Терри Пратчетт - Наука Плоского мира. Книга 4. День Страшного Суда

Айзек Азимов заметил однажды, что в тот момент, когда на церквях стали устанавливать громоотводы, наука была поставлена выше теологии. Исходя из аналогичного образа мышления, мы пытаемся дать научные или хотя бы рациональные объяснения не только первопричин, но и многих других вопросов. Думминг Тупс – самый рациональный из волшебников, но даже ему приходится туго. В общем и целом он и выигрывает, пытаясь объяснить Круглый мир не прибегая к магии, хотя магия, стоящая за большинством феноменов Плоского мира, остаётся по умолчанию его точкой зрения.

Едва ли не все люди по убеждениям иррациональны. Они верят в магию, верят в сверхъестественное. Может быть, они рациональны в каких-то других аспектах, но хотят, чтобы мир их грёз застилал их представления о мире реальном . В 2012 году, в преддверии президентских выборов в США, некоторые кандидаты-республиканцы, прежде благосклонно принимавшие выводы фундаментальной науки, вдруг начали их отрицать. Видный сторонник республиканской партии призвал отказаться от какого-либо регулирования рынка, поскольку это «препятствует воплощению божьего промысла об американской экономике». Наиболее одиозные фигуры из «правых» выступают против принятия каких-либо мер, направленных на смягчение последствий изменения климата. И не потому, что считают, будто никаких изменений нет. Их логика такова: чем быстрее мы загубим планету, тем быстрее наступит второе пришествие Христа. Армагеддон? Отлично, дайте два!

На самом деле искать рациональные объяснения следует потому, что большинство феноменов Круглого мира к магии не имеет никакого отношения. Многое из того, что раньше казалось волшебным, сейчас нашло объяснение без сверхъестественных «костылей». Тот же гром. Хотя вот американская экономика до сих пор ставит в тупик экономистов. В нашей книге мы, насколько нам позволят силы, будем искать объяснения первопричин различных явлений исходя из рационального мышления, пусть даже кому-то это покажется сложным. Но нам ужасно хочется узнать, пользуются ли громоотводами те представители так называемой Христианской Науки, которые выступают против пересадки органов и переливания крови, поскольку им внушили, будто это идёт вразрез с божьей волей.

Даже сейчас мы знаем о грозах куда меньше, чем вы можете себе представить. Два десятилетия назад астронавты космического шаттла «Атлантис» вывели на орбиту гамма-обсерваторию «Комптон» (ГОК). Гамма-лучи – это такие электромагнитные волны вроде световых, но куда более высокой частоты. Энергия фотона пропорциональна его частоте, таким образом, гамма-лучи обладают очень высокой энергией. ГОК предназначена для обнаружения гамма-лучей, испущенных далёкими нейтронными звёздами и остатками сверхновых, но, похоже, что-то там пошло не так: обсерватория начала сообщать об импульсах гамма-излучения, исходящих от… Земли.

Это казалось нелепостью. Гамма-излучение возникает при ускорении электронов и других частиц в вакууме, но вроде бы никак не в атмосфере. Очевидно, ГОК работала неправильно. Тем не менее никакой поломки не было, обсерватория функционировала в штатном режиме, но атмосфера Земли продолжала каким-то образом генерировать гамма-излучение.

Сначала решили, что это излучение возникает на высоте примерно 80 километров, высоко над облаками. Тогда только что были открыты странные вспышки света, напоминающие огромных медуз высоко в небе. Явление получило название «спрайт». Считалось, что это спонтанные следствия возникновения молний в нижележащих грозовых облаках. Всё выглядело так, что именно спрайты испускают гамма-лучи или, по крайней мере, как-то с ними связаны. Среди объяснений, предложенных теоретиками, наиболее правдоподобной была гипотеза, сводящаяся к тому, что электронная лавина, произведённая молнией, сталкиваясь с атомами атмосферы, становится источником как спрайтов, так и гамма-излучения. Электроны могут двигаться почти со скоростью света и создавать цепные ядерные реакции, при которых каждый электрон, сталкиваясь с атомами, выбивает из последних другие электроны.

Начиная с 1996 года физики добавили в эту гипотезу разнообразные финтифлюшки, описывающие энергетический спектр гамма-лучей. Данные, полученные с ГОК, совпадали с результатами расчётов и подтверждали, что излучение возникает на очень больших высотах. В общем, всё выглядело замечательно, пока не наступил 2003 год.

В том году Джозеф Дуайер в ходе полевых исследований во Флориде измерял рентгеновское излучение молнии и обнаружил мощный всплеск гамма-излучения, исходящего из туч. Энергетический спектр всплеска полностью совпадал со спектрами излучения, которое, как считалось, приходит с гораздо большей высоты. Тем не менее тогда никто даже не предполагал, что излучение, зафиксированное «Комптоном», – это излучение грозовых облаков, поскольку энергия сигналов представлялась слишком высокой. Ведь для «проталкивания» таких лучей через атмосферу требуется настолько огромная энергии, что в это сложно было поверить.

В 2002 году НАСА запустило RHESSI – спутник с солнечным спектроскопом для наблюдения излучений высоких энергий, названный в честь физика из НАСА, доктора Реувена Рамати. RHESSI должен был наблюдать гамма-излучение Солнца. Просматривать данные, нужные для доказательства того, что гамма-излучение исходит от Земли, Дэвид Смит нанял студентку Лилиану Лопес. Всплески происходили каждые несколько дней, то есть много чаще, чем фиксировала ГОК. Новый инструмент предоставлял гораздо более подробную информацию об энергетическом спектре, демонстрируя, что гамма-лучи действительно проходят в атмосфере значительные расстояния. Оказалось, что они зарождаются на высоте 15-25 километров, то есть на верхней границе обычных грозовых облаков. С накоплением доказательств становилось всё труднее отрицать, что именно грозы, а не спрайты, генерируют большое количество гамма-излучения.

Но каким образом тучи вырабатывают высокоэнергетическое излучение? Ответ пришёл непосредственно из кадров «Star Trek»: разумеется, это антиматерия. Когда обычная материя встречается с антиматерией, они аннигилируют. Этот процесс сопровождается мощным выбросом энергии: почти вся масса переходит в энергию. Корабли Звёздного флота движутся как раз за счёт этой реакции. Самая распространённая форма антиматерии – позитрон, то есть антиэлектрон, являющийся естественным продуктом радиоактивного распада. Он ежедневно используется в медицинских сканерах ПЭТ (позитронно-эмиссионной томографии). Тем не менее в природе антиматерия вырабатывается нечасто, по крайней мере, тучи никогда не славились богатством радиоактивных атомов. Однако есть свидетельства того, что гамма-излучение грозовых облаков связано именно с позитронами.