто весьма замысловатым образом. И если мы постигнем все законы
их соединения, тогда в наших руках ключ к секретам их поведения, ключ
к тайнам строения материи. Это не только интересно, но и весьма важно.
И не зря мудрый Эйнштейн говорил:’’Развитие науки — это драма, драма
идей. Она должна захватить и интересовать каадого, кто любит науку”.
— А как проверить теорию, если ускорители окажутся ’’слабы”? —
спрашиваю физиков.
— Искать ответ в космосе, — сказал С. Герштейн. — Среди внеземных
скитальцев встречаются феномены, обладающие огромной энергией. Стало
быть, где-то работает космический ускоритель. Нечто подобное обнаружено
в звездном объекте ’’Лебедь X—3”. Отсюда приходят к нам частицы, уско¬
ренные в тысячу раз сильнее, чем на самых мощных земных установках.
Изучая эти частицы, мы как бы заглядываем в прошлое нашей Вселенной,
познаем огромные энергетические процессы и плотности. Исходя из кос¬
мологических данных мы можем оценить массу всех видов стабильных ней-
трин, а также возможное число различных типов нейтрино.
54

КТО ВЫХОДИТ НА связь?
• СЛЕДСТВИЕ
ПО ДЕЛУ ПУЛЬСАРОВ
• ТЕЛЕГРАММА ИЗ
• ВАМПИРЫ ИЗ КОСМОСА, ИЛИ
СЕКРЕТЫ «ЧЕРНЫХ ДЫР
■і |ІѴ ■Tjl
«МИСТЕРИУМ
XX ВЕКА »
‘’Насколько же замечательна и удивительна эта великолепная беско¬
нечность Вселенной!” Произнося эти слова, нидерландский физик Христиан
Гюйгенс, наверное, и не предполагал, что их вспомнят спустя три столетия
при весьма интересных обстоятельствах. А случилось вот что.
В один из дней (это было в 60-х годах) многие газеты мира вышли с
пугающими аншлагами: ’’Загадочные объекты в космосе”, ’’Эхо гигант¬
55

ских взрывов”, ’’Мистериум XX века”... Причиной таких восклицаний было
открытие астрофизиков. Пресса обходила подробности происшедшего,
но не жалела красок на разного рода суждения. Все это интриговало, будо¬
ражило воображение, рождало слухи.
Прорыв человека в звездный океан не опроверг утверждения Гюйгенса.
Перед современной наукой раскрылась захватывающая картина загадоч¬
ного, сложного и удивительного мира космоса, грандиозных и не всегда
понятных явлений. Едва ли какая-либо другая область знаний может похва¬
статься таким обилием гипотез и теорий, как наука о мироздании. Говорят,
что количество гипотез обратно пропорционально ясности вопроса. Вероятно,
так оно и есть. Но что же произошло?
...Жаркое июльское солнце клонилось к закату, когда двадцатишести¬
летняя аспирантка Маллардской радиоастрономической обсерватории Кем¬
бриджского университета Джокелин Бэлл, бросив взгляд на ленту за¬
писывающего устройства, обратила внимание на странные всплески, кото¬
рые появлялись на бегущей кривой. Джокелин поначалу не придала этому
особого значения. Первое, что пришло ей в голову, — сбивается самописец.
Однако сбои проявлялись не хаотически , а со строгой периодичностью.
Вот это и насторожило ее.
Профессор Э. Хьюиш, которому она тут же позвонила по телефону,
не торопился с ответом. Возможно, он не ожидал такого сообщения.
— Джокелин, я не люблю шуток, касающихся нашей работы. Что вы
хотите этим сказать?
— Мне показалось... Нет, я в этом убеждена, — сбивчиво отвечала
аспирантка.
— Достаточно, — прервал ее профессор и попросил до его приезда нико¬
му не сообщать о странных импульсах.
Через четверть часа шеф был в обсерватории. У записывающего устрой¬
ства собралась почти вся группа радиоастрономов, которая в июле 1967 го¬
да начала исследования на новом высокочувствительном радиотелескопе.
— Неужели инструмент, который только что вступил в строй и на ко¬
торый возлагались столь большие надежды, недостаточно отлажен? — усом¬
нился Хьюиш и потребовал срочного анализа запечатленной на ленте кривой.
Вскоре ему доложили:
— Аппаратура работает нормально.
— Нормально? — Хьюиш иронически скривил губы. — Тогда...
Он замолчал. Напрашивался вопрос: не сигналы ли далеких ’’братьев
по разуму” воспроизводит радиотелескоп?
— Тогда, — произнес он вслух, — потрудитесь объяснить эту чепуху.
Объяснилась ’’чепуха” так: ’’прослушивая” небо на определенной часто¬
те, астрономы наткнулись на загадочный объект. Импульсы его радиоизлу¬
чения повторялись каждые 1,3 секунды (точнее — 1,337279) со стабиль¬
ностью, которую может выдерживать лишь хороший кварцевый генератор.
Таинственный ’’радиопередатчик” излучал импульсы сериями: через минуту
работы наступал обязательный перерыв.
56

Говоря определеннее, выглядело все это следующим образом. С на¬
чалом цикла длина волны принимаемого излучения увеличивалась от 3,70
до 3,75 метра. Все это происходило за две десятых секунды. Потом наступа¬
ла короткая пауза: она длилась почти 1,1 секунды. Затем следовал новый
цикл.
Многое довелось повидать Хьюишу за годы работы в Кембридже, но
такое...
Случалось, что загадочный передатчик как бы отключался, и в передаче
наступал перерыв. Но очень недолгий, всего несколько минут. И снова ’’не¬
известный” выходил в эфир, посылая свои сигналы строго с прежней перио¬
дичностью - 1,337279 секунды. Этот период оставался неизменным в тече¬
ние полугода непрерывных наблюдений.
— Быть может, нас вызывают? — эта мысль преследовала не только
Хьюиша, но и всех его сотрудников.
Как показали дальнейшие исследования, импульсы возникали в одно
и то же время звездных суток (звездные сутки — период обращения Зем¬
ли вокруг своей оси относительно звезд), что свидетельствовало об их вне¬
земном происхождении. ’Тде-то очень далеко в космосе работает мощная
радиостанция!” Иных мнений не было, хотя сам вывод казался фантасти¬
ческим.
- Задача для Шерлока Холмса, — угрюмо пошутил Хьюиш.
Исследования держались в строгом секрете. Хьюиш старался сделать
все, чтобы загадка не вышла из стен лаборатории. Часть сотрудников, ко¬
торые не были заняты наблюдением, спешно отправили в отпуск. Конфиден¬
циальные совещания проводились ежедневно. Исследователей волновал
и другой вопрос: почему длина принимаемых радиоволн менялась пять раз
в течение одного цикла? Но этому тоже нашли объяснение: ’’иноплане¬
тяне не просто сигнализируют, а предусмотрительно меняют длину вол¬
ны, чтобы их ’’голос” могли принять приемники, настроенные на разные
частоты”.
Повторяю: открытие держалось в тайне. Обсуждения велись за закрытой
дверью и только среди сотрудников Маллардской обсерватории. Данные,
которые были получены за время наблюдений, позволяли предположить,
что таинственные позывные исходили из созвездия ’’Лисички”. Но не это
было самым важным. Более значительным представлялось иное. Почему
далекий космический ’’абонент” на какое-то время прекращал работу и по¬
том вновь начинал обозначать себя? Мысль о том, что кто-то вне Земли ищет
связь с ’’другими разумными существами”, все более утверждалась в созна¬
нии сотрудников обсерватории.
Спустя восемь месяцев после открытия загадочного объекта, в марте
1968 года, англичане наконец оповестили мир о существовании таинственных
и необъяснимых явлений. Сенсация стала обрастать разного рода ’’под¬
робностями”. Идея установления связи с внеземными цивилизациями обре¬
ла новую силу. Газеты отводили ей первые полосы. Вместе с не слишком
грамотными и вдумчивыми популяризаторами, которые спешили во всех
57

подробностях расписать предстоящую встречу с братьями по разуму, собы¬
тия комментировали и авторитетные ученые.
Против поспешных и легкомысленных высказываний выступил ака¬
демик Я.Б. Зельдович. 22 марта 1968 года он писал в ’’Известиях”:
’’Мысль о сигналах разумных существ приходит первой. Но уверенность
в том, что мы имеем дело с цивилизацией, обладающей разумом, должна
приходить последней — только после того, как исчерпаны и отвергнуты
другие объяснения”.
Позднее выяснилось, что в 1968 году группа советских радиоастро¬
номов во главе с профессором В.В. Виткевичем, работая в Серпухове, также
обратила внимание на загадочное явление и установила, что ’’радиопере¬
дачи” из космоса временами становятся значительно мощнее и интенсивность
сигналов меняется весьма сложно. Но ни Виткевич, ни его коллеги не торо¬
пились делать из открытия сенсацию.
Английские радиоастрономы внимательно следили за сообщениями
советских ученых.
— Конечно же, этого не может быть, — признал Хьюиш, отгоняя навяз¬
чивую мысль о ’’братьях цо разуму”. Затем он взял карандаш и жирно под¬
черкнул написанное слово, прочно вошедшее теперь в терминологию астро¬
номов — пульсар.
Название появилось, но вопросы ’’Что это?” и ’’Как объяснить?” про¬
должали оставаться. Родилось немало гипотез, объясняющих радиоизлуче¬
ние пульсаров естественными причинами. Из них пока, пожалуй, наиболее
правдоподобны те, которые относят загадочные объекты к давно предска¬
занным теорией нейтронным звездам — своеобразным ’’остаткам” от гран¬
диозных взрывов так называемых сверхновых звезд.
Странные объекты озадачили ученых. ’’Для раскрытия этой тайны науке
предстоит выполнить еще очень большую работу, — констатировал акаде¬
мик ВЛ. Амбарцумян. И добавил: ’’Она уже начата и идет достаточно ус¬
пешно”.
Радиоастрономы всего мира начали ’’охоту” за сигналами из космоса.
Анализ многих ’’прослушиваний” давал основание считать, что загадочные
миры представляют собой маленькие (размером всего в десятки или сотни
километров в поперечнике), но невероятно плотные и бешено вращающиеся
тела.
Напомним: свечение звезд поддерживается обычно за счет энергии,
выделяющейся при ядерных реакциях, происходящих в недрах звезды.
При ’’сгорании” ядерного топлива звезды постепенно сжимаются и пре¬
вращаются в ’’карлики”, состоящие из плотного ионизированного газа.
Однако при дальнейшем остывании звезды, как полагают астрофизики,
может оказаться энергетически выгодным переход звезды в нейтронное
состояние. Это означает, что протоны соединяются с электронами и, ис¬
пуская нейтрино, превращаются в нейтроны.
В космосе удавалось наблюдать так называемые вспышки сверхновых.
По сути своей это взрыв звезды, при котором ее оптическая светимость
58

в течение нескольких суток возрастает в миллиард раз. При этом образуется
расширяющаяся оболочка с огромной кинетической энергией — до ІО52 эрг
(типичная скорость разлета оболочки порядка 7-8 тысяч километров в се¬
кунду). На месте взрыва иногда можно наблюдать компактный остаток -
нейтронную звезду (пульсар). Не исключено, что в некоторых случаях
масса остатка столь велика, что он неограниченно сжимается под действием
собственного гравитационного поля. Иными словами, образуется ’’черная
дыра”.
Нейтронные звезды - явление феноменальное. За ним, возможно, тоже
скрывается величайшее открытие века. Вещество таких звезд состоит не
из привычных нам атомов, а их ’’спрессованных” гигантскими силами ней¬
тронов. Массы таких звезд, несмотря на столь малые размеры, огромны и
превышают массу нашего Солнца во много раз. Булавочная головка, из¬
готовленная из вещества нейтронной звезды, весила бы миллионы тонн (!).
Сила тяжести на поверхности этих феноменов в миллионы раз больше
земной.
Что же тогда внутри? Подсчеты дали ошеломляющие цифры: чайная
ложка вещества, взятого из центра нейтронной звезды, должна была бы
весить десятки миллиардов тонн. Наша Земля,, будучи сжата до такой плот¬
ности, оказалась бы размером с горошину.
Основная особенность пульсаров в том, что они ’’работают” подобно
маяку. Через определенные, характерные для каждого пульсара интервалы
времени, он выпускает электромагнитный импульс.
Новые поиски приносили новые открытия. Исследования показали,
что отдельные пульсары не выдерживают этой регулярности. Ученые сделали
вывод: ’’Странные объекты замедляют свое вращение”. Но природа снова
преподнесла сюрприз: пульсар PSB 0329 + 54 (условное обозначение, в
которое ученые вкладывают определенный смысл) продемонстрировал
удивительнейшую периодичность всплесков и спадов своей интенсивности.
И ни одного сбоя, ни одного отклонения.
Что же все-таки происходит и почему? Это трудно понимаемо, но тем
не менее описанные ’’чудеса” имеют место. А потому ’’следствие” по делу
пульсаров продолжается.
К сожалению, здесь приходится ставить точку. Несмотря на стремитель¬
ный прогресс астрофизки и радиоастрономии, наука еще далека от полного
понимания всего того, что происходит в мире звезд. Взять, скажем, гранди¬
ознейший, небывалый по мощности взрыв, который произошел 28 января
1976 года. В Северном полушарии неба взорвалась звезда. Огромная, раз¬
мером с наше Солнце. Еще одна загадка космоса? Именно так! А узнали
мы о ’’катастрофе” в общем-то случайно.
...Наука часто заставляет вспоминать шекспировское ’’есть многое на
свете”. Космическая эра набирает силу. В связи с международным соглаше¬
нием о запрещении ядерных испытаний в верхней атмосфере и в космосе
уже начала действовать спутниковая система контроля. Первые годы на¬
блюдений не принесли каких-либо неожиданных результатов. Но вот ’’кос¬
59

мические дозорные” зафиксировали мощный ’’всплеск”. В 1973 году в
научных журналах появилось любопытное сообщение. Речь шла о таинствен¬
ных сигналах, которые поступали из глубин Вселенной. Зарегистрировали
их спутники ’’Вела”, запуск которых субсидировало военное ведомство
США. Данные о сигналах были весьма противоречивы, но мнения специа¬
листов сходились в одном: на Земле лишь ускорители частиц да радиоак¬
тивные изотопы способны давать подобное излучение. Явление назвали
гамма-всплесками.
Нечто похожее обнаружили и другие спутники: ”Космос461”, ’’Метеор”,
OSO-7, ІМР-6... Приборы, установленные на их борту, в произвольный мо¬
мент времени фиксировали увеличение числа импульсов, идущих опять-таки
от неизвестных объектов. Для них даже придумали название — ”мистериум”,
то есть таинственные.
Астрофизики начали поиск разгадки. На помощь пришли математики.
Их подсчеты позволили сделать предположение, что расстояния до источ¬
ников огромны и достигают миллиарды световых лет (один световой год
равен 9400 млрд километров). Как говорится, дальше уж и вообразить
трудно. Что же касается энергии, выделяемой в момент всплесков, то она
вообще не укладывалась в сознании. И снова вопрос: ’’Что же происходит
в мире звезд?”
Пока было ясно лишь то, что таинственное излучение можно зареги¬
стрировать только приборами, поднятыми в космос, поскольку оно не в
состоянии пробиться сквозь толщу атмосферы Земли. Мы уже говорили,
что в объеме мирового пространства, доступного для изучения, заключе¬
ны миллионы галактик. Однако весь этот огромный мир, за исключением
разве что ближайших планет, лежит за пределами возможности непосред¬
ственных, так сказать, инструментальных исследований. О нем мы узнаем
и судим лишь по тому излучению, которое, пробежав триллионы трилли¬
онов километров, приходит из глубин космоса к нам на Землю. При огром¬
ных скоростях движения на это уходят многие тысячелетия, миллионы
и даже миллиарды лет. Иными словами, мы как бы получаем телеграммы
из далекого прошлого.
Известие о взрыве 1976 года, который назвали великой космической ка¬
тастрофой, принесло все то же гамма-излучение. Впрочем, мысль о взры¬
ве родилась уже потом, а сначала гамма-астрономические приборы зареги¬
стрировали интенсивный всплеск. Настолько сильный, что если бы это из¬
лучение исходило от какого-либо источника нашей Галактики, то его экви¬
валентом было бы 100 миллиардов солнечных вспышек. А ведь рядовая
солнечная вспышка соизмерима со взрывом тысяч водородных бомб.
Если же предположить, что космическая катастрофа по своей природе
была явлением тепловым, то где-то там, далеко-далеко от Земли, в какой-то
момент должна была развиться температура порядка 100 миллионов граду¬
сов. Для сравнения скажем: температура на поверхности Солнца 6000 гра¬
дусов.
А если катастрофа произошла за пределами нашей Галактики? Пред¬
положение вполне допустимо. Но тогда энергетические характеристики не¬
бо

обычного явления получались невообразимо большими: ІО44 - ІО45
и более эрг в секунду. Фантастически большое число! Мощность излучения
далекого космического объекта в 1000 раз превышала энерговыделение
всей нашей Галактики. То есть, за очень короткое время где-то там, в кос¬
мосе, выделилось такое количество энергии, которого хватило бы, чтобы
обеспечить потребность в ней почти пяти миллиардного населения нашей
планеты на миллиард лет.
Как тут не вспомнить Христиана Гюйгенса и не согласиться с мудростью
изречения: ’’Цифры могут быть комплиментом не менее выразительным,
чем стихи!” И все-таки, что же произошло?
Многое рассказывают нам о далеких мирах свет, рентгеновские лучи,
радиоволны... Повествуют о них и космические излучения. И каждый новый
шаг науки в расширении диапазона принимаемой информации раскрывает
новые страницы великой Космической книги. Велика здесь роль техники.
Интереснейшая информация о Вселенной была получена после того, как
в распоряжении ученых оказались такие уникальные инструменты, как круп¬
нейший радиотелескоп РАТАН-600 в СССР и ”VLA” в США, советский теле-
скоп-гигант с диаметром зеркала в шесть метров, наша орбитальная астро¬
номическая обсерватория ’’Астрон”, англо-голландско-американский спут¬
ник ’’IRAS” и другие. Главное достоинство этих технических средств в том,
что они регистрируют излучение за пределами оптического диапазона, то
есть видимого света.
Анализ новой информации привел к коренному пересмотру традици¬
онной точки зрения на Вселенную как на сравнительно спокойную и ста¬
тичную, Обнаружилось, что это арена бешеных фейерверков, галактик, ’’вы¬
плевывающих’.* из себя гигантские струи вещества, взрывающихся звезд,
которые сдавливают межзвездный газ и разогревают его до миллионов
градусов. Кажется, что вся Вселенная постоянно сотрясается от катастроф
настоящего и прошлого.
Однако попробуем вернуться к исходному моменту. Теория ’’Боль¬
шого взрыва” (о ней речь впереди) утверждает, что вначале родились про¬
стейшие элементы — водород и гелий. Более сложные элементы появились
лишь в огненных горнилах звезд, во время их ’’предсмертных мук”. Это
относится, в частности, к атомам углерода и кремния. Большая же часть тя¬
желых элементов была порождена при вспышках Сверхновых звезд. Ве¬
щества, из которых состоим мы сами, были ’’изготовлены” во время самых
неистовых процессов во Вселенной.
Исторические летописи последнего тысячелетия хранят интересные
свидетельства о вспышках необыкновенно ярких звезд. В арабских хро¬
никах Ибн Аль Тира и Баргебрауса, в записях швейцарского монаха Эпида¬
нуса есть упоминание о 1006 годе, когда на небе произошло яркое све¬
чение. В летописях более позднего времени говорится о ’’звезде-гостье”,
которая была настолько яркой, что ее видели днем. Эта вспышка датиру¬
ется 1054 годом. Следующий феномен наблюдался лишь несколько веков
спустя — в 1572 году. В документах, оставленных Тихо де Браге, есть опи¬
61

сание этой вспышки. В 1604 году необычное явление наблюдал Кеплер.
С тех пор никто на нашей планете не видел ничего подобного. Есть кос¬
венное предположение о вспышке Сверхновой, происшедшей в 1667 году.
Вот и получается, что пять вспышек за десять столетий — это совсем немного.
Далеко не каждый из читающих эту книгу может надеяться стать счаст¬
ливым очевидцем могучего буйства природы. Впрочем, не будем столь
категоричны, ибо история хранит и свидетельства великих удач: Кеплер
видел вспышки Сверхновых дважды!
Закономерен вопрос: как же исследовать эти грандиозные астрофизи¬
ческие феномены, если они случаются так редко? Надо заглянуть в другие
галактики. Впервые нечто подобное наблюдалось в Туманности Андромеды
в 1885 году. В марте 1981 года советские астрономы обнаружили одну из
самых ярких сверхновых в галактике, находящейся примерно в 50 мил¬
лионах световых лет от нас. (Здесь необходимо пояснить, что Сверхновые
в нашей Галактике астрономы пишут с заглавной буквы, в других галакти¬
ках - со строчной.)
Часто взрыв сверхновой служит сигналом ’’смерти’1 звезды-гиганта.
Подобные колоссы с массами от 8 до 30 солнечных, как образно отмечают
астрофизики, являются ’’главными алхимиками космоса”. В них, как и во
всех звездах, в их недрах осуществляется термоядерный синтез — сначала
гелия из водорода, затем более сложных элементов. Эта ’’кухня” работает
до момента, когда звездное ядро полностью станет железным. Железо, можно
сказать, это ’’пепел” звезд. ’’Топливо” на звезде иссякает, и она начинает
сжиматься. Энергия, выделяющаяся при таком сжатии, выталкивает веще¬
ство обратно в космос — образуется бурная огненная ударная волна. Вот
здесь-то, в этом ужасном цикле, и образуются тяжелые элементы вроде
урана.
А что происходит дальше? Попробуем представить и этот процесс. После
вспышки сверхновой и разлета ее ’’осколков” остается ее ’’прах” — враща¬
ющаяся нейтронная звезда. Эти очень маленькие тела состоят из нейтро¬
нов, способных ’’пережить” всесокрушающее воздействие силы тяжести
на сжимающейся звезде. Вещество из таких ’’упакованных” нейтронов
настолько плотно, что наперсток его весил бы больше, чем все автомобили,
имеющиеся на Земле. А их многие сотни миллионов!
Диаметр каждого из этих звездных ’’останков” равен примерно 6—8 ки¬
лометрам. Эти объекты астрономы и назвали пульсарами, после того, как
приняли всплески радиоизлучения от них. Вплоть до ноября 1982 года са¬
мым быстрым из вращающихся пульсаров был еще не остывший остаток
Сверхновой. Той самой, вспышка которой в созвездии Тельца в 1054 году
породила Крабовидную туманность. Эта нейтронная звезда все еще настолько
’’взбудоражена” после сжатия, что вращается со скоростью 30 оборотов
в секунду.
Конец 1982 года принес новое открытие: был обнаружен пульсар, враща¬
ющийся 642 раза в секунду - в 20 раз быстрее! Открытие было сделано с по¬
мощью радиотелескопа (Пуэрто-Рико) с антенной диаметром 305 метров.
62

Можно ли утверждать, что образование нейтронных звезд (пульсаров)
однозначно связано со вспышками Сверхновых? Прямых доказательств
пока нет, а косвенные привести можно. Для этого нужна статистика. К со¬
жалению, до последнего времени це было достаточно полного и последо¬
вательного ’’радиопрослушивания” неба. Поиски пульсаров велись разными
группами ученых, на разных по чувствительности телескопах, и исследова¬
ли незначительные участки неба.
Анализ поведения сверхновых, сделанный астрофизиками, позволил
сделать вывод: нейтронные звезды, кружащие вокруг звезд-”компаньо-
нок” (в составе двойной системы), ’’несут ответственность” за разнообраз¬
ные вспышки излучений, происходящие в нашей Галактике. Наиболее часто
наблюдаются ураганные потоки рентгеновских лучей. Именно в рентгенов¬
ских лучах обнажается неистовство бушующей Вселенной.
Современная теория динамики и излучения остатков сверхновых обра¬
стает все более тонкими чертами реальной картины. Однако и трудности
здесь нарастают лавинообразно. Главная из них связана с выяснением
вопроса: каким образом в течение очень короткого промежутка времени
(сжатие звезды после потери ею устойчивости длится доли секунды) в
окружающее пространство выделяется фантастически огромное количество
энергии?
В 1978 году на околоземную орбиту была выведена рентгеновская
обсерватория ’’Эйнштейн”. В течение почти четырех лет спутник пристально
исследовал разнообразные явления в двойных звездных системах. Руково¬
дитель этой программы профессор Э.Файгельсон заметил: ’’Сейчас мы
похожи на ботаников восемнадцатого века, которые пробираются сквозь
джунгли и находят там все новые и новые растения. Мы все еще занимаемся
классификацией”.
Ученые считают: если бы они расширили диапазон своих наблюдений
и сумели увидеть гамма-лучи, обладающие еще большей энергией, то они
смогли бы наблюдать удивительные вспышки, происходящие примерно
по одной в неделю. Некоторые вспышки высвобождают столько энергии,
сколько ее дают сто миллиардов звезд. Астрофизики пока не могут строго
объяснить эти шокирующие их выбросы энергии, хотя предположений хоть
отбавляй. Всплески гамма-излучения - это космофизическое явление,
более новое и даже более загадочное, чем пульсары. О происхождении всплес¬
ков существует почти столько, же теорий, сколько имеется наблюдений.
Ученые относят его к одному из трех событий: рождение либо смерть звез¬
ды или какое-то драматическое изменение в самой звезде.
Если чуть подробнее представить пока еще необъяснимое, то можно
предположить, что гигантские по мощности всплески происходят при рож¬
дении так называемых ’’белых карликов” (так астрономы называют звез¬
ды, которые, постепенно расходуя свое ядерное топливо, становятся сна¬
чала ’’красными гигантами”, а затем переходят в следующую стадию —
’’белых карликов”).
Но есть и другое мнение: гамма-всплески — предсмертная агония
63

звезд, которые, сжимаясь, превращаются в ’’черные дыры” - совсем уже
непостижимые объекты. В этом случае ядерное топливо сгорает очень быст¬
ро, и звезда в результате гравитационного сжатия превращается в небесное
т£ло столь большой плотности, что никакое собственное излучение не может
выйти из него.
’’Бывшая звезда, — считает французский астроном Пьер Колер, — как
бы выпадает из окружающего мира, образуя ’’пропасть” в космосе”. Вот
уж действительно феномен! Каких только названий для него не придумано:
’’Вампиры космоса”, ’’Теоретические курьезы”, ’’Мертвые звезды, вырыв¬
шие себе бездонную могилу”!..
Физики перепроверили свои расчеты, но каждый раз теоретическое су¬
ществование ’’черных дыр” (кстати, их предсказал еще в 1932 году извест¬
ный советский ученый ЛД. Ландау) подтверждалось. ’’Это открытие по¬
ражает воображение и вызывает чувства удивления и восторга перед могу¬
ществом человеческого разума”, — отмечал член-корреспондент АН СССР
И.С. Шкловский.
Пока шли споры и астрофизики искали ответы на вопросы: Почему
природа создает такие диковинные объекты? Как они возникают? Каков
механизм вспышек, которые по своей яркости могут сравниться с сиянием
десятков миллиардов звезд? - поступило новое сообщение:
”5 марта 1979 года в 15 часов 51 минуту 40 секунд всемирного време¬
ни гамма-счетчики, установленные на автоматических межпланетных стан¬
циях ”Венера-П” и ”Венера-12”, зарегистрировали короткий всплеск,
пришедший из созвездия Золотая Рыба. Он был мощнее всех известных
ранее в тысячу с лишним раз”.
Космическая лаборатория ’’Прогноз-7” подтвердила эти данные. Ис¬
следования проводились на орбитальных станциях ’’Салют”, астрономичес¬
кой лаборатории ’’Астрон”, специализированном модуле ’’Квант”, который
пристыкован к ’’Миру”.
...Где-то в Галактике начался коллапс звезды. Наблюдатель, мысленно
посланный к этой умирающей жительнице космоса, увидел бы, как мир
позади него меркнет, а впереди становится все ярче. Но в центре этого
ореола, устрашающе увеличиваясь, поглощается все, что к нему прибли¬
жается, растет темнеющий круг, превращающийся в момент подлета к нему
в беспросветный мрак. Это и есть тревожный образ ’’черной дыры” — косми¬
ческого объекта, полного загадок и парадоксов, стимулирующих развитие
наших знаний о далеких мирах.
По своим размерам, как полагают ученые, ’’черные дыры” делятся
на три типа. Вот кйк строятся эти рассуждения. Через долю секунды после
Большого Взрыва сверхплотные области Вселенной могли бы сжаться, в
то время как остальная ее часть продолжала бы расширяться. Каждая такая
”мини-дыра” имела бы диаметр меньше, чем у атомного ядра, но весила бы
целый миллиард тонн.
Оригинальную гипотезу, согласно которой ’’черные дыры” могут су¬
ществовать не только в космосе, но и в микромире, выдвинули советские
64

ученые академик М.А. Марков и профессор К.П. Станюкович. Математи¬
чески было доказано, что для этого масса 10“5 грамма (одна стотысячная
доля грамма) должна обладать радиусом 10“33 сантиметра (во много раз
меньше радиуса электрона). Плотность такого образования будет поистине
фантастическая — в каждом кубическом сантиметре ІО95 грамма. Для
сравнения скажем, что средняя плотность вещества нашей планеты состав¬
ляет всего 5 г/см3.
Вероятно, большинство таких ”дыр” испарилось в давние времена,
что сопровождалось катастрофическими взрывами. Но некоторые из
’’мини-дыр’* могут существовать и сейчас, взрываясь с частотой примерно
раз в месяц.
’’Черные дыры” среднего размера появляются в результате сжатия
звезд-гигантов, слишком массивных для того, чтобы они остановились
на стадии нейтронной звезды. Такие звезды просто ’’исчезают” в своих
темницах. ’’Черной дырой” подобного размера также могла бы стать нейт¬
ронная звезда, в составе двойной звезды, если у звезды-”компаньонки”
масса достаточна, чтобы, как считают физики-теоретики, ’’протолкнуть”
нейтронную звезду через критический предел. И, наконец, чудовищно боль¬
шие ’’черные дыры” могут существовать в центрах галактик, образуясь
там, вероятно, еще в процессе зарождения звездных систем.
Предположения, гипотезы, утверждения.... А как их проверить?
’’Черную дыру” нельзя непосредственно наблюдать, можно лишь видеть ее
воздействие на другие тела. Очевидно, поэтому некоторые астрофизики
не торопятся с окончательными выводами о характеристиках таких объ¬
ектов. Физики-теоретики создали историю Вселенной, начиная с того момен¬
та, когда после Большого Взрыва прошло лишь 10“43 секунды. Что же су¬
ществовало до этого момента? Согласно новейшим теориям предполагается,
что наша Вселенная — то есть весь наблюдаемый нами космос — была скон¬
денсирована в объеме меньше атома.
Вспомним об уже упомянутых четырех фундаментальных силах,
которые действуют в окружающем нас мире (всемирное тяготение; элект¬
ромагнитное взаимодействие; сильное взаимодействие, сцепляющее воедино
частицы внутри атомного ядра, и слабое взаимодействие, что вызывает ра¬
диоактивный распад ядер). В науке появилось еще одно важное предположе¬
ние. Суть его в том, что при сверхвысоких энергиях электромагнетизм,
сильное и слабое взаимодействия объединяются в единую силу. Ученые
полагают, что при чрезвычайно высоких температурах, преобладавших в
крошечной Вселенной до того самого момента, тяготение тоже входило
в состав этой единой и доминирующей силы. И поскольку мы еще не поняли
в достаточной мере гравитацию, чтобы описать эту окончательную унифи¬
кацию, наука не может преступить барьер в 10“43 секунды.
Что же вызвало Большой Взрыв? Ответ на этот вопрос пока еще лежит
за гранью наших физических познаний.
65

ЧИЕ ТОЧКИ ФИЗИКИ • ДОРОГА БЕЗ КОНЦА
Историческое прошлое — опыт человечества. И пусть оно не всегда точ¬
но датировано, есть науки и научные направления, а также события, свя¬
занные с их практическим воплощением, которые имеют определенную
„точку отсчета’’. Днем рождения практической космонавтики стало 4 ок¬
тября 1957 года. Дату рождения практической астрономии, подтвердив¬
шей гениальные догадки Джордано Бруно и ему подобных мыслителей,
66

можно тоже указать безошибочно: 7 января 1610 года. Именно в этот день,
а точнее — вечер, ясный и звездный, Галилео Галилей впервые направил
свой телескоп в небо, и он приблизил к нему Вселенную, открыл невидимый
ранее космос.
Стремясь оповестить мир о своих открытиях, Галилей написал книгу,
которую назвал ’Звездный вестник”. На заглавном листе этого издания
значится:
’’Звездный вестник, открывающий великие и в высшей степени удиви¬
тельные явления и представляющий их каждому, в особенности философу
и астроному, в том виде, в котором они были наблюдаемы Галилео
Галилеем при помощи недавно открытой им подзорной трубы на лике
Луны, на неисчислимом количестве звезд, на четырех обращающихся с изу¬
мительной быстротой вокруг Юпитера на неравных расстояниях и с раз¬
личными периодами планетах, никому до сей поры неизвестных, кото¬
рые автор первый недавно открыл и решил назвать Медичеевыми звез¬
дами”.
Есть ’’свой день” и у радиоастрономии. Точнее будет сказать - месяц.
Это декабрь 1931 года. Возможно, что Карл Янский, сотрудник одной из аме¬
риканских радиолабораторий, мог бы назвать день и даже час ее рождения,
но его уже нет, а в отчетах лаборатории значится неопределенно: декабрь.
А началось все с такой любопытной истории.
Карл Янский занимался совсем иной проблемой: его интересовали
помехи, которые может создавать атмосфера радиоприему. Однажды
он заметил, что нормальный ход радиопередачи нарушается какими-то
шумами, обратил внимание и на то, что длина волны не изменяется,
оставаясь равной 14,6 метра, а интенсивность шумов ’’гуляет”.
Прошла неделя или чуть больше, и Карл Янский установил перио¬
дичность загадочного явления. Оказалось, что помехи становятся особо
интенсивными через каждые 23 часа 56 минут. Но почему? Янский
продолжал искать причину возрастания помех и вдруг понял, что загадки
здесь нет никакой. Казавшаяся странной повторяемость в точности совпада¬
ет с продолжительностью звездных суток в единицах солнечного времени.
Иначе говоря, через каждые 23 часа 56 минут наша планета совершает пол¬
ный оборот вокруг своей оси, и все звезды на небе снова возвращаются
в ’’исходное” положение. Стало быть помехи радиоприему имеют комичес¬
кое происхождение.
Мысль не обрадовала. Напротив, вывод, к которому приходил Янский,
можно было назвать мистикой или совсем безудержной фантастикой:
где-то в глубинах космоса работает таинственная радиостанция. И снова
волнения, снова трепетное ожидание сеансов связи. Предположение нужда¬
лось в проверке, и Янский начал поиск загадочного радиообъекта. И нашел,
несмотря на несовершенство приемной радиоаппаратуры того времени.
Оказалось, что радиоволны идут из созвездия Стрельца. Того самого
Стрельца, в направлении которого находится ядро нашей звездной системы.
И хотя взбудоражившая воображение догадка не получила подтверждения,
67

тот памятный декабрь считают началом возникновения радиоастрономии.
Разочарование одного стало праздником для всех. Именно так, ибо многие
области знания тесно связаны с астрономией. Но если, скажем, в физике ос¬
новным средством познания является эксперимент, то астрономия — на¬
блюдательная наука, а это, естественно, затрудняет изучение процессов
и объектов, находящихся на огромных расстояниях.
Наблюдатель во многом зависит от прихотей природы: он должен тер¬
пеливо ждать, пока само собой произойдет интересующее его событие.
Порой ожидание может длиться годами. Экспериментатор в ином положе¬
нии: он сам может активно вмешиваться в течение событий. Тем или иным
способом он может изменить состояние изучаемого объекта, регистрировать
последствия подобных изменений, при необходимости повторить экспери¬
мент. Именно так поступают в большинстве случаев физики, химики, би¬
ологи.
Все сведения о далеких и близких космических объектах приносят
на Землю различные излучения: электромагнитные волны, потоки кор¬
пускул... Свойства этих излучений зависят от характера физических про¬
цессов, которые их породили. Исследуя эти свойства, астрономы могут
многое узнать о природе явлений, которые происходят в глубинах Все¬
ленной.
Первым вестником далеких миров был световой луч. Он и сейчас при¬
носит нам наибольшее количество информации о космических процессах.
Поэтому основа основ астрономии, ее неизменный фундамент — изучение
космических световых лучей. Обнаруживают их, собирают при помощи
специальных инструментов — телескопов. От величины объектива прибо¬
ра зависит его мощность: чем больше объектив, тем больше света он со¬
бирает, и значит, с помощью такого телескопа можно увидеть более да¬
лекие и слабые объекты. На крупнейший в мире телескоп и привела меня
журналистская судьба.
...Обсерватории еще не было, она оставалась невидимой, где-то впереди,
за поворотом. А были горы в снегу — высокие, неправдоподобно синие,
как на картинах Сарьяна и Рериха. Машина мчалась к вершине, плавно
притормаживая на крутых поворотах, а виденное располагало к размыш¬
лению. Думалось, сколько же непередаваемой словами красоты в каждом
из 98 изгибов 17-километровой асфальтной ленты, в могучих соснах, в
чистых прозрачных ручейках, образующих голубые озерца, в сиянии солн¬
ца, в незамутненных ни дымком, ни облачком лазурных небесах.
И вдруг — яркий слепящий блеск белого самолетного металла. Передо
мной высилось сказочное сооружение, напоминающее гермошлем косми¬
ческого скафандра. В стороне — ажурные фермы, плывущие по рельсам,
и маленькие купола. При виде этих конструкций в воображении странным
образом совмещались реальность и фантастика. Они не исключали друг
друга и потом, при более близком знакомстве с CAO. Так сокращенно
называют Специальную астрофизическую обсерваторию Академии наук
СССР.
68

