Зоряне вітрило

Описана подія могла відбутися насправді. Адже дійсно в 1761 році кульова блискавка влетіла в церкву віденської академічної колегії, зірвала з карниза вівтарної колони позолоту і відклала її на срібну кропильницю.

Відомо кілька гіпотез, що пояснюють природу кульової блискавки. За першою — це утворення газоподібних хімічно активних речовин, яке виникає від удару звичайної блискавки, за іншою — це частина антиречовини, що прибула з далекого Всесвіту.

Академік П.Л.Капіца в 1955 році висловив передбачення, що кульова блискавка може бути утворена електромагнітними хвилями, як клубок плазми в природних умовах. Він розглянув можливість появи кульової блискавки в закритих приміщеннях, зокрема, в літаках, і дійшов висновку, що теорія “підживлення” електромагнітною хвилею може пояснити появу кулі. Теорія відомого фізика нині активно розробляється.

Під час спостережень кульової блискавки вам слід спробувати відповісти на такі питання: якими були метеоумови під час спостережень, якою була форма кулі і її розміри, скільки секунд і з якої відстані її бачили?

Всі відомості про спостереження кульових блискавок слід надсилати на адресу: м. Ярославль, Державний університет, Ярославський центр по вивченню кульових блискавок.

Звичайно, зображена ситуація цілком фантастична. Але вчені вже сьогодні припускають реальність деяких передбачень фантастів (ви, певно, пам’ятаєте роман радянського письменника О.Бєляєва “Голова професора Доуеля”). Поки ж що вдалося пересадити мозок жаби, що живе на землі,— водяній. І поводить себе такий “гібрид” незвичайно: намагаючись сховатися від людей, не стрибає у воду, як це роблять водяні жаби, а шукає нору в землі.

Академік В.М.Глушков підкреслював, що в суто технічному розумінні машина може перевершити свого творця. Більше того, вчені переконані, що вже є можливість побудувати системи машин, які не тільки розв’язуватимуть окремі інтелектуальні завдання, а й автоматизують такі високоінтелектуальні процеси, як розвиток науки і техніки.

Відомо, що основою всіх організмів, які населяють нашу планету, є вуглець, а його джерелом на поверхні Землі — вулкани. Ми знаємо також, що один з основних вулканічних газів — вуглекислий газ, потрапляючи на поверхню Землі, розкладається на кисень і вуглець. Вуглець засвоюється зеленими рослинами, рослинами живляться тварини. Бурхливий розвиток життя па земній кулі і збільшення маси органічної речовини на планеті був би неможливий без постійного надходження на її поверхню вулканічних газів, які містять вуглець. Саме вулканічні гази були вихідним матеріалом для утворення родовищ вугілля, нафти і горючого газу. А скільки таких сполук вуглецю “відкрилося” вулканологам під час вулканічних вивержень за геологічну історію Землі!

Життя на Землі виникло мільярди років тому. Геофізичне середовище на планеті тоді відрізнялося від нинішнього. Склад атмосфери був близький до складу сполуки, де вуглецю було від 34 до 94 процентів газу (без води і повітря). Вода у первісних морях нагадувала воду кислих кратерних озер. За цих умов, мабуть, на схилах вулканів, прогрітих гарячими газами її водами, утворилися вуглецеві сполуки, здатні до обміну речовин і розмноження, — перші живі істоти. Кількість живих організмів швидко зростала, і воші стали важливим фактором перетворення географічного середовища. Поява зелених рослин поклала початок засвоєнню вуглекислого газу з атмосфери, збільшенню маси органічної речовини, прискореному збагаченню повітря киснем.

За час геологічної історії Землі вулканічні гази зазнали складних перетворень — від компонентів вулканічних газів, які містять вуглець, через різні вуглецеві сполуки до органічної основи життя; від вулканічних парів через морську воду до крові, що циркулює в судинах високоорганізованих живих істот.

Отже, можемо припустити: геохімічна еволюція зовнішніх оболонок Землі — літосфери, гідросфери та атмосфери — так само, як і виникнення та розвиток життя, є врешті-решт результатом перетворення первинних вулканічних продуктів, що потрапили на поверхню планети з глибоких надр.

