Глеб Анфилов - Искусственное Солнце

Мы давно привыкли к искусственному шелку, искусственной коже, искусственной шерсти. Нас не удивишь искусственными реками, озерами и целыми морями, даже искусственным дождем или снегом. За каких-нибудь несколько месяцев мы освоились с искусственными лунами, обегающими Землю, с искусственной планетой — первой ласточкой легендарных космических полетов. Казалось бы, здесь вершина технической мысли. Куда уж дальше!

Но ученые нам говорят: на очереди искусственное солнце! И это выглядит, пожалуй, слишком дерзко. Неужели возможно что-то подобное?

Да, наука наших дней, наука второй половины XX века, видит перед собой эту грандиозную цель. Люди задумали сделать своими руками маленькое солнце на земле. Сегодня это, бесспорно, один из самых смелых замыслов технического творчества человека.

О том, какой длинный и полный сложнейших препятствий путь привел к возникновению идеи искусственного солнца, о том, как она может быть воплощена в жизнь, и о некоторых других проблемах современной физики рассказывается на страницах этой книги.

Желтый карлик. Полстолетия назад. Небесный костер. Обстрел камнями. Падение на себя. Физика в тупике.

В тылу науки. Копья а вспышки. На что похож свет. Идеи Альберта Эйнштейна. Хор светил. Резиновые минуты. Вещество и энергия. Солнце не чудо.

Вездесущие атомы. Электронная свита. Балласт в веществе. «Спящее» ядро. Две задачи. Борьба сил. Ядерная энергия.

Вниз по лестнице. Через ступеньки. Секрет урана. Гибель городов. Управление стихией. Дрова в золе. Заря грядущего.

1. ВЕКОВАЯ ЗАГАДКА

Что может быть величественнее, грандиознее Солнца! Земля рядом с ним — как горошина возле арбуза. Оно непрерывно излучает поток энергии мощностью в пятьсот миллиардов миллиардов лошадиных сил. Уму непостижимая цифра! Никакого сравнения к ней не подберешь.

А вот астрономы дали Солнцу более чем скромное название— «желтый карлик».

Как-то обидно за великое светило.

Когда человечество было в колыбели, Солнце казалось людям могущественным божеством, порой добрым, порой неумолимо грозным. «Владыка пищи, отец и мать людей» — так называли его древние египтяне и строили в его честь храмы, приносили ему дорогие жертвы.

Культ светила кое-где жив и поныне. Вспомните хотя бы «Гимн Солнцу», донесенный до нас дивным голосом Иммы Сумак, в недавнем прошлом—жрицы перуанских солнцепоклонников.

Сохранился памятник старины, на котором солнечные лучи изображены в виде длинных рук, творящих все сущее на Земле. Какой точный образ! Ведь именно Солнце создало чудесный пейзаж, окружающий нас на родной планете, сотворило жизнь и самих людей.

Дует ветер, перенося облака и поднимая вихри пыли, текут реки, наполняя моря и озера, от океанов и луж поднимается пар, сгущается в тучи, влага обрушивается на землю дождем и снегом — все это делает Солнце.

В зеленом листе строятся, потребляя энергию света, молекулы органических соединений. Птица поклевала растительных зерен и набралась сил, чтобы лететь. Зверь схватил птицу, насытился добычей и побежал по лесу. Это опять работа Солнца.

Человек убил зверя, зажарил мясо и накормил семью. Или приручил зверя, заставил его трудиться на себя — тянуть соху, везти телегу, давать молоко. Здесь снова трудится преображенная солнечная энергия.

Мы все — дети великого лучезарного творца. Как не признать его богом! И вдруг «желтый карлик»!

Впрочем, солнечный луч, родивший людей, родивший человеческий разум, сам же отверг тем самым сказку о своей якобы сверхъестественной сущности.

Знание развенчало божество, сбросило с него ореол недосягаемой тайны.