Признаюсь, сюда, в Карачаево-Черкессию, поселок Нижний Архыз, я
стремился давно. О большом азимутальном телескопе был наслышан, видел
его на фотографиях, знал; что он не имеет соперников, что по праву счи¬
тается самым зорким ’’глазом” Земли, смотрящим во Вселенную с горы
Семь родников. Но увиденное потрясло. Не только размерами — просто¬
той и сложностью.
Впрочем, гениальность простоты и сложность ее конструктивного во¬
площения ярче всего проявляются в цифрах, характеризующих телескоп-
гигант. Вот они. Масса около 950 тонн. Из них почти 300 тонн приходится
на 24-метровую ’’трубу”. Диаметр главного зеркала 6 метров, толщина
650 миллиметров, масса 42,7 тонны. Фокусное расстояние 24 метра, а с оп¬
тической удлиняющей системой - 350 метров. И этот прибор, собранный
из 25 тысяч деталей, смонтирован в башне высотой с 20-этажный дом и
диаметром 44 метра. Венчает башню тысячетонный купол.
Теперь о сложности. Поверхность ’’стеклянного блюдца” — зеркала
телескопа - выверена до долей микрона. История мирового стекловаре¬
ния, а она насчитывает свыше 5000 лет, не знает другого случая изготовле¬
ния столь большого стекла. Первоначальный вес заготовки составил 70 тонн.
Она охлаждалась более двух лет - 736 суток. Затем обретала нужную фор¬
му. Чтобы убрать ’’припуск” и отшлифовать поверхность, потребовалось
15 000 каратов алмаза.
Добавлю: телескоп не просто должен смотреть на звездную россыпь
неба, а отслеживать с ювелирной точностью нужные объекты Вселенной.
Для этого созданы специальные подшипники, а ’’труба” и весь телескоп
как бы плавают на тончайшей пленке масла, подаваемого под давлением
50 атмосфер.
Представьте обычную канцелярскую кнопку, удаленную от вас
на 30 километров. Заметным ли будет ее смещение всего на один диаметр?
Для глаза, конечно же, нет. А вот для устройств, которые управляют дви¬
жением телескопа, такая точность - обычный режим работы. Ориентация
главной оси — азимутальная. Отсюда и название — БТА (Большой теле¬
скоп азимутальный).
Внутри башни, в отделанном мрамором холле, красочные витражи.
— У каждого свой символ, - перехватил мой взгляд инженер Цент¬
рального пульта Владимир Петрович Романенко. - У пахаря - плуг, у во¬
ина — щит и меч, у врачей — чаша Гиппократа со змеей, а у астрономов —
знаки зодиака...
На потолке, в разноцветье стекла вырисовывались контуры ’’Тельца”,
’’Весов”, ’’Девы”, ’’Козерога”... Мягкий свет падал вниз, придавая зага¬
дочную таинственность и самому зданию, и царящей в нем тишине. Неожи¬
данным показалось и слово ’’покорение”, которое произнес Владимир Пет¬
рович. Речь шла о звездах 24,5 величины, свет от которых в 100 миллионов
раз слабее того, что может уловить наш глаз.
Астрономия — древнейшая из наук. Во все времена верой и правдой
служила она людям. Летоисчисления, календари, навигация, точнейшие
69

расчеты орбит планет и искусственных небесных тел... Эти и другие иссле¬
дования требуют специальньрс инструментов познания, а их ’’проникающая
способность” (есть такое понятие — способность регистрировать и анали¬
зировать излучение от слабых и слабейших звезд и галактик) во многом
зависит от диаметра зеркала.
Итак, зеркало. Его светособирающая способность позволяет исследовать
недоступные для существующих астрономических инструментов процессы,
протекающие в глубинах космоса. Сотрудники CAO изучают структуры,
физическую природу и эволюцию внегалактических объектов, физические
и химические характеристики нестационарных звезд, пульсаров, квазаров,
источников рентгеновского излучения...
’’Труба” Галилея — один из первых инструментов познания — собирала
света в 144 раза больше, чем глаз человека. БТА — в миллион раз. Это
значит, что самый большой в мире телескоп-рефлектор позволил при¬
близить объекты Вселенной, свет от которых идет к нам миллионы лет.
А ведь он за каждую секунду преодолевает 300 000 километров.
Собрать свет — это еще не все. Надо расшифровать послание из глубин
вечности. БТА вобрал в себя не только достижения оптики и механики,
но и электроники, кибернетики, метрологии. Среди светоприемных уст¬
ройств телескопа есть уникальные. Дифракционная решетка, разлагающая
свет, собранный для спектрального анализа, на каждом миллиметре име¬
ет 600 линий. По сравнению с этим зеркальным прямоугольником ’’кро¬
шечных” размеров подкованная блоха выглядела бы грубоватой по¬
делкой.
Спектрографы, фото множители, счетчики квантов, 1000-канальный
анализатор спектра, автоматизированный комплекс КРАБ - во всем этом
воплощение смелой конструкторской мысли и огромного труда рабочих,
инженеров, ученых.
— Оптические ’’глаза” Земли, установленные на разных широтах и ме¬
ридианах планеты, всматриваются в звездное небо, — рассказывал директор
обсерватории Виктор Леонидович Афанасьев. — Доброй славой пользуется
2,6-метровый телескоп в Крыму, 5-метровый в Маунт-Паломаре (США),
другие инструменты. Но наш особый, и на нем проводятся только те ис¬
следования, которые невозможно выполнить на других телескопах. Один
час работы на БТА стоит две тысячи рублей (стоимость телескопа возра¬
стает пропорционально кубу диаметра зеркала). Астрономы многих стран
мира ждут когда подойдет их очередь воспользоваться нашим инструмен¬
том. Время расписано на полгода вперед...
Астрофизики CAO изучают процессы, явления, свойства материи,
которые наблюдают в виде света, идущего от звезд, галактик, туманностей.
Разложив свет на спектр, они узнают не только набор химических элемен¬
тов, из которых состоят загадочные объекты космоса, их температуру,
плотность и другие параметры, но и возраст, скорость вращения, быстроту
удаления от нас. На Земле в условиях лаборатории человек не может вос¬
создать процессы, которые мы наблюдаем в звездах. В отдельных областях
70

космоса происходят взрывы фантастических масштабов. В такие ката¬
клизмы природа вовлекает количество вещества, в миллионы раз пре¬
восходящее массу Солнца. А ведь само Солнце — это 2 • Ю2 7 тонн.
В звездах идут термоядерные реакции не только с участием водорода,
но и всех элементов периодической системы. Земляне все острее ощущают
проблему энергетического сырья, а то, что происходит за пределами пла¬
неты, сулит надежду на будущее, обещает дать ключ к новому материало¬
ведению; ведь природа умеет получать из водорода любое вещество. Быть
может, в будущем отпадет необходимость и в трудоемком поиске и разра¬
ботке полезных ископаемых.
Получаемые с помощью телескопа-гиганта изображения небесных тел
фотографируют. Фотопленка играет роль главного регистратора космичес¬
кого света. Она передает точный ’’портрет” интересующего нас объекта,
независящий от субъективного восприятия ученого. Фотография способ¬
на регистрировать мельчайшие подробности, на которые наблюдатель может
не обратить внимание. Фотодокументу присуще и такое весьма ценное ка¬
чество, как интегральность, то есть способность накапливать свет. Поэтому
фотографии одного и того же участка звездного неба, сделанные с различ¬
ными экспозициями, могут сильно различаться. На тех кадрах, которые
дольше подвергались воздействию световых лучей, запечатляется целый
ряд слабых объектов, которые при короткой экспозиции не оставляют
следов:
Следы на пластинках... Их оставляют различные электромагнитные вол¬
ны. Фотопленка чувствительна к ультрафиолетовым, рентгеновским, инфра¬
красным лучам. Что можно определить, глядя на такой снимок? Форму
и порядок расположения небесных светил?
— Не только! — поясняет Виктор Леонидович Афанасьев. — Следы,
оставленные лучами из космоса, содержат более богатую информацию,
Главное — суметь расшифровать их. И тут на помощь астрономам прихо¬
дит физика...
Да, именно физика подарила исследователям Вселенной такой метод
изучения световых лучей, как спектральный анализ. Чтобы получить спектр
космического объекта, телескоп оборудуют специальным устройством —
спектрографом. Он разлагает свет на составные части и фиксирует ’’ли¬
нии” на фотопластинке. Так получают своеобразный ’’паспорт” светового
источника. Спектральный анализ позволяет судить о химических эле¬
ментах, входящих в состав далеких небесных тел, температуре источни¬
ков излучения, изучать движение космических объектов...
В свое время мне довелось бывать в Главной астрономической об¬
серватории академии наук СССР, что на Пулковских высотах под Ленин¬
градом. Член-корреспондент АН СССР Митрофан Степанович Зверев расска¬
зывал об астрометрии — старейшей, но не стареющей отрасли астрономии.
— Исследования в области астрономии, — говорил ученый, - ведутся
в тесном контакте с рядом смежных наук, так что во многих случаях трудно
установить, где кончается астрометрия и начинается другая наука. Изуче¬
71

ние уже упомянутого движения тел Солнечной системы — предмет инте¬
ресов небесной механики. В то же время определение ’’фундаментальных
астрономических постоянных” является классической задачей астро¬
метрии.
Интересная и важная проблема изучения вращательного движения Зем¬
ли находится на стыке астрономии и геофизики; ею занимаются десятки
обсерваторий, участвующих в работах ’’службы времени” и ’’службы ши¬
роты”. В ’’службах времени” исследуют изменения скорости вращения Земли,
сравнивая ’’астрономическое время”, получаемое из наблюдений за звез¬
дами, со временем атомных или молекулярных часов (стандартов час¬
тоты) , а в ’’службах широты” на основе регулярных точнейших измерений
широты места исследуют движение земных полюсов, которое зависит от
сложных процессов, происходящих в недрах нашей планеты (изучение этих
процессов далеко выходит за рамки астрометрии).
Многие задачи фотографической астрономии (определение параллакса
звезд, т.е. расстояний до них, измерение двойных звезд, исследование дви¬
жений в звездных скоплениях и др.) одновременно являются проблемами
и звездной астрономии, изучающей строение и эволюцию нашей звездной
системы - Галактики. Наконец, ряд актуальных разделов лунной астро¬
номии - движения, фигуры и устройства поверхности Луны - смыкаются
с ’’селенофизикой”, изучающей свойства нашего естественного спутника.
И, пожалуй, лишь проблема построения основной системы небесных коор¬
динат, по отношению к которой исследуется движение светил, является
самостоятельной проблемой астрометрии.
Астрометрические измерения производятся с весьма высокой точ¬
ностью: их погрешности не превосходят немногие десятые доли секунды
дуги. Однако эта точность часто оказывается недостаточной, поскольку
современные требования непрерывно повышаются и во многих случаях
значительно превышают возможности, определяемые достигнутым уровнем
измерительной техники.
Например, успешное осуществление в 1960 году радиолокационных
наблюдений Венеры, Марса и других планет позволило более чем в 20 раз
уточнить астрономическую единицу длины (среднее расстояние Земли от
Солнца). Но чтобы использовать это достижение для улучшения планетных
орбит, надо соответственно повысить точность угловых измерений, а
это пока еще невозможно с имеющимися инструментами и средствами.
Насущный вопрос современной геофизики — перемещаются ли конти¬
ненты на поверхности Земли? — может быть решен посредством измерений
разностей широт и долгот пунктов различных материков (например, Ев¬
ропы и Америки). Однако для этого необходимо в несколько раз по¬
высить точность астрономических наблюдений, поскольку движения мате¬
риков, если они существуют, по-видимому не превышают40...50 сантиметров
в год. Фундаментальную важность для звездной астрономии имело бы иссле¬
дование вращения нашей Галактики астрономическими методами, дающими
наиболее бесспорные результаты.
72

Следует отметить, что открытие неравномерности вращения Земли
позволило объяснить все без исключения ранее наблюдавшиеся уклонения
от теории в движении Луны и планет. Таким образом был установлен факт
фундаментальной важности: все движения в Солнечной системе строго
подчиняются современной теории тяготения.
Одна из основных проблем астрометрии — построение на небе основ¬
ной системы координат. Она должна быть пригодной для исследования дви¬
жения любых объектов во Вселенной за промежутки времени от самых
коротких до измеряемых многими тысячелетиями. Для этого система долж¬
на быть инерциальной, то есть по отношению к воображаемой ’’абсолют¬
ной”, системе она должна находиться в покое или двигаться только прямо¬
линейно и равномерно. Но все небесные тела, с которыми можно было бы
связать координатные оси, имеют сложное движение, включающее враще¬
ние, поэтому построение строго инерциальной системы практически не¬
возможно. Приходится решать задачу посредством приближений.
...Вечерело. Дежурная смена готовилась к очередным работам. На цент¬
ральном пункте высвечивались длинные ряды цифр, электронный ’’мозг”
CAO корректировал данные о координатах звезд, шла сверка времени...
Над куполом, в прозрачной вышине, повисли несчетные огоньки, за¬
стывшие без бликов и мерцаний. Таков ’’астроклимат” в этом горном рай¬
оне. Как говорят астрофизики, здесь самая спокойная на протяжении года
атмосфера. В свое время шестнадцать экспедиций вели поиск на Памире,
в горах Тянь-Шаня, в Армении, Уссурийском крае, на Дальнем Востоке...
Выбор пал на вершину в районе горы, носящей имя топографа Пастухова.
Когда мы спускались вниз, мое внимание привлек дорожный указа¬
тель: до Ростова — 540, до Москвы — 1890, Горького - 2190 и Ленингра¬
да — 2620 км. Из этих городов приехали сюда инженеры, астрономы, физики,
чтобы ’’ловить” кванты света с помощью самого зоркого. ’’глаза” пла¬
неты. Подвижники науки, энтузиасты, влюбленные в ’’свой” БТА, они соз¬
дают новую аппаратуру и новые методики исследований.
Слово ’’энтузиасты” я употребил не случайно. Работать на высоте бо¬
лее 2000 м, где ощущается нехватка кислорода, где царит вечная прохлада,
не так-то просто. Экспозиция длится часами, и в течение этого времени
нужно избегать не только резких, но и вообще каких бы то ни было лишних
движений. А повышение температуры в ’’скафандре” хотя бы на один градус
может вызвать воздушные потоки, которые исказят наблюдаемую картину.
И еще о БТА. Можно смело сказать - это гордость советской науки
и техники. Он был спроектирован и изготовлен в 262Û километрах отсюда,
на Ленинградском оптико-механическом объединении им. В.И. Ленина —
ЛОМО. Главный конструктор исполина лауреат Ленинской премии Баграт
Константинович Иоаннисиани.
...Горы казались оранжево-синими, небо вдруг зеленело, белые шапки
краснели. И тогда я снова вспомнил Сарьяна и Рериха и то, что всегда гре¬
шил на этих мастеров кисти, считая фантазией неведомую мне игру
красок.
73

Внизу, на окраине станицы Зеленчук скал,, угадывался огромный круг
РАТАНА-600.
Прощаясь, Владимир Петрович Романенко подарил мне сборник статей
о ’’научной продукции” телескопа-гиганта. Красным карандашом были под¬
черкнуты слова Уолта Уитмена, стоявшие эпиграфом к одной из публикаций:
’’Вчера я поднялся на вершину холма и увидел усыпанное звездами
небо. И спросил я у души своей: ’’Когда мы овладеем всеми этими шарами
Вселенной, всеми их тайнами, всеми их усладами, будет ли с нас довольно?”
И ответила мне душа моя: ’’Нет, этого мало для нас. Мы пойдем дальше”.
Прочитал и подумал: форпосты науки для того и создаются, чтобы
смотреть дальше и вперед.
...С высоты птичьего полета он кажется огромным белым цветком,
смотрящим в небо. Почти тысяча металлических лепестков сливается в свер¬
кающий круг километрового диаметра. Каждый лепесток — это отража¬
ющая панель 2 X 7,4 м. Собирающая площадь всех 895 ’’лепестков” равна
13 тысячам квадратных метров. Внутри цветка (его называют круговой
отражатель) расположены облучатели и перископ. А все вместе это и есть
знаменитый РАТАН-600 (радиоастрономический телескоп АН СССР радиу¬
сом 600 метров).
Сравнение с цветком, конечно же, условно. РАТАН — сложнейший ин¬
струмент познания. Его конструкция уникальна. Кольцевая антенна радио¬
телескопа имеет длину по периметру около двух километров, переменный
профиль отражателя, радиус кривизны каждого из его звеньев выдержан
с точностью до двух десятых миллиметра. И эта махина, установленная
на бетонном основании, очень подвижна. Все элементы вместе и каждый в
отдельности могут поворачиваться вокруг горизонтальной и вертикальной
осей, перемещаться по радиусам кольца.
Иными словами, каждый элемент (или лепесток, если следовать срав¬
нению) — это как бы самостоятельный телескоп. У него свои электродви¬
гатели, своя система автоматики, свой пульт управления. Отражательные
панели можно перестраивать из окружности в эллипс или параболу: все
зависит от того, какие научные задачи решают радиоастрономы. РАТАН,
как никакой другой телескоп, представляет возможность обозревать 80 про¬
центов небесной сферы.
В арсенале мировой науки есть и другие телескопы-гиганты. В их числе
большой радиотелескоп в Аресибо на острове Пуэрто-Рико, радиоинтерферо¬
метр в Кембридже (Великобритания), телескоп в Эффельсберге (ФРГ),
в Сокорро (США), другие инструменты. У каждого из них немало досто¬
инств, но РАТАН рискну выделить особо потому, что этот сверхчувстви¬
тельный прибор способен регистрировать слабейшие сигналы, идущие из
космической бездны. Он превосходит названные телескопы по чувствитель¬
ности, угловому разрешению, позволяет с огромной точностью определять
координаты изучаемых объектов.
И еще одна важная особенность телескопа-гиганта. Он способен улав¬
ливать ’’голоса” космоса в диапазоне волн от 8 до 30 миллиметров, при¬
74

нимать излучение, идущее с различных направлений, и одновременно на
нескольких частотах. У него нет соперников по информативности. А это
очень важная характеристика. Именно она говорит о возможностях этого
инструмента познания, о высочайшем искусстве его создателей. Мы вправе
гордиться, что РАТАН-600 - наше, отечественное изобретение (на него вы¬
дан патент) и наше же воплощение идеи в металл близ станицы Зеленчук -
ская, что на Северном Кавказе.
Кстати, это место выбрано не вдруг. Было обследовано около трех
десятков районов, которые представлялись подходящими. Важным кри¬
терием для выбора места стали достаточно низкая географическая широта,
хорошие климатические условия для наблюдения, низкий уровень радио-
помех, наличие большой плоской площадки с прочным грунтом. И, что очень
важно, здесь не бывает землетрясений. Даже самых незначительных, котоые
улавливаются лишь чуткими приборами.
Каждое из этих требований не просто пожелание, а строгая необходи¬
мость. Точность отражающей поверхности панелей определяется технологией
изготовления и жесткостью конструкций держащих ферм, а точность их
расположения обеспечивается отсчетно-установочными устройствами и спе¬
циальными методами юстировки: геодезическими, радиотехническими и
радиоастрономическими. Вот почему почва под фундаментом такого гигант¬
ского инструмента должна выдерживать большие давления и не смещаться
ни на сантиметр в год.
К проектированию радиотелескопа было привлечено более тысячи
организаций. Главный конструктор инструмента — доктор физико-мате¬
матических наук Дмитрий Викторович Корольков.
Принцип действия радиотелескопа похож на принцип действия обычного
оптического телескопа. Но роль объектива, собирающего космическое из¬
лучение, играют не линзы, а огромные антенны специальной формы. Пой¬
манные ими радиосигналы превращаются в электрические токи, которые
будучи многократно усилены, обрабатываются и анализируются специаль¬
ными устройствами.
Всякий телескоп (радио-, оптический, рентгеновский и т.д.) в первую
очередь характеризуется двумя параметрами: чувствительностью (свето¬
силой) и угловой разрешающей способностью. Чувствительность телескопа
тем больше, чем больше площадь приемного устройства (антенны, зер¬
кала) и чем чувствительнее регистрирующая аппаратура (фотопластинка,
электронно-оптический умножитель, радиоприемное устройство, счетчики
рентгеновских и гамма-фотонов и т.д.). Угловое разрешение, то есть те
наиболее близкие на небесной сфере объекты (скажем, звезды) или детали
одного объекта (например, участки поверхности планеты), которые еще
может различить данный телескоп, определяется соотношением: длины
волны, деленной на диаметр зеркала или характерный размер антенны.
Одна из главных задач современной радиоастрономии — повышение
разрешающей способности радиотелескопа. С этой целью радиоастроно¬
мические наблюдения порой ведутся с помощью двух телескопов, располо¬
75

женных на значительном расстоянии друг от друга. Внешне это напоминает
метод построения треугольников для определения расстояний на местности.
Радиосигналы от изучаемого космического объекта одновременно прини¬
маются обоими инструментами, а затем сравниваются. Это позволяет зна¬
чительно повысить точность наблюдений.
В 1969 году наша обсерватория в Крыму и американская в Грин-Бенк
провели совместное наблюдение далеких компактных космических объек¬
тов с помощью 22 и 42-метрового телескопов, расположенных на расстоя¬
нии около 8000 километров друг от друга. Разрешающая способность этой
системы (подобные системы называют радиоинтерференционными) сос¬
тавляла 5 • 10-4 секунды дуги. Под таким углом видна из Крыма обычная
канцелярская кнопка, находящаяся в Грин-Бенк. Это намного превос¬
ходит то максимальное разрешение, которое могут обеспечить самые боль¬
шие современные оптические телескопы в одиночку.
Но это был ’’земной” эксперимент. Огромные перспективы открывают
”космические”исследования , когда один из радиотелескопов находится на
Земле, а другой - на борту космической станции. Ведь чем длиннее базис,
то есть расстояние меаду инструментами радиоинтерферометра, тем выше
разрешающая способность.
Первый такой эксперимент был проведен советскими учеными с по¬
мощью уникального радиотелескопа РТ-70 (с поворотной антенной диа¬
метром 70 метров), расположенного в Крыму, и 10-метрового космичес¬
кого радиотелескопа КРТ-1, установленного на орбитальной научной станции
”Салют-6”.
Один любопытнейший факт, если хотите парадокс. От сотрудников об¬
серватории я узнал о многих интересных работах, выполненных на РАТАНе:
излучение планет Солнечной системы и их спутников, отдельных звезд
Галактики и объектов, находящихся на границе видимой Вселенной. И
очень часто в рассказах о принятых и расшифрованных голосах космоса
звучали слова ’’сигнал большой мощности”. Один из рассказов хочу при¬
вести дословно:
’’Галактика — звездная система, в которой мы живем, — насчитывает
около 100 миллиардов звезд. Галактики обычно довольно быстро враща¬
ются. Так Солнце, находящееся на расстоянии в 25000 световых лет от
центра Галактики, делает один оборот вокруг своего центра примерно
за 220 миллионов лет (скорость солнечной системы, связанная с ее движе¬
нием вокруг центра, равна примерно 200 километров в секунду).
Наукой установлено существование галактического ядра с размерами
около 30 световых лет. Ядро содержит ионизированный водород, концен¬
трация которого в несколько тысяч раз больше средней концентрации водо¬
рода в галактической плоскости. Оно является источником теплового радио¬
излучения. Все чаще астрофизики обращают свои ’’взоры” именно на ядро.
Многие ученые считают, что ядра в галактиках ответственны за удивитель¬
ные явления, наблюдаемые астрономами. Упомянем, например, гигантские
взрывы в центральных частях галактики, при которых выделяется столь¬
76

ко энергии, сколько выделилось бы при взрыве водородной бомбы с мас¬
сой, близкой к массе всей галактики!”.
Ядра галактик и впрямь выделяют чудовищную энергию — до ІО62 эрг.
Ратановцы признаются: ’’Ядра — одни из самых горячих точек современной
физики, и то, что там происходит, на грани понимания”. А ведь им удалось
заглянуть в ’’мир большого” дальше и глубже, чем кому-либо из радио¬
астрономов.
День и ночь ’’слушает” РАТАН Вселенную, день и ночь ловит сигналы
из космических далей. ’’Слабые и мощные”, - говорят ученые. А парадокс
вот в чем. Когда вы, дорогой читатель, взяли в руки эту книгу, вы затрати¬
ли больше энергии, чем приняли все радиотелескопы мира за всю историю
радиоастрономии. Вот что такое чувствительность современного астро¬
прибора.
Что может РАТАН? Этот вопрос я задал члену-корреспонденту АН СССР
Юрию Николаевичу Парийскому. Он улыбнулся:
— Спросите о чем-нибудь попроще. Например, чего он не может.
А дальше последовал рассказ о том, что чуткий прибор ’’слушает”
небо, ’’прощупывает” планеты, заглядывает в глубину Солнечной системы,
исследует далекие звезды и галактики, межзвездную среду, позволяет
”проникнуть” в самые удаленные уголки Вселенной, составить радиокарту
небесной сферы...
Отсюда, из Зеленчукской, можно определять температуру поверхности
любой планеты, тепловые, электрические и даже механические свойства
их поверхности, рельеф, термический режим в подпочвенных слоях, сде¬
лать оценку радиоактивных полезных ископаемых, получить представ¬
ление о химическом составе, плотности, давлении и температуре атмосфе¬
ры, судить об основных параметрах ионосферы и магнитного поля, опреде¬
лить массу планеты, ее оси, период вращения и многое, многое другое.
Тысячи и тысячи научных программ, десятки и сотни миллионов от¬
счетов. Время не старит уникальный инструмент. Возможности радио¬
телескопа непрерывно расширяются, устанавливается приемно-измери¬
тельная аппаратура нового поколения. Она повысит чувствительность в де¬
сять раз. А за этим — новые плодотворные идеи, новые направления на¬
учного поиска, новые открытия.
Коллектив специалистов, работающих на радиотелескопе, ищет пути
повышения эффективности РАТАНа, наращивания объема научной ин¬
формации, получаемой за единицу времени: за час, за сутки, за экспери¬
мент. Тогда каждое новое знание о космосе будет обходиться дешевле.
А ведь наука — тоже деньги. И немалые. И всем нам небезразлично, по какой
цене добывается новое в нашем представлении об окружающем мире. Ведь
информация превратилась в один из ключевых ресурсов цивилизации.
Люди и звезды... Сейчас, когда человек сам вырвался в космос, про¬
щупывает Вселенную рукотворными небесными телами, казалось бы, не¬
целесообразно строить на Земле столь громадные астрономические инст¬
рументы, работе которых мешает атмосфера, радиационные пояса планеты.
77

Но это не так. Чем больше мы будем летать в космос и чем дальше будут
уходить от родного причала каравеллы, чьи паруса наполняет солнечный
ветер, тем более надежные лоцманы нам будут нужны для прорыва в беско¬
нечное. РАТАН-600 — это лоцман науки.
Древние греки относили астрономию к изящным искусствам, ее музой
была Урания. Другие естественные науки не попали в их число лишь только
потому, что еще не существовали в то время, когда родились девять зна¬
менитых дочерей Мнемозины. В наш бурный век развитие астрономии во
многом зависит от того, в каком состоянии находится физика микромира,
физика элементарных частиц. Наука эта изящная, строгая, чрезвычайно
сложная. Вместо каждой тайны, разгаданной атомной физикой, появляются
все новые, более глубокие тайны. Однако ученые не отказываются от
штурма, находят выход из затруднительных положений. Так будет всегда.
78

МЕНДЕЛЕЕВА НАОБОРОТ • УДИВИТЕЛЬ¬
НОЕ РЯДОМ • ОКНО В АНТИМИР • РУКО¬
ПОЖАТИЕ В ПУТИ
Сообщение об обнаружении сигналов мощной космической ’’радио¬
станции” было встречено по-разному. Одни ученые пожимали плечами:
что, мол, здесь удивительного? Другие были склонны считать, что появи¬
лась еще одна загадка века...
Сигналы поступали от двух галактик, получивших у астрономов обо¬
значение Мессье 87 и Лебедь А. Последняя, удаленная от нас на расстояние,
которое луч света не преодолевает за 700 миллионов лет, отличалась осо¬
бой ’’радиогромкостью”. Подсчеты давали основание утверждать, что най-
79

денный объект испускает радиоизлучение с энергией примерно ІО45 эрг/сек.
За секунду таинственный источник излучал энергию, которой хватило бы
для нужд человечества на миллиарды лет.
Попытки объяснить, откуда берется столь огромная энергия, поначалу
не имели успеха. В дальнейшем было сделано предположение, что косми¬
ческий ”объект” Лебедь А не что иное, как две сталкивающиеся галактики.
Это и давало ключ к шифру. Теоретические расчеты, допускающие ряд
’’экзотических” предположений, изобиловали "информацией к размышле¬
нию”, но никто не решался на однозначное суждение.
И вот новый факт. На фотографии, запечатлевшей Мессье 87, внимание
ученых привлекла яркая поперечная полоса. Что это: плохой отпечаток или
еще одна интригующая загадка? С помощью мощного телескопа съемку
повторили. Результат тот же. Предположение, что Мессье 87 является галак¬
тикой, захваченной большим участком антигалактики, казалось фантастич¬
ным. Вновь вспомнили о ’’тунгусском чуде” — катастрофе 1908 года, кото¬
рая так и не нашла полного объяснения. Быть может, Тунгусский метеорит
был из... ? Впрочем, не будем спешить. Высказывались и другие любопытные
суждения, но все они не укладывались в рамки известных законов.
Эхо космических бурь продолжало докатываться до Земли. Астроно¬
мические инструменты его фиксировали, физики продолжали поиск перво¬
причины. Почему? Почему? Почему? Сотни вопросов. Единицы ответов.
Мы уже говорили, что в начале тридцатых годов в ’’атомном спектакле”
было только четыре действующих лица: электрон, протон, нейтрон и фотон.
С помощью этих четырех частиц теоретикам удавалось объяснить все свой¬
ства атомов. Физика делала новые шаги по пути познания мира, однако
загадки множились быстрее, чем на них удавалось получить ответы. Самым
неожиданным в те годы и стало открытие сил особой природы, которые
отличаются от электрических, гравитационных и всех других известных
сил. Важнейшая их особенность, как уже отмечалось, короткий радиус
действия: порядка размеров ядра.
И вот тут-то появилась новая изящная теория, из которой вытекало,
что наряду с электроном должна существовать частица с той же массой,
но с другим знаком электрического заряда. Иными словами, получалось,
что элементарные частицы делятся на два сорта: собственно частицы и как
бы частицы наизнанку — античастицы. Так, частице протону соответствует
античастица антипротон, нейтрону — антинейтрон, электрону — позитрон.
’’Изобретение” антивещества (это заслуга англичанина Поля Дира¬
ка) вызвало целую бурю. Однако интерес к античастицам не исчерпывался
простой констатацией факта их существования. Удивительнее всего сле¬
дующее: если антиэлектрон (позитрон) сталкивается с обычным электро¬
ном, то происходит нечто вроде взрыва, и обе частицы исчезают. Они взаимно
аннигилируют, и энергия, заключенная в их массе, превращается в свет.
Наоборот, при достаточной энергии свет также может при известных об¬
стоятельствах преобразовываться в пару электрон-позитрон. Таким обра¬
зом, электроны и позитроны могут создаваться за счет ’’чистой” энергии.
80

Масса одного электрона отвечает энергии в полмиллиона электронвольт.
Следовательно, создание одной пары электрон-антиэлектрон требует энер¬
гии, не меньшей ІМэВ.
Предсказание существования античастиц (1931 год) - один из самых
замечательных в истории науки примеров научного предсказания. Рассуж¬
дая об этом, часто упоминают открытие Лаверрье и Адамсом планеты Неп¬
тун ”на кончике пера”, т.е. при помощи математического анализа неправиль¬
ности движения планеты Уран. Но тогда была открыта всего лишь новая
планета— объект, вполне подобный ранее известным планетам. Когда же
из электронной теории Дирака следовало, что существует антиэлектрон,
никто не верил, что такой принципиально новый тип вещества может реально
существовать. Даже сам Поль Дирак считал: если теория приводит к тако¬
му выводу, значит, она неверна. Но через год позитрон был открыт экспери¬
ментально, и его свойства оказались точно такими, как предсказывала
теория.
Отсюда и начиналась по-настоящему захватывающая новая область
физики. Признание существования позитрона означало, что и каждая другая
частица вправе иметь своего антипода. А коль так, то они, эти антиподы,
могут объединяться в атомы, молекулы, планеты, звезды... Стало быть,
наряду с нашей Вселенной есть и другая — антивселенная, о существовании
которой мы даже не догадывались.
Парадокс? Да! Но как сделать непонятное понятным? Как объяснить
странности окружающих нас явлений? Ведь в момент всех споров частицы
не существовали в ’’осязаемой” форме. У экспериментаторов не было до¬
верия к новой теории. Им нужно было увидеть и "пощупать” эти самые
"анти” в опыте. Только тогда ’’немыслимое” могло стать реальным.
Антивещество опрокидывало привычные представления о материи.
Чтобы разобраться во всем, необходимо было иметь античастицы, так
сказать, под рукой, в лаборатории. Надежды на то, что их ’’поставит*
космос, не оправдались. Поток космических лучей оказался очень раз¬
режен и неуправляем, в нем можно найти частицы самых различных, порой
даже фантастических энергий, но... Если физикам, скажем, нужна частица
с энергией 100 миллиардов электронвольт, то в одну секунду лишь несколь¬
ко таких феноменов могут попасть на один квадратный сантиметр поверх¬
ности "мишени”. Если необходима еще большая энергия, то такую частицу
из космических лучей нужно ожидать уже на площади в один квадратный
метр. А вот ’’сверхэнергичных” скитальцев приходится караулить на площа¬
ди в один квадратный километр в течение целого года.
И снова на помощь пришли ускорители частиц. Начался уникальный
эксперимент: разгоняя до огромных энергий частицы-снаряды, физики посы¬
лали на ”мишень” каждую секунду десятки триллионов ускоренных час¬
тиц. Начались попытки синтеза элементов ’’антитаблицы” Менделеева.
Первым шагом стало открытие ядра антиводорода. Затем была сделана
попытка синтезировать антидейтарий. Предположение о существовании
где-то в мировом пространстве огромных скоплений антиматерии уже не
казалось лишь досужим вымыслом.
81

