Глеб Анфилов - Искусственное Солнце

Долго ли суждено ему пробыть в этом состоянии?

Ответ базируется на оценке запасов неизрасходованного водорода: еще многие миллиарды лет будет светить наше Солнце. Нам ничего не остается; как повторить вывод, тысячи раз приведенный в популярных книжках: человечеству можно спокойно жить, не опасаясь угасания светила.

А что будет потом?

Прогнозы составлены.

Примерно через сто миллиардов лет Солнце начнет дряхлеть. Водорода в его недрах останется совсем мало. Выделение ядерной энергии резко снизится. Остывая, светило начнет сжиматься, а это, как всегда, вызовет повышение температуры. Быть может, нагрев окажется столь значительным, что даст начало новому термоядерному процессу: синтезу из гелия других, более тяжелых ядер — скажем, углеродных и даже кислородных. И тогда опять вспыхнет Солнце, обретет новую, долгую жизнь.

Возможен и иной, грустный исход: обедненное водородом светило окажется неспособным зажечь спасительный термоядерный пожар в своих недрах. По мере сжатия оно достигнет колоссальной плотности — вещество его, оставаясь газообразным, станет в сотни тысяч раз тяжелее свинца. Теряя энергию на лучеиспускание, Солнце— уже не желтый, а крошечный белый карлик — постепенно угаснет.

Биография Солнца типична для многих членов звездной семьи. Но бывают и исключения. Если звезда формируется из очень большого количества космического вещества, то ее эволюция может быть иной.

С самого начала такая звезда горячее, чем Солнце, и поэтому энергия в ней освобождается гораздо обильнее— за счет быстрого и широко развивающегося углеродного конвейера реакций. Огромное выделение энергии влечет за собой усиление лучистых потоков. В итоге решающую роль приобретает давление излучения, идущего из недр. Добавляя свою силу к обычному газовому давлению, оно как бы раздувает звезду, увеличивает ее размеры. Получается то, что астрономы называют красным гигантом.

По сравнению с научной кличкой нашего Солнца («желтый карлик») имя «красный гигант», конечно, весьма почетно. Но вы не согласитесь переселиться поближе к подобному светилу. Дело в том, что в массивных звездах центральные части довольно скоро лишаются «горючего» — водорода. Охлажденное ядро светила начинает сжиматься, наружная оболочка — расширяться, а это влечет за собой нарушение равновесия звезды. Она принимается либо пульсировать, либо неудержимо исторгать в пространство свое вещество.

Вообще порой случается, что звезда благополучно развивается, проходит одну стадию за другой, но потом вдруг делается неустойчивой, начиная периодически увеличивать и уменьшать яркость. Такие переменные звезды — цефеиды — не редкость. Их очень много.

Честно говоря, и Солнце в незначительной степени — переменная звезда. Каждые одиннадцать лет поверхность его покрывается большим, чем обычно, количеством пятен, активность наружных слоев повышается. Есть признаки, говорящие о том, что колебания активности совершаются также с периодом в сто лет. А по мнению отдельных ученых, раз в 240 миллионов лет Солнце так заметно уменьшает свой лучистый поток, что на Земле возникают ледниковые периоды.

Видимо, пульсируют в какой-то мере все звезды. Вероятно, именно пульсация влечет за собой перемешивание их вещества, столь важное для поддержания термоядерных реакций.

Однако не всегда звезды «дышат» ровно.

Есть светила, которые вначале ведут себя спокойно, но затем внезапно с огромной скоростью раздуваются, сбрасывают наружные покровы — словно вспыхивают. Это тоже итог нарушения внутреннего равновесия, но уже катастрофический. Газовое и лучистое давления одерживают верх над цепями тяготения и сметают прочь наружные оболочки светила.

Поверхность звезды увеличивается в сотни тысяч раз; столь же резко возрастает яркость. Но вскоре сброшенные одежды рассеиваются в пространстве, и звезда тускнеет. Вспыхивающие таким путем звезды астрономы называют «новыми». Поспешим сообщить недавно добытую отрадную весть: наше Солнце к ним не относится.

Наконец, существуют светила, которые претерпевают небывало грандиозные, даже по астрономическим масштабам, катастрофы —знаменитые «сверхновые» звезды. Это звезды-бомбы, взрывающиеся с неописуемой силой. При взрыве их размеры и блеск увеличиваются в миллиарды раз.