Розповідають, що любителі живопису в Японії були дуже зацікавлені однією з радіопередач, у якій йшлося про перебування в Токіо знаменитої Джоконди. Про безсмертне творіння великого майстра розповідала сама… Монна Ліза. Слухачі радіопередачі почули ніжний голос молодої жінки, що говорила італійською мовою: “Я народилася у Флоренції. Портрет мій було написано, коли мені минуло 26 років”.

Цікаво, як міг з’явитися цей голос? Адже магнітофонів у той час не існувало. Не було й інших засобів звукозапису. Певне, це говорила якась актриса?

Ні! Виявляється, це дійсно був справжній голос Монни Лізи, синтезований комп’ютером. Фахівці, що вивчали риси обличчя по знаменитому портрету, зробили свої висновки про те, яким міг бути голос чарівної італійки, що жила кілька століть тому. Ну, а потім на основі цих відомостей було зроблене все інше: записано синтезовані комп’ютером звуки на магнітофонну плівку.

Можливо, незабаром люди дістануть відповідь і па запитання, про що розмовляй Леонардо да Вінчі з Монною Лізою. Принаймні так вважав автор цікавих експериментів американський інженер Річард Вудбрідж.

Пригадайте, як виготовляються грамофонні платівки. По поверхні диска з пластичного матеріалу ковзає голка рекордера, що сполучається з мембраною. Вона вловлює коливання повітря і передає на голку. Голка ж залишає в диску рівчак, глибину і профіль якого визначає звук, який записують.

А що, як замість диска — полотно в рамі, а замість голки — пензель художника? Ймовірно, й тоді відбуватиметься щось подібне: звукові коливання повітря викликатимуть тремтіння полотна чи волосків пензля. Малюючи картину, художник мимохіть записує голос того, хто говорить, на пластичних мазках фарби. Лишається тільки відтворити цей запис. Але як?

Експерименти Річарда Вудбріджа вражають класичною простотою. Для них він використав стандартну звуковідтворювальну апаратуру. Досліджував дві можливості звукозапису: на глиняних горщиках, що обертаються на гончарному крузі; на мазках фарби, накладених на полотно. Результати дають підстави сподіватися на успіх. Своєрідними “грамофонними пластинками” можуть бути не тільки гончарні вироби чи твори живопису, а й прикраси, леза холодної зброї, стріли й навіть рукописи.

Всім нам — кому з наукової, а кому з науково-фантастичної літератури відомий парадокс близнюків, заснований на закономірностях спеціальної теорії відносності: коли один із двох близнюків залишиться вдома, а інший вирушить в космічну мандрівку зі швидкістю, близькою до швидкості світла, а потім повернеться до свого брата, то мандрівник виявиться молодшим від домосіда.

Відповідно до теорії відносності час тече повільніше і поблизу тіл, що мають велику масу. Скориставшись наведеною професором Ігрековим формулою і продовживши розрахунки, ви зрозумієте, чому так вразив Андрія одержаний результат: час і дійсно для нього уповільнився, але за добу “чарівна” куля затримала його старіння лише на… двадцять секстильйонних секунди!

Як виникла на планеті вода? Гіпотеза професора Ігрекова вражає своєю витонченістю аргументації і оригінальністю, проте в науці є й інші гіпотези, що пояснюють появу води на Землі. За однією з них, в усіх напрямках Всесвіт пронизують патоки космічних променів — частинок, що мають величезну енергію. Найбільше серед них протонів — ядер атомів водню. Пронизуючи верхні шари земної атмосфери, протони захоплюють електрони, перетворюються на атоми водню і вступають в реакцію з киснем. Утворюється вода. Розрахунки показали: щороку майже півтори тонни такої “космічної” води народжується в стратосфері. Води, що виникла у такий спосіб за всю історію Землі, вистачило, щоб наповнити всі океани нашої планети. Отже, вода могла прийти на Землю із космосу? Так. Але…

Геохіміки мають з цього приводу іншу думку. Вони вважають, що вода має земне походження і виникла внаслідок вулканічної діяльності планети. Яку ж кількість води могли викинути разом з парою всі вулкани планети протягом всього її існування? Виявилося, що й такої “геологічної води” теж вистачило б, щоб заповнити всі океани.

