Рэндалл Манро - А что, если?.. Научные ответы на абсурдные гипотетические вопросы

Это значит, что вероятность получить стопроцентный балл в SAT наугад меньше, чем вероятность того, что во всех ныне живущих экс-президентов США и актеров сериала «Светлячок» попадет молния… в один и тот же день!

Всем, кто в этом году сдает экзамен, – удачи!

Но ее одной будет недостаточно.

ВОПРОС:А что, если выстрелить в направлении центра Земли пулей, имеющей плотность нейтронной звезды? Уничтожит ли она Землю?

ОТВЕТ: Пуля с плотностью нейтронной звездыбудет весить примерно столько же, сколько Эмпайр-стейт-билдинг.

Неважно, из чего вы стреляете – эта пуля пройдет сквозь почву и пробьет земную кору, словно скальные породы сделаны из бумаги.

Рассмотрим две проблемы.

• Что станет с Землей после попадания пули?

• Если бы пуля осталась на поверхности, что происходило бы вокруг нее? И можно ли до нее будет дотронуться?

Сначала немного теории.

Нейтронная звезда – это то, во что превратилась гигантская звезда после коллапса под действием собственной гравитации.

Звезды существуют в состоянии равновесия. Их мощная гравитация всегда пытается подтолкнуть их к коллапсу, но это сжатие вызывает к жизни другие силы, которые удерживают звезду от коллапса.

В случае Солнца коллапсу противостоит жар ядерного синтеза [166]. Когда топливо для синтеза у звезды кончается, начинается сжатие (сложный процесс, во время которого происходит несколько взрывов), пока коллапс не остановится за счет закона квантовой механики, не позволяющего двум частицам вещества одновременно занимать одно и то же место [167].

Если звезда достаточно тяжелая, она преодолевает это квантовое давление и коллапс продолжается (при этом случается еще один, более сильный взрыв), чтобы стать нейтронной звездой. Если звезда еще более тяжелая, она станет черной дырой [168].

Нейтронные звезды – почти самые плотные объекты в мироздании (не считая плотности некоторых черных дыр). Их собственная огромная гравитация превращает их в подобие компактного «квантово-механического супа», отдаленно похожего на ядро атома, но размером с гору.

Нет. Шарлотта предложила пулю, которая такая же плотная, как нейтронная звезда, но не сделана из нейтронной звезды. Это хорошо, потому что из вещества такой звезды пулю не сделаешь. Если вещество нейтронной звезды вынести за пределы сопутствующей ему обычно колоссальной гравитации, оно тут же расширится, превратившись в невероятно раскаленное нормальное вещество, выделив при этом больше энергии, чем любое ядерное оружие.

Вероятно, именно поэтому Шарлотта предложила нам сделать пулю из волшебным образом стабильного вещества, у которого та же плотность, что у нейтронной звезды.

Можно представить себе, что мы выпускаем нашу пулю из пистолета [169], но, может быть, интереснее просто ее уронить? В любом случае, пуля ускорится, пробьет земную кору и устремится к центру Земли.

Землю это не уничтожит, но эффект будет весьма странный.

Когда пуля будет в нескольких метрах от поверхности, сила ее гравитации притянет огромное количество почвы, частицы которой будут хаотически колебаться вокруг падающей пули, разлетаясь во все стороны. После падения пули вы почувствуете, как вздрогнула земля, а на месте падения останется смятый, неровный кратер без входного отверстия.

Пуля пройдет прямо сквозь земную кору. Вибрация на поверхности быстро прекратится. Но глубоко внутри пуля в процессе падения будет сдавливать и испарять вещество мантии. Ударная волна отбросит вещество с пути пули, оставляя за ней след из раскаленной плазмы. Подземная комета! Этого в истории Вселенной еще не было.

В конце концов пуля застрянет в никелево-железном ядре Земли [170]. Энергия, которую получит при этом планета, будет гигантской в масштабах человека, но Земля ее практически не заметит. Притяжение пули повлияет только на вещество Земли в радиусе нескольких метров – хотя пуля достаточно тяжела, чтобы пробить кору, ее гравитации самой по себе недостаточно, чтобы разрушить прочные скальные породы.

Пуля будет навсегда погребена в Земле. И когда рано или поздно Землю поглотит стареющее разбухающее Солнце, пуля упокоится в его центре.

Солнце недостаточно плотное, чтобы самому стать нейтронной звездой. После того как наше светило поглотит Землю, оно пройдет еще через несколько стадий расширения и сжатия и в итоге станет маленьким белым карликом с пулей, все еще хранящейся в его центре. Однажды, далеко в будущем, когда Вселенная будет в тысячи раз старше, чем сейчас, этот белый карлик окончательно остынет и погаснет.

Таков ответ на вопрос о том, что бы случилось, если бы мы выпустили пулю в направлении центра Земли. Но что, если бы мы просто держали ее у поверхности?

Сначала нам потребуется установить пулю на бесконечно прочный волшебный постамент, а постамент придется установить на столь же прочную платформу – достаточно большую, чтобы выдержать подобный вес. В противном случае вся конструкция уйдет в землю.

Если площадь постамента будет примерно равна площади городского квартала на Манхэттене, то он, скорее всего, сможет продержать пулю над землей хотя бы несколько дней, возможно – дольше. В конце концов, Эмпайр-стейт-билдинг – который весит столько же, сколько наша пуля, – стоит на аналогичной платформе, и хотя ему уже больше, чем несколько дней [ источник не указан ], под землю он еще не ушел [ источник не указан ].

Пуля не превратит атмосферу в вакуум. Она наверняка сдавит окружающий воздух и слегка его подогреет, но, как ни странно, не настолько, чтобы это стало заметным.

Давайте представим, что вы это сделали.

Гравитация у этой штуки очень сильная, но не чрезмерная. Представьте, что стоите в десяти метрах от нее. На этом расстоянии вы почувствуете очень слабое притяжение в направлении постамента. Ваш мозг, не приспособленный к нестандартной гравитации, решит, что вы стоите на склоне.

Не надевайте ролики!