Рудольф Сворень - В просторы космоса, в глубины атома [Пособие для учащихся]

Почти одновременно с гипотезой белого карлика были высказаны предположения, что пульсары — это нейтронные звезды — звезды, плотность которых много выше, чем у белых карликов, а радиус составляет несколько километров. Наконец, имелся ряд гипотез, в которых излучение пульсаров связывалось не с радиальными пульсациями, а с вращением какого-то тела вокруг своей оси или вращением одного тела вокруг другого. Здесь весьма интересна аналогия с импульсным радиоизлучением Юпитера Эти импульсы, правда, не имеют такой строгой периодичности, как у пульсаров, но все же движение по орбите спутника Юпитера довольно регулярно меняет интенсивность радиоизлучения самой планеты.

Своеобразным дополнением к докладу стали сообщения о том, как велись наблюдения за пульсарами на советских радиотелескопах. И сразу же после этих сообщений — общая дискуссия. Первым берет слово академик Я. Б. Зельдович. Он подходит к доске, и вскоре она покрывается наползающими друг на друга формулами. Ученый отмечает, что никакой полной теории явления пока, конечно, нет. И хотя кое-кто считает, что ее никогда не будет, можно все же говорить о путях, которые представляются разумными. На доске появляются ориентировочные расчеты, подтверждающие или отвергающие различные гипотезы. Цель и ход всех расчетов подробно поясняются.

Свое «особое мнение» о возможной природе излучения излагает горьковский радиофизик профессор В. С. Троицкий. Он полагает, что не следует исключать возможность искусственного происхождения сигналов, и приводит один «сильный довод»: импульсы очень выгодны для передачи информации. Используя определенные свойства среды, можно получить своего рода временную фокусировку, «схлопывание» импульсов на определенном расстоянии от излучателя. При этом уровень сигнала увеличится в миллион раз.

По поводу этой идеи в зале вспыхивает короткая дискуссия, своеобразный итог которой подводит академик В. Л. Гинзбург. Он замечает, что идея о внеземных цивилизациях заслуживает внимания только в связи с наступлением периода летних отпусков, поскольку теоретиков эта идея освобождает от необходимости думать и искать более простое объяснение открытого явления. А такое объяснение наверняка может быть найдено. Вот лишь один из возможных вариантов: превращение большой звезды в белый карлик сопровождается сильнейшей концентрацией магнитного поля — оно в сотни тысяч раз сильнее магнитного поля Земли. Такое сильное поле, по сути дела, «запирает» всю звезду, оставляя заряженным частицам лишь два узких выхода в полярных областях. Именно сквозь эти области выбрасываются огромные сгустки плазмы, напоминающие две антенны.

Следующий доклад посвящен нашему Солнцу. Этот объект сравнительно близок, но он так же, как и далекие пульсары, снабжает астрофизиков сложными проблемами. Одна из них — магнитные поля Солнца. То, что структура этих магнитных полей чрезвычайно сложна, общеизвестно. Но какова эта структура в деталях? Как изменяется? Каковы интимные механизмы участия магнитных полей в физических процессах на Солнце?

Наименьшая из самостоятельных магнитных областей Солнца — это магнитный узелок размером около 700 км. Следующий структурный элемент — супергранула размером около 30 тыс. км, средним временем жизни 20 ч. Недавно обнаружены еще более крупные элементы магнитной структуры — гигантские ячейки размером 400 тыс. км. Вся эта своеобразная иерархия магнитных областей должна завершиться структурными секторами, простирающимися более чем на миллион километров. Рассчитанный и экспериментально проверенный баланс магнитных потоков в активных областях Солнца показывает, что 37 % магнитного потока покидает активную область Солнца. То, что мы часто называем межзвездным или межпланетным вакуумом, — никак не пустота. Это пространство, где происходят сложные физические процессы с участием электрических и магнитных полей, где движутся и как-то взаимодействуют частицы.

Последний доклад на сессии посвящен именно процессам в межзвездной среде и в нем делается попытка представить себе некоторые из этих процессов, построить их математические модели. На черной грифельной доске появляются рисунки, уравнения, расчеты, описывающие рождение и смерть звездных миров или поведение электронов на окраине Вселенной.

К сожалению, простыми словами пересказать смысл этой работы сложно. И очень может быть, что содержание ее было достаточно глубоко понято только теми, кто непосредственно связан с проблемами теоретической астрофизики. Вместе с тем каждый, кто слушал доклад, даже посторонний человек, не имеющий прямого отношения к физике, наверняка испытал какое-то волнение, почувствовав силу и уверенность, характерные для нынешнего этапа познания Вселенной. Поистине могуч человек, сумевший своим разумом проникнуть в бескрайние просторы космоса и представить себе происходящие там процессы, которые природа, казалось бы, абсолютно надежно укрыла от нас.

Сессия закрыта… Но еще долго в разных концах зала, в фойе, коридорах будут идти шумные микродискуссии. Еще долго докладчики, пристроившись где-нибудь на подоконнике или на уголке стола, будут отвечать на вопросы коллег, выслушивать их замечания. И еще долго будет работать на науку главный эффект этого рядового дня физики — эффект общения.

А потом пройдут годы. На новых научных конференциях будут обсуждаться новые экспериментальные результаты, новые теоретические их объяснения. Получат дополнительные подтверждения, а значит, и более широкое признание, теории, которые еще недавно были объектом язвительных нападок. И неизбежно какие-то идеи, еще недавно привлекательные, будут отвергнуты, какие-то факты после более тщательной проверки будут признаны ошибочными. Так, например, потеряет всех своих сторонников идея искусственного происхождения радиоимпульсов, излучаемых пульсарами, и уже никто не будет говорить о пульсарах как о неких радиопередатчиках инопланетян. Через несколько лет после открытия первых четырех пульсаров будут обнаружены десятки подобных объектов, регулярно излучающих и радиоимпульсы, и световые импульсы, и импульсы рентгеновских лучей.

Тщательное их наблюдение приведет астрофизиков к выводу: самая вероятная модель пульсара — это быстровращающаяся нейтронная звезда, из которой благодаря ее собственному магнитному полю, подобно антенне, «торчат» два острых плазменных луча. Звезда быстро вращается, и идущий от нее радиолуч как бы периодически «бьет» по Земле. Поэтому-то мы принимаем излучение пульсаров в виде регулярно повторяющихся импульсов.

В делах житейских, когда оглядываешься назад, анализируешь свои ошибки или заблуждения, становится, честно говоря, немного обидно: ну почему бы раньше не заметить неточность, не догадаться о правильном решении? В делах научных, особенно в такой сложной области, как современная физика, редко появляется повод для подобных сожалений. Потому что путь к истине здесь лежит не только и, может быть, даже не столько через догадки, сколько через большую работу, нелегкие систематические исследования, через тщательно продуманные и тщательно выполненные эксперименты и теоретические модели, через честное, абсолютно откровенное обсуждение научных результатов.