Отже, питання: звідки на Землі з’явилася вода, ще й досі лишається відкритим.

Під час рейсу в Центоні капсула рухається за рахунок однієї лише сили тяжіння. Тому в Центоні тривалість рейсу не піддається ніякому регулюванню: переліт на 1000 кілометрів триває стільки ж часу, скільки рейс від одного входу Центона до іншого.

Ще одне диво Центона: гиря в 1 кг важитиме півкілограма на відстані √2 — радіуса Землі і на відстані ¹/₂ радіуса Землі.

Космічній ракеті, яка вільно падає в Центоні, досить в центрі Землі повідомити додаткову швидкість 5,3 км/с, щоб вона біля виходу із тунеля мала швидкість 11,2 км/с, яка достатня для того, щоб досягти поверхні Місяця.

Закони фізики припускають існування античастинок. І такі античастинки дійсно були виявлені. Антиелектрон, тобто позитрон, був виявлений ще в 1932 році американським фізиком Карлом Андерсоном. Пізніше були виявлені антипротон і антинейтрон. Оскільки ядро будь-якого елемента складається з протонів і нейтронів, то із антипротонів і антинейтронів можна скласти антиядро. Коли до такого ядра, що заряджено негативно, додати позитрони, то одержимо антиатом, а з антиатомів можна “побудувати” антиречовину.

Оскільки сили між античастинками за законом зарядової симетрії дорівнюють силам між частинками, то антиречовина буде мати ті ж самі хімічні і фізичні властивості, що й речовина.

Якби нам вдалося штучно створити антиречовину, ми б одержали джерело енергії в тисячу разів потужніше, ніж термоядерна енергія. Проте приготувати антиречовину в земних умовах дуже важко і перш за все тому, що частинка, з’єднуючись з античастинкою, знищується. При цьому виділяється енергія у вигляді γ-квантів, або інших частинок. Ось чому описану професором Ігрековим реакцію синтезу золота в земних умовах поки що здійснити не вдається. Адже антиречовину не можна втримати в обладунку з речовини. Проте її можна було б підвішувати в електромагнітному полі, щоб вона не стикалася з речовиною.

А поки що золото (Aurum) — хімічний елемент 1 гр. періодичної системи Менделєєва — зустрічається в природі у вільному стані, часто у вигляді великих самородків, що відрізняються кольором і блиском. Золото належить до благородних металів. Відомий лише один стійкий ізотоп Au¹²⁷. Із штучних радіоактивних ізотонів найважливішими вважаються Au¹⁸⁵ і Au¹⁹⁸.

Золото належить до числа розсіяних металів. Вміст його я гірських породах дуже незначний. Невеличка кількість його виявлена в тканинах живих організмів та у морській воді, приблизно 0,01–0,05 мг/т. Незважаючи на те, що вміст золота у воді дужо незначний, розробляються проекти видобування його з морів і океанів.

З точки зору космонавтики Сонце — справжній полюс недосяжності. Справа в тому, що під час будь-якого космічного запуску Земля відіграє роль першої стартової ступені. її орбітальна швидкість близько 29,8 км/сек (майже втричі більша першої космічної) додається до швидкості ракети. Для польотів до Марса, Юпітера й інших більш віддалених від Сонця планет запуск проводиться “за напрямком руху” Землі. Немов камінь з пращі, що швидко обертається, зривається ракета із земної орбіти і, обганяючи пашу планету, поринає все далі від Сонця. З точки зору енерговитрат — це найбільш вигідний міжорбітальний перельот. Меншу швидкість космічному апарату повідомити не можна. Він не долетить до цілі. А більша швидкість йому не потрібна.

Коли ракета стартує на Сонце, обертання Землі за орбітою для неї вже не допомога, а прикра завада. Зірватися з земної орбіти вниз на Сонце можна тільки згасивши орбітальну швидкість — піти “проти течії”. Мало того, ще треба подолати земне тяжіння. Отже, щоб потрапити на Сонце, зонд повинен розвинути швидкість 31,8 км/сек в бік, протилежний руху Землі по орбіті. Проте це не влаштовує тих, хто прокладає космічні траси: адже тривалість такої подорожі дорівнюватиме десяткам років.