Сам метод получения различных ’’анти” может показаться на удивление
простым. Разогнанный в ускорителе протон направляется на другой протон,
покоящийся в ядре вещества — мишени. При столкновении кинетическая
энергия протона-снаряда превращается в пару протон-антипротон, или нейт¬
рон-антинейтрон или несколько иных пар частиц-античастиц.
В 1966 году на ускорителе в Брукхевене (США), позволяющем раз¬
гонять протоны до энергии 30 ГэВ, удалось обнаружить связанные состоя¬
ния антипротонов и антинейтронов, ядра антидейтерия. Когда было объяв¬
лено об открытии, группе профессора Л.Ледермана пришлось ответить
на множество вопросов, главным из которых, пожалуй, был такой: ’’Могут
ли существовать тела из антивещества?” Профессор пожимал плечами и
уходил от прямого ответа. ’’Нам нужно повторить эксперимент и попытать¬
ся обнаружить более тяжелые ядра, состоящие уже не из двух, а из трех
антинуклонов’.’
Физики продолжали поиск, но к успеху он не привел. Мощности уско¬
рителя в Брукхевене было недостаточно.
В ядерной физике связь между частицами принято характеризовать
работой, которую надо затратить, чтобы развести частицы на такое рассто¬
яние, где они не взаимодействуют. В математических операциях их разводят
на бесконечное расстояние. Эту работу называют энергией связи частиц.
Поскольку нуклоны притягиваются друг к другу, то для их разведения
надо затратить энергию. И наоборот, нуклон, например нейтрон, попав извне
внутрь ядра, сообщает частицам, находящимся в ядре, кинетическую энер¬
гию, равную его энергии связи. Энергия связи нейтрона в тяжелых ядрах
равна приблизительно восьми миллионам электронвольт. (8 МэВ). Эту цифру
трудно представить наглядно. Для сравнения скажем, что нейтроны общей
массой в один грамм, попав внутрь атомных ядер, сообщают им энергию,
равную теплоте сгорания 20 тонн бензина.
Новое известие, привлекшее внимание ученых мира, гласило:
’’Сообщается о наблюдении ядер антигелия-3 в пучке отрицательных
частиц, образованных протонами с энергией 70 ГэВ на алюминиевой ми¬
шени. Среди 2,4° 1011 частиц, прошедших через установку, идентифициро¬
вано пять антиядер по электрическому заряду и скорости при помощи
сцинтилляционных и черепковских счетчиков...”
Далее следовали фамилии авторов открытия: Ю.М. Антипов, Н.К. Виш¬
невский, Ю.П. Горин, С.П. Денисов, С.В. Донсков, Ф.А. Еч, В.Д. Жильчен-
кова, А.М. Зайцев, В.А. Кочанов, В.М. Кутин, Л.Г. Ландсберг, В.Г. Лап¬
шин, А.А. Лебедев, А.Г. Морозов, А.И. Петрухин, Ю.Д. Прокошкин, ЕА. Ра¬
зуваев, В.И. Рыкалин, В.И. Соляник, Д.А. Стоянов, В.П. Хромов, Р.С. Шу¬
валов. Работа была выполнена на Серпуховском ускорителе под руковод¬
ством члена-корреспондента АН СССР Ю.Д. Прокошкина.
Это тоже почти детективная история, ибо охоту на античастицы можно
сравнить с погоней за призраком, который никогда не попадается на глаза.
Физики уподобились Шерлоку Холмсу, распутывающему замысловатые
происшествия в микромире. Для того чтобы показать сложность решаемой
82

задачи, позволю себе такое сравнение. Вообразим, что объявлен розыск
подозреваемого, о котором известно лишь то, что он был на месте преступ¬
ления. И что необычно: надо найти несколько ’’виновных” среди множест¬
ва, находящихся вокруг. ’’Приметы* известны, способ поиска - тоже. Но
ведь разыскиваются единицы среди миллиардов!
Вот так и экспериментаторы. Они видят только следы ”преступника”
и причиняемые им разрушения. Однако для опытных следопытов этого
вполне достаточно. По скудным данным ”следствия” они могут описать
примерный вид, повадки и особенности ”невидимок”, а по особенностям
их доведения — судить о способе появления ’’разыскиваемых”. И пусть
живут загадочные ’’анти” лишь стомиллионную долю секунды, этого доста¬
точно, чтобы они рассказали пытливым исследователям свою историю.
Это была исключительной сложности задача. Судите сами: никто
из участников эксперимента не мог сказать, каким окажется выход ис¬
комых частиц. Математические расчеты позволяли сделать лишь предвари¬
тельные оценки. Они были не очень обнадеживающими: одно ядро на сто
миллиардов частиц, несколько антиядер за все немалое время эксперимента.
Но кто мог поручиться, что и эти предположения верны? Ведь такая задача
решалась впервые. А если расчеты не верны? Ошибка даже на порядок
могла стать роковой, и месяцы непрерывной работы так и не дали бы ожида¬
емого результата. Экспериментаторы не смогли бы ”поймать” ни одного
антиядра.
Однако положим, что все предусмотрено, все сделано очень точно,
все идет, как говорят, согласно составленной модели. Как отыскать среди
сотен миллиардов разнообразных ядер ядро антигелия? Успех зависел от
чувствительности регистрирующей аппаратуры и от методики проведения
исследования.
Эксперименты, которые были поставлены в Институте физики высоких
энергий, назвали ’’серпуховским чудом”. Частицы-снаряды разгонялись
в круговом движении по полуторакилометровому кольцу до очень высо¬
ких скоростей. Огромная энергия ускорителя ”перекачивалась” в эти кро¬
шечные частицы-снаряды, взаимодействующие с ’’мишенью”. В результате
антигелий был обнаружен.
Следующий эксперимент ставил целью поиск аналога последнего из
известных изотопов водорода — антитрития. Ученым (на этот раз в груп-
йу входили и сотрудники Объединенного института ядерных исследований
из Дубны) пришлось преодолеть значительно большие трудности, чем во
всех предыдущих экспериментах. Несмотря на близость масс антитрития
и антигелия, найти последний оказалось гораздо сложнее. Дело в том, что
электрический заряд антигелия вдвое больше заряда электрона, что и вы¬
деляет его среди огромного потока более легких отрицательно заряженных
частиц. У антитрития нет таких ”особых примет”. Его заряд равен заряду
электрона.
Для того чтобы показать сложность задачи дешифровщиков в этой
ситуации, представим такую картину. Миллионы людей стремительно, всего
83

за одну секунду, проходят мимо вас и говорят об одном и том же, хотя
в сообщениях одного из них и содержится та информация, которую вы хо¬
тите услышать. Как и с чего начать разбор всех этих донесений, чтобы среди
миллиардов слов и звуков найти необходимые *понятия”? О масштабах
проделанного говорят такие цифры: среди почти четырехсот миллиардов
пропущенных через экспериментальную установку частиц было зареги¬
стрировано четыре ядра антитрития. Всего 4 из 400 миллиардов!
Эксперимент длился более года. Найти иголку в стоге сена несравненно
проще, чем выделить антитритий из фантастического количества более лег¬
ких частиц с таким же зарядом, рождающихся вместе с ним. Представьте:
на одно ядро искомого ’’вещества” приходилось около 100 миллиардов
других так называемых фоновых частиц, от которых экспериментаторам
было необходимо "отделиться”. Критерием отличия была скорость. По¬
скольку антитритий самая тяжелая из частиц, получаемых в ускорителе
с одним и тем же импульсом, то он должен отставать в полете от своих
более леіких собратьев. Отставание было чрезвычайно мало. Оно не пре¬
восходило миллионных долей секунды. Однако "опоздавшего” удалось об¬
наружить.
И все*таки, не являются ли все эти ”анти” какой-то нелепостью? Не
будем торопиться с ответом. Корифеи науки всегда верили в силу и уни¬
версальность теории. Релятивистское тяготение А.Эйнштейн открыл, исполь¬
зуя лишь несколько опытных фактов. Правда, гениально отобранных.
И только одно следствие своей теории — движение перигелия планеты Мер¬
курий — он проверил. Однако великий физик никогда не сомневался в при¬
менимости своей теории к другим явлениям.
В литературе рписан такой случай. Эйнштейн читал лекцию, когда
дверь аудитории с шумом отворилась и вбежавший прокричал с порога:
’’Сенсация! Экспедиция Эддунгтона наблюдала отклонение световых лучей
вблизи Солнца во время полного затмения”. Подтверждалось еще одно
следствие теории, но великий физик принял его равнодушно.
Почему позитроны, антипротоны и антинейтроны — редкие гости в
нашем мире? Все дело в том, что антивещество не может находиться на
нашей планете, где все состоит из вещества. Удержать антивещество в "ко¬
робке” из вещества нельзя. Ведь если частицы войдут в соприкосновение,
то они тотчас же аннигилируют, освобождая всю скрытую в них энергию.
Полная аннигиляция всего 0,3 грамма материи и антиматерии окажет такое
же действие, как взрыв атомной бомбы средней величины. Очевидно,-по¬
этому, антивещество может существовать лишь в отдалении от вещества.
Ну, а есть ли антивещество во Вселенной?
Этот вопрос крайне важен как для космонавтики, так и для физики.
Однако дать в руки ученых ключ к разгадке этой проблемы природа пока
не захотела. Пока!.. Астрономы допускают, что при сближении какой-нибудь
галактики с антигалактикой произойдет их бурная аннигиляция, причем
их энергия и масса выделяются в форме излучения колоссальной интен¬
сивности. Высказывалось предположение, что именно такого рода процессы
84

происходят в созвездии Лебедя. Оценки возможного влияния аннигиляции
в наблюдаемое на Земле космическое радиоизлучение, приходящее из нашей
и других галактик, показали, что ’’примесь” антиатомов в источниках радио¬
излучения не превышает десятимиллионной доли. Эти расчеты прикидочные.
Не исключено, однако, что в будущем обнаружится более заметная роль
антивещества в каких-либо астрофизических процессах. Поэтому продолжим
суждения на тему ’’анти”.
Свойства антигалактики должны быть подобны свойствам обычной
галактики. И даже фотоны, излучаемые антивеществом, ничем не от¬
личаются от фотонов обычного вещества. Стало быть, обычные аст¬
рономические наблюдения не могут отличить галактику от антига¬
лактики.
В природе существуют частицы колоссальных энергий - космические
лучи. В них попадаются уникумы, о которых говорилось выше. Откуда
берутся такие феномены? Наблюдение за небом принесло немало интерес¬
нейшего. Взять, например, галактики Телец, Скорпион, ту же Лебедь А.
Они излучают в пространство столь огромное количество энергии, что
объяснить это одними лишь термоядерными теориями не удается. Един¬
ственный способ доказать возможность существования ’’анти” заключа¬
ется в обнаружении в каком-либо месте Вселенной аннигиляции вещества
и антивещества с превращением всей массы в энергию. Быть может, Мес¬
сье 87 и Лебедь А именно тот случай. Ведь категоричного ’’нет” наука еще
не сказала. Подтверждение тому — работа экспедиций на орбитальном ком¬
плексе ’’Мир” — ’’Квант” — ’’Союз”. В сообщениях ТАСС о ходе выполнения
международной проіраммы астрофизических исследований не раз говори¬
лось, что с помощью рентгеновской обсерватории, установленной в специ¬
ализированном модуле ”Квант”, проводились наблюдения нейтронной
звезды в созвездии Лебедь А.
Поиск продолжается. И здесь большой интерес сулит развитие Нейт¬
ронной астрономии”, которая сможет черпать сведения о различных процес¬
сах в мироздании на основании наблюдений, происходящих на Земле.
Еще один поворот темы. Академик Лев Давыдович Ландау сказал однаж¬
ды: ’’Фантазия человека безгранична. Возможности же ограничены жесто¬
кими и непреложными законами природы, изменить которые не в нашей
власти”. Слова ученого прозвучали ответом на вопрос: ’’Обречено ли чело¬
вечество в своих космических стремлениях никогда не выйти за пределы
Солнечной системы или возможны полеты к далеким и манящим звездам,
к другим планетным системам, на которых, возможно, есть жизнь, подоб¬
ная нашей?”.
Природа поставила два барьера на пути к сверхдальним мирам. Пер¬
вый — огромные расстояния и принципиальная невозможность создать
звездолеты, могущие совершать путешествия со скоростью больше ско¬
рости света. Это столь же неприступный барьер, как и то, что нельзя постро¬
ить вечный двигатель. Второе препятствие — ’’биологический барьер”, или
сравнительно короткая человеческая жизнь. Означает ли это, что землянам
85

заказан путь к далеким планетам и звездам, свет от которых идет к нам
сотни лет?
На этот вопрос современная наука дает, казалось бы, совершенно
неожиданный ответ. Теория относительности, подтвержденная многими
экспериментами, убеждает, что на стремительно летящем межпланетном
корабле время идет медленнее, чем на Земле. И это замедление тем боль¬
ше, чем выше скорость звездолета. Если она близка к световой, то только
за один день, по бортовым часам, можно слетать на далекую звезду и
вернуться обратно на родную планету. А самое удивительное, что за столь
короткое отсутствие, но только по земным часам, пройдет более ста лет.
Сколь ни странен этот вывод, но все сказанное находится в полном соответ¬
ствии с теорией, научными фактами и подтверждается экспериментально.
Располагает ли человечество техническими возможностями создания
столь скоростных космических средств? О каком топливе для разгонных
ракет может идти речь? Химические компоненты, которые используются
нами сейчас, не решат проблему: слишком уж мала их теплотворная спо¬
собность. Расчеты показывают: чтобы разогнать ракету весом всего в одну
тонну до скорости, приближающейся к световой, потребуется сжечь мил¬
лиарды тонн обычного топлива. Конечно же, это не реально. Вместе с тем,
человечество еще только начинает подбирать ключи к основным энергети¬
ческим кладовым, которыми располагает природа. Ядерное топливо пример¬
но в миллион раз теплотворнее обычного химического. Однако и его воз¬
можностей недостаточно.
А если баки ракеты заправить антивеществом? Те же расчеты показыва¬
ют, что оно откроет нам путь в глубины космоса, сделает доступными даль¬
ние и сверхдальние трассы. Достаточно иметь на борту звездолета три с поло¬
виной тонны антивещества, чтобы отправиться в сверхдлительное путеше¬
ствие.
К сожалению, наука еще не располагает методами получения антивещест¬
ва в заметных количествах. Хотя не исключено, что со временем такие
методы будут открыты. При этом, правда, возникают новые весьма сложные
задачи: как хранить антивещество? Ведь уже отмечалось, что при соприкос¬
новении с любым обычным веществом оно немедленно прореагирует. Про¬
изойдет взрыв огромной силы, в сравнении с которым взрыв современной
атомной бомбы выглядит, как взрыв обыкновенного снаряда.
Ученые пока не знают, как будет налажено получение этого ’’могуче¬
го” топлива. Уже те эксперименты, о которых было рассказано выше, по¬
казывают, что решение этой задачи будет чрезвычайно сложным и труд¬
ным. Но человек нетерпелив. Ему вынь да положь антивещество прямо
сейчас. Он хочет иметь много энергии. Он хочет знать, когда первый звездо¬
лет отправится к антипланете, забывая порой, что от благих пожеланий
до конечной цели — путь в тысячу и одну проблему. К тому же антимир
отличается от нашего мира не только знаком зарядов. В таком мире
меняется понятие правого и левого. Известный физик Ричард Фейман
пошутил однажды: ”Если в космическом пространстве вы встретите
86

корабль, идущий из других галактик, и космонавт протянет вам левую ру¬
ку: берегитесь - возможно, он состоит из антивещества”.
Человеческий разум не склонен убаюкивать себя сказками о богах
и великанах или замыкаться мыслями о повседневных делах. Люди Земли
строят гигантские радиотелескопы и мощные ускорители, запускают пило¬
тируемые космические корабли и автоматические межпланетные станции,
нескончаемые часы проводят в научных лабораториях, осмысливая полу¬
ченные данные, и никогда не свернут с пути, который ведет их к косми¬
ческому будущему. И эти рассуждения о звездолетах не просто "взгляд
в нечто”. В одну из зим в Институте физики высоких энергий, в Протвино,
встретились "теоретики" и "практики". Я назову их имена: доктор физико-
математических наук, профессор Лев Дмитриевич Соловьев; член-коррес¬
пондент АН СССР Юрий Дмитриевич Прокошин; член-корресповдент
АН СССР Семен Соломонович Герштейн; летчик-космонавт СССР Влади¬
мир Александрович Шаталов; заместитель руководителя космическими
полетами Виктор Дмитриевич Благов. В результате их увлекательной
дискуссии появились эти записи.
87

• ВЕЛИКИЕ ФЕНОМЕНЫ • ЗНАКОМЬТЕСЬ:
CHAT • ПОД ТОЛЩЕЙ ВОДЫ И ЗЕМЛИ
С тех пор как на вооружение физиков поступила мощная ’’атомная
артиллерия” — ускорители, и они приступили к упорному штурму тайны
строения элементарных частиц, наука обогатилась удивительнейшими от¬
крытиями. Среди них и загадочная нейтрино - частица, не имеющая заря¬
да, с массой, близкой к нулю, и длиной свободного пробега больше видимых
размеров Вселенной.
Одна из отличительных особенностей этого феномена в том, что нейтри¬
88

но чрезвычайно слабо взаимодействует с веществом. Если бы все простран¬
ство между Солнцем и Землей было сплошь заполнено чугуном, то нейтри¬
но проскочило бы сквозь эту чугунную плиту толщиной в 150 миллионов
километров, словно сквозь пустоту, и только одна из миллиона удивитель¬
ных частиц испытала бы рассеивание.
Являясь продуктом микроскопических катастроф, нейтрино проходят
через огромные расстояния, не вступая ни в какие взаимодействия. ’’Не¬
уловимая” частица, которая не может находиться в состоянии покоя (она
всегда движется со скоростью света), уносит с собой не только ’’исчезнув¬
шую” энергию, но и ’’исчезнувший” импульс. Никто не знает, куда они
исчезают.
Но мечта поймать нейтрино и зарегистрировать превращения, происхо¬
дящие в ’’ядерном мире”, не оставляла ученых. На основании изученного
физики составили таблицу элементарных частиц, состоящую из четырех клас¬
сов. В первом значится одинокий фотон — частица света; во втором классе
лептонов располагались четыре частицы; далее следовали еще два класса —
мезоны и барионы. Если на ранних эуапах исследования удавалось все извест¬
ные частицы увидеть так, что они представляли собой как бы одну частицу,
обладающую многими свойствами, то потом выяснилось, что этого сделать
нельзя. Да и в таблице оказалось много прорех.
Академик М.А. Марков сказал однажды.* ’’Физики испытывают глубо¬
кую неудовлетворенность современным состоянием основ физической
теории, хотя нет ни одного эксперимента, который противоречил бы сущест¬
вующей теории.” Обратите внимание: ни одного! Даже в самых, казалось
бы, безвыходных ситуациях ученые научились сводить концы с концами.
Появилась теорйя, утверждающая, что все элементарные частицы состоят из
трех самых элементарных ’’кирпичиков”. Придуманные частицы назвали
кварками. Название родилось чисто случайно и позаимствовано из романа
ирландского писателя Д. Джойса "Поминки по Финнегану” (Помните: ’’Три
кварка мистеру Марку”?).
Страсти разгорелись из-за одной находки: частицы ”Джей/Пси”. Эту
частицу открыли в 1974 году независимо друг от друга в нескольких науч¬
ных центрах. Она-то и заставила поверить в существование кварков. А то,
что кварки существуют, упрощало физикам многое. Ведь открытие атомных
’’расщепителей” — протона и нейтрона, — хотя и было весьма важным, но
усложняло все дело. ’’Протон оказался настоящим мусорным ящиком, —
сокрушался доктор Лион Ледерман из Колумбийского университета. — До¬
статочно хорошёнько по нему шлепнуть, как он дает трещины и рассыпа¬
ется”.
Когда число найденных атомных компонентов превысило две сотни,
их стали называть ’’ядерным зоопарком”. Чтобы укротить строптивых
обитателей этого зоопарка, их разделили на группы, создав ряд ”семейств”.
Отсюда был уже один шаг до кварковой теории. По ее представлению,
протоны и нейтроны, да и все другие элементарные частицы, участвующие
в сильных взаимодействиях, состоят из комбинации трех частиц.
89

Каждый из трех кварков по причинам, понятным лишь физикам, полу¬
чил название ”верхний”, **нижний” и ’’странный”. И эти их качества назы¬
ваются кварковыми ’’ароматами”. Эта теория хорошо объясняла многие
факты, но в ряде случаев противоречила известному принципу Паули, со¬
гласно которому две одинаковые частицы со спином половина не могут
находиться в одинаковом состоянии. Тогда родилась новая теория: каж¬
дый ”аромат” имеет не одну, а три разновидности, которые отличаются
друг от друга лишь одним качеством, а во всем остальном они тождествен¬
ны. Это ”качество” физики назвали ”цветом”. А когда появилась гипотеза
о существовании четвертого кварка, его окрестили ” закол до ванным”.
Для постороннего уха разговор ученых о кварках порой звучит как
рассказ о путешествии по стране чудес, ибо слова в таких дискуссиях при¬
обретают часто необычное значение. Но для физиков, погруженных в глу¬
бины высшей математики, словесная шелуха большой роли не играет. Для
них куда важнее числа, которые под нею кроются. Они поглощены одним
стремлением — найти те первичные кусочки материи, из которых состоит
центр атома.
Именно кварки рассматриваются сейчас как первичные компоненты
ядерной материи. Чтобы ’’сконструировать” нуклон, нужны два типа квар¬
ков; ’’верхние” и ’’нижние”. Электрические заряды кварка равны дробным
частям заряда электрона, обычно принимаемого за единичный. ’’Верхние”
кварки несут 2/3 единицы заряда, а ’’нижние” — минус 1/3. Каждый протон
содержит два ’’верхних” и один ’’нижний кварк”. Нейтрон содержит два
’’нижних” и один ’’верхний” кварк. Есть и частицы, содержащие по три
’’верхних” кварка или по три ’’нижних”. Такие частицы очень короткожи¬
вущие, но их удалось обнаружить экспериментальным путем.
Теория фундаментального взаимодействия между кварками, которые
связываются по трое в один нуклон, вошла в науку под названием кванто¬
вая хромодинамика. Эксперименты последних лет привели к выводам,
что есть различные виды кварков, отличающиеся ’’цветами” и ’’оттенками”.
Гипотеза о существовании ’’трехцветных” кварков была впервые выска¬
зана советским физиком-теоретиком академиком Н.Н. Боголюбовым
и его ближайшими сотрудниками А.Н. Тухилидзе и Б.В. Струминс-
ким.
Различия в ’’цвете” отражают тот факт, что кварки, по-видимому, ведут
себя так, как будто они несут различные виды зарядов. Изучение ’’цвета”
способствовало появлению названия ’’хромодинамика”, также никакого
отношения к реальному, видимому цвету не имеющего. Сейчас физики
затрудняются сказать, сколько же в конце концов существует этих зага¬
дочных кварков. Одни называют цифру шесть, другие поговаривают о
восьми. И здесь помогает космология. Из ее данных о процентном соотно¬
шении гелия и водорода следует, что число стабильных нейтрино вряд ли
больше 4. В принятой сейчас схеме это означает, что число кварков не бо¬
лее 8. Теории, которыми пытаются все это объяснить, сродни китайской
головоломке: осененные ею теоретические умы физиков выискивают
90

все больше и больше частиц в... самих частицах. ’’Весь вопрос в том, - гово¬
рят ученые, - являются ли кварки мельчайшими неделимыми частицами,
или они тоже из чего-нибудь состоят?”
(ІХізики поставили новый эксперимент. Он проводился в Гамбургском
Центре ядерных исследований в ФРГ. Целью работы был поиск частицы,ко¬
торая, согласно теории хромодинамики, выполняет роль ’’носителя” сил
’’сильного” взаимодействия и ’’скрепляющей” частицы в атомных ядрах.
Как это часто бывало, еще не открытая частица получила причудливое на¬
звание ’’глюон” (’’клейкий”) за ее предполагаемую способность удерживать
вместе группы кварков в устойчивых частицах. Конечно,никто не рассчиты¬
вал непосредственно обнаружить глюон, хотя бы потому, что, согласно те¬
ории, он существует изолированно, ’’сам по себе”, и слишком короткое вре¬
мя, чтобы быть зафиксированным современными средствами измерений.
Кстати, то же самое можно сказать и о кварке, которого никто ”в отдель¬
ном виде” не наблюдал. Ученые до сих пор не пришли к единому мнению,
может ли вообще существовать такой ’’свободный” кварк.
В названном эксперименте с помощью специальной чувствительной ап¬
паратуры удалось доказать существование глюонов. Профессор Гарвард¬
ского университета Ш. Глэшоу, пытаясь преодолеть ’’преграды” на пути
’’Великого Объединения”, высказал мысль, что фундаментальные кварки и
лептоны (частицы, которые не состоят из кварков) входят в простые
’’семейства”. В первом таком ’’семействе” объединяются ’’верхний” кварк
с зарядом 2/3, ’’нижний” кварк с зарядом — 1/3, электрон с зарядом. — 1
и нейтрино с нулевым зарядом. Первое семейство — это все,что необходимо
для функционирования ’’космического корабля” под названием-’’Земля”
и для заправки ’’топливом” Солнца. Члены двух других ’’семейств” явля¬
ются, как полагает Глэшоу, составными компонентами нестабильных частиц,
порождаемых лучами, или ускорителями частиц. Каждое ’’семейство” сос¬
тоит из двух кварков и двух лептонов и имеет одну и ту же структуру
электрических зарядов. Словом, дробный заряд кварков позволил приспо¬
собить их к объяснению многих загадочных явлений в микромире. Многих,
но не всех. Теорию устраивало существование кварков, описывающих свой¬
ства частиц, но из теории еще не следовало, что кварки должны существо¬
вать. Более того, если бы кварки были найдены на самом деле, то возник
бы новый вопрос: из чего состоят кварки?
Теорию кварков многие встретили в штыки, но физики-эксперимента-
торы бросились искать сами кварки. О них было известно многое: заряд,
спин* и еще ряд важных примет. Искали под землей, искали в океанах,
где, казалось бы, за многие тысячелетия должны накопиться кварки. Ис¬
кали в метеоритах, космических лучах... Тщетно! Следы кварков не удалось
обнаружить и на Серпуховском ускорителе в Протвино.
В чем причина нулевого эффекта? Быть может,мала мощность ускори¬
теля? Ведь выводы из теории кварков удивительно совпадают с эксперимен¬
* Собственный момент импульса микрочастицы.
91

тальными данными. Скорее всего, загадочность кварков - результат нашего
незнания.
Говорят, что в мире сверхмалого загадки множатся быстрее,чем на них
удается получить ответы. Повторю: ни один кварк пока ’’увидеть” не уда¬
лось. Однако успехи модели кварков были несомненны. Во-первых, она
объясняла простым образом закономерности в мире сильно взаимодействую¬
щих частиц - адронов и ту своеобразную таблицу Менделеева, которую уда¬
лось для них составить. Во-вторых, оказалось, что с помощью кварков, можно
уяснить динамику взаимодействия адронов. Некоторые из таких динамичес¬
ких взаимодействий были найдены и объяснены в экспериментах на Серпу¬
ховском ускорителе.
Представьте две крохотные песчинки, разнесенные на расстояние 30 мет¬
ров. Еще представьте, что со всех атомов, составляющих эти песчинки, уда¬
лось удалить электроны. Тогда каждая из них будет иметь лишь положитель¬
ный заряд. По своей величине он в 5* 1019 раз будет превосходить заряд
протона. А это значит, что наши песчинки будут отталкиваться друг от друга
с огромнейшей силой — 3 млн тонн. Эти цифры позволяют ощутить все
могущество сил, сосредоточенных внутри атомов. А вот силы, которые ’’за¬
перты” внутри ядра, в миллионы раз больше.
Удивителен и феноменален мир атомов - этих многослойных ’’воздуш¬
ных” сооружений. Если бы все атомы, из которых состоит,скажем, высочай¬
шая вершина планеты Эверест, лишить электронных оболочек,окутывающих
ядро, то гора высотой 8848 метров уместилась бы на небольшой тарелке. Лю¬
бопытно и другое: один кубический сантиметр вещества такого ’’сжатого”
Эвереста весил бы свыше ста миллионов тонн! Вот вам и карлики-неви¬
димки!
На авансцене вновь появилось нейтрино. Малая вероятность взаимодей¬
ствия с другими частицами и явилась тем свойством, которое сделало его
столь интересным для физиков и астрофизиков. Эти частицы свободно вы¬
ходят из звездных недр и несут с собой непосредственную, точную, не иска¬
женную влиянием других частиц и полей информацию о том, в каких именно
ядерных реакциях и при каких условиях они родились. К тому же, если
где-нибудь во Вселенной существуют антигалактики, то поток нейтрино
позволит установить, родились ли они в обычном веществе или антивещест¬
ве. Но как поймать нейтрино?
Успехи физики атомного ядра поставили перед наукой вопрос : не мо¬
жет ли в недрах Солнца и звезд происходить преобразование элементов?
После того как был дан утвердительный ответ - ’’может”, понадобилось
еще немало лет, поисков, дискуссий, жарких споров, пока такая реакция
была найдена. <й<зики-теоретики доказали, что в гигантском природном
реакторе, каким является наше Солнце, при синтезе каждого ядра гелия из
четырех протонов испускаются два нейтрино. Установлено и другое: есть
ряд материалов, которые можно использовать как мишени для регистра¬
ции этих всепроникающих частиц. Например, ядро атома хлора с атомным
весом 37. Нейтрино поглощаются нейтронами, которые должны пр евр а-
92

щаться в протоны с испусканием электронов. Иными словами, результа¬
том реакции явится обратный бета-распад хлора-37 с превращением его в
аргон-37. Этот аргон-37 можно зафиксировать по его распаду. Хлор-ар-
гонный метод, разработанный еще в 1946 году Б М. Понтекорво, лег в осно¬
ву создания так называемого нейтринного телескопа. Вместе с этим и ро¬
дилась нейтринная астрономия - самое юное дитя древней науки о загад¬
ках Вселенной.
... В 1955 году была построена первая хлор-аргонная установка с ба¬
ком, вмещающим около 4000 литров перхлорэтилена. Ее создатель аме¬
риканец Рэй Дэвис исходил из того, что если в этом огромном резервуаре
содержится хотя бы 100 атомов аргона-37, то он сможет их извлечь и с по¬
мощью регистрирующей аппаратуры зафиксировать электроны, возникаю¬
щие при обратном превращении аргона-37 в хлор37.
Результат первого эксперимента не оправдал огромных усилий по соз¬
данию технически необычной установки. Но Дэвис не отступил. Двадцать
лет оідал он созданию уникального 600-тонного ’’прибора”. В старую зо¬
лотоносную шахту на глубину около полутора километров был упрятан
бак емкостью 380 000 литров, вместивший 610 тонн перхлорэтилена. Со¬
гласно первоначальным расчетам, этого количества было вполне доста¬
точно для того, чтобы зарегистрировать поток нейтрино. Технике выде¬
ления аргона-37 была такова, что он мог быть обнаружен, если во всем
этом огромном баке содержалось хотя бы 100 его атомов.
Начались эксперименты. И вот здесь-то нейтринную астрономию ждала
сенсация: солнечные нейтрино обнаружить удалось, но с интенсивностью,
в 2—3 раза меньшей, чем это следовало из теории. Почти десять лет непре¬
рывно продолжался этот уникальнейший эксперимент, но результат много¬
численных опытов сводится к одному заключению: существует дефицит
солнечных нейтрино.
Мы уже имели возможность убедиться, какое место в науке занимает
теория. Она строит мосты между островками разрозненных эксперимен¬
тальных фактов и путем экстраполяций позволяет далеко уходить от них
в область неизведанного. Так было и с экспериментом Дэвиса. Физики не
торопились делать крайние выводы. Поиски выхода из сложившейся ситу¬
ации показали, что отрицательный результат является следствием самого
различного характера, в том числе и недостаточной изученности свойств
самих нейтрино. Нельзя забывать, что эффективно реакция превращения
атома хлора в аргон с атомным весом 37 протекает лишь при энергии ней¬
трино, большей пяти миллионов электронвольт. Солнечные нейтрино с
такой энергией должны составлять лишь малую часть полного их потока от
светила (менее десятитысячной доли). Стало быть, чувствительность хлор-
аргонного метода необходимо повысить по меньшей мере в пять раз.
Советский физик В А. Кузьмин показал, что в современных условиях
возможно проверить количественно надежное предсказание теории о на¬
личии мощного потока нейтрино низких энергий (менее 0,4 миллиона элект¬
ронвольт) , появляющихся при протон-протонной реакции образования
93

дейтерия. Такие нейтрино не реагируют с хлором, но их все же можно уло¬
вить. Каким образом?
Не станем подробно описывать новый метод. Он разработан сотрудника¬
ми лаборатории нейтринной астрофизики Института ядерных исследований
АН СССР и основан на использовании мишени-детектора из гелия. Ядра
изотопа гелия-71 поглощают нейтрино с энергией, превышающей всего 0,2
миллиона электронвольт, и превращаются в ядра германия-71. Определив
число атомов германия с атомным весом 71, образующихся в мишени, мож¬
но измерить поток нейтрино.
Ученые считают, что к решению загадки солнечных нейтрино ведут три
пути. Один пролегает через новые свойства нейтрино, второй — через необыч¬
ное поведение ядерных реакций, третий — через новые модели Солнца.
Словом, если действительно наше светило представляет собой гигантский
термоядерный реактор, а нейтрино не меняют своих свойств на пути от Солн¬
ца до Земли, то новые эксперименты позволят это подтвердить.
Неудачные попытки обнаружить нейтрино в недрах Солнца породили
множество гипотез, пытающихся объяснить процессы, происходящие внутри
светила. Авторы одной из них предположили, что внутри Солнца гораздо
меньше ядер тяжелых элементов, чем было принято считать ранее, и поэ¬
тому, возможно, там протекают иные циклы реакции. Согласно другим
предположениям, наше светило непостоянно: каждые 100 миллионов лет
его недра перемешиваются. Результат такого перемешивания — понижение
температуры недр, уменьшение светимости и, как следствие, похолодание
на Земле.
Но ведь нейтрино могут рождаться не только на Солнце. В настоящее
время уже выдвинуты проекты (и здесь нельзя не упомянуть имена совет¬
ских ученых Я£. Зельдовича.и О.Х. Гуссейнова, Г.В. Домогацкого, Г.Т. За¬
цепина и ЛБ. Окуня) регистрации нейтрино от вспышек сверхновых звезд,
происходящих в современную эпоху, а также создания нейтринных теле¬
скопов, способных заглянуть в ранние периоды образования галактик,
’’увидеть” далекие квазары...
Кстати, представление о том, насколько далеки эти космические объ¬
екты, можно получитъ из такого примера: сейчас наши обычные телескопы
улавливают кванты света, которые были излучены квазарами еще тогда,
когда не было ни Солнца,ни планет.
И все-таки, чтобы раскрыть окно в недра Солнца и звезд,нужны новые
технические средства. В нашей стране сооружена 100-тонная подземная
установка для поиска нейтрино от так называемых коллапсирующих
звезд. Еще две подобные установки, но меньших размеров, строятся в
Италии и США.
Читатель вправе спросить: существует ли сколь-либо значительное раз¬
личие между нейтронной астрофизикой и нейтринной астрономией? Вопрос
закономерен. Начав путь к истине, и та, и другая наука, преодолев теоре¬
тический барьер вычислений, использовав в качестве компаса в одном слу¬
чае ’’микроскоп”, а в другом ’’телескоп”, приводит нас к познанию свойств
94

Вселенной, пониманию физики излучений, которые возникают в результате
тех или иных элементарных процессов и которые можно наблюдать с по¬
мощью современной техники эксперимента. Однако эта техника, как и сам
предмет исследований, весьма различны. Иными словами, к нейтринной
астрофизике и астрономии ведет извилистый путь, где свойства частиц
и ядер сменяются судьбами звезд.
Фундаментальные открытия в области физики высоких энергий в прош¬
лые годы неразрывно связаны с созданием экспериментальных установок,
получивших название ’’пузырьковые камеры”. Роль их в арсенале техни¬
ческих средств в недалеком прошлом науки иллюстрируется тем стреми¬
тельным темпом развития, который они прошли за полтора десятка лет
от настольных лабораторных приборов до огромных индустриальных уста¬
новок. Ибо сегодня это - крупные промышленные сооружения. Если в кон¬
це 50-х годов физики-экспериментаторы имели в своем распоряжении
сравнительно небольшие пузырьковые камеры с рабочим объемом от одного
до десятка литров, в 60-х годах объем рабочей жидкости возрос почти в
1000 раз и составил уже порядка кубометра, то сегодня на смену относи¬
тельно скромным лабораторным установкам пришли камеры третьего
поколения — многокубовые.
В мире работало несколько таких установок: в Европейской органи¬
зации ядерных исследований (ЦЕРН), в американском центре в Батавии,
у французских физиков. Но есть и совершенно уникальные устройства.
К ним относится ’’СКАТ”. Прямой аналогии с обитателями морей — элект¬
рическими скатами здесь нет, но принцип импульсного разряда свойственен
и тем и другим. Расшифровывается это название так: Серпуховская ка¬
мера тяжеложидкостная.
Уникальность установки в том, что она, имея рабочий объем семь куби¬
ческих метров, позволяет проводить измерения с высочайшей точностью.
При ее сооружении был использован весь многолетний отечественный и
зарубежный опыт, накопленный в процессе создания и эксплуатации пузырь¬
ковых камер меньшего размера. Общий вес установки 1410 тонн. Сто шесть¬
десят тонн весит сама толстостенная камера,наполненная бромистым фрео¬
ном (тяжелой жидкостью). Уникальная установка ’’вобрала” в себя мно¬
жество самых различных научных и технических достижений. Оптика,
гидравлика, механика, электромагнетизм, новые материалы. Все это было
использовано, чтобы получитъ высокие параметры светоопгической сис¬
темы, нужной напряженности и однородности магнитное поле, заданные
термодинамические свойства. Двадцать семь импульсных осветителей,
четыре фотокамеры с масштабом фотографирования 1 : 20, плоско-парал¬
лельное ’’плавающее” смотровое стекло. Словом, ’’глаз”, предназначенный
для того, чтобы ’’увццеть” нейтрино, велик и сложен.
”... Нейтрино - продукт распада вторичных частиц. Сначала надо родить
эти вторичные частицы, а затем заставитъ их умереть. При этом появится
нейтрино”.
’’...Чтобы выделить нейтрино из потока других частиц, их нужно от-
95

