Артур Миллер - Империя звезд, или Белые карлики и черные дыры
61
Природный уран содержит 99,3 % урана-238 и 0,7 % урана-235. В 1939 году Бор обнаружил, что уран-235 расщепляется легче, чем уран-238, так как для его расщепления требуются более медленные нейтроны.
62
ЭНИАК (ENIAC, сокр. от Electronic Numerical Integrator and Computer) — электронный числовой интегратор и вычислитель), первый широкомасштабный электронный цифровой компьютер. МАНИАК (MANIAC, сокр. от Mathematical Analyser, Numerical Integrator and Computer) — математический анализатор, числовой интегратор и вычислитель. (Примеч. редактора.)
63
Плутоний-239 производится в реакторах при столкновении быстрых нейтронов с ядрами урана-238. Плутоний распадается так же эффективно, как и уран-235, и оказалось, что его производство проще. Уран-235 получали в массовом масштабе в Оук-Ридже, штат Теннесси, главным образом отделением его от более тяжелого изотопа урана-238 диффузионным методом. Плутоний-239 производили в ядерных реакторах в Хэнфорде, штат Вашингтон, а затем химически выделяли в металлургической лаборатории Чикагского университета.
64
Сахаров, вернувшись к научной работе в 1965 году, опубликовал несколько важных статей по физике частиц и космологии.
65
Американские ученые утверждают, что это была не настоящая водородная бомба, а обычная атомная бомба, усиленная термоядерным топливом и инициированная химической взрывчаткой. Американцы считали, что низкая мощность бомбы — доказательство того, что русские еще не открыли схему Теллера-Улама.
66
Российские ученые утверждают, что она остается непревзойденной по эффективности, в ней используется 97 % энергии термоядерных реакций. Так, например, у бомбы «Майк» 75 % энергии было получено от взрыва атомной бомбы и от реакции распада оболочки бомбы, сделанной из урана-238.
67
В рассказе автора о советском атомном проекте много неточностей, не упомянуты многие выдающиеся физики и организаторы работ, такие как И. В. Курчатов, Ю. Харитон, И. Е. Тамм и др. Подробнее об этом — например, в книгах В. Губарева «Атомная бомба. Хроника великих открытий» (Москва: Алгоритм, 2009) и «Секретные академики» (Москва: Алгоритм, 2008). (Примеч. редактора.)
68
Масса железного ядра в этот момент на самом деле меньше предела Чандрасекара, и поэтому коллапс не должен возникать. Это озадачивало астрофизиков в течение ряда лет. В конце 1980-х годов они поняли, что значение предела Чандрасекара требует уточнения. Чандра получил значение максимальной массы «идеального» белого карлика для случая релятивистских электронов, не взаимодействующих друг с другом. С начала 1960-х годов стали вводится различные корректировки. Так, например, Солпитер рассчитал поправки, связанные с учетом взаимодействия электронов. Напомним, что Эддингтон критиковал Чандру и за то, что тот не учитывал взаимодействие между электронами. Для расчета «реальной» максимальной массы должны быть приняты во внимание ряд факторов. В то время как поверхность белого карлика не находится под давлением, железное ядро испытывает огромное давление порядка 10 миллионов граммов на квадратный сантиметр. В результате максимальная масса оказывается ниже ожидаемой — примерно в 1,3 раза больше массы Солнца. Также должны учитываться электрические взаимодействия между ядрами железа, температура ядра и эффекты общей теории относительности. Все это изменяет «традиционную» величину предела Чандрасекара от 1,4 массы Солнца для белых карликов до 1,15 массы Солнца для вырожденного железного ядра.
69
Никто точно не знает, что произойдет, если водородная бомба взорвется в космическом пространстве. Почти наверняка разлетится много опасных частиц с высокой энергией — таких легких, как электроны и протоны, а также тяжелых ядер, возникших в процессе деления-синтеза-деления ядер. В этом процессе первое ядерное деление воспламеняет термоядерное топливо. Второе вызывается быстрыми нейтронами, которые попадают на оболочку бомбы, сделанную из урана-238.
70
Нейтрино — это незаряженная частица с нулевой массой. Ее существование было предсказано Паули в 1930 году, открыта она была в 1956 году, за год до публикации статьи B2FH.