А до Сонця можна дістатися й за кілька років. І для цього, до речі, зовсім не потрібні потужні ракетні ступені. Частину енергетичних витрат можуть взяти на себе Земля і Юпітер. Вчені дійшли парадоксального висновку: хочеш швидше потрапити на Сонце — цілься у Юпітер.

Стартуючи з Землі, ракета вирушить у напрямку Юпітера, під дією тяжіння зробить навколо нього петлю і візьме курс на Сонце. Причому досягне його через три—чотири роки. Під час стрибка на Сонце за “трамплін” правитиме орбітальне обертання Землі, те саме обертання, яке вважалося головною перешкодою на шляху до цієї зірки.

Дію електромагнітних полів на живе вивчав наука біофізика.

У 1926 р. професор Л.Васильєв, па той час президент Ленінградського товариства природознавців, робив спроби знайти “радіозв’язок” між людьми. Щоправда, його спроби не увінчалися успіхом, тому що він не зміг зафіксувати електромагнітні поля живих істот через відсутність високочутливої апаратури. Експерименти професора П.І.Гуляєва та інших учених показують, що за допомогою електромагнітного поля нерва людина може “бачити” придмети на відстані, наприклад, відрізнити провідник від діелектрика, визначити місце їх розташування, форму, напрям руху. Сьогодні можна цілком логічно припустити, що люди таким самим способом можуть обмінюватися й інформацією. Ця, па перший погляд, фантастична думка має реальну основу. Експериментально встановлено, що людина відчуває магнітне поле. Людина, яка перебуває в зоні дії імпульсного високочастотного передавача, чує дзижчання, свист або клацання залежно від режиму модуляції. “Радіозвук” відчутний на частотах 425, 1310, 2982 МГц. Це незвичайне, екстрасенсорне сприймання (сприймання, що здійснюється не за допомогою відомих органів чуттів) пояснюється тим, що радіохвилі діють безпосередньо на мозок, вірніше на поле нейронів мозку, і таку дію ми відчуваємо у вигляді звуку.

Ще в кінці минулого століття російський фізик П.М.Лебедєв показав, що світло може тиснути на певну поверхню. Саме цю властивість світла і використали наші герої, побудувавши “сонячне вітрило”.

Вчені підрахували, що в районі Землі на кожен квадратний метр поверхні діє сила сонячних променів в 0,9 мг. Отже, сонячне вітрило у вигляді квадрата, бік якого дорівнює 100 м, створить “тягу” усього в 9 г!

Кількість відомих нині науці хімічних сполук — від найпростіших до найскладніших — становить близько 2 мільйонів. Всі вони, а також ті, з якими ще доведеться познайомитися дослідникам, — наслідок хімічної взаємодії елементів, продукти їхніх хімічних реакцій.

Гашення вапна — це приклад ендотермічної реакції, тобто реакції, яка відбувається з виділенням тепла

Проте існують п інші види реакцій. І серед них такі, які відбуваються внаслідок дії на хімічні речовини звуку чи ультразвуку.

Наприклад:

Звукове (або ультразвукове) поле викликає в середовищі появу зон підвищеного або зниженого тиску. Під дією цього тиску можливі розриви рідини, внаслідок чого виникають мікроскопічні пухирці, заповнені парами рідини. Поява їх впливає на хід реакцій.

Ми дуже часто зустрічаємося зі звуковими ефектами. Але ж в природі існує чимало джерел акустичних коливань великої інтенсивності, що здатні викликати кавітацію (утворення в рідині пухирців): водопади, морські хвилі, землетруси. Ці коливання поруч з іншими факторами здатні впливати на речовину (ультрафіолетове випромінювання, радіація), певне, могли бути в далекому минулому джерелами енергії під час синтезу “живих” молекул.

Мамонти вимерли близько 10 тисяч років тому. На користь існування Арктиди свідчать численні знахідки бивнів мамонтів вздовж берегів північних морів (тільки в 1981 році на міжнародному аукціоні в Ленінграді було продано понад сто бивнів мамонтів, зібраних бригадою ленінградського геолога А.Голубєва), а також крижані утворення на півночі Якутії, які містять в своїх глибинних шарах купи грунту з залишками степової рослинності.