сеять. На пути пучка стоит преграда из 20 тысяч тонн железа толщиной
более 50 метров плюс бетонная защита. Все пи- и мю-мезоны гибнут в ’’же¬
лезе”, а нейтрино прошивает его”.
’’...Фотографируя процессы в ’’СКАТе”, получаем на 30 кадров одно вза¬
имодействие”.
’’...Нейтрино проходит через Вселенную, не изменяясь. Не вдеальный
ли это ’’вариант” для связи с иными цивилизациями?”
”...В мире существует упорядоченный хаос. В нем царствуют закономер¬
ности. Но их надо познать”.
Все это я услышал в Протвино в Институте физики высоких энергий.
Сейчас большие пузырьковые камеры уступили место более совер¬
шенным электронным приборам или небольшим пузырьковым камерам вы¬
сокого пространственного разрешения.
Когда-то мудрецы-звездочеты по расположению светил предсказывали,
каким будет новый год, что принесет он людям. В наш XX век человек
перестал верить, что его личная судьба будет зависеть от расположения
звезд на небе. Но тем не менее наука утверждает, что судьба нашей голубой
планеты неотделима от судьбы звездного неба и жизнь на ней в той или иной
степени зависит от процессов, протекающих на Солнце, звездах, в глуби¬
нах Галактики. Как узнать, какие термоядерные реакции идут в недрах
светила? Какую температуру имеет его сердцевина? Какой была Вселенная
миллиарды лет назад? Как рождаются и умирают звезды? Ответ на эти,
да и другие вопросы ученые надеются получить именно от нейтрино —
участника многих превращений вещества.
Согласно современным представлениям, нейтрино в 20 тысяч раз легче
электрона и в 40 миллионов раз легче протона. Почему же теоретики счи¬
тают, что эта легчайшая, ни с чем не взаимодействующая частица должна
играть определяющую роль во Вселенной? Наука так отвечает на этот вопрос :
во Вселенной очень много реликтовых нейтрино. В одном кубическом
сантиметре их в среднем в миллион раз больше, чем протонов, и, несмотря
на ничтожную массу, в сумме нейтрино оказываются главной составной час¬
тью массы материи во Вселенной.
Выше было сказано о созданной в нашей стране аппаратуре — подзем¬
ного сцинтилляционного телескопа для Баксанской нейтринной обсервато¬
рии АН СССР. Он установлен в специальной камере, удаленной на 550 метров
от устья штольни, идущей в глубь горы Андырчи. Камера объемом 15 тысяч
кубометров представляет собой подземную лабораторию с пониженным фо¬
ном естественной радиоактивности и космических лучей, что создает исклю¬
чительно благоприятные возможности и условия для проведения тончайших
физических экспериментов.
Отметим, что снижение в тысячи раз фона проникающего космичес¬
кого излучения достигнуто в результате размещения камеры глубоко под
землей, а уменьшение фона естественной радиоактивности обеспечено
применением в строительстве специально разработанного низкорадиоактив¬
ного бетона.
96

Сцинтилляционный телескоп — крупнейшая ядерно-физическая установ¬
ка как по своим размерам, так и по объему регистрируемой информации —
представляет собой четырехэтажное сооружение, содержащее несколько ты¬
сяч модулей-детекторов. Информация or каждого из них одновременно и не¬
зависимо регистрируется электронными устройствами и затем анализиру¬
ется центром обработки данных на базе современных быстродействую¬
щих ЭВМ.
’’Уйдя под землю”, физики на Северном Кавказе оставили между сво¬
ими приборами и космическими лучами слой грунта, соответствующий
600 метрам воды. Океан может дать нам фильтр толщиной в несколько
километров. Более активные, чем нейтрино, частицы прореагируют с водой
в этом слое. Только нейтрино (а вместе с ними и другие высокоэнергичные
частицы, мюоны, тоже весьма интересные для физиков) проникнут в ’’ка¬
меру”. Идею использовать толщу океана для ловли нейтрино предложил
академик М.А. Марков еще в 1.960 году. Она жила и развивалась, и вот
родился проект подводного детектора, или, проще говоря, регистратора
нейтрино. Он получил название ’’Дюманд”. Название это образовано из
первых букв слов английской фразы, которая в переводе означает:
’’Глубоководная регистрация мюонов и нейтрино/’Размеры такого ’’прибо¬
ра”, по замыслу ученых, будут огромны. Его объем составит миллион ку¬
бических метров воды на глубине пять километров (первичный за¬
мысел, сейчас физики замахиваются на миллиард кубов океана).
Превратить кубический километр океанской воды в физическую ла¬
бораторию предполагается следующим образом. Со дна океана, с глубины
пять километров, протянутся кабели длиной по 1600 метров каждый. На
каждом из них повиснут ’’светоловушки” — детекторы черепковского све¬
чения. Таких вертикальных кабелей, по расчетам ученых, должно быть при¬
мерно 1260, а вот светоловушек на них — 23 тысячи. По внешнему виду
такая ажурная, шестиугольная в сечении конструкция напоминает ячейку
пчелиных сот. Вертикальные кабели отходят от горизонтальных, уложенных
на дне, а те связаны с лабораторными корпусами, построенными на берегу.
Проекту ’’Дюманд” был посвящен симпозиум во время XVI Между¬
народного конгресса по космическим лучам, который проходил в Япо¬
нии, в Киото, С января 1980 года в Гавайском университете, в Гонолулу,
создан специальный центр по работе над проектом ’’Дюманд”.
Честно говоря, чрезмерный оптимизм отдельных коллег представ¬
лялся мне недостаточно обоснованным. Установка гигантской нейтрин¬
ной ловушки в океане связана с рядом больших технических сложностей.
Скажем, как сохранить детектор от разрушения штормом, течениями?
Это во-первых. Во-вторых, подобное сооружение получалось очень доро¬
гим. И, наконец, представим, что предложенную ловушку все-таки уста¬
новили, обеспечили ее живучесть. Какая же ее отдача? Как известно, звезды
в галактике взрываются не каждый год, и никто не знает,сколько времени
нужно ждать очередного взрыва. Допустим, ученым повезло, и такой взрыв
произошел. Много ли дадут наблюдения? Ведь мы не располагаем данными
97

о месте и мощности взрыва, проценте прошедших через детектор
частиц. Следовательно, информативность эксперимента в этом случае
невелика.
Однако физики настроены оптимистично. Их удручает другое -
слишком медленное движение по пути ”от идеи до внедрения”. Перене¬
семся на Байкал, где развертывается установка по регистрации нейтрино,
приходящих к нам сквозь земной шар с его противоположной стороны.
Как писал журнал ’’Знание — сила”, существует идея о возможности зареги¬
стрировать нейтрино, идущие к Земле от скрытых источников — пульсаров
и ’’черных дыр”, находящихся, возможно, внутри так называемых ’’красных
гигантов” — звезд, в сотни и более раз превосходящих по диаметру наше
Солнце.
Член-корреспондент АН СССР А£. Чудаков предложил создать на дне
Байкала модель ’’Дюманд” в одну тысячную полной его величины. Задача
технически облегчается тем, что Байкал зимой покрыт льдом, и элементы
конструкции можно будет опускать на дно со льда в каком угодно месте.
Прозрачность воды озера, отсутствие течений, слабое биологическое све¬
чение, своеобразный рельеф дна — все это создает чрезвычайно благоприят¬
ные условия для экспериментов на Байкале.
Возможны и другие решения. Об одном из них мне рассказал доктор
физико-математических наук Владимир Сергеевич Мурзин. Профессор Мур¬
зин один из авторов проекта, получившего название БАТИСС. Группа совет¬
ских и американских ученых решила поставить эксперимент по прямому
изучению поведения нейтрино на больших путях пробега — около десяти
тысяч километров. Замысел таков: направить пучок нейтрино, полученный
на ускорителе в Батавии (США) , сквозь толщу Земли на противоположную
сторону планеты, в высокогорное озеро Иссык-Куль (отсюда и название
проекта). Активное участие в разработке этого проекта приняли ученые
и студенты Казахстанского государственного университета имени СМ. Ки¬
рова и Западновашингтонского университета США. Большой интерес к
эксперименту проявили физики других стран. Для размышления регистри¬
рующих приборов была выбрана южная, наиболее глубокая часть озера.
Предполагалось, что здесь, под 600-метровой толщей воды будет соору¬
жена ловушка-решетка объемом около двух миллионов кубометров, осна¬
щенная 756 модулями — оптическими детекторами.
— Эксперимент представляется весьма перспективным, - ответил Вла¬
димир Сергеевич, — с точки зрения решения ряда фундаментальных проблем
физики элементарных частиц, геофизических и народнохозяйственных за¬
дач. Если, например, окажется, что нейтрино имеют массу (пока удалось
’’взвесить” лишь электронное нейтрино; существуют еще мюонное и тау-
нейтрино), то при определенных условиях различные типы нейтрино, веро¬
ятно, могут превращаться друг в друга. На малых расстояниях ’’пробега”
такое превращение не обнаружено. Эксперимент БАТИСС позволит изучить
поведение частиц при преодолении больших расстояний. Сейчас принято
считать, что большая часть массы во Вселенной сосредоточена в звездах.
98

Если эксперимент покажет, что нейтрино имеет массу покоя, то придется
пересмотреть это представление.
Значительный интерес будет представлять регистрация с помощью иссык-
кульского детектора потоков нейтрино от солнечных вспышек, происходя¬
щих на обратной стороне нашего светила. Другие, то есть заряженные эле¬
ментарные частицы, так долго блуждают в магнитных полях космоса, что
теряют значительную часть нужной нам информации о вспышках и прочих
процессах на Солнце. А нейтрино, идущие напрямик, доставят ее полностью*.
Эксперимент дает возможность успешно решить новые геофизические
задачи, например, пучок нейтрино позволит измерить расстояние между
точкой излучения и детектором с точностью до нескольких миллиметров
по времени пролета (скорость нейтрино равна скорости света) . Следователь¬
но, малейшее изменение этого расстояния в течение десяти лет — срока про¬
ведения эксперимента — будет немедленно обнаружено. Это значит, что
удастся уловить движение' континентов нашей планеты, составляющее,
по подсчетам ученых, полтора сантиметра в год. Если вернОі что Земля,
как утверждают некоторые гипотезы, ’’дышит”, то есть изменяет под воз¬
действием гравитационных возмущений свои размеры, это тоже не останет¬
ся незамеченным. Так же будет зафиксирована и ’’подвижка” отдельных
участков земной коры, что, как известно, происходит при землетрясениях
или предшествует им.
Много экспериментов поставлено учеными за последнее время, полу¬
чены интересные результаты, проливающие свет на природу космических
скитальцев. Стала известна ’’нехватка” солнечных нейтрино по сравнению
с теоретическими предсказаниями. Но возможно, что эти частицы ’’путают
следы”, становясь необнаруженными для нашей аппаратуры. Станет совер¬
шенной техника эксперимента, а можно ожидать новых результатов.
Советским ученым удалось ’’взвесить” нейтрино и показать, что масса
покоя этой частицы скорее всего отлична от нуля. На сегодняшний день
физикам известно три типа нейтрино : электронное, мюонное и тау-нейтрино.
Пока удалось ’’взвесить” лишь электронное. Это было сделано в Институте
теоретической и экспериментальной физики. По предварительным данным,
масса нейтрино составляет 20—30 электронвольт. Это, конечно, очень малая
величина, она примерно в 20 тысяч раз меньше, чем масса такой легкой
частицы, как электрон, и в 40 миллионов раз меньше массы протона.
Этот результат вызвал очень большой интерес во всем мире. Многие
лаборатории пробовали повторить его, но не смогли достичь той точности,
которая удалась советским специалистам. Полученные в последнее время
результаты показывают, что масса электронного нейтрино, возможно, мень¬
ше 20 электронвольт.
Сам же факт ’’взвешивания” стал величайшим событием, ибо проведен¬
ные эксперименты касаются не только физики элементарных частиц. Они
оказались очень важными и основополагающими для астрономов, которые
считают, что теперь могут существенно измениться наши представления
об ’’устройстве” Вселенной. Ведь нейтрино почти столь же многочисленны,
99

как фотоны. Поэтому им можно было бы приписать- 30 процентов всей
массы Вселенной.
Академик Я .Б. Зельдович, крупнейший специалист в области астрофи¬
зики, высказал по поводу нового открытия очень образный афоризм: ’’Все,
что не обязано равняться нулю, не равно нулю”. Измерение массы нейтри¬
но — яркий пример тому. И если прямое лабораторное ’’взвешивание” по¬
кажет, что массы покоя двух других нейтрино не равны нулю, то ученым
придется лере см о треть некоторые выводы космологии.
Заканчивая эту главу, хочется сказать: удивительная частица, введенная
в ’’большой свет” теоретиками, на глазах одного лишь поколения физиков
превратилась в мощное орудие исследования мира элементарных частиц,
а затем на авансцену вышел другой аспект нейтринной физики - астро¬
физический. Развитие методов регистрации потоков нейтрино естественного
происхождения дает возможность вплотную подойти к проверке теоре¬
тических положений, составляющих основу основ современной астрофизики.
Солнце, гравитационный коллапс звезд и взрывы сверхновых — вот те объ¬
екты, которые могут исследоваться с помощью нейтрино уже в ближайшие
годы.
...Экспериментальное изучение окружающего нас мира с помощью
нейтрино только начинается. Впервые возникает возможность непосредст¬
венного исследования физических процессов, управляющих эволюцией
вещества во Вселенной, и трудно сейчас пытаться представить, что может
ожидать науку на этом пути. И здесь, вероятно, уместно напомнить, что
идея о термоядерных реакциях как источнике энергии обязана своим рож¬
дением изучению процесса эволюции звезд.
юо

ПРОШЛОЕ И НАСТОЯЩЕЕ
ШОГО
•	МОСТЫ СКВОЗЬ ВРЕМЯ
•	ГЛУБОКАЯ РАЗВЕДКА • ВСЕГДА ЛИ ВЕЧ¬
НЫ АЛМАЗЫ?
В наших знаниях о сложном мире звезд и атомов еще немало белых
пятен, а открытия последних лет, потрясающие своей важностью, не сни¬
мают всех вопросов, ’’Какие эффекты порождаются теми загадочными час¬
тицами, которые ’’возникают” из ничего”, существуют в течение миллиардной
доли секунды, а затем исчезают бесследно?”-’’Какую роль играли силы
тяжести, когда Вселенная была настолько малой, что будущие галактики
101

были ’’втиснуты” в размеры атома?”, ’’Одни ли законы ’’правят” большой
и малой Вселенной?” ... Без понимания сокровенных тайн природы мы не
сможем уяснить главное: ’’Как образовалась и эволюционизировала Все¬
ленная?”
Выступая на юбилее профессора А. Стодолы (Лейпциг, 1929 год),
А. Эйнштейн сказал: ’’Если говорить честно,мы хотим не только знать, как
устроена природа... но и, по возможности, достичь цели утопической и дерз¬
кой на вид - узнать, почему природа является именно такой... В этом ученые
находят наивысшее удовлетворение. В этом состоит прометеевский элемент
научного творчества. Для меня в этом заключается постоянное очарование
научного мышления”. Эту же мысль Эйнштейн формулирует в беседе с фи¬
зиком Э. Штраусом таким образом: ’’Что меня действительно интересует —
мог бы бог создать мир потдругому”.
В августе 1971 года в Москве проходил VIII Международный конгресс
по истории науки. Более двух тысяч ученых со всех континентов участвовали
в работе его секций по истории античной и средневековой науки, истории
математики, механики, физики, астрономии, технических наук, биологии,
наук о Земле, а также по истории авиации ракетной и космической техники.
Очень интересным был симпозиум, посвященный 100-летию со дня рождения
замечательного английского физика Э. Розерфорда. Помню интересное вы¬
ступление на этом форуме ученых Хоннеса Альвена, лауреата Нобелевской
премии, иностранного члена Академии наук СССР. Начиналось оно так;
— Если мы призадумаемся над самим нашим существованием, мысль мо¬
жет увести нас и в прошлое, и в будущее: назад, к нащему собственному
рождению, а возможно, и к возникновению жизни, или же вперед, к немину¬
емой смерти человека и к судьбе всего человечества. Если же мы хотим
проникнуть глубже в существо проблемы, перед нами, внушая благоговей¬
ный трепет, станут вопросы начала мира и его конца ... Картина Вселенной,
которую мы наблюдаем, напоминает моментальную фотографию,на которой
запечатлено взаимное расположение различных космических объектов —
звезд, туманностей, галактик... Но окружающая нас Вселенная — это
вовсе не простая совокупность небесных тел. В ней постоянно происходят
чрезвычайно сложные и многообразные физические процессы. Отсюда
вывод: Вселенная не всегда была такой, как в современную эпоху. Она
изменялась с течением времени: ее прошлое не тождественно настоящему,
а настоящее — будущему.
Первым, кто опроверг представление о Вселенной как о нечто неизмен¬
ном, стационарном, не меняющем своих основных свойств, был советский
математик АА. Фридман, который, решая уравнения теории относительно¬
сти Эйнштейна, пришел к выводу, что материя в нашей области Вселенной
должна либо расширяться, либо сжиматься, либо пульсировать. Астрономы
в свою очередь обнаружили в спектрах измерения звезд и звездных островов
(галактик) ’’красное смещение” спектральных линий. Это смещение оказа¬
лось тем сильнее, чем дальше находится от нас та или иная галактика. Полу¬
чалось, что галактики разбегаются от нас во всех направлениях и, чем дальше
102

находится та или иная галактика, тем с большей скоростью она движется.
Так возникла теория расширяющейся Вселенной — одна из наиболее
впечатляющих научных теорий XX века. Это был новый, чрезвычайно важ¬
ный шаг в познании свойств окружающего мира. Картину взаимного раз¬
бегания галактик астрономы мысленно повернули вспять и пришли к вы¬
воду, что в отдаленном прошлом материя находилась в ином состоянии,
нежели в нашу эпоху. Тогда не было еще ни звезд, ни планет, ни туманно¬
стей, ни галактик. Вся материя была сосредоточена в очень плотном ком¬
пактном сгустке горячей плазмы — смеси элементарных частиц вещества
и излучения. Затем...
Откуда мы взялись? Важнейший вопрос, стоящий перед наукой в це¬
лом, - это загадка происхождения нашей Вселенной, и, вероятно, величай¬
шим достижением научной мысли является возможность дать ответ на этот
вопрос.
Согласно древнегреческой легенде, жемчужная полоса Млечного Пути,
протянувшаяся поперек неба, — это молоко, брызнувшее из груди богини
Юноны. С того времени, когда Галилей с помощью телескопа исследовал
Млечный Путь, мы знаем, что он состоит из звезд. А из чего состоят звез¬
ды? Что нам известно о происхождении Вселенной? Отвечая на эти вопросы,
подавляющее большинство астрофизиков сходятся на точке зрения, соглас¬
но которой Вселенная возникла в результате, взрыва огромной силы, произо¬
шедшего 10 ... 15 миллиардов лет назад.
Согласно этой широко распространенной точке зрения, известной как
теория Большого Взрыва, в момент возникновения Вселенная была беско¬
нечно плотной и бесконечно горячей, однако по мере ее расширения темпе¬
ратура и плотность понижались. Вскоре после этого самого взрыва из оскол¬
ков образовались основные строительные элементы материи, которые затем
превратились в крупные астрономические тела — звезды,галактики,группы
галактик и тд. Сейчас физики пытаются описать состояние Вселенйой в
самом начале первой секунды после Большого Взрыва, стремясь дать есте¬
ственное объяснение процессам, которые с трудом можно представить.
Итак, 0 часов, 00 минут, 0,01 секунды с ’’момента икс”. Прошла лишь
сотая доля секунды со времени начала Большого Взрыва... При невообра¬
зимой температуре — 100 миллиардов градусов — не существует ни атомов,
ни атомных ядер. Только элементарные частицы неистово мечутся в про¬
странстве, заполненном ими чрезвычайно плотно. Естественно, они весьма
часто соударяются друг с другом, а мир представляет собой однородный
хаос.
...Через три минуты после Большого Взрыва температура расширяющей¬
ся Вселенной упала до одного миллиарда градусов. К концу первого дня ста¬
новится уже существенно ’’холоднее”. Температура уменьшилась в тысячу
раз — до 100 миллионов градусов. Появились первые атомные ядра, в основ¬
ном водорода, но вместе с тем и гелия.
Пойдем дальше. Через 100 тысяч лет температура снизилась до трех
тысяч градусов. Электроны сцепились с ядрами, образовав вполне созрев-
103

ние атомы. К этому моменту фотоны освободились наконец от дол¬
гого ’’рабства у вещества”. Вселенная начала принимать знакомый нам
вид черной бездны, усеянной бесчисленными островками светящихся
звезд.
А свидетельство о вырвавшихся ”на волю” фотонах астрономы без
труда обнаруживают с помощью чувствительных приборов в виде так назы¬
ваемого ’’реликтового” излучения. Эти фотоны — ’’ископаемые останки”
прошлого — и свидетельствуют о существовавших прежде высоких темпе¬
ратурах.
Попробуем представить, что же было потом. Потом, как поясняют уче¬
ные, сформировались галактики. Один из великих споров в космологии
идет о том, как такие скопления возникают. Академик Я.Б. Зельдович
доказывает, что галактики возникли из облаков первичного газа, которые
затем сжались в такие ’’блины”. После этого ’’блины” разделились на от¬
дельные и обособленные галактики.
Однако новая трудность заключается в том, что мы недостаточно знаем
из чего состоят галактики. Раньше полагали, что они состоят большей частью
из звезд. Теперь же появилось свидетельство существования огромных ко¬
личеств невидимого вещества внутри галактик. Зведдные облака могут
фактически оказаться меньшей долей в их составе.
В 1984 году, в октябре, ЮНЕСКО выпустило номер ’’Курьера”, специ¬
ально посвященный истории Вселенной. В том же году Эриксон и Камиль
Ислам опубликовали статью ’’Первый день ’’творения”, в которой пыта¬
ются дать ответы на животрепещущие вопросы. Будет ли Вселенная расши¬
ряться в будущем? Это зависит от средней плотности материи: в ’’откры¬
той” Вселенной расширение будет длиться вечно,в ’’замкнутой”же процесс
когда-то остановится и повернет обратно”.
Итак, 0 часов 00 минут и одна сотая секунды. Температура достигла
100 миллиардов градусов. Столь гигантскую цифру трудно вообразить. Это
было бы легче сделать, если сказать, сколько энергии при этом приходится
на отдельную частицу. Для этого есть эмпирическая формула: на миллиард
градусов — одна десятая мегаэлектронвольта (МэВ).
Мегаэлектронвольт — это энергия, которой обладает электрон при
ускорении в поле напряжением один миллион вольт.Значит,при 100милли¬
ардах градусов каждая частица в среднем имеет энергию до 10 МэВ. Неста¬
бильные тяжелые частицы поэтому ’’вымерли” уже через сотую долю секун¬
ды после Большого Взрыва. Протоны же существуют до сих пор только по¬
тому, что они стабильны. По современным представлениям, они ’’живут”
по крайней мере ІО31 лет. Остальное — это жалкий остаток, который выдер¬
жал уничтожающее 'сражение между веществом и антивеществом в первые
микросекунды, положив начало асимметрии.
По истечении первой сотой доли секунды картина была следующей:
протоны и нейтроны, электроны и позитроны носились вместе с нейтрино
и фотонами в ’’молодом” пространстве. Это было состояние максимального
беспорядка.
104

Частица газа сама по себе не содержит никакой эксергии. * Но космос
в целом не находился в равновесии, а быстро расширялся. В этом расшире¬
нии уже заключен некоторый порядок.
Расширение — это значит и охлаждение. Частицы больше не ’’прибыва¬
ют”. Они вышли из равновесия и остались ’’висеть” в богатом энергией про¬
странстве. Благодаря этому они накопили эксергию. Эта эксергия не созда¬
ется из ничего, ее истоки — в расширении пространства и в конечном счете
в самом Большом Взрыве.
Расширение Вселенной соответствует упорядоченному движению, даже
если частицы в пространстве проносятся рядом друг с другом как попало.
Оно наблюдается и в настоящее время.
Уже через 14 секунд температура была ’’только” три миллиарда гра¬
дусов. Средней энергии в 0,3 МэВ на частицу было теперь достаточно не бо¬
лее чем для производства пары электрон-позитрон. Вследствие этого в
равновесии практически не стало нейтронов. Остались только протоны.
Нейтроны либо превратились в протоны либо образовали вместе с дру¬
гими протонами и нейтронами атомные ядра и вследствие этого стабилизи¬
ровались.
Если бы космос расширялся еще быстрее, то все нейтроны были бы
разрушены. Частицы рассеивались бы быстрее : при этом они сталкивались бы
друг с другом чаще, образуя атомные ядра. Накопленная в нейтронах эк¬
сергия была бы давно израсходована благодаря распаду.
И наоборот, медленное расширение также не привело бы к порядку и
возникновению жизни. С уменьшением температуры исчезли бы относи¬
тельно более богатые энергией легкие атомные ядра, прежде всего водорода
и гелия, образовались бы обедненные энергией ядра: железо-56 со связан¬
ной энергией в 8,1 МэВ на нуклон. Они заполняли бы сегодня бедный энер¬
гией космос.
Однако в действительности реализовалась ’’золотая середина”: боль¬
шая часть нейтронов сохранилась благодаря образованию ядер гелия-4.
Затем последовательно образовался дейтерий, тритий и гелий-3. Дейтерий
имеет так мало связанной энергии, что после образования снова распада¬
ется и потому остается только в незначительном количестве. Но он пред¬
ставляет собой ’’игольное ушко” на пути синтеза более тяжелых эле¬
ментов.
Энергия звезд и Солнца, которой мы питаемся и поныне, возникла
вследствие того, что образование атомных ядер не могло идти вслед за
быстрым охлавдением из-за расширения Вселенной. Находящийся при
100 миллиардах градусов в равновесии нейтронно-протонный газ должен
был бы практически полностью конденсироваться в ядра железа-56 уже при
двух миллиардах градусов. На самом же деле остались ’’неиспользован¬
ными” три четверти водорода (четверть стала гелием) и только потом об¬
разовались более тяжелые элементы.
* Эксергия - максимальная работа, которую может совершить термодинамическая
система при переходе из данного состояния в равновесие с окружающей средой.
105

После приблизительно 700 тысяч лет при температуре в несколько ты¬
сяч гряду с. пн j соответствующей менее чем одному электронвольту, электро¬
ны выстроились на оболочке вокруг водородных и гелиевых ядер. На нук¬
лон приходится потеря около десяти электронвольт эксергии.
Спустя несколько миллионов лет после Большого Взрыва атомы вслед¬
ствие расширения Вселенной так сильно ’’разбавились”, что больше не
имели друг с другом хорошего контакта. Началось странствие по необъ¬
ятным пространствам. Гравитационных сил между атомами теперь было
достаточно, чтобы уплотнить локальные сгущения: возникли первые прото¬
галактики и протозвезды.
Расширение Вселенной и связанное с ним охлаждение снова привели
к локальным отклонениям от термического равновесия при образовании
звезд. На этот раз возрастание эксергии составляло несколько килоэлект¬
ронвольт на нуклон. Только в огромных звездах появляется очень высокая
энергия, около 40 МэВ на нуклон.
Многие звезды еще не достигли того конечного состояния, когда их
нуклоны спрессуются в ядра железа. Благодаря гравитационным силам
иногда все нуклоны сливаются в единое атомное ядро из ’’чистых” нейтро¬
нов — нейтронную звезду.
Это происходит при впечатляющих взрывах сверхновых звезд, когда
в пространство сбрасывается наружная оболочка звезды. Только при таких
процессах образуются тяжелые элементы, которые мы находим, например,
на Земле.
Умы астрономов готовы были принять изложенное за истину еще в
30-х годах, и в течение трех десятилетий они лелеяли мысль, что у Вселен¬
ной должно было быть начало, с которого пошел процесс расшіфения. Но
лишь в 60-х годах эта отвлеченная идея стала превращаться в нечто более
конкретное. До этого времени Большой Взрыв казался бесконечно далекой
от наших дней абстракцией. Его нельзя было ни увидеть, ни услышать, ни
ощутить. У астрономов не было внутренней уверенности, что гипотеза верна.
И вот случай...
В 1964 году американские радиоастрономы А. Пензис и Р. Вильсон —
сотрудники ’’Белл Телефон Лабораториз”, работая на ’’большой слуховой
трубе”— 7-метровой антенне, которую они использовали при разработке
системы спутниковой связи, приняли загадочный радиошум. Шум, каза¬
лось, шел равномерно со всех направлений из космоса. Проходили меся¬
цы, а он не менялся, хотя антенна направлялась на различные участки неба,
вращаясь вместе с Землей вокруг ее оси и вокруг Солнца.
Шум не мог исходитъ от какого-либо источника на Земле, в Солнечной
системе или в нашей Галактике. Мог ли он возникнуть из-за неисправности
оборудования? Проверили, и версия отпала. Быть может, причиной были
голуби, гнездившиеся внутри антенны? Антенну разобрали и смонтировали
заново, голубей ’’выселили”, но шум в коротковолновом приемнике по-
прежнему не исчезал.
Разгадку подсказали расчеты физика из Принстонского университета
106

П. Дж. Э. Пиблза. Они объясняли происхождение радиошума, который слы¬
шали Пензис и Вильсон. Космическое излучение, заполнившее все пространс¬
тво, было отдаленным эхом Большого Взрыва,реликтом того времени, когда
мир был горячим, плотным и непрозрачным сгустком плазмы. Открытие
этого явления, которое так убедительно подтверждало теорию Большого
Взрыва, было встречено астрономами с большим энтузиазмом, хотя, по
иронии судьбы, фоновое излучение, предсказанное еще в середине 40-х го¬
дов, можно было обнаружить и с помощью радиотелескопов 50-х годов.
Однако радиоастрономы его не искали.
Еще более важный шаг вперед был сделан не астрономами, а специ¬
алистами по физике элементарных частиц, которые работая на гигантских
ускорителях, получили возможность заглянуть в мир высоких энергий.
Конечно, мы не можем вернуть момент возникновения Вселенной, когда
она обладала бесконечной плотностью массы и бесконечной энергией и пред¬
ставляла собой математическую точку с объемом, равным нулю. Однако
теоретически можно подойти вплотную к этому моменту. В настоящее вре¬
мя, утверждают физики, в ретроспективном изучении теории Большого
Взрыва достигнут этап, когда науке под силу объяснить, как мельчайший
объект, Вселенная, содержащая всю материю нашей теперешней Вселенной,
сжатая до размеров протойа, взорвавшись, превратилась в нечто, весьма
схожее со Вселенной, какой мы ее знаем сегодня.
— Сама возможность описывать процессы, происходившие примерно
10-15 миллиардов лет тому назад, в первые сотые доли секунды после
возникновения Вселенной, — говорит доктор физико-математических наук
А.Д. Линде, — может показаться граничащей с чудом, и это ощущение не¬
обычности, невероятности происходящего пронизывает всю статью Эрикс¬
сона и Камаля Ислама. Но теория описанных в статье процессов была в ос¬
новных чертах разработана уже около 20 лет назад и давно стала привычной
для космологов. Наиболее детальное изложение этой теории содержится
в известной книге Я.Б. Зельдовича и И.Д. Новикова ’’Структура и эволюция
Вселенной”.
В последнее десятилетие в теории элементарных частиц произошла
настоящая революция, связанная с созданием единых теорий слабых, силь¬
ных и электромагнитных взаимодействий. Это, в свою очередь, привело
к возникновению принципиальной возможности описывать свойства
Вселенной при гораздо более фантастических условиях: начиная с момента
всего лишь 10“43 секунды после возникновения Вселенной. Соответст¬
вующие исследования начались в 1972 году с работ Д.А. Киржница и
А.Д. Линде. Ниже мы опишем лишь один, но, пожалуй, наиболее важный
и неожиданный результат этих исследований словами самого профессора
Линде.
Известно, что, согласно общей теории относительности Эйнштейна,
Вселенная может быть сильно неоднородна и искривлена, и геометрия на¬
шего мира может сильно отличаться от изучаемой в школе геометрии Ев¬
клида. С этой точки зрения всегда было непонятно, почему наблюдаемая
107

часть Вселенной в больных масштабах является почти полностью плоской
и однородной. Возможное объяснение этому факту впервые было предло¬
жено американским физиком Ал адом Гусом в 1981 году в рамках так
называемого сценария раздувающейся Вселенной. Он предложил, что на
самых ранних стадиях эволюции Вселенной был небольшой интервал
времени, когда Вселенная расширялась чрезвычайно быстро (экспоненци¬
ально), находясь в неустойчивом вакуумоподобном состоянии. За это
время со Вселенной происходило то же, что происходит с быстро раздува¬
ющимся воздушным шаром: кривизна поверхности шара быстро уменьша¬
ется, так что его поверхность становится почти плоской. По аналогичной при¬
чине и Вселенная после экспоненциального расширения становится почти
плоской и однородной.
В настоящее время с помощью сценария раздувающейся Вселенной
удается получить возможное решение примерно десяти различных проблем,
стоящих на стыке теории элементарных частиц и космологии и долгое
время казавшихся почти неразрешимыми. Поэтому многие специалисты
верят сейчас в правильность этого сценария, В то же время некоторые след¬
ствия сценария раздувающейся Вселенной выглядят совершенно фантас¬
тически. Так, например, согласно этому сценарию, вся наблюдаемая сейчас
часть Вселенной размером примерно десять миллиардов световых лет
(ІО28 сантиметров) возникла из области размером меньше ІО-33 санти¬
метров за счет экспоненциально быстрого расширения Вселенной, кото¬
рое могло продолжаться всего ІО-30 секунд. Все вещество, содержащееся
внутри наблюдаемой части Вселенной (ІО45 тонн), возникло после разду¬
вания области Вселенной, изначально содержащей не более 10“5 грамма
вещества. На первый взгляд это противоречит всему, что мы знаем о законе
сохранения энергии, но в действительности энергия вещества (и его масса)
увеличивается не сама по себе, а за счет огромной работы, которую соверша¬
ют гравитационные силы во время раздувания Вселенной. После разду¬
вания Вселенная разбивается на большое количество областей, в каждой из
которых свойства элементарных частиц и законы их взаимодействия друг
с другом могут быть различны. Мы не видим их, поскольку размер каждой
области (в том числе той, в которой мы живем) во много раз превосходит
размер наблюдаемой части Вселенной.
До окончательного успеха в решении всех стоящих перед космоло¬
гией проблем, и в особенности проблемы рождения и коллапса Вселенной,
все еще очень далеко. Неизвестно, какие из возникших в последние годы
теорий смогут пережить свой десятилетний юбилей. Ясно одно: время удив¬
ляться пока еще не кончилось. Перефразируя слова Королевы из прекрасной
сказки Л.Кэрролла’’Алиса в Зазеркалье”, можно было бы сказать: ’’Суще¬
ствуют такие чудеса, рядом с которыми то, что нам казалось чудом вчера,
завтра может показаться простым и разумным, как толковый словарь”.
А теперь попробуем проникнуть ”за горизонт”. Ведь еще на заре циви¬
лизации люди задавались вопросами: Когда наступит конец света? Имеет.ли
наш мир пределы или он пространственно бесконечен? И в меру своих зна¬
108

ний отвечали на них. Представим себе, как говорили философы древности,
что у мира есть край, и человек достиг этого края. Однако стоит ему про¬
тянуть руку — и она окажется за границей мира. Тем самым рамки мира
раздвинутся еще на некоторое расстояние. Тогда можно будем продвинуться
дальше и приблизиться к новой границе. Если и здесь повторить ту же опе¬
рацию, то станет ясно: что мир не может иметь границ. В своей поэме ”0 при¬
роде вещей” римский философ-материалист Лукреций Кар (первый век до
нашей эры) так и писал : ’’Нет никакого конца ни с одной стороны у Все¬
ленной, ибо иначе края непременно она бы имела”.
Рассказывают, что однажды А. Эйнштейна попросили изложить суть
теории относительности в одной фразе и притом таким образом, чтобы это
было понятно широкой публике. Великий физик размышлял не долго:
’’Раньше полагали, - сказал он, - что если бы из Вселенной исчезла вся
материя, вместе с ней исчезли бы также пространство и время”.
Проблема ’’время и пространство” очень интересная. В современном
состоянии она возникла в начале века, но и по сей день горячо обсужда¬
ется всеми астрофизиками мира. Они спорят о вещах удивительных и не¬
вероятных. Вспомним академика Ландау. Он говорил, что существуют яв¬
ления, понять которые можно, представить себе — нельзя. В самом деле,
попробуем вообразить, что такие, например, на первый взгляд, простые
понятия, как ’’сейчас”, ’’раньше”, ’’позже”, совсем не однозначны. Есть
вполне определенные условия, при которых то, что ’’раньше” для одних, —
’’позже” для других, и наоборот. Пли, что границей всякого пространства
является полное отсутствие всяких границ. И еще: время — то самое время,
которое дает о себе знать тиканьем часов на стене, не течет, как привыкли
мы думать всегда, а скачет, и способно — это вовсе не метафора, а факт
науки! - застывать...
Как представить такое? Трудно, быть может, и нельзя. Однако наука
пытается перешагнуть через все ’’трудно” и ’’нельзя”, чем повышает веру
в могущество человеческого ума, не останавливающегося, не страшащегося
неизвестного. И, конечно же, большое уважение вызывают люди, которые
занимаются этой проблемой.
Да мир не прост, и путь к истине тернист и труден. Покорить реку Вре¬
мени — образ банальный, но весьма точный в приложении к проблеме, о ко¬
торой идет речь, - не удавалось по разным причинам. Прежде всего потому,
что теория относительности показала: пространство и время едины, взаимо¬
связаны. Свойства этого единого пространства-времени оказались завися¬
щими от движущейся материи. Например, в сильном поле тяготения время
течет медленнее, а геометрия пространства отличается от евклидовой гео¬
метрии. После открытия этого факта вопрос о свойствах пространства и
времени из области абстрактных рассуждений превратился в объект конк¬
ретного научного исследования.
Теория расширяющейся Вселенной требовала существования в прошлом
особого, как его называют ученые, сингулярного состояния, с которого
началось расширение. Что было до этого? И правомерен ли сам вопрос?
109

