Глеб Анфилов - Искусственное Солнце

Здесь Е — энергия в единицах, называемых эргами, т — масса в граммах, с — скорость света, равная 30 миллиардам сантиметров в секунду.

Давайте попробуем подсчитать по этой формуле, сколько энергии заключено, скажем, в двухкопеечной монете. Монета весит почти два грамма, цифру дважды на скорость света, мы получим 1,8 . 10 21эргов, или 90 миллионов киловатт-часов энергии [5] 1 эрг = 2,78 . 10 -14 киловатт-часа. .

Более суток работы могучей Братской гидроэлектростанции заключено в двух граммах вещества!

Вот к какому выводу привел науку отказ от эфира и построение новой системы физических взглядов.

Применимы ли изложенные выводы Эйнштейна к Солнцу? Конечно. Ведь Солнце —это прежде всего материальное тело. А стало быть, его гигантское лучеиспускание вовсе не феноменальное явление. Физика вполне «разрешает» ему светить так, как оно светит.

В самом деле, при общем потоке лучистой энергии 4 . 10 33эргов в секунду. Солнце, как вы можете убедиться сами, ежесекундно теряет 4 . 10 12граммов, или 4 миллиона тонн вещества. Порядочно! Впрочем, не так много, как может показаться на первый взгляд. Вспомним, что вся его масса — 2 . 10 27тонн. Значит, за миллион лет благодаря лучеиспусканию Солнце «худеет» всего на одну миллиардную часть своей массы!

Как видим, проблема происхождения солнечной энергии получила какой-то намек на решение. Правда, решение это слишком уж общее, в нем нет ничего раскрывающего секрет конкретных процессов, происходящих под сверкающими покровами светила. И тем не менее оно входит в число великих достижений науки. Эйнштейн дал физикам замечательную руководящую идею, указал путь поисков, а главное — убедил в конечном успехе. Вряд ли стоит доказывать, как это важно — поверить в грядущую победу!

Пожалуй, не стоит удивляться, что сначала идеи о внутренних солнечных процессах, при которых вещество преобразуется в свет, были неясными и расплывчатыми Астрофизики вели свои поиски на ощупь, неуверенно. Порой высказывались слишком скороспелые гипотезы. Например, было сделано предположение об общей аннигиляции вещества, то есть о том, что где-то в недрах светила атомы целиком превращаются в электромагнитное излучение. Обосновать эту гипотезу не удалось, ибо ни на какие факты ока не опиралась. Долгое время никто не мог сказать, какие именно атомы принимают участие в солнечных реакциях, в чем заключаются сами реакции.

Но первоначальные неудачи отнюдь не обескураживали исследователей. О «кризисе» не могло быть и речи, хоть и теперь иной раз слышались унылые голоса защитников всякого рода «непознаваемости». Подлинным ученым было ясно, что эти затруднения временные, что впереди бесспорный успех.

Секрета солнечных реакций нельзя было понять без глубокого проникновения в недра вещества, в мир мельчайших материальных частичек.

А в этой области науки тоже совершились знаменательные перемены. И именно достижениям физики микромира суждено было приподнять завесу над старой солнечной тайной.

Прежде чем говорить об этом, нам придется снова углубиться в физику—на этот раз в учение об атомах и атомных ядрах.

Каким только нападкам не подвергались в период «кризиса» науки атомы! «Нет их вовсе!» — с пеной у рта кричали идеалисты. Пресловутый горе-философ Мах назвал их даже «почтенным шабашем ведьм».

А что произошло потом?

Потом атомизм не только победил, но и превратился в широкую и разветвленную область знания. В наши дни разные стороны поведения атомов изучают химики и металловеды, кристаллографы и электротехники, астрономы и биологи. Даже современная служба времени освоила эти мельчайшие невидимые частицы: построены небывало точные атомные часы. Даже проблемы наследственности живых организмов познаются теперь с учетом свойств атомов.

Из первоначальных во многом примитивных представлений атомизма в наши дни развилась сложная и тонкая наука — атомная физика. За последние десятилетия в ней совершено много выдающихся открытий, которые сделали ничтожно малый и неисчерпаемо сложный атом понятным и доступным человеку.

Каков же атом?

Это материальное образование размером в среднем около десятимиллионной доли миллиметра.

Снаружи атом представляет собой набор своеобразных яйцевидных — или, точнее, эллипсоидовидных — электронных оболочек, образованных неуловимо быстро движущимися электронами. Электронные оболочки — разные по величине. Они перекрывают друг друга. А если бы мы смогли заглянуть внутрь атома, то увидели бы в центре его крохотное ядро.

Заодно мы убедились бы, что главное место в атоме занимает... пустота.

Да, атом неимоверно пуст. Увеличенный в 100 миллиардов раз, он смахивал бы на мыльный пузырь величиной с трехэтажный дом. При этом ядро получило бы размер булавочной головки.

Столь нежное, на первый взгляд, «воздушное» образование имеет, однако, весьма высокую прочность. Снаряд, летящий со скоростью сотен метров в секунду, пробивает мощную броню. А если столкнуть с такой же скоростью два атома, они не причинят друг другу никакого вреда и преспокойно разлетятся в разные стороны. Лишь при гораздо больших скоростях столкнувшиеся атомы могут потерять один или несколько электронов.

В чем секрет такой прочности?

Мы с вами, читатель, — существа, живущие среди больших тел и предметов. Ведь даже еле заметная пылинка содержит миллиарды миллиардов атомов. В нашем микромире мы постоянно ощущаем только один вид сил, действующих на расстоянии. Это — силы тяготения. Правда, мы знаем, что в природе существуют и другие

дальнодействующие силы — электрические и магнитные. Но в нашей повседневной жизни они играют куда меньшую роль.

Разумеется, каждому школьнику известен закон: разноименные электрические заряды или магнитные полюса притягиваются друг к другу, одноименные — отталкиваются. Однако, когда на уроке физики вы сами опытом проверяли величину электрических сил, вам она показалась совсем небольшой. Листочки электроскопа должны быть очень легкими, чтобы раздвинуться, получив одноименный заряд.

Объяснить это нетрудно. Наш мир — царство крупных масс и сравнительно маленьких зарядов. Поэтому тяготение в нашем мире преобладает над электрическими силами.

Иное дело в микромире.

Вот к примеру электрон. Он почти невесом, но несет ка себе значительный для такой крохотной частички электрический заряд отрицательного знака. Следовательно, электрическим силам он подвержен в неизмеримо большей степени, чем тяготению. Эти силы и удерживают электрон в атоме, заставляя его двигаться вокруг положительно заряженного атомного ядра.