Автором гіпотези про існування Арктиди є завідуючий лабораторією мерзлотознавства Північно-Східного НДІ АН СРСР, член Комітету по вивченню мамонтової фауни С.Томірдіадо.

Під запахом ми розуміємо те відчуття, яке виникає у нас внаслідок дії пахучих речовин на рецептори слизової оболонки носа.

Вчені зібрали великий експериментальний матеріал, що частково “проливає світло” на таємниці запахів. Так, наприклад, їм відомо, що на запах речовини впливають розміри молекул і ступінь їхньої розгалуженості. Приємний нам запах часто пояснюється наявністю в речовині хімічних сполук з розгалуженим ланцюжком атомів вуглецю в молекулі. Впливає на запах і присутність коротких зв’язків, і будова молекули в цілому.

Проте останній рядок в хроніці досліджень таємниць і запахів ще не дописаний, оскільки одні дослідники виступають прихильниками хімічної теорії, інші — додержуються електромагнітної теорії запахів.

Питання це і дійсно дуже складне. Для прикладу згадаємо, що тільки духмяний аромат стиглих суниць “синтезується” рослиною з 96 складних органічних речовин.

І, нарешті, останнє: термін “антени” раніше з’явився в біології (так назвали вусики комах), і тільки з часом був використаний в радіотехніці.

На користь гіпотези, про яку згадується у розповіді, свідчить багато фактів, здобутих сучасною наукою.

Межі космосу розширюються. Автоматичні станції приносять все більше відомостей про особливості планет Сонячної системи. І чим більше нових відомостей, тилі більше виникає запитань. От, наприклад, супутник Юпітера — Ганімед, Калісто і Європа. Їхні маси порівняно невеликі, що свідчить про їхню низьку щільність. Пояснюють її деякі астрономи за допомогою води. Вважають, що величезний шар води знаходиться на супутниках між крижаною корою і силікатним ядром.

Розрахунки показали, що коли підземні океани на галілеєвих супутниках Юпітера дійсно існують, то температура води в них збільшується відповідно до глибини від 0° до 80 °C, а тиск — від 1000 до 10 000 атм. Отже, температура і тиск у верхніх шарах водяних мантій майже відповідає температурі і тискові, що зафіксовані на десятикілометровій глибині нашого Світового океану.

Само тому, на думку науковців, у внутрішніх океанах небесних тіл ймовірна поява ознак життя. Спочатку тут, під дією високих температур і тиску, можуть синтезуватися прості сполуки: Н₂О, СО, СО₂, СН₄, NН₃, NО₂, НСНО. Жири, спирти та біомономери можуть виникнути поблизу вулканів, а також на кометах і метеоритах, у водному і газовому середовищі під дією ультрафіолетового опромінення або електричних розрядів. А біомономери у водному середовищі (як засвідчили експерименти на Землі) під дією нагрівання та γ-випромінювання можуть перетворитися на біополімери, тобто на первинні цеглинки життя!

Чи відомо вам, що у безхребетних тварин, а також у жаб, риб та деяких інших тварин температура тіла відрізняється своєю непостійністю. Коли ці тварини знаходяться у стані спокою, вона лише на 1–2° перевищує температуру навколишнього середовища.

Приходить зима, настають холоди і згадані тварини впадають у стан заціпеніння, адже швидкість хімічних процесів, а отже, й процесів обміну речовин, у них зменшується.

Щодо ссавців і птахів, то за будь-якої пори року вони мають постійну температуру тіла. Це пояснюється тим, що швидкість процесів обміну речовин у цих тварин більша, ніж у холоднокровних. Хімічна енергія білків, жирів та вуглеводів під час розпаду цих речовин перетворюється на теплову енергію. Чим інтенсивніший обмін речовин, тим тепла більше.

Тому гіпотеза наших героїв здається цілком переконливою. Адже з нею добре стикується правило Вант-Гоффа, за яким “під час підвищення температури на 10° швидкість реакції збільшується у 2–4 рази”.