Борис Ляпунов - Открытие мира

Давно идет интереснейшее соревнование человека с природой. Холод космического пространства и температуры, какие существуют только на раскаленных небесных телах, давления, встречающиеся только в недрах Земли, и разрежения, близкие к заатмосферной пустоте, — все это уже подвластно нам.

Искусственные солнца превращают ночь в день. Молнии не сравниться с грандиозными электрическими разрядами в лаборатории физика. Химики повелевают веществом, создавая то, чего нет в природе. Радиоактивный распад, длящийся тысячелетия, совершается теперь в сверхмгновения атомного взрыва, вызванного человеком.

Перечень подобных завоеваний науки и достижений техники можно было бы продолжать и продолжать. Соединенными усилиями теория и опыт добиваются успехов. Но нелегким трудом даются они!

Чтобы получить сотни тысяч атмосфер, нужно сложнейшее оборудование лабораторий сверхвысоких давлений. И только маленький стерженек лишь на сравнительно короткое время удается сжать тогда исполинской силой. Но и это дает немало — становится возможным наблюдать весьма своеобразное поведение вещества в необычайных условиях. Проводники электричества превращаются в изоляторы. Нерастворимое становится растворимым, хрупкое — твердым, твердое — пластичным. Увеличивая давление до огромных величин, по-видимому, сумеют разрушить казавшуюся незыблемой крепость природы — атом — и получить вещество чудовищной плотности, какое встречается только в недрах звезд, называемых белыми карликами: там кубический сантиметр вещества весит тысячи килограммов!

Чтобы добиться разрежения порядка миллионной и миллиардной доли атмосферы, приходится прибегать ко всевозможным ухищрениям, создавать насосы глубокого вакуума — чудо конструкторской мысли. В стеклянной трубке, из которой они откачивают воздух, мы как бы поднимаемся за атмосферу: в ней господствует почти межзвездная пустота.

С помощью потока частиц, разогнанных электрическими и магнитными силами, мы бомбардируем атомное ядро, вызывая превращения элементов. Благодаря электронному микроскопу мы заглядываем в невидимый мир, а электронными часами радиолокатора измеряем ничтожные промежутки времени. Еще много других удивительных дел совершает человек, чтобы познать природу.

Как видим, области сверхвысокого и сверхнизкого имеют для нас не один лишь научный интерес. Вслед за ученым в эти области проникает инженер, вслед за лабораторией наступает очередь производства.

Когда-то газ, превращенный холодом в жидкость, был диковинкой, и резиновый мяч, который разлетается на куски от удара молотком, удивлял тех, кто был незнаком с жидким воздухом. Людей середины двадцатого века этими фокусами не удивишь. Холод помогает им менять свойства металлов, а жидкие газы для них так же обычны, как и любое другое химическое сырье.

Дорога вниз по шкале температур, к абсолютному нулю, таит неожиданное: вспомним про жидкий гелий, потерявший способность сопротивляться электротоку и ставший идеальным проводником, сверхпроводником!

Дорога вверх, к звездным температурам, не менее интересна. Явления, происходящие внутри Солнца и звезд, еще недостаточно изучены физиками и астрономами. «Холодная», всего в шесть тысяч градусов, солнечная фотосфера прикрывает еще более раскаленный газовый шар. Полагают, что в его глубинах двадцать миллионов градусов. Как чувствует себя вещество в таком огненном царстве, как влияют на него сверхвысокие температуры — вопрос немаловажный для тех, кто стремится проникнуть в тайны материи.

На короткие доли секунды — не больше — удалось получить самую высокую температуру, когда-либо достигнутую наукой в лаборатории, — сорок тысяч градусов.

Что бы было, если бы ученые получили в свое распоряжение лабораторию, не имеющую себе равных на Земле? Лабораторию, где доступны — легко и просто — температуры в тысячи градусов и близкие к абсолютному нулю? Лабораторию, где можно поставить вещество в такие условия, которых никогда не удается достичь на Земле?

Космос — вот где изумительные возможности для исследований, невиданных в истории науки.

Тепло и холод, недостижимые в наших земных установках, идеальное разрежение, недоступное нашей вакуумной технике, — какой физик не позавидует тем, кто будет работать на внеземной станции!

Вдали от теплого дыхания Земли, нагретой Солнцем, преградив доступ солнечным лучам, экспериментатор без сложной и дорогой холодильной машины получит наинизшую температуру. Он увидит, как «замирает» движение молекул вблизи абсолютного нуля. Он сможет вести опыты с любыми интересующими его веществами — газами, жидкостями, твердыми телами, замораживая их в природном холодильнике.

Физика низких температур выйдет на просторы природы. Ее лабораторией станет мировое пространство.

Исследования сверхпроводимости можно будет вести с невиданным до сих пор размахом. Вероятно, удастся спуститься еще на несколько тысячных долей градуса вниз по температурной шкале, пройти еще несколько ступеней из тех, которые отделяют сейчас исследователей от абсолютного нуля.

В этом не один лишь теоретический интерес и не спортивное стремление к рекорду в научном исследовании.

Сейчас сверхпроводники еще не стали достоянием практики. Линии электропередач из сверхпроводящих проводов, передача энергии без неизбежных потерь на сопротивление — это звучит крайне заманчиво, но, увы, неосуществимо. Достаточно лишь небольшого нагрева — и сверхпроводник теряет свои удивительные свойства, перестает быть сверхпроводником. Не охлаждать же всю линию жидким гелием! Правда, идут поиски иных способов, ведущих к сверхпроводимости и при не столь низких «гелиевых» температурах. Но насколько легче будет в холоде межпланетного пространства! Там для заатмосферной энергетики возможности необыкновенные. И не только для нее. Использование явления сверхпроводимости позволит измерительной технике значительно увеличить чувствительность приборов, в чем заинтересованы многие отрасли науки.

Одетый в скафандр ученый на открытой площадке своей заатмосферной лаборатории поведет наблюдения, которые, быть может, далеко продвинут нас к разгадке тайн мира атома.

И тут же рядом, в фокусе большого зеркала, которое соберет солнечные лучи, не ослабленные путешествием через воздушную пелену планеты, физик сумеет получить огромные температуры — в тысячи градусов. О новом виде сварки сейчас говорят инженеры-гелиотехники, заставившие Солнце плавить металлы, давать три тысячи градусов тепла. Пойманный зеркалом луч режет, плавит, сваривает даже тугоплавкие сплавы, кипятит и испаряет воду в паровом солнечном котле. Сотрудники отдела высоких температур космической лаборатории оставят далеко позади своих земных коллег. Не на короткие доли секунды, а на любое время можно получить там тысячеградусные температуры. И не надо ехать на юг ловить жаркое Солнце. Солнце, что светит и греет вне Земли, всегда к услугам физиков, гелиотехников, теплотехников, энергетиков небесного острова.