Вспышки «сверхновых» звезд — самые величественные из всех известных человеку явлений природы. И вместе с тем это — редчайшие события. В нашей звездной системе— Галактике, насчитывающей примерно 150 миллиардов звезд, такие вспышки наблюдались на памяти людей всего три раза: в 1054, 1572 и 1604 годах. Природа и причины этих катастроф поныне загадочны для науки. По многие ученые высказывают мысль, что они были вызваны какими-то лавинообразными, мгновенно развивающимися и грандиозными процессами термоядерного синтеза в необычайно плотном и горячем звездном веществе. Считают, что при взрывах «сверхновых» звезд могли синтезироваться любые, даже самые тяжелые атомные ядра — вплоть до ядер «зауранового» элемента калифорния.

1. ГРОЗНАЯ ОПАСНОСТЬ

Невозможный секрет. Сверхновая звезда на Земле. Реакция с участием лития. Термоядерный порох. Где предел? Бахвальство и страх. Лучистый яд. Земля будет чистой!

2. ВО ИМЯ БЛАГА

Внимание правнукам. Ловля лучей. Минуя Солнце. Аргентинская загадка. Генеральная задача. Что предстоит зажечь. Трудности звездного нагрева. Против лучистых, потерь. Температуры воспламенения. Чистота — залог успеха.

3. ПОДАРОК НАУКЕ

Вместо тяготения. Плазменный шнур. Сильнее молнии.

В разрядных трубках. Таинственные нейтроны. Всему миру. Новые достижения.

4. РАСКАЛЁННЫЙ ВИХРЬ

Необходима осторожность. Виток из плазмы. «Резинки». «Рессоры». Кольцевой разряд. Камеры-баранки. Медицина и астрофизика. Питание трубок.

5. ИСКУССТВЕННОЕ СОЛНЦЕ

Без разрядов. В магнитной ловушке. «Огра». На ближайших подступах. Прогнозы сроков. К термоядерным электростанциям. Плазма в роли генератора. Вода —горючее. Наше будущее.

1. ГРОЗНАЯ ОПАСНОСТЬ

Вот небольшая выдержка из книги американского физика Р. Лэппа «Новая сила»:

«...1 ноября 1949 года. Место действия — телевизионная студия в Нью-Йорке. Транслируется программа, в которой сенатор Эдвин Джаксон от штата Колорадо обсуждает с несколькими учеными вопрос о том, «не слишком ли засекречена наша атомная программа». Сенатор вдруг поражает своих собеседников следующим замечанием: «Вот что считается совершенно секретным: наши ученые с момента взрыва бомб над Хиросимой и Нагасаки пытаются создать то, что называют «сверхбомбой...» Упомянув о недавно испытанной атомной бомбе, оказавшейся в шесть раз более мощной, чем первые, сенатор продолжает: «Они хотят сделать такую, которая бы в тысячу раз превосходила эту чудовищную бомбу. И это — секрет, большой секрет, о котором американским ученым не терпится рассказать всем ученым мира...»

Итак, сразу же после кровавого дебюта атомной бомбы в незабываемой японской трагедии американцы начали готовить еще более страшное орудие массового истребления людей. Делали они это, запершись на семь замков сверхсекретности, и далее одно упоминание о готовящемся оружии, по свидетельству Лэппа, «поразило» чиновников Комиссии по атомной энергии США.

Между тем после появления атомной бомбы идея новой «сверхбомбы» не представляла собой, по существу, никакой тайны. Ее просто невозможно было скрыть, как нельзя засекретить солнечные лучи, взрывы сверхновых звезд, менделеевскую таблицу и давно известные уравнения квантовой механики.

В самом деле, зная о возможности создавать атомным взрывом звездную температуру, вдумчивый физик сразу обращает свой взор к началу периодической системы Менделеева и задается вопросом: а нельзя ли, используя столь сильный нагрев, возбудить на Земле реакции синтеза гелия из водорода? Нельзя ли, раскалив на мгновение вещество, вызвать вспышку солнечных термоядерных процессов?

Не слишком сложные теоретические исследования в сочетании с экспериментами дают на такой вопрос положительный ответ.