Солнце — всего-навсего рядовой член одного из бесчисленных звездных скоплений—Галактик, погруженных в беспредельные просторы Космоса. Оно ничем особенным не отличается от своих собратьев и, более того, занимает среди звезд далеко не первое место. Отсюда и название «карлик», данное астрономами с полным основанием. А почему «желтый»? Сияние разных звезд неодинаково. Одни выглядят красноватыми, другие — белыми, третьи— голубыми. От Солнца же к нам доходит желтый свет. Отсюда и прилагательное в его звездном имени.

Итак, жизнь нам даровал желтый карлик.

Что же он собой представляет?

Перенесемся мысленно в конец прошлого века и отправимся на какую-нибудь публичную лекцию о Солнце.

Вот на кафедру поднимается седовласый профессор. Он обстоятельно рассказывает об успехах солнечной астрономии.

С гордостью за науку своего времени лектор прежде всего сообщает найденную учеными величину расстояния от Земли до Солнца — 150 миллионов километров. Чтобы найти его, не надо было тянуть к светилу рулетку. Дело свелось к решению несложной геометрической задачи. Потребовалось лишь очень точно измерить углы, под которыми видны Солнце и проходящая по его диску планета Венера из разных точек земного шара.

Колоссальную удаленность Солнца от Земли лектор иллюстрирует цитатой из распространенной в ту пору научно-популярной книги профессора Юнга: «Представьте себе ребенка с такой длинной рукой, что он мог бы коснуться Солнца. Вот он прикоснулся к Солнцу и обжегся. Он успел бы скончаться к старости, прежде чем почувствовал боль, так как нервное раздражение распространяется со скоростью около 30 метров в секунду».

Определив расстояние до Солнца, ученые сразу же решили вопрос о размерах солнечного шара. Диаметр Солнца составляет 1400 тысяч километров. Значит, по своему поперечнику Солнце в 109 раз больше Земли.

Зная расстояние до светила, его величину и оценив с помощью несложного опыта количество энергии, которое оно посылает на квадратный сантиметр земной поверхности отвесно падающими лучами, нетрудно подсчитать мощность излучения с каждого квадратного сантиметра сверкающей солнечной оболочки. Оказалось, что он дает 6000 ватт.

Кусочек поверхности Солнца величиной в четыре страницы этой книжки испускает энергии больше, чем вырабатывает первая атомная электростанция.

Не меньшим достижением науки оказалось «взвешивание» Солнца. Для этого не понадобилось никаких весов, как изобразил на рисунке наш художник. Ведь Земля, обращаясь вокруг светила, постоянно «падает» на него и не может упасть лишь потому, что движется достаточно быстро. Каждую секунду наша планета отклоняется к Солнцу примерно на 3 миллиметра. Отсюда, по закону тяготения, астрономы подсчитали силу притяжения Солнцем Земли, а из полученного результата, учтя расстояние до светила, вычислили величину притягивающей солнечной массы. 2,25 • 1027 тонн — вот сколько весит Солнце! Оно в 329 400 раз тяжелее нашей планеты.

...Лекция продолжается. Профессор переходит к рассказу о поверхности светила. В телескопы видно, что она словно кипит громадными пузырями — гранулами, выбрасывает фонтаны раскаленных газов — протуберанцы, то там, то здесь покрывается вихрями, внутри которых возникают обширные сравнительно темные области— «солнечные пятна», открытые еще Галилеем. Солнце предстает, как нечто бурное, раскаленное, клокочущее, с поразительной щедростью расточающее свою энергию.

Много, очень много в ту пору знала наука о Солнце. Почти все то, о чем сегодня пишут в популярных книжках, тогда уже в общих чертах было известно.

Но наконец речь заходит об источниках лучистой солнечной силы. И вот тут профессор бессильно разводит руками.

— Милостивые государи, — восклицает он, — мы должны признать, что Солнце светит вопреки здравому смыслу, вопреки законам природы! Это тайна, это величайшая загадка!

— Почему? — волнуются «милостивые государи», слушатели профессора. Им, разумеется, обидно за вдруг объявившееся бессилие науки.

— Сегодня, — отвечает лектор,—мы не знаем процесса, который мог бы восполнить убыль энергии, непрерывно уносимой с Солнца могучим потоком его лучей. Физика и химия здесь складывают оружие. Не помогают никакие, даже самые, казалось бы, остроумные, самые изобретательные гипотезы...