71
Физики предполагают, что протоны и нейтроны состоят из кварков, фундаментальных неделимых «строительных блоков». Кварки никогда не наблюдались как свободные, изолированные объекты. Наблюдение кварков в свободном виде значительно продвинуло бы теорию элементарных частиц. Звезды могут предоставить такую возможность.
72
Фаулер и Хойл предположили, что отражение от ядра происходит после того, как альфа-частицы (ядра гелия) расщепляются под действием излучения большой энергии, увеличивая тем самым плотность частиц в ядре и предотвращая дальнейшее сжатие. Но они не проводили компьютерное моделирование и были поражены, когда Колгейт и Уайт обнаружили, что звезды при этом не прекращают коллапсировать. Взрыв, который предсказывали Фаулер и Хойл, оказался имплозией (сжатием).
73
Звезды вращаются вокруг своей оси, как и планеты. Солнце совершает оборот за 25 дней, белые карлики — от нескольких часов до нескольких дней.
74
Астрофизики подозревают, что радиосигнал от пульсара исходит от заряженных частиц, находящихся вблизи его северного и южного магнитных полюсов, ускоряемых интенсивным магнитным полем вращающейся звезды. Линия, соединяющая северный и южный полюса, наклонена относительно оси вращения звезды, в результате чего свет от пульсара периодически достигает Земли.
75
В 1974 году Хьюиш получил Нобелевскую премию по физике за открытие пульсаров. Беллу премию не дали, что вызвало возмущение научного сообщества. Другим лауреатом стал кембриджский радиоастроном Мартин Райл.
76
Радиус Шварцшильда здесь — это расстояние от центра черной дыры до поверхности, которая получила название «горизонт событий». Звезды не исчезают, когда они падают в черную дыру, подобно тому, как Луна существует, даже если она находится за горизонтом и мы ее не видим.
77
Сингулярность — точка пространства, в которой его кривизна стремится к бесконечности, то есть пространство-время в этой точке как бы рвется. (Примеч. редактора.)
78
Расстояния от различных галактик до Земли измерить не так легко, и величина постоянной Хаббла определяется с погрешностью 10 %. Возможно также, что Вселенная не всегда расширялась с одинаковой скоростью и постоянная Хаббла в прошлом имела другое значение. По величине постоянной Хаббла можно легко вычислить, что возраст Вселенной составляет примерно 13–16 миллиардов лет (с учетом 10 %-й погрешности). В 1950-е годы были две противоречащие друг другу теории о происхождении Вселенной. В соответствии со «стационарной моделью» Вселенная сегодня такая же, какой была и много-много лет назад, она не меняется. Теория Большого взрыва по Хабблу предполагает, что Вселенная возникла 13 миллиардов лет назад из некоторого начального, сингулярного, состояния и с тех пор непрерывно расширяется. Теория Большого взрыва предсказывает существование фонового микроволнового излучения, соответствующего температуре три градуса Кельвина. (Термин «Большой взрыв» придумал сторонник стационарной модели Вселенной Фред Хойл, выступая на ВВС в 1950 году, чтобы отличать ее от своей собственной теории.) Самым энергичным сторонником теории Большого взрыва был Георгий Гамов. В 1965 году Арно Пензиас и Роберт Уилсон обнаружили излучение, спектр которого соответствовал излучению абсолютно черного тела с температурой около трех градусов Кельвина. Это излучение пронизывает всю Вселенную и, скорее всего, является «эхом» Большого взрыва. Поразительно, но именно такую температуру предсказывала теория Большого взрыва. Изначально невероятно горячие и плотные массы материи охлаждались по мере расширения Вселенной до трех градусов Кельвина. Работа Пензиаса и Уилсона стала стимулом для современных исследований происхождения Вселенной и считается поворотным моментом в современной космологии. В 2003 году с помощью зонда микроволновой анизотропии Уилкинсона были сделаны самые точные на сегодняшний день измерения температуры Вселенной и, следовательно, определен ее возраст, который, как и предсказывалось, оказался равным 13,7 миллиарда лет, с погрешностью несколько сотен миллионов лет.
79
Впервые источник радиоволн был обнаружен Янским еще в 1932 году. Как и в случае Чандры, никто не поверил в это открытие.