- Общая теория относительности, - считает известный английский
физик Стивен Хокинг, профессор Кембриджского университета, член Ко¬
ролевского общества, — является одним из двух величайших интеллек¬
туальных достижений двадцатого века (другое — открытие квантовой
механики - М.Р.). Тем не менее она неполна, поскольку представляет собой
классическую теорию, иными словами, она не включает в свои построе¬
ния принцип неопределенности.
А этот принцип гласит, что некоторые пары количественных харак¬
теристик — такие, например, как положение и скорость элементарной час¬
тицы — не могут быть одновременно и с произвольно высокой степенью
точности установлены для данного момента времени. Чем более точно
предсказываем мы положение частицы, тем менее точна наша оценка ее
скорости, и наоборот. Квантовая механика получила развитие в первые
годы нашего века как ответ на необходимость описывать поведение весьма
малых систем — таких, как атомы в целом или индивидуальные частицы.
Ученых в особенности интересовали проблемы структуры атома, который,
как предполагалось, состоял из некоторого количества электрически за¬
ряженных частиц — электронов, обращающихся вокруг центрального ядра.
Предыдущая классическая теория предсказывала, что в результате своего
движения электроны должны испускать световые волны. Эти волны будут
отбирать у электронов их энергию, в силу чего последние станут двигаться
по сужающейся спирали до тех пор, пока не столкнутся с атомным ядром.
Квантовая механика исключает такое движение электронов. Она утвержда¬
ет, что у электрона нег определенного положения, но вероятность его на¬
хождения распределена в некотором пространстве вокруг ядра, причем
даже на самой поверхности ядра она не ноль.
Вывод классической теории о том, что обнаружить местонахождение
электрона на ядре атома можно с бесконечно высокой степенью вероятности,
в известном смысле сродни предсказанию общей теории относительности
о неизбежности сингулярности Большого Взрыва с бесконечной плотностью
вещества. Стало быть, можно надеяться, что если бы мы смогли соединить
общую теорию относительности и квантовую механику в теорию квантовой
гравитации, то обнаружили бы ’’размазывание” сингулярностей гравита¬
ционного коллапса или расширения — как и в случае коллапса атома.
Сложность, возникающая при рассмотрении вопроса о том, имеет или
нет пространство-время край, или границу, при сингулярности, считает
профессор С. Хокинг, состоит в том, что законы науки описывают не перво¬
начальное состояние Вселенной в сингулярности, а лишь то, как Вселенная
развивается уже после нее. Сложность эта остается даже в том случае, если
никакой сингулярности нет и время в направлении прошлого бесконечно:
физические законы не в состоянии зафиксировать, каково было состоя¬
ние Вселенной в бесконечном прошлом. Для того чтобы выбрать какое-то
одно конкретное состояние Вселенной из набора возможных ее состоя¬
ний, допустимых с точки зрения этих законов, необходимо дополнить эти
законы некоторыми граничными условиями, какой была Вселенная в перво¬
110

начальной сингулярности или в бесконечном прошлом. Многие зарубежные
ученые, рассуждая о граничных условиях, приходят к мнению, что Вселен¬
ная могла начаться и с совершенно произвольного состояния. Это возмож¬
но, но в таком случае и развиваться она должна произвольно. А все свиде¬
тельства, которыми располагает наука, говорят о том, что Вселенная раз¬
ворачивается в пространстве и во времени весьма детерминированным об¬
разом в соответствии с определенными законами. Следовательно, разумно
предположить, что могут быть также и простые законы, которые руководят
упомянутыми граничными условиями и определяют состояние Вселенной.
— В классической общей теории относительности, — продолжает про¬
фессор С. Хокинг, — не включающей в себя принцип неопределенности,
изначальное состояние Вселенной — это точка с бесконечно большой плот¬
ностью вещества. Какими должны быть граничные условия для Вселенной
в такой сингулярности, описать очень трудно. Тем не менее, если принять
в расчет квантовую механику, возникает вероятность того, что эта сингу¬
лярность ’’размазана” и что пространство и время в ней вместе могут образо¬
вывать замкнутую четырехмерную поверхность без границы, или края,
напоминающую поверхность Земли, но с двумя дополнительными измере¬
ниями. Это означало бы, что Вселенная была совершенно достаточна для
самой себя и не требовала никаких граничных условий. Тогда не пришлось
бы разбираться с ее состоянием в бесконечном прошлом и не было бы
никаких сингулярностей, перед которыми останавливалось бы действие
законов физики. Можно было бы сказать, что граничные условия для Все¬
ленной заключаются в том, что у нее нет границы...
Однако вернемся к главному вопросу: ’’Что произошло в самом начале
расширения Вселенной? Имело ли пространство-время границы в момент
Большого Взрыва? Ответ заключается в том, что если граничные условия
для Вселенной состоят в отсутствии у нее границы, то в самые начальные
моменты ее жизни время становится трудно определимым — наподобие того,
как направление ’’север” перестает существовать на Северном полюсе нашей
планеты. ’’Задаваться вопросом о том, что происходило до Большого Взры¬
ва, — замечает С. Хокинг, — это все равно что искать точку, расположенную
в мире севернее Северного полюса”.
Из всех этих рассуждений вытекает, что количественная сущность,
которую мы называем временем, имела свое начало, но это вовсе не озна¬
чает, что у пространства-времени есть край, подобно тому, как поверхность
Земли не имеет никакого края на Северном полюсе.
Если пространство-время действительно конечно, но не имеет границы,
или края, это должно иметь важные философские последствия. Это озна¬
чало бы, что мы в состоянии описать Вселенную с помощью математической
модели, которая полностью определяется физическими законами, и толь¬
ко ими: их не нужно уже дополнять граничными условиями. Мы пока не
знаем, в какую точную форму выльются эти законы. Тем не менее представ¬
ляется вероятным, что все они — составная часть какой-то единой теории,
которую еще предстоит сформулировать.
111

Здесь наш рассказ мог бы сделать крутой поворот, обрести запутанную
интригу и вновь стать похожим на детектив. Детектива не будет. Будут
факты. Сегодня физики различают сотни фундаментальных, как их назы¬
вают, частиц. Проблема осложняется недостаточным пониманием основных
сил взаимодействия, которыми определяются все процессы в природе (тех
самых сил, о которых мы говорили выше). Стало быть, нужны новые экспе¬
рименты, которые позволили бы найти ’’переносчиков” этих загадочных
сил. Сложностей здесь немало. Главная — в том, что требуются особые
условия эксперимента: столкнуть частицы таких высоких энергий, которые
пока не могут быть достигнуты даже на самых мощных ускорителях.
В течение последних лет внимание физиков, изучающих космические
лучи, приковано к энергии ІО6 - 108миллиардов электронвольт. До таких
энергий наземные ускорители еще не дошли. Потому-то в области столь ог¬
ромных энергий космические лучи незаменимы и продолжают играть роль
глубокой разведки, в результате которой тайна должна перестать быть
тайной.
Физики утверждают, что ’’вечность” — понятие относительное. Это ведет
к самому драматическому предсказанию теории: всевещество распадается,
хотя период полураспада очень большой. Среднее время жизни протона,
по подсчетам ученых, должно быть очень велико - ІО30 — ІО32 лет. Как
представить эту величину? Попробую пояснить. В тонне вещества в среднем
за каждые десять лет должен распадаться один протон. Конечно же, эффект
этот чрезвычайно мал, но его можно обнаружить. Эксперименты, которые
задумали ученые, и должны были дать ответ на интересный и важный воп¬
рос: распадаются ли протоны, или правда то, что ’’всегда вечны алмазы”?
Результаты эксперимента, проведенного на глубине 600 метров в соля¬
ной шахте Мортон в американском штате Огайо, заставляют увеличить пред¬
полагавшееся время жизни протона примерно в десять раз. Это звучит ус¬
покоительно для большинства людей, узнающих, что одна из основных сос¬
тавных частей тела человека, да и всего мира, в котором мы живем, более
стабильна, чем предполагалось ранее. Но это же может оказаться проблемой
для физиков-теоретиков, которые столкнутся с неприятностями.
Одна из очень красивых теорий, которая, казалось, способна ответить
на многие вопросы, основывалась на нестабильности протона, в конечном
итоге распадающегося на электроны и фотоны. Среднее время жизни, пред¬
сказывающееся для протона, зависит от той или иной модификации теории,
но большинство их определяет эту величину примерно в ІО30 лет. Единст¬
венно возможным путем проверки этого предсказания за меньшее количе¬
ство лет служит наблюдение достаточного числа протонов и регистрация
возможного распада некоторых из них. Эксперимент в шахте Мортон —
один из многих, ведущихся сейчас во всем мире.
Несколько лет назад в печати появилось сообщение: ”С помощью 134-
тонного детектора из железа, установленного внутри туннеля речер Мон¬
блан, физики из Фраскатти, Милана, Турина и ЦЕРНа зарегистрировали со¬
бытие, которое можно рассматривать как распад протона”. Но вслед за
112

этим последовало уточнение. Доктор Голдхабер заявил, что событие, за¬
регистрированное детектором в туннеле, как и информация, поступившая
из Индии, могут быть оценены лишь как ’’кандидаты” на распад протона.
По его мнению, звездоподобная струя частиц, зарегистрированная детек¬
тором под Монбланом, могла образоваться не при распаде протона, а яв¬
ляется нейтрино (опять нейтрино!), возникшим при взаимодействии кос¬
мических лучей высокой энергии с веществом близ лежащих скальных
пород. Тем не менее, зарегистрированная энергия близка к энергии, ко¬
торая предсказывается для распада протона.
Ученые долго недоумевали, почему Вселенная содержит вещество,
но в ней не обнаружено антивещество. И только сегодня появились надеж¬
ды на возможность получить ответ. В очень молодой Вселенной сила, которая
производит и разрушает протоны, была намного сильнее, чем в наши дни.
Предполагают, что та же самая сила, которая приводит к распаду прото¬
нов, была ’’ответственна” за производство именно вещества. В теории или
в ее простых обобщениях протон должен распадаться с наблюдаемым време¬
нем жизни (и, следовательно, всевещество тоже!).
Не станем продолжать рассуждения о конечности или бесконечности
Вселенной. Вопрос не столь прост, как кажется на первый взгляд. И чита¬
тель имел возможность убедиться в этом. Поэтому речь идет лишь о при¬
ближенных временных характеристиках. Повторю: нас отделяет десять,
а быть может, пятнадцать миллиардов лет от момента, когда плотность ма¬
терии была бесконечна. Что было до этого? — вправе спросить читатель.
Отвечу: этого ”до” не было.
Люди мечтают о машине времени, чтобы совершить путешест¬
вие в прошлое и будущее нашей планеты. Увидеть некогда пылающий огнен¬
ный шар, поражающие своими масштабами буйства стихий, причудливых
динозавров, представить Землю и ее окружение в грядущие тысячелетия.
Сколько увлекательных фантазий есть на эту тему! Но действительность
невероятнее любого вымысла, и потому движение сквозь время становит¬
ся еще более привлекательным, когда оно не связано с фантастикой. В
данном случае машиной времени служит бродящее по просторам космоса
так называемое реликтовое излучение. Ведь оно зародилось и отправилось
в путь, когда не было ни нашей планеты, ни Солнца, и непременно должно
хранить в своей ’’памяти” характер и особенности процессов прошлого.
А в этом прошлом ключ к познанию будущего.
113

РОЖДЕНИЕ И СМЕРТЬ ЗВЕЗД • 170 ТЫСЯЧ
ЛЕТ НАЗАД И СЕГОДНЯ • ТАЙНЫ ГРАВИ¬
ТАЦИИ
Известный физик Пьер Оже писал, что каждая наука переживает одну
или несколько героических эпох, отмеченных особым исследовательским
энтузиазмом, когда появляется иллюзорная надежда достигнуть недо¬
стижимого и найти наиболее легкое решение всех ’’вечных вопросов”. А за¬
тем наступает классический период, период зрелости, и круг людей, за¬
нимающихся данной наукой, расширяется, наступает неизбежная специа¬
лизация.
114

Если подходить с такой меркой к гамма-астрономии, то очевидно она
вступила во вторую фазу своего существования. Вместе с рентгеновской
астрономией гамма-астрономия открыла новую страницу в изучении физи¬
ческих процессов во Вселенной. Обе эти науки позволили приступить к иссле¬
дованию космического вещества, находящегося в экстремальных условиях.
До появления этих направлений такие исследования были невозможны.
Наблюдая небо в радио диапазоне, рентгеновских лучах и видимом
свете, астрономы нашли источники излучения в далеких галактиках, обна¬
ружили ’’кандидатов” в ’’черные дыры”. Однако излучение этих объектов
дает лишь косвенную информацию об их природе, а непосредственно такие
объекты можно наблюдать в гамма-лучах. Именно они являются едва ли не
самым многообещающим источником космической информации. Дело в
том, что энергия гамма-квантов может в сотни тысяч и даже миллионы раз
превосходить энергию фотонов видимого света. Для таких гамма-квантов
Вселенная фактически прозрачна. Они распространяются практически
прямолинейно, приходят к нам на Землю от весьма удаленных объектов
и могут сообщить чрезвычайно ценные сведения о том, что происходит в
космосе.
Сегодня астрономам известны несколько десятков одиночных источ¬
ников гамма-излучения, наблюдается диффузное гамма-излучение диска
Галактики (в виде полосы на небесной сфере, совпадающей с Млечным
Путем) и очень слабое рассеянное излучение, источником которого явля¬
ется вей небесная сфера. Но не может ли оказаться так, что диффузный
фон излучается множеством слабых источников? А если так, то, что это за
источники и какова природа их гамма-излучения? Если предположить,
что они расположены в нашей Галактике, то тогда мощность их излучения
в 10 000 раз больше солнечного. Но почему мы не видим их в других облас¬
тях спектра, и, в частности, в рентгеновском диапазоне?
Астрономы считают, что большинство гамма-источников лежит в галак¬
тической плоскости. Однако пока еще не выяснено, лежит ли большинство
источников в Галактике или же эти источники имеют внегалактическое
происхождение. Что же касается диффузного гамма-излучения диска Галак¬
тики, то оно, скорее всего, объясняется взаимодействием космических
лучей с межзвездным газом.
Некоторые источники удалось идентифицировать с определенными
объектами. Так полагают, что два из них представляют собой пульсары,
расположенные в нашей Галактике, а три или четыре - активные галактики.
Если говорить о пульсарах (в Крабовидной туманности и в созвездии Па¬
рус), то их гамма-излучение объясняют теми же причинами, что и излу¬
чение в других диапазонах спектра. Пульсары — быстровращающиеся нейт¬
ронные звезды, замедляясь, теряют энергию, часть которой излучается.
К внегалактическим источникам относятся довольно близкая радио¬
галактика, одна или две сферические галактики (спиральные галактики
с активными ядрами) и самый близкий квазар. Их гамма-излучение объ¬
ясняется скорее всего одними и теми же причинами, хотя и не до конца
115

выясненными. Астрофизики все больше склоняются к мысли, что источ¬
ником этого излучения является газовый диск вокруг ’’черной дыры” с мас¬
сой не менее миллиона солнечных масс. Только такой объект способен
излучать громадную энергию в этих областях спектра.
Гамма-телескопы приходится выводить за пределы атмосферы. Как
ни странно, фотоны, способные ’’пронизывать” центры галактик, не могут
преодолеть такую преграду, как земная атмосфера. Это происходит потому,
что в воздушной оболочке планеты гамма-лучи встречают гораздо больше
вещества, чем на пути через ядро квазара или межгалактическое простран¬
ство. В результате при энергии один МэВ лишь один гамма-квант из ІО34
достигает земной поверхности.
Потоки гамма-излучения чрезвычайно малы и приходится регистриро¬
вать практически каждый гамма-квант в отдельности и определять его
характеристики. Чем больше энергия гамма-кванта, тем более сложной
оказывается аппаратура для измерений.
В ходе полета научной станции ”Салют-6” проводился эксперимент
”Гамма-фон”, предусматривающий измерение вторичных гамма-квантов и
электронов, возникающих в атмосфере Земли и элементах орбитального
комплекса. Интенсивность этих потоков на два-три порядка выше, чем
первичного излучения. Исследования выполнялись с помощью гамма-теле¬
скопа ”Елена-Ф”, способного регистрировать гамма-кванты и электроны
в диапазоне энергии 30—600 МэВ.
Телескоп был разработан и изготовлен в Московском инженерно-
физическом институте, который известен своим вкладом в развитие гамма-
астрономических наблюдений. Не останавливаясь подробно на конструктив¬
ных особенностях прибора, отметим, что при габаритах 280 X 348 X 477 мм3
и весе 22,5 килограмма он содержит довольно сложную систему выделения
электронных и гамма-квантовых событий. В состав телескопа входят восемь
сцинтилляционных счетчиков, три охранных боковых счетчика, газовый
черенковский счетчик, свинцовый конвертор и два свинцовых фильтра,
а также электронная схема логической обработки и пересчета информации,
система электрического питания, блок фоторегистраторов и пульт управ¬
ления. Информация с гамма-телескопа по 25 каналам записывалась на аэро¬
фотопленку. Восемь метров пленки, помещенной в кассету фоторегистра¬
тора, хватило на 20 часов непрерывной работы.
Для определения физических параметров телескопа перед доставкой
на космический комплекс он был откалиброван на пучке ’’меченых” гамма-
квантов на ускорителе ’’Пахра” (ФИАН СССР). Это позволило получить
абсолютные значения потоков гамма-квантов и электронов, зарегистрирован¬
ных в эксперименте.
Программой исследований предусматривалось проведение измерений
в запланированных положениях в грузовом корабле ’’Прогресс”, на орби¬
тальной станции ’’Салют” и в транспортном корабле ’’Союз”. Первыми
начали работать с гамма-телескопом летчики-космонавты В.А. Ляхов и
В.В. Рюмин. Ими было проведено тринадцать сеансов измерений. Каждый
116

сеанс (продолжительностью пять—десять часов) соответствовал опреде¬
ленному положению телескопа внутри комплекса. На заключительной стадии
эксперимента выполнялись комплексные измерения потоков гамма-
квантов и электронов одновременно на космической станции и высотном
аэростате с помощью двух идентичных гамма-телескопов ”Елена-Ф”.
Анализ полученных пленок показал, что прибор ”Елена-Ф” нормально
работал в течение всей экспедиции. Установлено, что фоновые потоки высо¬
коэнергичных гамма-квантов и электронов от агрегатного отсека грузового
корабля превышают потоки внутри орбитальной станции и в космичес¬
ком пространстве в полтора и два раза соответственно и что наиболее сущест¬
венной для фоновых потоков является геомагнитная зависимость. Уже
первые результаты подтвердили перспективность использования подобных
комплексов для будущих астрофизических исследований.
Ученых интересуют необычные, экстремальные состояния материи
во Вселенной, а именно такую информацию способны принести гамма-кван¬
ты. В настоящее время с помощью гамма-телескопов, установленных на
космических летательных аппаратах, зарегистрировано множество источ¬
ников гамма-излучений, и есть основания полагать, что интересующие нас
гамма-излучения рождаются при нестационарных, взрывных явлениях. Эти
исследования и привели астрофизиков к выводу о том, что мощные
вспышки гамма-излучения, возможно, являются следствием падения вещест¬
ва на нейтронные звезды или ’’черные дыры”.
В марте 1979 года астрономы зарегистрировали вспышку гамма-излу¬
чения от звезды № 49 в Большом Магеллановом Облаке на расстоянии
55 килопарсек от Земли. Эта вспышка по мощности превзошла все наблю¬
давшиеся ранее более чем в десять раз: в течение 0,15 секунды было излу¬
чено около 7 X ІО43 эрг (Солнце, например, излучает 3,9 X ІО33 эрг в се¬
кунду) . Некоторые ученые высказали предположение, что причиной вспыш¬
ки было падение тела, состоящего из ’’странного вещества” на ’’странную
звезду”. А если такая интерпретация подтвердится, то следует ожидать
повторения явления в недалеком будущем.
Странные частицы состоят из примерно равного числа ’’верхних”, ’’ниж¬
них” и ”странных”кварков. в отличие от обычного барионного вещества,
состоящего лишь из ’’верхних” и ’’нижних” кварков.
Устойчивость ’’странного вещества” зависит от сильного ядерного вза¬
имодействия и других еще не установленных свойств кварков, так что пока
интерпретация его остается спорной. Однако, если предложенная гипотеза
верна, то последней стадией жизни старых звезд, сколлапсировавших до
очень плотного состояния, должна быть не нейтронная звезда, а ’’странная
звезда”, состоящая из ’’странного вещества”, и с корой из нейтронного ве¬
щества.
Высказывается гипотеза, что звезда № 49 представляет собой как раз
такой объект. Гамма-вспышка 5 марта 1979 года была зарегистрирована
несколькими инструментами в космосе, что позволило определить поло¬
жение объекта на небе, и он оказался звездой в Большом Магеллановом
117

Облаке с характерными признаками молодого остатка сверхновой.
Современный уровень развития космической техники позволяет гото¬
вить и более сложные проекты. Главное внимание в них будет уделяться
проведению комплексных исследований с помощью нескольких телескопов,
работающих в смежных диапазонах. В состав одной из таких внеатмосфер¬
ных обсерваторий войдут большой гамма-телескоп, охватывающий энерге¬
тический диапазон от пятидесяти миллионов до пяти миллиардов электрон¬
вольт, телескоп мягкого гамма-излучения от сорока тысяч до пяти мил¬
лионов электронвольт и рентгеновский спектрометр, работающий в диапазо¬
не от трех до двадцати пяти тысяч электронвольт. Регистрация жесткого
гамма-излучения будет выполняться специальной широкозазорной искро¬
вой камерой, а снятие информации осуществляться с помощью видиокона.
Главным элементом телескопа мягкого гамма-излучения станет сцин¬
тилляционный счетчик с кристаллом натрий-йод. Применение подвижного
и неподвижного коллиматоров позволит улучшить угловое разрешение
прибора до полградуса и устранит влияние фона. Последнее обстоятельство
особенно важно, поскольку обсерватория будет работать на сравнительно
низких орбитах — 300—400 километров. Рентгеновский спектрометр смо¬
жет регистрировать источники периодического рентгеновского излучения
интенсивностью в 500 раз меньшей, чем у Крабовидной туманности.
Еще один проект орбитальной обсерватории - он получил название
’’Гранат” — задуман как комплекс приборов для проведения детальных
исследований в широчайшем диапазоне от трех до 2000 килоэлектронвольт.
Это даст возможность определять температуру тепловой плазмы в скоп¬
лениях галактик, рентгеновских пульсарах, аккреционных дисках вокруг
черных дыр, выявлять объекты, где работают нетепловые механизмы из¬
лучения. Напомним, что американская спутниковая обсерватория ’’Эйн¬
штейн”, которая доставила ученым массу ’’свежих новостей”, зачастую
совершенно неожиданных, могла работать лишь в мягком диапазоне энер¬
гий от одной десятой до трех килоэлектронвольт.
...Время все чаще заставляет астрономов потирать руки, предвкушая
что новое открытие, подаренное им природой за усердие и терпение, по¬
может объяснить старые загадки. Так было и в начале 1984 года, когда
среди сотрудников высокогорной Абастуманской астрофизической обсер¬
ватории, руководимой президентом Академии наук Грузинской ССР
Е.К. Харадзе, разнеслась весть:
— Слышали, открыли Сверхновую?
-Кто?
— Гиви Кимеридзе.
- Это какой же? Молодой наблюдатель...
— Да, он. Евгений Кириллович...
Непосвященный пожмет плечами: ”Ну и что? Мировой науке известно
более 500 сверхновых звезд. Многие из них обстоятельно изучены”. Все
это так. Тем не менее каждое подобное открытие является событием
в астрономической жизни — шире становятся наши знания, уточняются
118

представления о поздней стадии эволюции звезд. К тому же каждая
сверхновая звезда обладает той или иной, присущей лишь ей осо¬
бенностью.
Сверхновые обнаруживают себя обычно в момент наибольшего
всплеска, когда взрывной процесс в их недрах достигает максимальной
интенсивности. Эту звезду Г. Кимеридзе ’’застал” перед ее максимумом -
редкий случай, имеющий особое значение. Сверхновая излучалась исключи¬
тельно мощно, она светила, как миллиард Солнц.
Из-за огромного расстояния, разделяющего такую звезду и Землю,
ее слабое изображение фиксируется только на высокочувствительной плен¬
ке. Растратив энергию, она теперь в десятки тысяч раз слабей самой слабой
звезды, различаемой на небе невооруженным глазом.
Внешняя галактика, в которой вспыхнула сверхновая, находится на
расстоянии около 70 миллионов световых лет и относится к. классу ги¬
гантских. До сих пор в ней ни разу не были обнаружены сверхновые зве¬
зды. Звезда, открытая здесь Г. Кимеридзе, взорвалась с такой энергией,
что ее свет в максимуме превысил излучение материнской галактики, сос¬
тоящей из миллиардов звезд.
Новый подарок преподнес астрономам 1987 год. В галактике Большое
Магелланово Облако 23 февраля вспыхнула еще одна сверхновая. Но не это
взволновало научный мир. На небольшом по астрономическим масштабам
расстоянии от сверхновой ученые обнаружили ранее неизвестный, но ис¬
ключительно яркий объект.
Звездные катастрофы - явление не такое уж частое, если говорить
о нашей Галактике. Последнее такое событие наблюдалось в 1604 году,
еще до изобретения телескопа Галилеем. И хотя в наше время вспышки
сверхновых наблюдаются практически ежегодно, происходят они в далеких
галактиках. На таких расстояниях астрономы не могут проследить за про¬
цессом во всех деталях. Потому-то вспышка сравнительно близкой сверх¬
новой в соседней галактике - событие примечательное /впервые появилась
возможность подробно изучить удивительный феномен, меняющий облик
Вселенной. Что же произошло?
Перенесемся на 170 тысяч лет назад. В те далекие времена планета наша
была совсем иной. Климат на юге Африки был холоднее, чем сейчас. Но
это не мешало процветать животному миру: гигантские лошади и буйволы,
ныне исчезнувшие, жирафы и антилопы, обезьяны и гиены в изобилии бро¬
дили по лесным равнинам. Неандертальцам еще предстояло появиться,
но прямостоящие создания, наделенные зачатками разума, уже встречались
в саванне. Они умели делать из камня топоры, успешно охотились и усти¬
лали звериными шкурами свои дома-пещеры...
Возможно, что ясными звездными ночами наши далекие предки в за¬
думчивости смотрели на небо. Возможно, что однажды их взор, скользящий
по Млечному Пути, протянувшемуся через весь звездный шатер, на миг
задержался на маленьком туманном пятнышке. Трудно сказать, что откры¬
лось глазам пытливых. Только в этот самый миг на туманном пятнышке
119

вблизи звездного пояса, известным теперь под названием Большое Магелла¬
ново Облако, ослепительно вспыхнула звезда.
Заметили ли древние, что звезда эта засияла так ярко, что свет ее за¬
тмил добрую сотню миллионов звезд, похожих на наше Солнце? Нет!
В момент чудовищного космического взрыва интенсивный свет лишь начал
свой бег во все стороны, преодолевая каждую секунду 300 тысяч кило¬
метров. Часть его ушла в сторону небольшой планеты, которой суждено
было стать обителью людей. Каменный век сменил железный, цивилизация
развивалась, живущие на Земле построили большие города, создали ги¬
гантские инструменты, способные проникать своим оком в далекие дали.
И вот зимней ночью 1987 года свет взорвавшейся звезды, пройдя более
миллиарда миллиардов километров,наконец достиг планеты людей. Часть его
попала в объектив десятидюймового телескопа обсерватории Лас-Кампанас,
что на севере Чили...
И хотя астрономы усердны, терпеливы, умеют не только расшифро¬
вывать загадки прошлого, но и прогнозировать будущее, этой ’’порции”
света, несущей столь важную информацию, не ждали. ”Я уже решил идти
спать, — вспоминает канадский ученый Ян Шелтон, - но прежде решил про¬
явить последнюю фотопластинку.. Когда я взглянул на нее, у меня перехва¬
тило дыхание. Поблизости от находящегося в Большом Магеллановом Об¬
лаке объекта, известного под названием туманность Тарантул, было незна¬
комое яркое пятно. Сначала я подумал, что это дефект пластинки, но ока¬
залось дело в другом... Я вышел из обсерватории и нашел на небе Большое
Магелланово Облако и без всякого телескопа и бинокля отчетливо раз¬
глядел возникшее светило. Сомнения исчезли: это сверхновая звезда”.
Это была одна из первых космических катастроф с 1885 года, которую
человек увидел невооруженным глазом. Давно желаемая возможность стала
реальностью. Звезда, удаленная от нас на расстояние ’’всего” 170 тысяч
световых лет, сулила пролить свет на происхождение себе подобных и самой
жизни. И не удивительно, что через считанные часы после открытия сверх¬
новой, получившей название 1987 А, к этому небесному феномену было
привлечено внимание ученых планеты. Телескопы всех обсерваторий, нахо¬
дящихся в Южном полушарии, были направлены на сверкающее диво. На¬
чался астрономический бум века.
Совещания, консультации, обмен телефонограммами и обстоятельными
телетайпными посланиями, подготовка новой аппаратуры и составление
программ наблюдений... Все это было. Но были и другие решения. Находя¬
щейся в полете советской астрофизической станции ’’Астрон” был срочно
передан набор команд, что позволило навести ее телескоп на объект 1987 А.
Вскоре пришло подтверждение с борта, что наблюдение проходит успешно.
Воспользовались своей техникой и американцы. Следующий по пути
к Нептуну космический аппарат ”Вояджер-2” направил на сверхновую
два своих детектора ультрафиолетового излучения. Еще один спутник
’’Солар Макс” переключил свое внимание с Солнца на измерение гамма-
излучения, испускаемого загадочным объектом в Большом Магеллановом
120

Облаке. Японские специалисты поспешили завершить испытания недавно
запущенного спутника, чтобы использовать его аппаратуру для изучения
рентгеновских лучей, идущих от сверхновой.
Поток получаемой информации рос, словно снежный ком. К середине
марта ученые получили уже такое количество данных, что не успевали их
анализировать. Сведения, полученные из космоса, подтверждали некоторые
теоретические предположения, но в то же время кое в чем озадачивали
ученых. Первые результаты наблюдений показали, что газовая оболочка,
окружающая сверхновую 1987 А, первоначально расширялась со скоростью,
близкой к десяти тысячам миль в секунду. С тех пор цвет сверхновой изме¬
нился от голубого до красного значительно быстрее, чем ожидалось.
Феномен указывает на то, что расширение газовой оболочки приводит
к ее охлаждению. В результате длина волны испускаемого света более интен¬
сивно смещается в сторону красной части видимой области спектра. Столь
же удивительной была низкая светимость сверхновой. Если бы она про¬
существовала столько, насколько можно было первоначально рассчиты¬
вать, то ее яркость должна была увеличиться до первой — нулевой звездной
величины. Это сделало бы ее почти такой же яркой, как и ярчайшие звезды
неба. Но вместо этого сверхновая ’’дотянула” лишь до звездной величины
4,5 (это звезда средней яркости). Затем развитие вспышки затормозилось.
И тут вспомнили, что возможность вспышки сверхновой такого типа была
теоретически предсказана еще в 1964 году советскими астрофизиками
В.С*. Имшенником и Д.К, Надежиным.
Новые суждения, новые выводы. Они позволили предположить,
что взорвавшаяся звезда не была столь массивной, как обычные сверх¬
новые. Пытаясь обнаружить эту звезду до взрыва на старых фотографиях
Большого Магелланового Облака, некоторые ученые сначала посчитали,
что вспыхнул голубой сверхгигант SK-69 202. Но подобный вывод не давал
покоя: согласно теории, такая звезда слишком молода для того, чтобы ее
жизнь уже закончилась катаклизмом.
Но вот установили, что ультрафиолетовое излучение сверхновой
стало уменьшаться. Астрономы вздохнули с облегчением: голубая звезда,
по-видимому, осталась на месте. Ученые переключили свое внимание на
две соседние, несколько менее различимые звезды на старых фотопластин¬
ках. Но и тут не все было ясно, так как ’’прародитель” сверхновой должен
обладать значительно большей яркостью...
Развитие было драматичным: споры, суждения, согласия и разногласия.
Выяснилось, что все-таки — голубой гигант (это хорошо объясняет теория
В.С. Имшенника и Д.К. Надеждина),
И еще один вопрос, который не дает покоя астрономам, — почему
у 1987 А прекратилось увеличение яркости. Но это лишь вопрос, а не разо¬
чарование. И даже если в силу каких-то причин сверхновая и впредь будет
светить ”не в полную силу”, все равно она останется важнейшим объектом
для астрономов; возможно, это свидетельствует о существовании нового
класса звездных вспышек.
121

Событие, происшедшее в глубинах космоса, вновь всколыхнуло инте¬
рес к ’’старым” земным проблемам. И хотя многие ученые склоняются сей¬
час в пользу теории о том, что динозавры исчезли 65 миллионов лет назад
в результате столкновения Земли с большой кометой или астероидом, не¬
которые специалисты до самого недавнего времени предполагали, что винов¬
ником могло быть излучение очень близкой сверхновой.
Допустим, что все это так. Однако астрономы не видят ’’кандидатов
в сверхновые” среди ближайших звезд. Один из ’’фаворитов” — красный
сверхгигант Бетельгейзе в созвездии Ориона. Эта звезда находится от нас на
расстоянии 650 световых лет, и ее возможный взрыв опасности для нас не
представит.Но если такое вдруг случится,это будет захватывающее зрелище!
А может быть, Бетельгейзе уже и погибала в результате взрыва... Про¬
изошло это, скажем, во времена Колумба или Наполеона. Световое излу¬
чение, возникшее при этом, уже начало свое путешествие к Земле. Пройдет
несколько сотен лет, прежде чем человечество узнает, что гигант погиб в
космической катастрофе. Подождем, ибо сейчас ученые, направляющие
свои сложнейшие астрономические инструменты на ночное небо, еще не в
состоянии узнать что-либо о происшедшем событии. В этом незнании они
подобно своим предкам, которые поглядывали на Большое Магелланово
Облако 170 тысяч лет назад.
Сенсации.,. Возможно, это не лучшее определение для тех событий,
которые в последние годы принесли столько волнений и становились по¬
водом для различных суждений, предположений и гипотез. Но по сути
своей оно верно: новое врывалось в нашу жизнь неожиданно и не сразу
находило приемлемое объяснение.
В последнее время наука обрела немало свидетельств о существовании
планет вблизи других звезд. Но непосредственно наблюдать их еще не уда¬
валось. Тем сенсационнее звучало сообщение из Аризоны (США) об откры¬
тии планеты за пределами Солнечной системы.
Планета или звезда? Этот вопрос оживленно обсуждается астрономами.
Казалось, был достигнут успех в поисках планетных систем у других звезд.
Был обнаружен разогретый газовый шар размером с Юпитер, обращающий¬
ся вокруг звезды Ван Бисбрук, находящейся на расстоянии около 21 све¬
тового года или 197 триллионов километров от Земли. Руководитель груп¬
пы, проводившей наблюдения, уверенно заявил: ’’Это большая планета,
кружащаяся вокруг небольшой звезды”.
Но многие его коллеги выразили сомнения по поводу того, что это дей¬
ствительно планета. Высказывалось мнение, что обнаруженный объект —
это пара небольших звезд, одна из которых не смогла полностью развиться
и превратилась в так называемый ’’коричневый карлик”. Один из астроно¬
мов назвал новооткрытый объект ”не совсем планетой и не совсем звез¬
дой”. В ходе споров возникло и такое суждение: ’’Планета в данном случае
неправильное слово. Называйте этот объект, как хотите. Но он просто не
похож на планету. Если вы покажете его неспециалисту, то он примет его
за звезду”.
122

