Юрий Фиалков - Как там у вас, на Бета-Лире?

Все (хором). Куда уж понятнее!

Инда.А теперь слушайте мой приказ. С будущего квартала начинаем перевод всех звезд главной последовательности на атомную энергию, потому что…

[Продолжение на стр. 142] Окончание …потому что никакую звезду дровами не протопишь. Да, кстати. а если кто-нибудь без моего разрешения начнёт забавляться затмениями… Занавес

Все дело в том, что атомная масса водорода 1,008, а атомная масса гелия 4,0030.

Пока вы читали эту фразу, Солнце потеряло 9 миллионов тонн своей массы. Нет, я не ошибся, все написано правильно, а вот пока вы недоверчиво перечитывали предыдущую фразу и читали эту, масса нашего светила уменьшилась еще на десяток миллионов тонн, потому что ежесекундно — ежесекундно! — Солнце теряет 4,5 миллиона тонн своей массы. И все из-за того, что атомная масса водорода 1,008, а гелия — 4,0030.

У кого-то, возможно, мелькнула шальная мысль: а может быть, и впрямь на Солнце горит березовый кругляк? Ведь такой уймищей топлива — почти 400 миллиардов тонн в сутки — можно не только тропики нагреть до тропической температуры, но и, пожалуй, поуменьшить количество льда в Ледовитом океане. Возможно, это и так, не считал! Но ведь из того тепла, которое выделяет Солнце, на нашу планету попадает около пяти стомиллионных долей процента. Иными словами, из того «топлива», чт хо «выгорает» на Солнце, на долю Земли приходится за сутки около 170 тонн. Но 170 тонн березовых дров не хватило бы даже на то, чтобы как следует натопить Дворец спорта в Лужниках. Но, во-первых, не случайно слова «топливо» и «выгорает» взяты в кавычки. А во-вторых, в наше время и четвероклассник знает, что источник солнечной энергии — процессы не химические, а ядерные.

Но то, что сегодня для отличника из 4-го «Б» — обыденная истина, вчера было предметом самых оживленных дискуссий. Разумеется, никто не предполагал, что на Солнце горят уголь или нефть — если такая мысль кому-либо и приходила в голову, то тут же поспешно удалялась, если, конечно, у хозяина было хотя бы минимальное критическое отношение к навещающим его идеям.

Майер считал, что Солнце разогревается от ударов падающих на него метеоритов.

Гельмгольц предположил, что Солнце выделяет энергию, сжимаясь под действием собственного поля тяготения.

Джинс выдвинул идею о том, что в недрах Солнца распадаются еще неизвестные в то время науке заурановые элементы.

Затем тот же Джинс изменил свою точку зрения и выдвинул гипотезу о том, что на Солнце происходит взаимное уничтожение протонов и электронов.

Все эти предположения сводил на нет главный недруг любой неверной гипотезы (и самый близкий приятель любой хорошей теории) — расчет. И то сказать, по расчету плох только брак. Во всех остальных случаях, начиная от игры в поддавки и кончая разработкой космогонических теорий, без расчета не обойтись.

Не буду рассказывать о том, почему именно не выдержали испытания расчетом предположения Майера, Гельмгольца, Джинса и многих других, пытавшихся разгадать природу источника энергии, выделяемой Солнцем: зачем лишний раз низвергать гипотезы, уже развенчанные другими?!

С помощью спектрального анализа химический состав Солнца был изучен давно и с большой доскональностью. Три четверти массы светила приходится на долю водорода, 24 % составляет гелий и лишь один, от силы два процента массы Солнца составляют все остальные элементы. Как видите, не случайно в первой же фразе этой главы я упомянул и водород и гелий. Потому что в данном случае все дело в них или, как справедливо было отмечено, в том, что атомная масса водорода равна 1,008, а атомная масса гелия — 4,0030. А чтобы быть совсем точным, следует отметить: все дело в том, что атомная масса гелия немногим меньше, чем учетверенная атомная масса водорода. В самом деле 1,008 x 4 = 4,032. Можно наполнить эти пока что безразмерные числа вполне конкретным содержанием: отмеченное различие (4,032—4,003) означает, что 1 грамм-атом гелия весит на 0,029 грамма меньше, чем 4 грамма-атома водорода.

Надеюсь, не последует вопроса: «Ну и что?» Потому что и четвероклассник и, уж конечно, все, кто постарше, знают, что на Солнце водород превращается в гелий и дефект массы, сопровождающий это превращение, и есть источник солнечной энергии. Каждый, кто задастся целью провести расчеты с помощью главного уравнения теории относительности (E = mc 2), убедится, что 0,03 грамма массы соответствует громадному количеству энергии. Ну, а 4,5 миллиона тонн массы… Словом, теперь уже понятно, почему светит и греет Солнце.

Солнце без малейших натяжек можно назвать водородной печкой, в которой водород, сгорая, превращается в золу — гелий. Конечно, правоверный химик поморщится, услышав, как глагол «гореть» применяют для описания процесса, не имеющего ничего общего не только с реакцией восстановления кислорода, но и вообще с химией. Ну, а во всем остальном аналогия безупречна.

Сама реакция «горения» предельно проста:

4Н = Не.

Но это простенькое уравнение, может быть, устроит шестиклассника, но уже для эрудита-девятиклассника оно, безусловно, недостаточно. Собственно говоря, для осуществления написанной реакции должны столкнуться не атомы водорода, а атомные ядра, то есть протоны.

И тут-то выходит неувязка. Не в том даже дело, что вероятность столкновения в одной точке одновременно четырех протонов очень мала (примерно такого же порядка, что и выигрыш «Москвича» по денежно-вещевой лотерее). И не в том закавыка, что протоны эти должны столкнуться с довольно высокой скоростью. А в том дело, что четыре одноименно заряженных протона, подходя друг к другу, будут думать не столько о том, как слиться в ядро гелия, а о том, как бы побыстрее разойтись. Причина — все тот же Кулон!

Надо полагать, что реакция образования гелия из водорода так бы и не пошла, если бы не незначительная примесь углерода, который присутствует в солнечном газе. Потому что вначале водород взаимодействует именно с углеродом:

C 12+ H 1= N 13.

При этой реакции, как видим, образуется изотоп азота с массовым числом 13. Изотоп радиоактивен и быстро распадается, выбрасывая позитрон. Масса при этом не изменяется, а вот порядковый номер, конечно, уменьшается на 1, и, следовательно, образуется изотоп углерода-13. Дальше в игру снова вступает протон:

C 13+ H 1= N 14

Образовавшийся азот взаимодействует с очередным протоном:

N 14+ H 1= O 15.

Кислород-15 радиоактивен: выбрасывая позитрон, он превращается в азот-15. И именно с этим изотопом разыгрывается заключительный этап цепочки превращения:

N 15+ H 1= C 12+He 4.

Давайте проанализируем все эти реакции. Прежде всего обратим внимание на углерод. Хотя сравнение с птицей Фениксом, безусловно, относится к числу наиболее эксплуатируемых, но здесь, право, ничего лучшего не придумаешь. Действительно, какие только превращения не претерпевал этот углерод-12! Становился своим собственным изотопом, и превращался в азот, кислород, но в конце концов воскресал!