Ученые давно предполагают, что во Вселенной много планет. В 1983 году
с помощью спутника IRAS с инфракрасным телескопом на борту вокруг
нескольких звезд были обнаружены диски из мельчайших частиц, которые,
по предположениям ученых, могут служить исходным материалом для
формирования планет. Новый объект получил обозначение VВ 8В. Он нахо¬
дится на расстоянии около миллиарда километров от звезды, вокруг ко¬
торой вращается. Хотя его диаметр - 0,9 диаметра Юпитера, он в 10 ... 50 раз
массивнее его. Он также значительно горячее — более тысячи градусов Цель¬
сия по сравнению с минус 150 градусами у Юпитера. Как говорит американ¬
ский астроном Гейтвуд, ”он нагрет так же, как питтсбургская домна”.
Наблюдения ѴВ 8В были осуществлены с помощью так называемой
спектр-интерферометрии, устраняющей большую часть искажений, которым
подвергается слабое свечение столь далекого небесного объекта под дей¬
ствием земной атмосферы. Астрономы сделали десять тысяч быстрых сним¬
ков, объединенных затем ЭВМ в комбинированное изображение.
Вскоре после этого (в 1986 году) астрономы обнаружили во Вселенной
нечто совершенно потрясающее: далекий объект огромной массы, который,
однако, не излучает видимого света. Его заметили лишь по эффекту так
называемой ’’гравитационной линзы”, когда мощная сила гравитации от¬
клоняет лучи света, идущие к нам от еще более далекого квазара. На небе
наблюдается в связи с этим его двойное изображение. Пока ученым не уда¬
лось определить природу загадочного объекта. Ясно лишь, что наука встре¬
тилась с чем-то совершенно новым. Но с чем?
Само сообщение о новом открытии было сдержанным и скупым:
’’Астрономы Принстонского университета обнаружили свидетельства того,
что на полпути между Землей и границей наблюдаемой Вселенной находит¬
ся загадочная, невероятно большая масса. Хотя она непосредственно не
наблюдается, ученые подсчитали, что ее гравитация такая же, как у тысячи
больших галактик вместе взятых. Таинственный объект расположен на небо¬
своде вблизи созвездия Девы”.
Комментарии звучали много восторженней и утверждали, что это от¬
крытие может произвести переворот в представлениях о Вселенной.
Затем последовали различные суждения. Одни считали, что наиболее
простое объяснение состоит в том, что это - скопление галактик таких раз¬
меров и такой плотности, какие, еще наблюдать не приходилось. Проблема
в том, что такое огромное скопление, казалось бы, должно легко наблю¬
даться с помощью имеющихся телескопов, но это не удается. Наблюдения
при помощи более чувствительных радиотелескопов тоже не привели к об¬
наружению скопления.
Другие интерпретации крайне экзотичны. Речь идет о ’’черной дыре”
с массой, равной массе квадриллиона звезд, или о так называемой косми¬
ческой нити - своего рода ’’трещине космоса”.
Свидетельство существования такого объекта, полученное в марте
1986 года при помощи четырехметрового оптического телескопа в Нацио¬
нальной обсерватории Китт-Пик, неподалеку от Тусона, — двойное изобра¬
123

жение далекого квазара, настолько яркого, что он виден нам, хотя нахо¬
дится на краю Вселенной.
Это двойное изображение — нечто вроде космического миража — выз¬
вано объектом, расположенным между квазаром и Землей и обладающим
настолько большой гравитацией, что он отклоняет свет квазара, словно
линза. Это явление, предсказанное еще Альбертом Эйнштейном, впервые
было обнаружено в 1979 году. С тех пор найдено пять таких ’’гравитаци¬
онных линз”. Однако столь мощной среди них не было.
Эта ’’линза” дает два изображения квазара. Угловое расстояние между
ними - примерно две с половиной минуты - приблизительно в тридцать
раз больше, чем это наблюдалось в других случаях. Кстати, диаметр пол¬
ной Луны - 30 угловых минут.
Это убеждает в том, что невидимый объект должен обладать большой
массой. Ученые считают, что возможность того, что двойное изображение
означает существование двух различных небесных тел, крайне маловеро¬
ятна. Спектральный анализ обоих изображений показал, что каждое имеет
в основном идентичные длины волн компонентов. Квазары, как правило,
довольно заметно отличаются друг от друга по спектру. Число изображе¬
ний - важное обстоятельство. Если ’’линза” представляет собой скопле¬
ние галактик, будет три или больше изображений квазара. Если же это
’’черная дыра” или ’’космическая нить”, - два.
Все пары изображений, вызванных ’’космической нитью”, будут распо¬
ложены так, что одно изображение находится по одну, а другое — по другую
сторону невидимой линии. Если же речь идет о ’’черной дыре”, изображе¬
ния будут ’’спарены” вокруг общего центра.
’’Космические нити” и ’’черные дыры” - объекты из ’’ассортимента
теоретически возможных” в космосе. Но непосредственно они пока не
наблюдались. ’’Черные дыры”, считается, возникают тогда, когда конча¬
ется термоядерное ’’топливо” у звезды достаточно большой массы. Тогда
неминуемо ее катастрофическое сжатие. Объект чудовищной плотности
невидим, так как из его гравитационных ’’объятий” не могут вырваться
даже лучи света. ’’Черные дыры” могут иметь огромную массу, ’’поглощая”
другие звезды, но ученые полагают, что для того, чтобы таким образом
’’накопилась” масса, как у обнаруженного объекта, недостаточно времени,
равного возрасту нашей Вселенной.
’’Космические нити” еще более экзотические объекты; многие полагают
их существование вообще сомнительным. Это остатки вещества после фор¬
мирования Вселенной, гораздо более тонкие, чем субатомные частицы, но
имеющие массу миллиарды тонн на дюйм длины. Если ни одна из выдви¬
нутых теорий относительно обнаруженной массы не подтвердится, эта тайна
будет занимать ученых еще много лет.
По мере расширения возможностей электромагнитной астрономии,
то есть приема космического электромагнитного излучения, все актуальнее
и как-то заманчивее становится возможность освоения и других каналов
астрономической информации. Один из таких каналов — гравитационно¬
124

волновой. Академик В.Л. Гинзбург считает, что несмотря на все затруд¬
нения, связанные с осуществлением приема гравитационных волн, ’’совер¬
шенно несомненно, что астрономия гравитационных волн буквально сту¬
чится в дверь и раньше или позже, пусть и в муках, но будет рождена”.
Чем вызван такой интерес? Помимо уникальной информации о мощных
космических взрывах и катастрофах, вроде столкновения нейтронных
звезд, создание астрономии гравитационных волн представляет большую
ценность с точки зрения совершенствования экспериментальной техники —
конкретно, для разработки уникальных по чувствительности приборов.
Впрочем, то же можно сказать о развитии астрофизики в целом.
Тайны гравитации - проблема фундаментальная. О том, что в природе
должны существовать гравитационные волны, говорит и теория относитель¬
ности. За зримым примером статического гравитационного поля далеко
ходить не нужно - это поле тяготения Земли, которое заставляет физические
тела двигаться, а проще говоря, падать, притягиваясь к планете.
’’Электрические, магнитные, гравитационные поля, — поясняет профес¬
сор В.Б. Брагинский, один из самых активных и изобретательных пионеров,
работающих в этой области, — особая форма материи, существующая на¬
равне с такой хорошо знакомой нам формой материи, как вещество. Все
эти поля представить себе в каких-то привычных образах достаточно сложно,
но они, конечно, существуют и, как всякая реальность, обладают опреде¬
ленными физическими свойствами, легко обнаруживаются. Статические поля
жестко связаны с тем объектом, который их создает. Уберите электрический
заряд и вместе с ним уйдет его электрическое поле. Точно так же исчез¬
нут: магнитное поле, если убрать постоянный магнит, и гравитационное,
если убрать создающую его массу”.
’’Представьте, что по проводу, который радисты называют передаю¬
щей антенной, - продолжает ученый, - мы пропускаем переменный ток
высокой частоты, и порожденные этим током электрические и магнитные
поля отрываются от антенны, уходят от нее, начинают независимую жизнь
в свободном пространстве. Это уже самостоятельно существующая особая
форма материи — электромагнитная волна”.
Нечто подобное происходит и при излучении гравитационных волн.
Колеблющаяся масса, ее сразу же можно назвать передающей гравитаци¬
онной антенной, создает переменные гравитационные поля, то есть поля,
которые сообщают телам меняющиеся во времени ускорения. Пример
для иллюстрации. Представим, что мы имеем достаточно массивную
стальную болванку и вращаем этот, скажем, десятитонный кусок метал¬
ла с той предельной скоростью, которую допускает прочность стали. При
вращении со столь огромной скоростью масса будет излучать гравитаци¬
онные волны с частотой примерно 100 герц (длина волны — три тысячи кило¬
метров) . Так вот, суммарная мощность гравитационных волн, излучаемых
десятитонной стальной болванкой, составит всего ІО-29 ватт. Это в мил¬
лиарды раз меньше, чем мощность света, которую получает наш глаз от лам¬
почки в 100 ватт, зажженной на расстоянии десяти тысяч километров (рас¬
125

стояние между Москвой и Петропавловском-Камчатским).
Но это искусственный эксперимент, даже теоретический. А если поду¬
мать о регистрации гравитационных волн, рождаемых сверхмощными
природными процессами и явлениями?
Мы уже говорили, что каждое мгновение в глубинах Вселенной гиб¬
нут и рождаются звезды. При взрывах сверхновых или при образовании
’’черных дыр” в космос должна выбрасываться огромная энергия в виде
гравитационного излучения. Это явление сравнимо с кругами, которые
расходятся по воде, если бросить туда камень. Конечно же, гравитационные
волны невидимы и несутся в космическом пространстве со скоростью света.
В зависимости от источника излучения - будь то сверхновая или явление
сжатия зв.езд — гравитационное излучение должно иметь различные час¬
тоты. Вопрос в том, как его ’’поймать”?
Регистрация низкочастотных гравитационных волн (сжатие ядер галак¬
тик) требует создания гигантской системы, состоящей из огромного оже¬
релья спутников, так как длина такой волны больше нашей планеты. С вы¬
сокочастотным излучением проще: его можно фиксировать в наземной
лаборатории, используя в качестве приемников механические системы.
До нашей планеты доходят лишь слабые отголоски космических ката¬
строф. Так, например, если взрыв сверхновой произошел на расстоянии
трех мегапарсеков, что составляет приблизительно десять миллионов свето¬
вых лет, то до земной лаборатории дойдет гравитационное излучение такой
плотности, что через человека пройдет энергия примерно в десять джоулей.
Нетрудно подсчитать, что столь малого количества тепла хватит лишь для
того, чтобы слегка нагреть воду в стакане. Стало быть, прохождение через
нас ’’кусочка переменной кривизны” (искривление пространства в резуль¬
тате прохождения гравитационной волны) выразится следующим образом:
в тысячные доли секунды мы удлинимся примерно на две тысячные доли
диаметра атомного ядра и вернемся в исходное состояние.
Величины, прямо скажем, не очень ’’удобные” для регистрации. К тому
же взрывы сверхновых в нашей Галактике — явление редкое. Но если рас¬
стояние увеличить с трех мегапарсеков до 15 мегапарсеков, тогда мы
сможем один раз в два-три месяца наблюдать взрывы сверхновых звезд.
Но это лишь кажущееся решение проблемы: с увеличением расстояния
уменьшается и энергия гравитационного излучения, доходящая до наземной
антенны.
Основная трудность, с которой столкнулись ученые, это тепловое
движение самого приемника. Есть несколько способов его приглушить.
Можно понижать температуру, увеличивать массу, так как чем больше
масса, тем меньше амплитуда тепловых колебаний данного тела, наконец,
можно растянуть эти колебания во времени. Этот способ осуществим
при помощи систем, обеспечивающих чрезвычайно длительное колебание.
Такие системы были созданы. Они представляют собой цилиндры из моно¬
кристаллов сапфира. Эти устройства могут звенеть в течение суток после
того, как их ’’ударили”. Частота собственных колебаний цилиндров рас¬
126

считана приблизительно на частоту гравитационного излучения.
В определении способа регистрации гравитационного излучения у ученых
нет единого мнения. Специалисты Стендфордского, Луизанского и Рим¬
ского университетов решили создать приборы, которые должны быть
охлаждены до температуры в тысячи раз меньшей, чем температура жидкого
гелия. Другая группа ученых, в том числе Советского Союза, делает ставку
на регистрацию с помощью системы, о которой говорилось выше. Эти
системы существенно проще и дешевле. Их вес 20-100 килограммов, они
компактны и заливаются жидким гелием. Прибор выглядит примерно так.
Цилиндр — тот самый кристалл, который может ’’звенеть” в течение су¬
ток... К нему приближены с зазором в один микрон две пластинки. Вмес¬
те с цилиндром они образуют две электрические емкости. Частота колеба¬
ний цилиндра настроена примерно на предсказанную учеными частоту гра¬
витационного излучения.
При прохождении всплеска гравитационного излучения цилиндр ’’за¬
звенит”, что соответственно вызовет изменение электрических емкостей,
а значит, позволит зарегистрировать прохождение всплеска гравитацион¬
ного излучения.
Работая в наземных лабораториях, ученые подумывают об экспери¬
ментах в космосе и считают, что создание спутниковой системы для реги¬
страции гравитационных волн вполне разрешимая задача. Проблема состоит
лишь в том, чтобы получить достаточно высокий уровень пространственной
стабилизации космических аппаратов и научиться регистрировать очень
малые изменения скорости, вызываемой действием самих гравитационных
волн.
Для этого нужен высокостабильный опорный генератор, с частотой ко¬
торого сравнивается частота сигнала, пришедшего от спутника. Уже сегодня
наука располагает радиоэлектронными системами, позволяющими измерять
изменения скорости космических летательных аппаратов с поразительной
точностью - вплоть до сотых долей миллиметра в секунду. В литературе
высказывалось предположение, что можно ожидать повышения точности
измерений в десять и более раз. Специалисты в области техники измерений
не видят никаких принципиальных запретов на создание еще более точных
измерительных систем.
127

С ЧЕГО НАЧИНАЕТСЯ НАУКА? • КРИТЕРИЙ
КАЧЕСТВА • АТОМНАЯ СЕКУНДА • ЭТАЛОН
ЭТАЛОНОВ • РЕАЛЬНАЯ ФАНТАСТИКА
Всезнающая статистика утверждает: для создания авиационного двига¬
теля необходимо выполнить свыше 130 тысяч различных операций, из ко¬
торых 50 тысяч — контроль и проверка, Однако это еще не самая сложная
техника, с которой мы имеем дело. Космические системы — ракеты-носители
типа тех, которые носят имя ’’Энергия”, орбитальные станции модульной
конструкции состоят из значительно большего количества деталей, их сборка
128

включает многие сотни тысяч сборочных и контрольных операций. А пред¬
ставим технологические процессы, протекающие при низких и сверхниз¬
ких температурах, сверхвысоких давлениях, при комплексных воздей¬
ствиях электрических и магнитных полей на материалы и живые клетки.
И все в этом сложнейшем мире должно быть ’’тютелька в тютельку”. В наш
бурный технический век резко возросли сама роль измерений и цена ошибки
в их результатах.
Развитие науки и техники, проведение фундаментальных и прикладных
исследований, создание сложнейших технических систем немыслимо без
миллиардов ежедневных контрольных операций. Их точность и правиль¬
ность определяют качество и надежность выпускаемой продукции, рождают
новые открытия, влияют на многие грани нашей жизни.
Когда люди начали измерять? Поиски ответа на этот вопрос теряются
в тумане далекой древности. С незапамятных времен человек стремился
измерить длину, площадь, время... Шаг, локоть, косая сажень, полет стрелы,
число полнолуний.,. История мер и весов полна неожиданных и увлекатель¬
ных ’’превращений”, а главной целью всех многотрудных исканий была
точность. Именно она позволяла делать новые открытия и познавать суть
разнообразных явлений и процессов.
Сейчас трудно установить, когда началось ’’массовое производство”
измерительных инструментов познания, однако мы точно знаем имя того,
кто дал новое направление исследованиям и произнес крылатую фразу:
’’Нужно измерять, что может быть измерено, и сделать доступным для из¬
мерения то, что пока неизмеримо”. Это был Галилео Галилей. Позже наш
соотечественник Д.И. Менделеев скажет:, ’’Наука начинается там, где начи¬
нают измерять”.
Измерения — это неотъемлемая часть всякого производства. Контроль
за исходными веществами, параметрами технологических режимов, изго¬
товлением изделий в процессе производства, аттестация качества про¬
дукции при ее выпуске - все это осуществляется через измерения и посред¬
ством измерений.
Так вот, если бы люди вдруг лишились средств измерения, на произ¬
водстве начался бы хаос. Остановились бы конвейерные линии сборки слож¬
ных машин и механизмов из деталей, изготовленных на десятках и даже
сотнях различных предприятий. Стали бы непредотвратимыми аварии на
линиях электропередачи, нефте- и газопроводах, на транспорте... Потери
за счет перерасходования сырья, материалов, электроэнергии составили бы
огромнейшие суммы. Впрочем, все последствия даже трудно предвидеть.
Не будет преувеличением, если скажу, что измерения в конечном итоге есть
одно из необходимых условий нормального хода всей нашей жизни. Ведь
на долю измерений, регулирования, настройки, испытаний и контроля про¬
цессов и изделий приходится более десяти процентов общественного труда
в таких отраслях промышленности, как радиоэлектроника, приборострое¬
ние, вычислительная техника, на выполнение этих операций расходуется
почти половина всех трудовых затрат.
129

Измерительная техника — критерий качества. Если, скажем, точ¬
ность контрольного прибора такая же, как и у выпускаемых, то 30 процен¬
тов изделий идут в брак. Повышение точности контрольного прибора на
порядок снижает брак до пяти процентов. Дальше - больше. И вообще
уровень эталона характеризует научно-техническое развитие страны в це¬
лом.
— Огромный мир измерений, - говорит начальник отдела научно-тех¬
нической информации Всесоюзного научно-исследовательского института
физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ) Анато¬
лий Николаевич Васильев, — базируется на шести основных единицах физи¬
ческих величин. Это время и частота, длина, масса, сила электрического
тока, сила света. С помощью названной ’’шестерки” можно воспроизвести
множество других физических величин. Фонд государственных эталонов
СССР составляет сегодня 140 комплексов аппаратуры, позволяющей из¬
мерять точно, очень точно и сверхточно. На сегодня тенденция такова: не
увеличивать число эталонов, а делать их комплексными...
Оценим ситуацию. Постоянно растущие потребности индустрии, тех¬
ники, всех отраслей знаний вызвали необходимость точнейших измерений.
Ведь электроника, автоматика, атомная физика, биология, космонавтика,
астрономия — самые придирчивые потребители точности. Подумать только:
техника считает ныне грубейшим нарушением заданных размеров откло¬
нения на десятую часть диаметра волоса. Еще бы! Ведь теперь мы имеем
возможность в производственных целях выполнять измерения с точно¬
стью до сотых долей микрона. Нет нужной точности — идет брак. По¬
грешность в скорости полета космической ракеты, летящей к Марсу, все¬
го лишь на один метр в секунду может привести к отклонению от задан¬
ной траектории более чем на сотни тысяч километров. А крохотная ’’де¬
таль” современной ЭВМ, на которой размещены десятки тысяч электронных
компонентов! Вот какое место занимают точные измерения в современ¬
ном мире.
Да и сама секунда сегодня наполнена иным содержанием. Древние
сравнивали время с медленно текущей рекой. Для нас оно - созидание.
Одна секунда — это почти 50 тысяч киловатт-часов электроэнергии, около
20 тонн добытой нефти, более 23 тонн угля, четыре тонны цемента, тонны
высококачественной стали... В масштабах страны потерянная секунда рабо¬
чего времени оборачивается убытком во многие десятки тысяч рублей.
Словом, время — это деньги. Возрастает цена времени — возрастают и тре¬
бования к точности его измерения.
Сегодня ученые более настойчиво и осознанно, если хотите, чем гетев¬
ский доктор Фауст, требуют: ’’Остановись, мгновенье!” И для них это вовсе
не поэтический образ, а суровая необходимость.
В самом деле, чем сложнее система, в которую объединяются атомы,
чем активнее взаимодействует она с другими такими системами, чем даль¬
ше от нас находятся космические объекты и чем более мощные процессы
там происходят, тем более сложная, более причудливая картина открывается
130

перед нами. И тем точнее все это мы должны уметь измерить, оценить коли¬
чественно. Иначе, как выделить каждое действующее ’’лицо” того или иного
события, определить его ’’характер”, особый ’’почерк” в поведении... Да и
сами события резко отличны: одни растянуты на столетия и даже ’’веч¬
ность”, другие длятся всего миг.
А что для нас самое короткое время? Секунда, ее часть. Если менее
определенно — мгновение. Какова же его ’’длина”? Надо измерять. Уже
созданы лазерные приборы, которые излучают импульсы света в течение
пикосекунд и их долей. Пикосекунда - это секунда разделенная на
1 000 000 000 000 частей. По принятой форме обозначения это ІО-12 се¬
кунды. Сравните: за секунду световой луч совершает почти восемь круго¬
светных путешествий. А за одну пикосекунду он проходит всего три деся¬
тых миллиметра. В принципе, уже возможен и фотографический затвор,
способный останавливать мгновение. Он будет открываться всего за
миллионную долю миллиардной доли секунды (ІО”15 сек). Пока нет
практических путей управления таким ’’сверхбыстрым” затвором, да и как
’’засечь” столь малое время.
Атомная физика уже освоила измерение сверхмалых расстояний,
интервалов времени, равных миллионным и миллиардным долям секун¬
ды. Современная наука ставит вопрос о фиксации ’’мгновений”, которая
еще в тысячи раз меньше.
Всякое измерение — это сравнение с эталоном. Вот только, что принять
за этот самый эталон? История измерения времени — это история научно-
технического прогресса. Она прошла долгий и трудный путь от водяных,
огненных, песочных и солнечных ’’указателей времени” до теперь уже обык¬
новенных маятниковых, кварцевых и электронных часов. Были, да и есть
среди них ’’механизмы” выдающейся для механических часов точности.
Их называют хронометрами. Вспомним часы Федченко — прибор с изохрони¬
рующим подвесом и электромагнитным возбуждением колебаний маят¬
ника. Появились они почти четверть века назад. По тем временам это были
уникальнейшие часы: за 10—15 лет они ’’уходили” всего на одну секунду!
’’Извечный бег планет...” Произнеся эту фразу, древние вели счет вре¬
мени, глядя на небо. Существует так называемое ’’всемирное время”, то
есть гражданское время на меридиане Гринвича, которое определяется из
астрономических наблюдений и вращения Земли.
Однако наша Земля — ’’дама капризная”. Изменились метеорологи¬
ческие условия, началось сильное извержение вулкана, ’’пробежала” при¬
ливная волна, и планета замедлила или ускорила свое вращение. Земля
чувствительна не только к поведению Луны и Солнца, но и к колебаниям
температуры почвы, сезонным изменениям растительного покрова, пере¬
мещениям воздушных масс...
Нарушение равномерности объясняется и вторым законом Кеплера.
Ведь наша планета облетает Солнце не по окружности, а по эллипсу. Су¬
ществуют и неизвестные пока причины, из-за которых Земля меняет ско¬
рость вращения. Словом, непостоянна наша планета.
131

Всемирное время позволяет фиксировать моменты времени с погреш¬
ностью в единицы миллисекунд. Казалось бы, куда точнее! Но и эта цифра
вызывает сегодня у специалистов улыбку.
Век атома уточнил понятие времени и дал ученым еще более тонкие
методы его отсчета. В СССР с 1961 года начали вести атомную шкалу вре¬
мени. Генеральная конференция по мерам и весам, проходившая в 1967 году
в Париже, определила секунду как ’’интервал времени, в течение которого
совершается 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующего пере¬
ходу между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния
атома цезия-133”. Преднамеренно цитирую это определение по ’’Приложению
к паспорту единого эталона единиц времени частоты и длины”, которое
подарил мне лауреат Государственной премии СССР Сергей Борисович
Пушкин — начальник Главного метрологического центра ГСВЧ СССР.
ГСВЧ — это Государственная служба времени и частоты.
Итак, в тот самый год в нашу жизнь официально вошла атомная се¬
кунда. По сравнению с астрономической (среднесолнечной) она оказалась
точнее в миллион раз. А сами атомные часы не имеют начего общего с при¬
вычными измерителями времени. Вместо металлического маятника — атом¬
ный, который ежесекундно совершает те самые девять с лишним милли¬
ардов колебаний — ни на одно больше, ни на одно меньше. Стрелки заме¬
нила перфолента, циферблат — электронное индикаторное табло.
— Любые часы, сколь бы ни были они точны, — поясняет Сергей Бори¬
сович, - не могут служить измерительным средством вне системы метро¬
логического обеспечения. О точности измерения можно говорить только
применительно к единой шкале времени страны, а то и мира. В Советском
Союзе эту роль выполняет Государственная служба времени и частоты.
В ее главном метрологическом центре и расположен Государственный эта¬
лон. Мы храним и совершенствуем его и воспроизводим размер секунды
в соответствии с принятым определением.
Впрочем, забот и дел у Службы много больше. Она, как говорят специа¬
листы, формирует и хранит национальные шкалы атомного и всемирного
времени, исчисляет и выдает поправки для вторичных эталонов, пере¬
дает сигналы времени и эталонные частоты по каналам радио и телевидения,
проводит обмен информацией с Международным бюро времени, определяет
и вычисляет параметры вращения Земли, ведет научные исследования по
совершенствованию теории, практики и техники измерений.
В 1976 году в состав эталона впервые вошел разработанный во
ВНИИФТРИ цезиевный репер частоты. Теперь размер единицы времени в
СССР воспроизводится независимо от эталонов других стран. Удалось довести
точность эталона до 0,000 000 000 0001 секунды. Это значит, что атомные
часы стали показывать время с точностью до тринадцатого знака.
В ночь на первое января 1985 года вступил в действие модернизиро¬
ванный состав эталона, более точного, чем предыдущий. Этот сложнейший
аппаратурный комплекс состоит из цезиевых и водородных квантовых
реперов частоты, хранителей времени, специальных устройств сличений,
132

систем автоматики, приборов контроля параметров внешней среды, бло¬
ков электропитания — всего около 100 различных устройств.
— В состав эталона впервые в мире включена аппаратура измерения
частот в оптическом диапазоне, своего рода радиооптический частотный
мост, — говорит С.Б. Пушкин. — Среднее квадратичное отклонение резуль¬
тата измерения Государственного эталона не превышает 0,000 000 000 000 05
секунды. А это значит, что за 500 тысяч лет такие часы отстанут всего на
одну секунду. В мире существуют лишь три подобных устройства.
Впечатляющие цифры! За ними — дальнейший прогресс науки и техники,
подъем народного хозяйства. Такой эталон — величайшее достояние народа,
наша национальная гордость.
Своя история у метра — ’’брата” секунды и герца. Ведь герц —
это частота периодического процесса, период которого равен одной секун¬
де. Долгое время у нас в стране и за рубежом государственным эталоном
длины был платино-иридиевый метр. В металлическом стержне возможное
отклонение от истинного метра не превышало 0,2 микрона. Более точным
эталоном длины стала световая волна. Этим естественным, удивительно
совершенным микрометром удалось измерить метр с точностью до одной
сотой микрона.
В 1983 году XVII Генеральная конференция по мерам и весам дала та¬
кое определение метра: ’’Метр есть длина пути, проходимого светом в ва¬
кууме за интервал времени, равный 1/299 792 458 секунды”. На смену
криптону-86 пришли лазеры. Советские ученые разработали и создали аппа¬
ратуру, которая воспроизводит метр с погрешностью, не превышающей
одной-двух единиц девятого знака.
И этот ’’измеритель-воспроизводитель” представляет собой сложней¬
ший инженерно-технический комплекс. В его составе стабилизированный
лазер, приборы для измерения соотношения длин волн излучения, электро¬
вычислительные устройства. Так удалось связать воедино секунду, герц
и метр.
Создание единого эталона времени, частоты и длины позволило в пять
раз повысить точность воспроизведения метра и на порядок повысить
точность измерения длин волн. А это открывает новые горизонты в таких
областях науки и техники, как спектроскопия, спектрометрия, лазерная
техника, дальномерная аппаратура...
’’Что дальше? - спрашиваю Сергея Борисовича Пушкина. - Добившись
выдающихся достижений в точности измерений секунды, метра и герца,
метрологи могли бы устроить себе передышку?”
Он возражает. Повышение технического уровная научных исследований
и производства — а эта задача всегда будет стоять как одна из главных —
немыслимо без постоянного прогресса в области метрологии, развитие ее
должно идти опережающими темпами.
За точностью измерений стоит решение таких проблем, как прогнози¬
рование землетрясений, экспериментальная проверка теории движения
континентов, познание еще во многом загадочных пульсаров и квазаров,
133

изучение гравитационных волн... Более того, появляется возможность прак¬
тической проверки ’’незыблемости” физических констант. А ведь за ними —
представление о происходящем и окружающем нас мире, о модели Все¬
ленной и атома.
Точность, так много давшая людям на Земле, теперь устремилась к
звездам. Она идет рука об руку с научно-техническим прогрессом.
Разрабатывая вопросы экономической стратегии коммунистического
строительства, наша партия опирается на прочный фундамент науки, и в
частности метрологии. За последнее время на предприятиях всех отраслей
промышленности внедряется стройная система управления качеством изде¬
лий. И здесь велика роль эталонов.
Каждый государственный эталон — это сложнейший измерительный ком¬
плекс, воплощающий высшие достижения современной физики, техноло¬
гии, прецизионного приборостроения. Советский Союз располагает сейчас
наиболее полными комплексами эталонов механических, электрических,
теплофизических, ядерно-физических и многих других величин.
Здесь снова уместно сказать о точности. Точность эталонов, которые
применяются в научно-исследовательских лабораториях и на производстве, -
это предел современных достижений науки и техники. Сегодня мы
нуждаемся в том, чтобы этот ’’предел” постоянно смещался в сторону тре¬
бований нашего XX века.
...Путешествуя по лабиринтам ’’хранилища точности”, я чувствовал себя
попавшим в святая святых метрологии. В непроницаемых ’’сейфах”, куда
не должны проникать ни звук, ни влажность, ни пылинка, в двойных термо¬
статах, где с высочайшей строгостью выдерживается постоянство среды,
на так называемом ’’развязанном фундаменте” расположились эталоны,
которые ’’оберегают” миллиардные доли секунд, градусов, сантиметров...
Как важно, чтобы в разных странах и у разных лиц не было бы рассогласо¬
ванности в измерении этих, да и других величин. Ведь именно из-за этого
случаются авиационные катастрофы,, сталкиваются морские суда, наруша¬
ются графики движения на железных дорогах, бракуется много продукции.
Люди пяти континентов терпят от этого массу неудобств.
Эталон — факсимиле точности и качества. Это он бесстрастно и строго
’’контролирует” точность временных измерений, качество обрабатываемой
поверхности, химический состав сплавов и так далее. Возьмем для примера
государственный эталон времени и частоты, точность которого за последнюю
пятилетку повышена в тридцать раз! Невообразимо малая погрешность
этих часов эквивалентна накоплению ошибки в одну тысячную долю се¬
кунды за триста лет.
Однако стремительное развитие промышленности и науки требует
создания новых эталонов. Достигнутые, казалось бы, фантастические точ¬
ности постепенно оказываются недостаточными.
Метрология XX века взяла на вооружение атом. Являясь эталоном,
созданным самой природой, эталоном не одной, а многих величин, он от¬
крывает удивительные перспективы для науки и практики измерений...
134

Во ВНИИФТРИ я видел музей-выставку, где собраны тончайшие чудо¬
приборы. Они способны измерять вибрации, амплитуды которых не пре¬
вышают по величине размеры атома, определять вязкость ’’невязких” жид¬
костей, взвешивать ’’невесомое”...
Прощаясь, Сергей Борисович Пушкин мечтательно добавил:
— Точность... Если бы нам удалось сделать квантовый генератор, ста¬
бильность которого была бы десять в двадцатой степени, то можно было бы
определйть смещение Земли, когда человек отталкивается, шагая по пла¬
нете...
Фантастика? Вовсе нет. Техника не стоит на месте: непрерывно совер¬
шенствуются и создаются новые, более точные и очень чувствительные из¬
мерительные устройства и приборы, разрабатываются новые методики из¬
мерений, основанные на последних достижениях физики, химии, матема¬
тики и других наук. И не столь уж далеко то время, когда в арсенал метро¬
логии поступят квантовые генераторы с такой стабильностью,
135

ОТ КВАНТОВ - К ЗВЕЗДАМ • ПО УКАЗА -
НИЮ ВОЖДЯ • ЯРЧЕ ТЫСЯЧИ СОЛНЦ •
ТОКАМАК - ТЕХНИКА БУДУЩЕГО • ВСЕГО
34 ГРАММА
Мы учимся у природы. Она дарует нам удивительные примеры муд¬
рости, рациональности и рачительности, открывает заманчивые перспективы
бытия, учит творить и подсказывает пути к величайшим открытиям и свер¬
шениям во имя настоящего и будущего человечества.
Взять наше Солнце. Жизнь и работа светила заслуживают восхищения.
Этот природный реактор неутомим в своих деяниях. Четверть миллиарда
136

тонн — тысяча большегрузных товарных составов вещества — ежеминутно
излучается и извергается ’’желтым карликом” (так называли его древние).
Только наша планета получает энергию в 500 миллионов Днепрогэсов. И
уже сколько миллиардов лет!
Температура внутри этого ’’реактора” — миллионы градусов. И пусть
еще не во всем расшифрована детальная механика его действия, принцип
ясен: водород там переходит в гелий. Как в водородной бомбе. Потребуются
миллиарды лет, чтобы масса светила убавилась всего на один процент. А если
бы Солнце ’’светило” за счет сжигания органического топлива (скажем угля
и кислорода), то его огромной массы хватило бы лишь на полторы тысячи
лет горения.
Прогресс человечества опирается на энергетику. Так было, так есть, так
будет. Энергетика — основа всего производства, всего жизнеобеспечения
современной цивилизации. Ежесекундно человечество расходует огромное
количество энергии — 4 • 1019 эрг.
Вспоминаю беседу с академиком Н.Н. Боголюбовым и его слова.
— Сегодня физикам, посвятившим себя исследованию свойств микро¬
мира, человечество обязано многими замечательными достижениями научно-
технического прогресса. Раскрытие сложной структуры элементарных
частиц, единая теория внутриядерных и дальнодействующих сил природы,
расширение представлений о других фундаментальных свойствах микро¬
мира — все эти достижения дают многое не только для чистой науки, но
и оказывают свое влияние на технический прогресс, на жизнь всего челове¬
чества. Чтобы понять это, достаточно вспомнить, к каким глубоким изме¬
нениям в жизни общества привело, например, открытие физиками единства
природы электрических и магнитных сил, то есть электромагнитного поля.
Без плодов этого фундаментального открытия — электричества, радио,
телевидения и многого другого — сегодня немыслима наша жизнь,..
Для решения важнейших задач, стоящих перед человечеством, таких
как обеспечение пищей и водой, облегчение труда, оптимальное использо¬
вание природных ресурсов и других, необходим избыток дешевой энергии.
Использование созидающей мощи атома — основной путь получения этого
избытка.
При расщеплении одного грамма урана освобождается энергия, экви¬
валентная 22 тысячам киловатт-часов. Надо сжечь 2 000 килограммов нефти
или 2500 килограммов самого лучшего угля, чтобы получить такое же коли¬
чество энергии.
Привычно сопоставляя две тысячи эшелонов с углем для годовой работы
тепловой электростанции мощностью миллион киловатт и несколько ваго¬
нов уранового топлива для атомной электростанции такой же мощности,
мы порой забываем, что количество урана ’’просчитано” и довольно точно.
Но главное даже не в том, что запасы ’’делящихся веществ” на Земле огра¬
ничены, а то, что наука не лишает нас перспективы. Ведь в самой обычной
воде содержится дейтерий - дешевое и доступное сырье будущей термо¬
ядерной электростанции. И здесь цифры просто поразительны. Общее коли¬
137

чество дейтерия в Мировом океане составляет 5 • ІО13 тонн. А это экви¬
валентно запасу энергии ІО24 киловатт-часов. Чтобы получить столько
энергии обычным путем, миллиону таких фабрик электричества, как
Красноярская ГЭС, пришлось бы непрерывно работать 100 миллионов лет.
И еще одна мысль. Говоря о мощи атома, мы не всегда помним о самом
важном: ядерной энергетикой мир обязан не самому по себе урану,
а тем величайшим открытиям, которые сделаны наукой. И мы вправе гор¬
диться, что советские ученые внесли существенный вклад в решение проблем
практического использования внутриядерной энергии на благо человечества.
Большое значение развитию физических наук придавал основатель
Советского государства В.И. Ленин. По его указанию в 1922 году в Петро¬
граде был создан Государственный институт рентгенологии, преобразо¬
ванный впоследствии в Физико-технический институт АН СССР — центр фи¬
зических исследований в стране. Сегодня ядерно-физические центры ра¬
ботают в Москве и Ереване, Харькове и Новосибирске, Дубне и Обнинске.
Созданный на родине Ленина и названный его именем Научно-исследова¬
тельский институт атбмных реакторов стал экспериментальной базой
атомной энергетики.
Среди ведущих центров отечественной, да и мировой науки — Инсти¬
тут атомной энергии имени И.В. Курчатова. Именно здесь были созданы
фундаментальные теоретические разработки в области термоядерной энер¬
гетики, здесь родились и совершенствуются уникальные инструменты
познания ’’Токамаки” — установки для термоядерного синтеза.
— В современной физике, — говорит академик Борис Борисович Ка¬
домцев - директор отделения физики плазмы Курчатовского институ¬
та, — все ее разделы тесно связаны между собой, образуя одно общее зда¬
ние. Причем в самых различных областях и на разных уровнях исследо¬
ваний проводятся чисто научные поисковые работы, приводящие порой
к новым, подчас довольно неожиданным открытиям даже там, где это
казалось совершенно невероятным. Результаты этих исследований, их экст¬
ракт суммируется в теоретической физике, которая с единых позиций и
сходными методами пытается составить общую картину физического мира —
от квантов до звезд...
От Бориса Борисовича Кадомцева я услышал интересную и неожидан¬
ную мысль: за всю историю человечество израсходовало немногим более...
тридцати тонн энергии.
- Это не шутка и не парадокс, - заметил ученый. - Энергию вполне
можно измерять в тоннах, надо лишь вспомнить известную формулировку
Эйнштейна F = тс2, дающую взаимосвязь массы и энергии. Теперь, веро¬
ятно, более ощутимыми станут огромные резервы энергии, скрытые в ве¬
ществе...
Мы уже знаем, что практически вся масса вещества сосредоточена в
атомных ядрах. Грубо говоря, чем тяжелее ядро, тем большим резервом
энергии оно обладает. Так что, если подходить к делу утилитарно, стано¬
138

вится понятным тот интерес, который проявляют физики к тяжелым транс¬
урановым элементам.
Список этих элементов, существующих в природе, заканчивается
ураном. Первый трансурановый элемент — в таблице Менделеева он значит¬
ся нептунием — был получен физиками искусственно, в атомном реакторе.
Теперь их свыше ста. Говорить о практическом использовании трансура¬
новых ядер, например об извлечении из них энергии путем цепной реакции
деления, еще рановато. К этому наука пока не подошла. Если точнее -
не вышла на дела практические. Сейчас решается в некотором смысле обрат¬
ная задача: не разделять эти ядра (они и так делятся, причем гораздо охот¬
нее, чем того хотелось бы физикам), а попытаться синтезировать их, стал¬
кивая друг с другом ядра элементов из середины таблицы Менделеева.
И задача эта необычайно сложная.
Легчайшие элементы — водород и литий — тоже могут стать источниками
энергии, но не в ходе реакции деления, а в процессе прямо противополож¬
ном: слиянии легких ядер в более тяжелые.
В начале 50-х годов ученым впервые удалось осуществить термоядер¬
ный синтез — превращение водорода в гелий, воспроизвести процессы,
протекающие в недрах Солнца. Энергия, высвобождающаяся при таких ре¬
акциях, огромна. Это привело к созданию оружия большой разрушительной
силы.
Короткое отступление. Разница между атомной бомбой и атомным ре¬
актором заключается в том, что цепная реакция в бомбе, содержащей высо¬
коконцентрированный расщепляющийся материал, происходит в одну мил¬
лионную долю секунды. В реакторе предусмотрены замедлители, поэтому
энергия высвобождается со сравнительно небольшой, к тому же регулируе¬
мой скоростью. Таким образом, атомная бомба — это неконтролируемый
ядерный реактор. И наоборот, реактор — это атомная бомба, находящаяся
под контролем людей.
Термоядерный синтез — слияние атомных ядер при высоких темпера¬
турах. Трудность здесь в том, что этому слиянию препятствуют электрон¬
ные оболочки, В атомной бомбе развивается температура в десятки милли¬
онов градусов и огромное давление. Это и позволило ’’оголить” ядра от
электронных оболочек и столкнуть их вместе так сильно, чтобы вызвать
ядерный синтез. Мгновенно выделяется энергия, во много раз превышаю¬
щая ту, которую рождает взрыв атомной бомбы. Новую бомбу назвали
водородной.
Планы освоения управляемой реакции ядерного синтеза долгое
время оставались манящей, но отдаленной мечтой. Если бы удалось создать
надежные термоядерные реакторы, человечеству более не грозил бы энерге¬
тический голод.
Частица Солнца на Земле...
— Это, пожалуй, самый длительный и трудный штурм из всех, кото¬
рые когда-либо предпринимала наука. - Продолжает свой рассказ акаде¬
мик Кадомцев. — Его история полна надежд и разочарований, успешных
139

бросков вперед и долгих периодов мучительных исканий. Уже в первые
годы работы над проблемой был фейерверк идей, смелых предложений,
изобретений, инженерных решений. Но не было главного — глубокого по¬
нимания самой плазмы, основного ’’объекта”, где должна происходить
термоядерная реакция: ее свойств и капризов. Потребовалось создать
новую область физики - физику высокотемпературной плазмы. Она и
явилась научным фундаментом для дальнейшего продвижения вперед...
Ближе всего к созданию искусственного солнца подошли советские
физики, разработавшие установки типа ’’Токамак”. Это название представ¬
ляет собой сочетание первых слогов слов, обозначающих основные эле¬
менты системы: ”ток”, ’’камера”, ’’магнитные катушки”. И как в свое
время русские слово ’’спутник” вошло во все иностранные языки в своем
первозданном виде, так и ’’Токамак” получил международное при¬
знание.
Когда почти два десятилетия назад было объявлено, что в Институте
атомной энергии удалось получить плазму с температурой почти десять
миллионов градусов и удержать ее в таком состоянии в течение одной
пятидесятой доли секунды, американский журнал ’’Ньюсуик” писал:
’’Это заявление русских скоропалительно и воспринято в США скепти¬
чески. Как поверить в такое, если вот уже несколько лет мы пытаемся
добиться аналогичного успеха, но...”
Да, нам не поверили. Вскоре в международном аэропорту Москвы
совершил посадку следующий спецрейсом английский лайнер. На борту
самолета находилось пять тонн точнейшего измерительного оборудования.
Группа ученых из Великобритании по приглашению советских коллег
прибыла в СССР, чтобы ’’собственными глазами увидеть достижение рус¬
ских”. И увидели! В мировой прессе появились сообщения: ’’Триумфальный
’’Токамак”, ’’Чудо-машина, пришедшая с востока”, ’’Советские физики
укрощают плазму”, ’’Зажжен Прометеев огонь”...
Вот оно начало нового этапа ’’проблемы века”!
Итак, Солнце, зажженное на Земле.
Чтобы превратить замысел в реальность и осуществить управляемую
термоядерную реакцию, наука пошла двумя принципиально отличными
путями. Первый заключается в том, что плазма, состоящая из дейтерия и
трития, как бы запирается в магнитной ловушке. Магнитные поля особой
формы используются для удержания очень горячего газа. Иными словами,
создаются условия, близкие к тем, что существуют в центре Солнца. Когда
температура достигает примерно 100 миллионов градусов, происходит
слияние ядер ’’исходного материала” и образуются ядра гелия. При этом,
если нет сильного охлаждения плазмы стенками камеры, выделяется энер¬
гия, гораздо большая, чем затрачивается на нагрев.
Другой путь — импульсный. Реакция синтеза вызывается либо излуче¬
нием лазера, либо мощными пучками разогнанных до огромных скоростей
электронов. ’’Шарик” весом доли грамма, содержащий смесь того же дей¬
терия и трития, бомбардируют лазерными импульсами или элементарными
140

частицами. За время, меньшее миллионных долей секунды, температура
внутри ’’шарика” достигает величин, необходимых для начала термоядер¬
ной реакции.
Так - в теории. На практике все много сложнее. Как метко заме¬
тил известный советский физик Д.А. Франк-Каменецкий, ’’нагреть в замк¬
нутом контейнере плазму до миллионов градусов — это то же самое, что
вскипятить воду в стакане из льда”.
Получить плазму — это высокотемпературное состояние вещества,
при котором ядра атомов теряют свои электронные оболочки, — не самое
трудное в решении общей задачи. Плазму надо удержать. И довольно дли¬
тельное время. Существует приближенный, но приемлемый, по мнению
физиков, критерий. Суть его в следующем: чтобы энергетический баланс
термоядерной реакции стал положительным (то есть чтобы количество
энергии, высвобождаемой в результате синтеза ядер, было больше, чем
затрачиваемое на получение, нагрев и удержание плазмы), произведение
времени удержания, выраженное в секундах, на плотность плазмы, выра¬
женное в количестве ядер на кубический сантиметр, должно превосходить
100 тысяч миллиардов (1014). Именно эти условия пытаются создать ис¬
следователи. И небезуспешно! Время приближает нас к заветной цели.
Решаются сложнейшие теоретические задачи, но главным образом созда¬
ются все более и более мощные установки...
Представьте тороидальную, бубликообразную камеру, наполненную
газом, в котором создается кольцевой электрический ток. Он разогревает
газ, образует плазму и способствует удержанию ее от ’’разбегания” с помо¬
щью собственного магнитного поля. Для осуществления термоядерных
реакций нужно как можно дольше удерживать плазму в сжатом состоянии,
не давать горячим частицам убегать к стенкам установки.
Не давать... Как просто все на словах! На деле много сложнее, и вот
почему. Для ”Токамака-10”, например (сейчас создается ’’пятнадцатый”),
в момент эксперимента необходимо 200 мегаватт мощности. Это три таких
гиганта, как Волжская ГЭС. Электродинамические усилия на конструкцию,
внутри которой удерживается плазма, могут достигать десятков тысяч
тонн. Для создания стационарных магнитных полей нужны сверхпро¬
водники. В то же время сильные магнитные поля — враг сверхпроводи¬
мости. Стало быть, нужны особые компромиссные решения. Словом, труд¬
ностей немало. Да и стоимость ’’земного солнца” довольно высока.
По грубым оценкам экспертов, ежегодно на исследования и экспери¬
менты в мире тратится примерно миллиард долларов. Объединение усилий
ученых планеты в решении проблемы века позволит снизить расходы каждой
страны в два-три раза...
И еще несколько цифр, которые привел ученый. Современной электро¬
станции мощностью один миллион киловатт ежедневно требуется примерно
750 тонн угля или 400 тонн нефти, или 250 граммов урана-235, а тяжелого
водорода для термоядерного реактора — 34 грамма. Согласитесь, впечатля¬
ющее соотношение.
141

Академик Кадомцев возглавляет советскую часть рабочей группы по
разработке международного термоядерного реактора. Проект этот назван
ИНТОР. В нем участвуют физики Японии, США, ряда европейских стран.
-	Во время встреч с президентами Франции и США товарищ Горбачев
предложил объединить усилия для продолжения работ в этом направлении.
Предложение встретило положительный отклик, — продолжает уче¬
ный. — И это вселяет надежду. Ведь вкладывать средства в столь полезное
дело куда перспективней, чем в пресловутую СОИ. Ну, а если с междуна¬
родным реактором будут трудности, то мы готовы создавать свой собствен¬
ный, который сейчас находится в стадии технического проектирования.
В Институте атомной энергии, носящем имя выдающегося физика XX ве¬
ка Игоря Васильевича Курчатова (это он призывал:’’Стройте большие уста¬
новки, проводите масштабные эксперименты”), я узнал о многих проектах
настоящего и будущего. Осуществление их смогло бы ответить на многие
вопросы, которые волнуют сегодня физиков всего мира. И тогда, вероятно,
можно будет дать обоснованный прогноз: как быстро появятся термоядер¬
ные электростанции, которые были бы конкурентоспособными по сравне¬
нию с имеющимися, И все-таки я не удержался от вопроса: ’’Когда?”
-	Ученым предстоит еще решить комплекс труднейших научно-техни¬
ческих проблем, затрагивающих такие сложные вопросы, как создание
сильных магнитных полей, глубокого вакуума и чистоты, поиск материа¬
лов, выдерживающих высокие радиационные нагрузки, - говорит Борис
Борисович. — В этих областях науки и техники каждый год появляются
неожиданные открытия, которые способны существенно изменить любой
прогноз. Полагаю, что термоядерный реактор можно построить уже в этом
столетии. А в 2010 — 2015 годах могут вступить в строй действующие термо¬
ядерные электростанции...
142

ИНОПЛАНЕТЯНЕ ГДЕ-ТО РЯДОМ...
Заслуга Николая Коперника не только в том, что он создал гелиоцент¬
рическое учение о строении мира, но и в том, что в свой суровый век вместо
принципа ’’Мир таков, каким мы его наблюдаем” он утвердил в естество¬
знании новое положение: ’’Мир не таков, каким он нам кажется”.
Среди многих загадок космоса, которые наука еще не может объяснить,
среди вопросов, которые звучат очень часто, неизменно присутствует зву¬
143

чащий с надеждой и тревогой - ’’Одиноки ли мы во Вселенной?” Недавно
в печати появилось сообщение о том, что в Станфордском университете
(США) осуществляется финансируемая НАСА десятилетняя программа
поиска внеземных цивилизаций, на которую ежегодно ассигнуется по 500 ты¬
сяч долларов. В рамках этой программы с помощью радиотелескопа с пара¬
болической антенной диаметром 26 метров принимаются сигналы санти¬
метрового диапазона, излучаемые в космическом пространстве газовыми
облаками, осколками космических миров, звездами и т.п. Анализ прини¬
маемых сигналов проводится с помощью специального автоматизированного
устройства и ЭВМ. В основу анализа положен ряд гипотез, например, пред¬
положение о том, что спектр любого искусственного сигнала, посланного
внеземной цивилизацией, в 1000 раз меньше, чем у большинства естест¬
венных сигналов. Для использования в этом анализаторе сигналов сотрудни¬
ки университета разработали микропроцессор, содержащий 34 000 транзи¬
сторов и имеющий быстродействие 80 миллионов арифметических операций
в секунду.
Сообщая об этом, информационная служба Станфорда не давала аван¬
сов и не торопилась делать какие-либо выводы по уже полученным резуль¬
татам. Наверное, это и правильно. Особенно сейчас, когда слушок — ’’Гово¬
рят, инопланетяне где-то рядом”, — да и версии обывательского плана будо¬
ражат легковерных, рождают мнимые сенсации, компрометируют науку.
Говорят... Мне памятен один разговор с академиком Франком в под¬
московном городе физиков Дубне:
- Обратите внимание, — рассуждал Илья Михайлович, — одно и то же
облако за окном кому-то кажется похожим на римского императора,
а другому — просто на клок ваты. Есть люди, которые видят в небе лишь
пустоту, другие — живую стихию... Надо научиться понимать язык приро¬
ды. Ведь природа — это необыкновенно сложная и, увы, еще недостаточно
изученная система. Что же касается ’’чуда”, то надо терпеливо смотреть
в небо, и оно обязательно появится. Только будет ли это чудом?..
Подумалось: блуждания человеческой фантазии и впрямь способны
рождать ’’чудеса”. Есть такие, которые обретают ’’всемирность”, стано¬
вятся притчей во языцех.
То, о чем пойдет речь дальше, случилось в годы второй мировой войны.
Пусть не покажется удивительным, что столь необычные и загадочные факты
потерялись на фоне великих битв. Они были засекречены. А коль секрет¬
но — значит запрещены лишние разговоры, обсуждения, расследования.
Но вот сейфы открылись.
...На английском крейсере, патрулирующем в Средиземном море, сыгра¬
ли тревогу. На экране его радаров внезапно появилась отметка цели. Была
включена система опознавания своих судов, но ответный сигнал не после¬
довал. Командир принял решение открыть огонь. Прогремели залпы
главного калибра. Артиллеристы были уверены в точности попадания, но
цель продолжала присутствовать на экране. Уже был исчерпан запас сна¬
рядов, а цель по-прежнему оставалась на плаву.
144

В конце концов любопытство победило, и крейсер стал осторожно про¬
двигаться вперед, отслеживая цель на экране. В момент, когда он занял
точно то место, где должен был находиться таинственный корабль про¬
тивника, отметка на экране радиолокатора исчезла. На донесении о случив¬
шемся появился гриф ’’секретно”.
А вот другой факт, имевший место в водах Тихого океана, в 600 ми¬
лях от острова Кисака.
Американское командование разработало план захвата острова и
назначило время этой операции. Незадолго до начала событий радарные
посты сообщили, что в 40 — 50 милях появились неизвестные корабли. Была
объявлена боевая тревога. Локаторщики вели неусыпное наблюдение, чтобы
вовремя отразить внезапную атаку неприятельских судов. Но вот они ис¬
чезли с экранов так же внезапно и необъяснимо, как и появились.
Вскоре стали распространяться слухи о ’’скачущем призраке Нансай-
ПІото”. Новое таинство произошло возле побережья Японии.
Экипаж американской подводной лодки вел поиск японских судов, как
вдруг оператор заметил, что появился корабль, который явно хочет про¬
таранить субмарину. Желая избежать опасности, наблюдавший попросил из¬
менить курс. Но как ни маневрировала подводная лодка, ’’чужой корабль”
постоянно угрожал столкновением. И когда оно казалось неизбежным,
когда все с тревогой ожидали, что сейчас этот напористый ’’чужой” появится
в перископе, преследователь исчез...
И еще два свидетельства. Это строки из официальных отчетов военно-
воздушного ведомства США.
”24 июня 1947 года во время обычного полета над штатом Вашингтон
пилот частного самолета Кеннет Арнольд заметил какие-то странные летаю¬
щие диски, их было девять...”
Группа американских ученых тщательно изучала возможности появле¬
ния ’’неопознанных летающих объектов”, которые называли ’’тарелками”
и ’’блюдцами”, но так и не пришла к единодушному мнению. А тут новая
загадка.
’’...Три самолета приблизились к предмету и сообщили, что он метал¬
лический и огромных размеров. Один из летчиков сказал, что он ’’круг¬
лый”, как слеза, и иногда кажется почти жидким”. Командир звена То¬
мас Ф. Мантел связался с командным пунктом и доложил, что предмет
движется вдвое медленнее, чем его самолет...
— Теперь он набирает высоту... Поднимусь до высоты 20 000 футов,
и, если не смогу сблизиться, прекращу преследование, — радировал Мантел.
Было 15 часов 15 минут. На этом радиосвязь прекратилась. Спустя не¬
сколько часов тело пилота было найдено среди обломков самолета возле
Форт-Нокс”.
Этот документ приводит профессор астрофизики Д.Мензл в своей
книге ”0 летающих тарелках”. Случай, о котором идет речь, произошел
7 января 1948 года.
Позднее в печать просочились сведения о катастрофе самолета В-25,
145

при этом прозрачно намекал ось, что он был уничтожен осколками ’’летаю¬
щего диска”. Газеты сообщали, что трагедия, которая произошла на горе
Маунт-Рейнер, тоже связана с ’’тарелкой-диверсантом”.
Из этих сюжетов может получиться неплохой детектив. Но не будем
торопиться с выводами, а спокойно обсудим имеющиеся факты.
Роясь в газетах, журналах и книгах разных лет, я обнаружил немало
сенсационных сообщений. Это и описание ’’Большой тарелки 1882 года”
и история о ’’воздушном корабле, который появляется то над Чикаго, то
над Омахой, то над Сан-Франциско”, это и панические оповещения вроде
’’Летающие тарелки над Нью-Джерси”...
’’Странные призраки” появлялись над Канадой и Францией, их наблю¬
дали жители Константинополя и Норфолка... А сколь красноречиво пред¬
ставлены ’’видения”, которые содержатся в библии или, скажем, на гра¬
вюрах Вильяма Блэка!..
Сотни свидетельств, тысячи записанных рассказов, рисунков, фото¬
графий. И никаких конкретных доказательств о существовании феномена.
Вот лишь несколько выдержек, очень коротких:
”...На первой, упавшей тарелке находилось 16 человек, совершенно
обуглившихся”...
’’...Она летела на запад, оставляя за собой сверкающую оранжевую
полосу. Потом изчезла, но появилась снова. Пламя чертило небо. Меня
охватил страх: не они ли это?”
’’Однажды светлой ночью на небе высветились две армии в боевых по¬
рядках с ярко сверкающими копьями наперевес. Они то отступали, то на¬
ступали, сшибаясь щитами, и сражались так, словно новое поколение ги¬
гантов решило взять приступом небеса”...
Поток сенсационных непроверенных фактов и слухов, мешанина до¬
мыслов, выдающих желаемое за действительное, и просто ловких трюков
нарастал подобно снежной лавине. Толкования? Самые различные. Выводы
делались на основе совершенно случайной информации. И вот новая
вспышка - ’’тарелочная эпидемия”. Дата - 1947 год. Началом послужили
трагедии в воздухе, о которых рассказывалось выше. Но на этот раз вместо
’’призраков” появились ’’пришельцы из космоса”.
Слухи летали, как тарелки. Многие ’’авторитетные” утверждали,
что они лично знают кого-то, кто говорил с тем, кто сам видел. Ссылались
на ’’надежных людей”, на ’’крупных ученых”, на ’’высоких должностных
лиц”. Фантазия интерпретаторов и подавляла легковерных.
Всерьез заговорили и о космодроме пришельцев, ссылаясь на гигантские
’’рисунки” обнаруженные на плато Наска (Перу). Вопреки логике вновь
появились ’’сомнения” относительно истории египетских пирамид. Кого
считать творцом: землян или инопланетян?
Природа может преподносить неожиданности.
...В пустынях в некоторые времена года, особенно при полном от¬
сутствии ветра, бывают ’’чудесные явления”: на горизонте появляется вдруг
большое озеро, цветущий оазис, а порой возникает видение целого города
146

с садами и минаретами... Путник устремляется к этой надежде, однако его
ждет разочарование. Проходит некоторое время, и призраки исчезают...
Такую картину описал древнегреческий историк Диодор Сицилийский,
живший за 2000 лет до нашей эры. Подобное действительно можно видеть
в жарких пустынях. В науке это явление называют миражем, а в народе -
маревом, мороком, подводом.
Ученые давно установили причину ’’причуд природы”. Мираж — это
зеркальное отображение различных предметов, находящихся порой очень
далеко. А зеркалом явлется слой воздуха. Известно немало свидетельств,
когда ’’чудесные явления” наблюдались в умеренных широтах и далеко
на севере.
Немало легенд ходит об одном из районов Алжира. Его так и называют -
’’Ущелье видений”. Рассказывают любопытные истории и о пароходах-двой¬
никах, которые сопровождают суда на Женевском озере в Швейцарии. А
вспомним легенду о призрачном ’’Летучем голландце”!
Иллюзия миража бывает настолько сильной, что человек теряется,
начинает паниковать, дорисовывает в своем воображении несуществующие
’’подробности”. Отсюда и рождаются легенды.
К ним относится и история, которая произошла с воинами Древнего
Рима! Ночь застала отряд на марше. Вдали громыхали раскаты грома. На¬
двигалась гроза. И вдруг острия копий воинов засветились сотнями огонь¬
ков. Казалось, что кованное из металла оружие горит, не сгорая. Пророки
увидели в этом предвестие победы.
С тех пор минула длинная вереница лет. Подобные ’’чудеса” стали
называть огнями Эльма (по имени церкви ’’Святого Эльма”, на шпиле
которой часто наблюдалось такое свечение). Сегодня каждый школьник зна¬
ет, что суть явления — в электрических разрядах в атмосфере.
Истории о ’’горных призраках”, ’’дьявольских кругах” на море, ’’све¬
тящихся столбах” столь же стары, как и рассказы о миражах.
Нет конца вопросам, которые задавали себе люди самых различных
эпох, обращая свой взор к небу. И, пожалуй, одним из самых жгучих, са¬
мых сакраментальных был вопрос: одиноки ли мы во Вселенной? Суще¬
ствуют ли в ее бездонных глубинах планетные системы, на которых имеет¬
ся жизнь?
С античных времен ведется этот спор. Одни самым решительным об¬
разом выступают против идеи ’’множественности обитаемых миров”, другие,
напротив, не жалеют красок, чтобы описать облик инопланетян:
”... рост около десяти футов, их огромные тела похожи на бочку, а свер¬
ху возвышается большая несуразная голова с громадными, словно рако¬
вины, ушами шириной около фута и хоботообразным носом длиной три
фута”.
Однако до сравнительно недавнего времени уровень знаний о Вселенной,
ее масштабах, о природе образующих ее объектов был слишком низким,
чтобы уверенно сказать ”да” или ’’нет”.
Современная наука пришла к выводу, что планетных систем во Все¬
147

ленной может быть великое множество. И вновь зазвучал вопрос: ”А где
же те самые?”
Если говорить о путях установления ”контактов” с внеземными циви¬
лизациями, то самое перспективное направление, как считают ученые, -
это попытка приема радиосигнала от них. Уже сейчас развитие радиофизики и
радиоастрономии достигло такого уровня, что мы можем вести поиск со¬
седей. И ведем. Астрономы многих стран ’’прослушивают” космос с по¬
мощью чувствительных и мощных радиотелескопов в надежде перехватить
сигнал, посланный из далеких миров.
16 ноября 1974 года из обсерватории Аресибо (остров Пуэрто-Рико)
был послан радиосигнал, адресованный гипотетическим обитателям другой
планеты. Мощный импульс унес в глубины космоса закодированную инфор¬
мацию о нашей Земле, ее истории и самом человеке. Радиосигнал был
направлен в сторону звездного скопления, находящегося на краю Млечного
Пути. Полагают, что среди ’’сгустка” из 300 000 звезд должна быть по край¬
ней мере одна с достаточно развитой цивилизацией.
Тему можно развить и дальше, но прежде несколько цифр для иллю¬
страции. Следуя со скоростью света, сигнал достигнет цели через 24 тысячи
лет. Если ответ последует незамедлительно, сколько же времени уйдет
на обратное путешествие ’’звездной депеши”. Многовато!
А если в дальний рейс ушел космический корабль со многими пасса¬
жирами на борту (путешествие может продлиться в течение жизни несколь¬
ких поколений), то для разгона его лишь до половины скорости света необ¬
ходимо столь огромное количество энергии, которого хватило бы для
такой страны, как США, на несколько столетий (!). А теперь вопрос к чита¬
телю: ’’Как вы представляете себе корабль, совершивший столь дальнее
путешествие?”
Но как же объяснить эти таинственные летающие и плавающие пред¬
меты? Ведь имеется в общем немало свидетельств того, что действительно
наблюдались какие-то странные и загадочные явления. Более того, неожи¬
данные явления появляются даже чаще, чем мы предполагаем. Я сам не раз
видел ’’чудеса”. Помню один из стартов на Байконуре. Разорвав густую
темноту неба, осветив заснувшую степь, ракета ушла ввысь. На землю снова
спустилась ночь. Яркий крест от работающих ’’боковушек” казался чем-
то фантастическим. И вдруг в черном небе высветилась огромная белая
колонна. Это солнце нового дня встретило космическую ракету.
На околоземных орбитах находится множество рукотворных небесных
тел. Ежедневно в плотных слоях атмосферы сгорают ’’фрагменты” косми¬
ческой техники — ступени ракет, переходные отсеки, люки, баллоны... По¬
рой их ’’кончина” выглядит весьма эффектно. Необычный, удивительно
причудливый вид могут иметь следы инверсии от ракет и самолетов, под¬
свеченные Луной или Солнцем. Пульсирующие полярные сияния хотя порой
чем-то и похожи на ’’сигналы пришельцев”, но к инопланетянам никакого
отношения не имеют.
Знаком я и с множеством других сообщений: о ’’петрозаводском чу¬
148

де” (1977 г.), ’’минском варианте” (1985 г.) и т.д. Почти каждое из этих
необычных явлений имеет объяснение. В одном случае это могло быть отра¬
жение света в капельках атмосферной влаги, преломления лучей в ледяных
кристаллах и даже в самом воздухе. В другом — ’’отблески” ложных солнц,
плазменные свечения, шаровые молнии...
Образ ’’тарелки” рождают шары-зонды, причудливые формы облаков.
Известны случаи, когда пилоты воздушных лайнеров начинали маневри¬
ровать, чтобы избежать столкновения с предметом, который оказывался
метеоритом, промелькнувшим где-то в сотне километров от самолета...
Сегодня точно установлено, что причиной появления кораблей-приз¬
раков был радиомираж. Радиоволны, как и световые, подвержены прелом¬
лению. Что касается капитана Томаса Ф. Мантела, то расследование показало,
что в погоне за шаром-зондом он потерял сознание от недостатка кислорода
и умер от удушья еще до того, как самолет упал на землю.
’’Петрозаводское чудо” было запуском ракеты, которая несла спут¬
ник ”Космос-955”,,.
А сколько разговоров было о ’’светящихся объектах” с ’’хвостами”
и ’’иллюминаторами”, которые вдруг появлялись и столь же быстро ис¬
чезали. Чаще других эти ’’корабли пришельцев” встречали авиаторы. Видели
их летчики над Кустанаем и недалеко от Риги на высоте девяти-десяти кило¬
метров. Рассказывают, что под Рязанью ’’светящийся объект” шел на парал¬
лельном курсе с группой самолетов, а затем резко, почти вертикально,
взмыл вверх и удалился в северо-восточном направлении. Историю добав¬
ляют сообщением о прекращении в этот момент радиосвязи между само¬
летами. Позднее же пришло объяснение: химилюминесцентный эффект,
или выделение света при химических реакциях.
Кстати, в этом, по-видимому, и причина гибели в районе Бермудского
треугольника пяти американских торпедоносцев ’’Эвенджер” и большой
летающей лодки ’’Мартин Маринер”, посланной им на помощь. Случай этот
имел место в 1945 году. Тогда его окрестили ’’величайшей тайной в исто¬
рии мировой авиации”. Сначала потеряли связь с ’’Эвенджерами”, а когда к
месту их предполагаемого нахождения приблизился ’’Маринер”, с ним
тоже прекратилась связь.
Почему винят химилюминесценцию? Да потому, что химилюминесцен-
тные вещества далеко не безвредны и могут вызвать наркотическое
воздействие,
Мне много раз доводилось беседовать с советскими космонавтами,
да и американскими астронавтами тоже. У тех, кто побывал на разных
орбитах, участвовал в длительных рейсах за пределами Земли, совершал
полеты к Луне, разговоры о пришельцах вызывали лишь иронические
улыбки.
Говорят... Я снова вспоминаю беседу с академиком И.М. Фран¬
ком. И его слова:
- Так называемые ’’тайны” природы неисчислимы. Сколько ни откры¬
вай их, все равно не исчерпаешь до дна. Ведь буквально каждое объяснен¬
149

ное наукой явление открывает нам глаза на десятки новых, необъяснимых
на сегодняшний день. Пока необъяснимых!.. И прав был мудрый Платон
восклицая: ’’Истина одна, заблуждений много”,.,
У каждого чуда есть своя биография. И чем больше мы верим в нау¬
ку, тем меньше придаем значение слухам и суевериям. И тогда самое, каза¬
лось бы, невероятное оказывается наиболее логичным. К этой логичности
приводят знания.
Астрономы и астрофизики считают, что создание все более совершен¬
ной техники исследований обнадеживает. Они полагают, что к концу сто¬
летия мы должны обнаружить другие планетные системы или убедиться,
что их образование является очень редким событием. В любом случае мы
приблизимся к ответу на вопрос, одиноки ли мы во Вселенной.
150

НИЕ НА НЕИЗВЕСТНОСТЬ
Эти названия уже встречались в нашем повествовании. Так называ¬
ются космические лаборатории, которые несут свою вахту над планетой.
Собираемые ими сведения не только уникальны, но и чрезвычайно важны.
Расшифровывая телеметрическую информацию, поступающую на Землю
от этих тружеников науки, мы еще и еще раз убедились, что за кажущейся
неизменностью звездного неба скрывается весьма бурная жизнь космоса.
151

Важную миссию по сбору интересующей нас информации выполняла
автоматическая космическая станция ”Прогноз-9”, на борту которой уста¬
новлен высокочувствительный радиотелескоп. На протяжении длительного
времени с периодичностью один раз в четверо суток станция ’’сбрасывала”
на антенны наземных измерительных пунктов страны радиоснимки раз¬
личных областей Вселенной.
В этом эксперименте многое было необычным. ”Прогноз-9” работал
на сильно вытянутой орбите: перигей около 1000 и апогей примерно
700 000 километров. Это сделано для того, чтобы тепловое воздействие
и радиопомехи со стороны Солнца и Земли были предельно малыми. Пе¬
риод обращения станции по орбите около месяца. Кроме того, она еще
вращается вокруг собственной оси, направленной на Солнце, с периодом
две минуты.
Установленный на ”Прогнозе-9” радиотелескоп, работающий на
волне восемь миллиметров, снабжен двумя антеннами. Одна — рупорная,
ориентирована вдоль оси вращения станции и принимает излучение, которое
идет от ’’антисолнечного” направления. Другая - рупорно-параболическая.
Эта антенна вращается вместе со станцией и принимает излучение с на¬
правлений, перпендикулярных оси ее вращения. Обе антенны поочередно
подключаются к измерительному приемнику. На его выходе появляется
сигнал, пропорциональный разности температур излучения, принимаемый
антеннами.
Таким образом, раз в секунду делался радиоснимок области Вселен¬
ной с угловым разрешением пять градусов. А поскольку станция вращается,
она делала поочередно тысячи снимков каждого кольца небесной сферы.
При этом программа была составлена так, что ось космической станции
периодически поворачивалась на несколько градусов. В итоге за полгода
работы на Землю была передана радиояркостная карта всей небесной
сферы.
Если эту задачу попытаться решить с Земли, скажем, с помощью высот¬
ных самолетов-лабораторий, то потребовалось бы 250 лет! Но особенность
эксперимента не только в этом. Конструкторам удалось создать радио¬
телескоп рекордной на сегодня чувствительности, Она позволяет измерить
радиояркостный контраст двух точек небесной сферы, составляющий
десятитысячные доли градуса. Достигнуто это использованием высоко¬
чувствительного параметрического усилителя с уникальным полупро¬
водниковым генератором. Однако и такая чувствительность не предел.
Уже сейчас, считают создатели этой аппаратуры, есть возможность
значительно повысить характеристики инструмента.
Ну, а результаты исследований? Радиотелескоп ”Прогноза-9” фикси¬
ровал сохранившееся до наших дней со времени Большого Взрыва радио¬
излучение, получившего название реликтового, то есть очень древнего.
Расшифровка снимков позволит ученым ’’заглянуть” на 15 миллиардов
лет назад и вести прямые измерения фундаментальных характеристик Все¬
ленной.
152

Автоматическая станция ’’Астрон” — первый советский астроно¬
мический спутник — имеет высокочастотную систему ориентации,
Это предпочтительней, чем наведение телескопа вручную с пилотируе¬
мой орбитальной станции. Ведь на ’’Салюте” даже движения космонавтов,
не говоря о работе многочисленных приборов, ухудшают точность наблю¬
дения.
Кроме того, рентгеновским телескопам мешают радиационные пояса
Земли, ’’населенные” энергичными заряженными частицами. Поэтому ”Аст-
рону” потребовалась особая, весьма вытянутая орбита: максимальное
расстояние от Земли 200 тысяч километров, минимальное — около двух ты¬
сяч, период обращения - четверо суток. Благодаря этому спутник-астро-
ном на каждом витке более трех суток находится в благоприятных для
рентгеновского комплекса условиях.
Рентгеновский спектрометр ’’Астрона” — это два детектора полезной
площадью около двух тысяч квадратных сантиметров. Он регистрирует
время прилета и энергию каждого фотона. Разрешающее время детекторов
составляет две с половиной тысячных секунды. Таким образом, за не¬
сколько часов измерения аппаратура способна зареп стрировать изменение
источника в громадном диапазоне — от часа до десятке миллисекунд.
Диаметр установленного на ’’Астроне” ультрафиолетового телескопа —
80 сантиметров. Это - крупный для летающих лабораторий инструмент.
Благодаря конструктивным особенностям эффективная собирающая по¬
верхность его зеркала на 40 процентов больше, чем у самого крупного
ультрафиолетового телескопа из трудившихся до сих пор на орбите.
Трудно перечислить все то, что сделано ’’Астроном”. Только за
первые четыре года работы астрофизической станции с ней было проведено
более 50 сеансов связи. За каждый такой сеанс Земля получала данные
о более 80 тысячах измерений, проводимых с орбиты. С ’’Астрона” наблю¬
дался быстрый ’’бастер” в моменты затмения Луной. Это позволяло опре¬
делять его точные координаты на небесной сфере. Ученые получили возмож¬
ность отождествить рентгеновский источник с одной из звезд, наблюдае¬
мых в оптическом диапазоне. Интересные сведения собраны о пульсаре
в созвездии Геркулеса. Этот феномен вдруг ’’замолчал”. Одно из объясне¬
ний этому редкому явлению специалисты видят в уменьшении широты
луча пульсара.
’’Астрон” вел систематические наблюдения за кометой Галлея. Были
получены сотни спектров, определен молекулярный состав кометы, темп
потери массы в зависимости от расстояния между кометой и Солнцем. Важ¬
ное место в программе исследований занимали наблюдения за нестационар¬
ными звездами. Ученым удалось выполнить и довольно сложный экспери¬
мент по изучению вспыхивающих звезд. Все это имеет большое значение для
построения теории звездных вспышек.
31 марта 1987 года мощная ракета-носитель ’’Протон” вывела на около¬
земную орбиту принципиально новый космический аппарат — первый спе¬
циализированный модуль ’’Квант”. Он предназначен для ’’наращивания”
153

научной станции ’’Мир” и выполнения астрофизических и других научных
исследований по широкой международной программе. Начальная масса
модуля со служебным блоком составляет 20,6 тонны. Через пять суток он
состыковался с ’’Миром”. Первыми космонавтами, которым предстояло
подготовить модуль к работе и начать исследования, стали Юрий Романен¬
ко и Александр Лавейкин.
О модулях, которые откроют новуд) главу в пилотируемой космонав¬
тике, впервые заговорили после старта ’’Мира”. Ведь от всех своих пред¬
шественниц эта станция отличается именно тем, что ее можно ’’достраивіать”
прямо на орбите в зависимости от целей экспедиции. Добиться этого позво¬
ляет один из двух ее основных отсеков, имеющий шаровидную форму,
с пятью стыковочными узлами. На них в ходе полета можно ’’навешивать”
различные специализированные модули. Шестой стыковочный узел распо¬
ложен на корме базового блока. Именно к нему и пристыковался первый
космический модуль. Что же он собой представляет?
Начну с того, что этот летательный аппарат выведен на орбиту вместе
с ’’буксиром” — служебным блоком, который после стыковки ’’Кванта”
со станцией был отделен. Масса модуля в составе комплекса - 11 тонн,
длина — 5,8 метра, максимальный диаметр корпуса — 4,15 метра. ’’Квант”
состоит из лабораторного отсека с переходной камерой и отсека научных
приборов. Первый отсек и камера — это герметическая конструкция объе¬
мом 40 кубических метров. Научный отсек негерметичен. На модуле раз¬
мещено полторы тонны научных приборов и более двух с половиной тонн
оборудования для расширения возможностей станции.
В лабораторном отсеке — удобном и просторном — размещается основ¬
ное научное оборудование. Оно компонуется в приборной зоне, которая
отделена от центральной жилой зоны декоративными панелями. Внутри от¬
сека находятся приборы и агрегаты систем управления бортовым комп¬
лексом, комплексами управления движением, сближения и стыковки,
бортовых измерений, обеспечения газового состава, теплового режима...
Здесь же установлены приборы комплексной радиотехнической системы,
системы телефонно-телеграфной связи, телевизионной аппаратуры.
Для работы с исследовательскими приборами и наблюдений преду¬
смотрены два иллюминатора. Первый, диаметром 43 сантиметра, предна¬
значен для установки оптического визира. На втором, диаметром 22,8 сан¬
тиметра, установлен визуальный прибор астроориентации, то есть ориента¬
ции по звездам.
Еще два иллюминатора, диаметром восемь сантиметров, расположены
в переходной камере и предназначены для визуальных наблюдений. Здесь же
расположена шлюзовая камера для обслуживания ультрафиолетового
телескопа ’Тлазар”, созданного учеными Бюраканской обсерватории при
участии специалистов Швейцарии, а также пульт управления им.
И, наконец, — отсек научных приборов. Он опоясывает переходную
камеру. Эта часть модуля предназначена для размещения научной аппарату¬
ры, а также приборов и агрегатов, работающих в условиях открытого кос¬
154

моса. Здесь разместились международная орбитальная обсерватория ’’Рент¬
ген” массой 800 килограммов, включающая телескоп-спектрометр жесткого
рентгеновского излучения ’’Пульсар Х-1”, сцинтилляционный телескоп-
спектрометр высоких энергий ’’Фосвич”, телескоп с так называемой тене¬
вой маской, а также газовый сцинтилляционный пропорциональный спектро¬
метр ”Сирень-2”. В создании этой уникальной обсерватории наряду с со¬
ветскими учеными участвовали специалисты Великобритании, Нидерлан¬
дов, ФРГ и Европейского космического агентства. В этом же отсеке смон¬
тирован телескоп ’Тлазар”, а также автоматизированная электрофоретичес¬
кая установка ’’Светлана” для биотехнологических экспериментов.
Член-корреспондент АН СССР Р.А. Сюняев, руководитель научной про¬
граммы, выполняемой с помощью оборудования модуля ’’Квант”, так оха¬
рактеризовал эти исследования:
— Человеческий глаз воспринимает электромагнитное излучение в очень
узком диапазоне. Длины волн фотонов на верхней и нижней границах чувст¬
вительности отличаются всего в два раза. А какое многоцветье предстанет
нашим взорам! Для диапазонов волн, регистрируемых приборами обсер¬
ватории ’Тентген”, это отношение составляет 650 раз.,.
Готовится к старту еще одна космическая обсерватория - ’Тамма-1”,
которая оснащена советско-французским гамма-телескопом, самым боль¬
шим из тех, которые когда-либо поднимались в космос. Существует проект
’’Радиоастрон”, в котором участвуют ученые Европы, Австралии и США.
Его замысел таков: вместе с телескопом, выведенным на орбиту, будут
работать все крупнейшие радиотелескопы мира.
Ну, а кто же те другие, которые не вошли в название этой главы? Это
уже упоминавшиеся космические лаборатории ’’Электрон” и ’’Протон”,
спутники серии ’’Космос” и ’’Интеркосмос”. Это приборы Саянской об¬
серватории. Там, в урочище Бадар, что в двухстах километрах юго-запад¬
нее Иркутска, расположен гигантский ’’крест”, состоящий из множества
чашеобразных антенн, В каждом луче ’’креста” их по 128, всего — 256.
И все эти сложнейшие и чуткие приборы работают согласованно и надежно.
Мне довелось встречаться с научным руководителем проекта этого
уникального инструмента (телескоп считается одним из высочайших до¬
стижений отечественной науки и техники) членом-корреспондентом
АН СССР Александром Александровичем Пистолькорсом и слышать много
интересного о самом солнечном радиотелескопе и тех научных исследова¬
ниях, которые проводятся с помощью этого инструмента. Запомнилась
и реплика ученого относительно ’’озвученности” космоса:
”А ты, всю Вселенную видя воочию, неужто не слышишь ее язы¬
ка?”
Свои научные заслуги у знаменитого УТР-2 — Украинского Т-образного
радиотелескопа, что находится неподалеку от Харькова. Его антенное уст¬
ройство также напоминает крест, состоящий из 2040 вибраторов. Эта ’’пау¬
тина” причудливой конструкции повисла над землей и протянулась на два
километра в одну сторону и на километр — в другую. С помощью УТР-2
155

изучают галактические и внегалактические источники радиоволн, межзвезд¬
ную среду, Солнце, Юпитер, Венеру...
Этот инструмент познания важен сам по себе. И ’’умеет” он многое.
Но астрофизикам хочется большего. Вот и задуман новый проект: система
из пяти радиотелескопов, работающая как одно гигантское ’’радиоухо”.
УТР-2 будет сердцем этой системы, а во Львове, под Полтавой, в Готваль¬
де и Одессе возведены дополнительные радиотелескопы. Объединенный
инструмент раскинется на тысячу километров. Поразительно, не прав¬
да ли!
Статус одной из крупнейших в мире приобрела установка ШАЛ (широ¬
ких атмосферных ливней), принадлежащая Институту космофизических
исследований и аэрономии (ИКФиА) Якутского филиала Сибирского
отделения АН СССР. Более тысячи датчиков, автоматических станций, детек¬
торов, мониторов, расположенных на площади 18 квадратных километров,
передают информацию на центральный пульт установки. Приборы не толь¬
ко фиксируют ливень частиц, несущих различные сведения из Вселенной,
но и определяют его параметры. Светящиеся точки на экране - индикаторе
показывают размер ливня. Весь сложный комплекс пульта установки, осна¬
щенный современной аппаратурой, подсчитывает, анализирует, запоминает.
Мировую известность приобрел Дубненский (Объединенный институт
ядерных исследований в г. Дубне под Москвой) синхрофазатрон, ставший
первым ускорителем, на котором по инициативе академика А.М. Балдина
было положено начало новому крупному научном направлению — реля¬
тивистской ядерной физике. Релятивистская ядерная физика дает возмож¬
ности исследовать не только поведение ядерной материи на малых меж¬
нуклонных расстояниях и при экстремальных условиях (высокие давле¬
ние и температура), но и изучать так называемую кварк-глюонную плазму.
На этой установке впервые в мире ускорены изотопы лития-6 и ли¬
тия-7, магния-24, фтора-19, кремния-28. Лазерный источник ионов нового
типа позволил в сто раз увеличить интенсивность пучка релятивистских ядер
углерода. Успешный запуск на синхрофазатроне уникального источника
поляризованных нейтронов ’’Полярис” открыл новые широкие возможности
для исследования в области сильных и слабых взаимодействий.
Интересные исследования на ускорительных установках Дубны про¬
водятся по синтезу тяжелых и сверхтяжелых элементов, изучению их
свойств, познанию механизма взаимодействия сложных ядер. На интен¬
сивных пучках ионов изохронного циклотрона У-400 проведены экспери¬
менты по синтезу новых изотопов элементов от 106-го до 110-го вклю¬
чительно с рекордной чувствительностью вплоть до 10“32 см2. К уни¬
кальным инструментам познания относится и мощный импульсный реак¬
тор периодического действия на быстрых нейтронах — ИБР-2.
В перспективе развития ускорительной базы ОИЯИ — тандем-цикло-
трон, с помощью которого можно будет получать пучки практически всех
элементов периодической системы в диапазоне энергий 20—120 МэВ (нук¬
лон с интенсивностью ІО11 — ІО13 частиц в секунду). Большие надежды
156

связывают ученые и с созданием мощного ускорителя электронов ЛИУ-30.
Это позволит Объединенному институту в Дубне стать крупнейшим центром
исследований по нейтронной физике, способным выполнять практически
любые эксперименты с нейтронным излучением в широком диапазоне энер¬
гий: от ІО-7 до ІО7 эВ.
В Новосибирском институте ядерной физики, где в свое время ака¬
демик Г.И. Будкер предложил идею ускорения и столкновения встречных
пучков, одну из самых плодотворных в ускорительной технике, ведутся
работы над проектом ’’прибора”, в котором встречные пучки электронов
формируются и разгоняются уже не в кольце, а в линейном ускорителе.
Расчеты показывают, что при таком методе столкновение пучков происхо¬
дит с эффективными энергиями, гораздо большими, чем энергия каждого
из пучков при столкновении с неподвижными мишенями.
Представьте себе, что вы едете в автомобиле со скоростью 80 кило¬
метров в час. Навстречу мчится автомобиль с такой же скоростью. Когда
машины встретятся, вам будет казаться, что встречный транспорт идет со
скоростью в два раза большей, чем на самом деле. Но все эти рассуждения
пригодны лишь для явлений макромира. В микромире, где скорости частиц
очень велики и могут приближаться к скорости света, закон сложения ско¬
ростей иной. Пользуясь этим законом, можно рассчитать, что если в коль¬
це ускорителя два пучка частиц разгоняются в противоположных направ¬
лениях, скажем, до энергий 30 ГэВ, то столкнутся они так, как если бы
один из пучков покоился, а другой налетел на него с энергией свыше
1800 ГэВ!
Один аспект ядерных столкновений при высоких энергиях делает их
особенно многообещающими для космологических исследований. Огромная
скорость, с которой тяжелое ядро, имеющее большую энергию, отдает ее
ядру-мишени, означает, что ядро-мишень можно нагреть до температуры,
весьма близкой к той, которую имела Вселенная в течение очень корот¬
кого периода времени после Большого Взрыва. Таких температур нельзя
достичь, бомбардируя тяжелые ядра пучками электронов или протонов.
Эти легкие частицы будут терять лишь малую часть их полной кинетической
энергии, пролетая даже сквозь самые тяжелые ядра. Напротив, в централь¬
ном столкновении, скажем, двух атомов урана ядро-снаряд может остано¬
виться, отдав всю свою кинетическую энергию.
Проникновение в области все более высоких энергий может привести
к совершенно неожиданным результатам. Здесь вновь уместно сравнить
ускоритель частиц с микроскопом: разве мог знать его создатель Левенгук,
что с помощью придуманного им прибора откроется новый, неизвестный
мир, будет открыто строение клетки — основы живого организма, будет
открыт мир полезных и болезнетворных бактерий и многое другое!
Переходя к изучению материи на очень малых интервалах пространст¬
ва и времени, мы не можем быть уверены в том, что на этих ’’отрезках”
сохранятся существующие представления о системе ’’пространство — время”.
Вот почему столь упорно ученые стремятся заглянуть за новый горизонт.
157

Наука хочет рассмотреть детали пространства - времени на расстояниях,
столь малых по сравнению с размерами частиц, насколько сами частицы
меньше Солнца, На этих расстояниях, считают физики, начинает играть
существенную роль так называемый гравитационный дефект энергии, ском¬
пенсированный собственным гравитационным полем.
А дальше? Существующие сегодня теории позволяют описывать модели
материи, пространства и времени только до ’’планковских длин” — допу¬
стимого предела современного знания: то есть до того уровня, на котором
еще вырисовываются какие-то понятия. В дальнейшем, вероятно, потребуют¬
ся принципиально новые идеи.
Макромир, микромир... Где граница, отделяющая один от другого?
Дело тут, очевидно, не в простом различии масштабов, а в стоящей за этим
количественным различием какой-то качественной разнице.
Во время первого полета человека на Луну в 1969 году экипаж косми¬
ческого корабля ”Аполлон-П” сообщил о любопытном явлении. Когда
астронавты, укладываясь спать, закрывали глаза, они видели случайные то¬
чечные световые вспышки. На Земле вскоре догадались, что вспышки выз¬
ваны входящими в состав космических лучей тяжелыми атомными ядрами,
которые ударялись о космический корабль. Количество энергии, которое
каждое ядро передавало сетчатке глаза астронавта, было больше порога
стимуляции светочувствительных клеток сетчатки.
Вскоре после полета это предположение проверили. Эдвин М. Мак¬
Миллан, директор лаборатории высоких энергий Калифорнийского уни¬
верситета в Беркли, вызвался подставить голову под пучок тяжелых ядер
большой энергии, но имеющих малую интенсивность. Он увидел
такие же вспышки, как и астронавты.
С тех rtop в столкновении ядер высокий энергии были обнаружены яв¬
ления, объяснить которые оказалось гораздо труднее. Например, в резуль¬
тате столкновений возникают объекты, названные аномалонами. Это
ядерные фрагменты, которые испытывают новое столкновение, пролетев
удивительно короткое расстояние. Иногда в столкновениях ’’прогляды¬
вают” истоки сил, связывающих нуклоны (протоны и нейтроны) в ядре.
Полагают, что это проявляется активность тех самых кварков, которые
введены теоретиками как составные части протонов и нейтронов. Вполне
вероятно, что при экстремальных температурах и давлениях, которые
возникают при столкновениях ядер высокой энергии, будут образовываться
новые состояния ядерного вещества, подобные тем, что существовали, когда
возраст Вселенной исчислялся миллионными долями секунды.
А вот еще одна загадка сегодняшней астрофизики. О ней рассказал,
журнал ’’Попьюлар сайенс”. Радиоастрономы Массачусетского технологи¬
ческого института с помощью компьютера получили изображение квазара
ЗС 279, расположенного на краю видимой Вселенной. Через год съемку
и синтезирование изображения с помощью ЭВМ повторили, Сопоставляя
’’картинки”, которые разделяет всего лишь один год, астрономы увидели,
что пятно ’’расплывается”. Если воспользоваться принятой оценкой рассто¬
158

яния от Земли до этого объекта, получалось, что части его разлетаются со
скоростью, в пятъ—десять раз большей, чем скорость света. По нашим со¬
временным представлениям этого не может быть, ибо противоречит обще¬
принятой теории относительности. Однако измерения, выполненные в те¬
чение более чем пяти лет с использованием высокочувствительных прибо¬
ров, подтвердили существование явления, названного астрофизиками
сверхсветовым расширением.
Как совместить это с положениями теории относительности, хорошо про¬
веренной и ставшей инженерной наукой? Ответ на этот вопрос еще пред¬
стоит получить. Пока лишь заметим, что человеческий ум устроен так, что
с трудом признает научные истины, если они сформулированы как запреты.
Но он и не отвергает результаты экспериментов.
Высказывается мнение, что в квазарах происходит нечто необъясни¬
мое. Несмотря на столь большое красное смещение, эти объекты в дейст¬
вительности гораздо ближе, чем считается. Это решило бы не только пробле¬
му сверхсветового расширения, но и дало бы ответ на вопрос, откуда берет¬
ся огромная энергия, выбрасываемая квазаром.
А что такое вакуум? За всю историю человеческой мысли не было
проблемы более фантастической и гипнотизирующей, на разгадку которой
было бы затрачено столько интеллектуальных усилий, чем проблема при¬
роды мирового эфира, той субстанции, которой заполнено космическое
пространство. В разные периоды эта мировая среда называлась по-разному,
в наше время за ней утвердилось название ’’физический вакуум”.
Три тысячи лет назад человечество сделало первый шаг к познанию
вакуума. Об эфире много спорили, часто забывали, но потом возвращались
вновь. За последние годы сделан принципиальный и важный шаг в понимании
структуры вакуума, в том числе его энергии. Оказалось,энергия вакуума
имеет физический смысл, что существуют системы энергетических уровней,
которые могут быть разделены даже пространственно.
Экспериментальное доказательство реальности вакуума породило есте¬
ственный вопрос: может ли вакуум служить источником энергии? Есть
предположение, что так оно и будет. Ученые утверждают, что интенсивность
энергии вакуума даже на близко лежащих уровнях превосходит ядерную,
а интенсивность гравитационного уровня бесконечна. Если человечество
откроет и сумеет использовать вакуумную энергию, оно обретет поистине
космическое могущество.
И еще вопрос, который волнует всех: ’’Какой будет дальнейшая судьба
Вселенной?” Путь к ответу на него может быть труднее, чем полагают неко¬
торые оптимисты. Он может быть скрыт в тех явлениях, которые еще не
регистрируются, несмотря на хитроумие современных инструментов.
Усилия теоретиков вдохновляются новейшей теорией ’’раздувающейся”
Вселенной. Развивая концепцию Большого Взрыва, эта теория предполагает,
что в первую долю микросекунды Вселенная расширялась чрезвычайно
быстро, а затем скорость расширения уменьшилась. Она не только объяс¬
няет, как Вселенная эволюционировала до своего нынешнего состояния,
159

но и позволяет оценить среднюю плотность вещества в ней. Теория ’’разду¬
вающейся” Вселенной связана с концепцией так называемой суперграви¬
тации. Последняя представляет собой попытку доказать, что основные
силы Вселенной - электромагнетизм, гравитация, силы, связывающие час¬
тицы в ядрах атомов, и слабое взаимодействие, вызывающее радиоактивный
распад, — это по существу разные проявления одного и того же фундамен¬
тального взаимодействия. Эксперименты подтвердили наличие связи между
электромагнетизмом и слабым взаимодействием. Теперь физики приходят
к выводу, что при Большом Взрыве должен был возникнуть целый набор
’’темных” элементарных частиц. Теоретики уже дали им названия - фотино,
аксионы и гравитино. Вполне возможно, что именно они-то и ’’правят”
Вселенной!
Ученые очень хотели бы знать, сколько и какой массы недостает. Дело
в том, что существует так называемая ’’критическая” плотность вещества
во Вселенной — примерно три атома водорода на сто кубических санти¬
метров. Если реальная плотность окажется выше критической, то из теории
следует, что мы живем в замкнутом мире - сила тяготения в конечном счете
остановит расширение, начнется обратный процесс сжатия, стягивания в ’’точ¬
ку” до состояния первоначальной сингулярности. Но если плотность меньше
критической, то Вселенная ’’открыта” и в этом случае будет расширяться
вечно, превращаясь в нечто совершенно призрачное.
’’Сделать открытие, — сказал венгерский ученый, лауреат Нобелевской
премии Альберт Сент-Дьерди, - значит увидеть то, что все видят, и подумать
при этом то, что до сих пор никому в голову не приходило”.
Познавая окружающую нас природу, пытливые умы не довольствуются
лишь накоплением знаний. Для космической эры характерны и космические
замыслы. Не на последнем месте в их числе проект ’’Лунотрона”. Ускори¬
тель предлагается разместить на нескольких спутниках, вращающихся
вокруг Земли с помощью такой системы, полагают, можно было бы до¬
стигнуть огромной энергии — 100 000 000 МэВ. Серьезное преимущество
такой системы — отсутствие необходимости вакуумировать рабочее про¬
странство — ведь ’’Лунотрон” будет размещен вне атмосферы.
Физические исследования в космосе показали, что за счет поглощения
рентгеновского и ультрафиолетового излучения Солнца в ионосфере нашей
планеты непрерывно вырабатывается (генерируется) постоянный электри¬
ческий ток. Он течет вокруг Земли в западном направлении в области ее
экватора на удалении в несколько радиусов от поверхности планеты. Этот
ток существует, по-видимому, столько же, сколько существует сама наша
Земля. Коль скоро в ионосфере существует круговой электрический ток,
то можно сделать естественный вывод: в различных точках ионосферы
существует разность потенциалов. Она равна произведению напряженности
электрического поля на расстояние между этими точками.
Прямые измерения, выполненные с помощью геофизических ракет и
спутников, показали, что величина напряженности электрического поля
(направленной перпендикулярно магнитным силовым линиям) достигает
160

в ионосфере десятых долей вольта на метр. Следовательно, между точ¬
ками, расположенными в ионосфере на расстоянии нескольких тысяч кило¬
метров, разность потенциалов будет около одного миллиона вольт. При
увеличении расстояния между точками разность потенциалов соответст¬
венно увеличится. Здесь мы подходим к главному вопросу: как исполь¬
зовать эту разность потенциалов для осуществления полезной работы
на Земле? Кандидат технических наук П.Г. Полетавкин предложил новый
метод получения электроэнергии, который он назвал ’’Ионосферный МГД-
генератор”. Сегодня он может показаться фантастическим. Но ведь это
сегодня...
В литературе описаны проекты гравитационных двигателей, электро¬
магнитной защиты космических кораблей от радиации и метеоритов, сег¬
ментарных зеркальных телескопов огромных размеров, космическкх
опреснителей, фотоновых ракет, атомных двигателей для звездолетов,
’'пожирателей пространства” — вакуумных летательных аппаратов, нейт¬
ринной почты... Вправе ли мы сказать, что все они лишены смысла? Конечно,
нет! Ведь сколько пределов ни ставила природа перед человечеством, все
они рано или поздно преодолевались. Нельзя превысить скорость света,
зато, быть может, удастся найти какие-то более короткие пути в простран¬
стве, вне наших трех измерений и даже вне нашего времени?
Словом, самое интересное впереди.
- Изучение Вселенной, — говорит сотрудник Института космических
исследований АН СССР академик Р.З. Сагдеев, - один из самых благо¬
родных и смелых подвигов человеческого разума.
’’Если попытаться несколькими штрихами обрисовать нынешнюю ситу¬
ацию на тех участках огромного научного фронта, где ведет наступление
физика, то прежде всего, видимо, нужно вспомнить о физике высоких
энергий, — считает вице-президент Академии наук СССР академик Е.П. Ве¬
лихов. — Эта область сама по себе очень велика, главные ее интересы — глу¬
бины строения материи, физические законы микромира, структура ве¬
щества... Создается впечатление, что, углубляясь в микромир, мы видим
все меньше и меньше порядка. Но в последние годы выяснилось — сначала
это было установлено теоретически, а затем подтверждено в экспериментах
на ускорителях, - что на самом деле есть в микромире порядок и есть
совершенно определенная внутренняя, очень красивая, и, по существу, очень
простая симметрия — симметрия, которая привела к современной кван¬
товой модели строения элементарных частиц.... Астрофизика, физика
высоких энергий, как и ряд других направлений физики, - это, образно
говоря, передовые силы науки в ее наступлении на неизвестность”.
161

Итак, читатель, совершив вместе с автором экскурсию в научные центры
страны, где изучаются проблемы микро- и макромира, и познакомившись
с уникальными инструментами познания и некоторыми интересными и
драматическими событиями, происходящими во Вселенной и атоме, может
усомниться: все ли сказанное в книге ~ истина? Вопрос правомерен. Неко¬
торые положения пока еще остаются проблематичными и требуют дальней¬
шего подтверждения как теоретическими расчетами, так и результатами
наблюдений, И это не должно разочаровывать, ведь наука продолжает поиск
и ’’люди с факелами бегут дальше”.
162

И одна оговорка, необходимая для этого послесловия. Не следует ду¬
мать, что рассматриваемая тема как-то отдалена от наших земных нужд.
Все, о чем рассказано в книге, имеет самое непосредственное отношение
к нашему Солнцу, его планетам и, в частности, к Земле, а стало быть, и ко
всем нам, живущим на ней. Дело в том, что и наше дневное светило, и Земля,
и вся наша Галактика состоят из химических элементов, большая часть
которых, как полагают ученые, образовалась в недрах звезд в термоядер¬
ных реакциях и распыленных при вспышках Новых и Сверхновых. Да и
сама наша планетная система, а быть может, и сама жизнь, возникла, как
подозревает наука, под влиянием феномена Сверхновой, происшедшего
когда-то в звездных окрестностях нашего Солнца.
Стоим ли мы на грани новых фундаментальных открытий или пере¬
ворот в физике придется отложить — неизвестно. Так или иначе ’’жаркие”
и ’’бурные” события во Вселенной не могут не волновать нас, живущих
на Земле, ибо представляют огромный научный интерес. И в первую оче¬
редь потому, что по некоторым теориям подобные катаклизмы ’’обогаща¬
ют” межзвездное пространство тяжелыми элементами. А при достаточном
количестве таких элементов могут образовываться твердые планеты, подоб¬
ные Земле.
Какова практическая ценность этих открытий? Иногда тот же вопрос
звучит иначе: можно ли определить окупаемость фундаментальных иссле¬
дований? Отвечу: исследование структуры материи не только дало новый
источник энергии - ядерную энергию, но и явилось фундаментом совре¬
менной теоретической химии, физики твердого тела, оптики, астрофизики,
молекулярной биологии. Знание строения вещества и законов движения
микрочастиц позволяет создавать новые материалы — пластмассы, полу¬
проводники, диэлектрики ц сверхпроводники, без которых немыслимы
современные техника и промышленность. Вот почему открытия в области
астрофизики стали вехами научно-технической революции.
И еще один очень важный момент. Кто таков есть, кем по сущности
своей призван быть человек в историческом процессе и в космосе вообще, —
размышлять об этом невозможно, не вникая в самую сердцевину темы
человеческого творчества. Достаточно вспомнить, что люди несут объектив¬
но определенную меру ответственности за события истории, ибо они явля¬
ются не только действующими лицами (исполнителями), но еще также и
авторами (соавторами) своей собственной исторической драмы
(см. Маркс К., Энгельс Э. Соч, т. 4. С. 138).
С тех самых пор, как стала очевидной возможность использования
энергии атома для разрушения неслыханных масштабов, для уничтожения
всего живого на нашей планете, прогрессивные ученые всего мира стали
проявлять тревогу и озабоченность. Собственно говоря, тревога в их голо¬
се зазвучала задолго до того, как такая возможность стала реальной, до
ужасной трагедии Хиросимы и Нагасаки. Еще в 1920 году известный анг¬
лийский астроном Артур Эддингтон предупреждал: ’’Если мы действитель¬
но не ошибаемся, что именно субатомная (термоядерная) энергия синтеза
163

гелия полностью обеспечивает поддержание горения этих колоссальных
топок — звезд, то мы подошли, кажется, к осуществлению вековечной
мечты человечества - контролю над вечно спящей мощью природы, но
неизвестно ради чего: то ли для вечного процветания, то ли для самоубийст¬
ва человеческой расы”.
Выдающийся советский ученый, основатель отечественной атомной
промышленности и руководитель программы создания атомного оружия
Игорь Васильевич Курчатов оставил нам как завещание прекрасные слова
о термоядерной проблеме: ’’Нам, советским ученым, хотелось бы работать
над разрешением этой важнейшей для человечества научной проблемой вмес¬
те с учеными всех стран мира, в том числе и с учеными Америки, научные
и технические достижения которых мы высоко ценим. Для того чтобы это
стало возможным, нужно только одно - чтобы правительство США приняло
предложение Советского Союза о запрещении применения атомного и водо¬
родного оружия, за что неустанно борется наша партия”.
Эти слова были произнесены в 1956 году. Прошло более тридцати лет,
но призыв Курчатова не потерял своей актуальности. На планете людей,
которую первый космонавт Земли Юрий Гагарин назвал ’’голубой”, и сейчас
нет важнее проблемы, чем предотвращение ядерной войны.
Люди и атомы... Люди и звезды...
Человек продолжает карабкаться на вершину знаний. И то, над чем
сегодня бьется его пытливый ум, завтра может стать источником невидан¬
ных практических результатов. Но каждый следующий шаг познания, в
свою очередь, требует новых средств, новой техники, новых смелых
поисков.
Ученые шутят: ’’Здание современной физики, возможно, не разрушится,
но потребует существенной реставрации и ремонта. Пока еще есть надежды
обойтись средствами для создания полной теории взаимодействия”.
Какие это средства. Вопрос очень сложный. Микрофизика вторгается
в макромир, и сами понятия ’’микро” и ’’макро” при высоких энергиях
уже теряют свой смысл... Впрочем, сейчас вряд ли кто-нибудь из физиков
отважится рассуждать на эту тему.
Творение художника, скульптора или писателя должно быть доступно
в принципе всем,.или, во всяком случае, широкой аудиторий. Открытия
и суждения физика-теоретика способны по достоинству оценить лишь его
коллеги, узкий круг профессионалов.
Заканчивая книгу, автор мог бы придумать и что-либо другое в свое
оправдание. Но если читателям удастся ощутить не только эмоциональное
состояние возбуждения от удивительности окружающего нас мира, войти
в атмосферу увлекательных поисков, интереснейших находок, а порой и
горьких разочарований, автор вправе считать свою задачу выполненной.
Конечно же, книга неполна, и автор привел лишь очень упрощенную
картину, стремясь выделить и подчеркнуть наиболее существенные тен¬
денции. Нелегко угнаться за событиями в науке. При нынешнем бурном раз¬
витии различных областей физики очень быстро устаревают и опрокидыва¬
164

ются вчерашние догадки и прогнозы. И все-таки автор рискнул взять на
себя смелость перекинуть мосты сквозь время.
У поэта В. Шефнера есть стихотворение ”Миг”, а в нем такие строки:
Не привыкайте к чудесам, -
Дивитесь им, дивитесь!
Не привыкайте к небесам,
Глазами к ним тянитесь.
За мигом миг, за шагом шаг
Впадайте в изумление.
Все будет так - и все не так
Через одно мгновение.
— Привычный путь познания, — говорит доктор физико-математических
наук профессор М.И. Каганов, — от большого к малому, от целого к части, —
по-видимому, еще не исчерпал себя. Кварки (еще недавно гипотетические,
а теперь совершенно реальные части нуклонов и мезонов), их свойства,
способность взаимодействовать друг с другом служат в настоящее время
основой для объяснения свойств протонов, нейтронов, мезонов. Пирамида,
обращенная внутрь (матрешки, вложенные друг в друга), можно думать,
еще недостроена.
Возможно, пирамиду вовсе нельзя достроить: проникновение в глубь
’’элементарной” частицы сопровождается рождением множества частиц,
не менее и не более ’’элементарных”, чем изучаемая. Понятие ’’отдельная”
частица, как оказалось, имеет весьма ограниченный смысл. При определении
свойств ’’отдельной” (то есть, казалось бы, изолированной?!) частицы возни¬
кает необходимость исследовать ее взаимодействие с окружающим ее физи¬
ческим вакуумом, способным порождать частицы, как совпадающие с иссле¬
дуемой, так и совсем другие. А главное: одна частица в определенных усло¬
виях ведет себя как сгусток материи, порождающий много частиц, и эти
’’много” объясняют поведение одной. Как тут быть?..
Впрочем, стоп. Мы возвращаемся на круги своя, а эта короткая глава
задумана как эпилог. Именно эпилог, хотя он мог бы стать прологом к даль¬
нейшему путешествию в увлекательный мир науки.
Перед тем как поставить точку, хочу сказать: ко всем названным здесь
астрофизическим и просто физическим процессам приковано сейчас внима¬
ние ученых самых различных отраслей знаний, в том числе и биологов, и
геологов, и материаловедов, и многих других земных специальностей. Наука
о мире сверхмалого и сверхбольшого помогает им перебросить мосты сквозь
время: из прошлого — в настоящее, из настоящего - в будущее.
165

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Амнуэль П.Р. Сверхновые. М.: Знание, 1981
2.	Вайскопар В. Наука и удивительное. М.: Наука, 1965
3.	Дубовой Э.И. По следам невидимок. М.: Знание, 1985
4.	Зильдович Я.Б., Новиков И.Д. Строение и эволюция Вселенной. М.: Наука,
1975
5.	Каганов М.И. Микро... и макро... М.: Знание, 1986
6.	Китайгородский А.И. Фотоны и ядра. М.: Наука, 1982
7.	Кузнецов Б.Г. Этюды об Эйнштейне. М.: Наука, 1970
8.	Линдер Г. Картины современной физики. М.; Мир, 1977
9.	Марков М.А. О природе материи. М.: Наука, 1976
10.	Мухин К.Н. Занимательная ядерная физика. М.: Энергоатомиздат, 1985
И. Сапожников М.Г. Антимир - реальность? М.: Знание, 1983
12. Мир вокруг нас: Сборник. М.: Политиздат, 1983
166

СОДЕРЖАНИЕ
Пути великого наступления. Предваряя эту книгу	5
Факты для размышлений	13
Тайны космических странников	31
Вниз по лестнице, ведущей вверх	41
’’Миогериум XX века”	55
Инструменты познания	66
Эхо космических бурь	79
След нейтрино	88
За гранью границ	101
Многоликая Вселенная	114
Знак точности	128
Прометеев огонь	136
Биография чуда	143
’’Прогноз”, ”Астрон”, ’’Квант” и другие	151
Горизонт, за который надо заглянуть	162
Список литературы	166

НАУЧНО-ПОПУЛЯРНОЕ ИЗДАНИЕ
Ребров Михаил Федорович
МОСТЫ СКВОЗЬ ВРЕМЯ
Редактор ИД. Данненберг
Оформление художника А.Б. Норина
Художественный редактор В.В. Лебедев
Технический редактор Г.Г, Семенова
Корректор Г.Л. Сафонова
Оператор Т.Б. Косова
ИБ№6110
Сдано в набор 19.10.88.	Подписано в печать 10.07.89.	Т-08072.
Формат 60 X 88 1/16. Бумага офсетная № 2. Гарнитура Пресс-Роман. Печать офсетная.
Усл.печл. 10,29.	Усл.кр.-отт. 10,54.	Уч.-издл, 11,19.
Тираж 30 000 экз.	Заказ 2346.	Цена 45 к.
Ордена Трудового Красного Знамени издательство ’’Машиностроение”,
107076, Москва, Стромынский пер., 4
Отпечатано в московской типографии № 4 Союзполиграфпрома
при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии
и книжной торговли 129041, Москва, Б. Переяславская, 46
с оригинала-макета, изготовленного в издательстве ’’Машиностроение”
на наборно-пишущих машинах

Уходят в бесконечность этажи миро¬
здания. На одном из них удивитель¬
ные микрочастицы, на другом —
скопления звезд, галактик, ^на
третьем... Человек стремится по¬
нять "замысел проекта''", закодиро¬
ванный в исходной точке, из кото¬
рой 'Большим взрывом" началось
переплетение конструкций и связей.
Не раз за последнее столетие науки
о "сверхбольшом" и "сверхМалом"
испытывали состояние небывалого
взлета, сосредоточения умов, напря¬
жения сил, единства людей всех
континентов. В эти поистине "звезд
ные мгновенья" постижения атома
и космоса, ученые напрягали "сверх¬
зрение" и "сверхчувств'а", чтобы уви¬
деть и понять в полноте свой "косми¬
ческий дом" и возводили мосты
сквозь время.
/И. Ребров
/посты
сквозь
ВРЕЬЬЯ