Вокруг Света - Журнал «Вокруг Света» №11 за 1976 год
— Значит, сделано открытие, коренным образом меняющее наши взгляды?
— Вернее, «закрытие». Даже два: одно в шахте, в Южной Дакоте, другое в Крымской астрофизической обсерватории. Что же касается изменения взглядов, то об этом говорить рано.
И астрофизик протянул мне кипу журналов и газет. «Ученые больше не уверены, что они знают, почему светит Солнце» — так «Нью-Йорк таймс» резюмировала мнение американских ученых. «Отныне нам неизвестно, почему Солнце испускает свет», — последнее утверждение принадлежало такому авторитету, как академик В. А. Амбарцумян.
Но со страниц газет раздавались и другие голоса. А ведь сыр-бор разгорелся из-за сведений, содержавшихся в двух фундаментальных статьях: одна из них, в американском научном журнале «Сайенс», сообщала о безрезультатных опытах Р. Дэвиса в шахте Южной Дакоты. Другая рассказывала, что советские астрономы академик А. Северный, В. Котов и Т. Цап обнаружили неизвестные дотоле пульсации Солнца.
— Я не улавливаю связи между двумя столь разными работами, — признался я астрофизику.
— Понимаете, до сих пор ученые были уверены, что в недрах Солнца горит «термоядерная топка» — от нее и энергия и свет. Так вот, образно говоря, Р. Дэвис сумел заглянуть в эти недра и обнаружил, что никакой «топки» там нет. Советские же астрономы как бы «пощупали» пульс нашего светила (примерно так, как сейсмики, слушающие недра Земли) и выяснили: температура и давление в глубинах его таковы, что, возможно, «термоядерной топки» там либо нет, либо она горит очень слабо.
— Так, значит, солнечное пламя вовсе не сродни огню водородной бомбы?
— Для столь категоричного вывода оснований еще нет: этого не утверждают ни А. Северный, ни Р. Дэвис. Но...
Я сидел на семинаре солнечников и не узнавал своих давних знакомых. Ведь если вспомнить, то всего лишь год назад... Да, тогда здесь все было тихо и спокойно.
Теперь — иначе. «Мой» астрофизик сиял:
— Кажется, никому ничего не ясно. Вот тут-то и начнется работа!
«Ученые больше не уверены, что они знают...» Все-таки его радости я сразу понять не мог.
И чтобы понять ее, прежде чем поехать в Крымскую астрофизическую обсерваторию, откуда последовал столь мощный толчок, я отправился в другое, мысленное путешествие к тем годам, когда впервые был по-научному поставлен вопрос: «Отчего светит Солнце?»
Первой серьезной попыткой объяснить энергетику Солнца была гипотеза, выдвинутая в 1854 году физиком Гельмгольцем: ученый предположил, что дневная звезда постепенно сжимается под действием тяготения и от этого рождается питающая ее энергия. Расчеты показали, что при таком источнике Солнце могло бы существовать миллионы лет — цифра для XIX века значительная; ведь на памяти человечества прошли только тысячелетия.
Однако в XIX веке в науке произошло два важных события: Дарвин создал свою революционную теорию, а Беккерель открыл естественную радиоактивность. Палеонтологи обнаружили останки животных, существовавших сотни миллионов лет назад; физики доказали, что возраст некоторых земных пород, а также метеоритов еще старше — здесь счет велся уже на миллиарды лет. Но ведь не могли, к примеру, зеленые растения жить во времена, когда еще не было Солнца! Абсурд какой-то. И гипотеза Гельмгольца была сдана в исторический архив.
«Поиски» солнечного топлива продолжались всю первую половину нашего века.
Эддингтон, один из создателей современной теории эволюции звезд, писал, что «нет ничего проще, чем звезда». Из его воззрений следовало, что в недрах звезд должны идти ядерные превращения, только они могли -поставлять энергию, которую звезды расходуют на излучение. Наконец на помощь теоретикам пришли эксперимента! эры; когда Резерфорд расщепил атомное ядро и доказал, что из него можно извлечь огромную внутриядерную энергию, Эддингтон прозорливо заметил: «То, что возможно в лаборатории Кавендиша, не может оказаться слишком трудным для Солнца». Эддингтон предположил, что в недрах нашего светила происходят термоядерные реакции: ядра водорода превращаются в ядра гелия. При этом выделяется энергия, питающая Солнце.
Судьей теории является эксперимент.
После того как физикам удалось осуществить «солнечное превращение вещества» на Земле, то есть взорвать водородную бомбу, все окончательно поверили: то, что возможно на нашей планете, должно происходить в недрах Солнца. Термоядерная гипотеза получила всеобщее признание (на ней зиждется вся современная наука о строении и эволюции звезд). Один из ее создателей, Ганс Бетс, удостоился Нобелевской премии.
Эта теория многое раскрыла в жизни и эволюции звезд. Но не все — например, светимость некоторых космических объектов с ее помощью объяснить трудно: слишком велик там выход энергии. И уж совсем нельзя представить, как это термоядерные спички поддерживают чудовищный костер квазаров, в сравнении с которыми Солнце лишь слабый огонек свечи рядом с доменной печью.
К тому же в последние десятилетия наряду с квазарами астрономы открыли новые исключительно странные космические объекты — ядра активных галактик, взрывающиеся галактики.
Общепринятая же модель звезды с термоядерным источником энергии, по словам академика В. А. Амбарцумяна, «...не дала плодотворных результатов, так как не предсказала ни одного нового факта, и поэтому не помогает наблюдениям».
Так или иначе все настоятельней требовался прямой эксперимент. Все жаждали определить, что же на самом деле происходит в глубинах нашего светила? Для этого надо было заглянуть в его недра... Но разве такое возможно?!
«Никогда люди не узнают... ...из чего состоят звезды!» — эти слова известного философа XIX века О. Конта стали вечным напоминанием о том, что не следует ограничивать возможности науки. Скоро, очень скоро после этих слов человек дотянулся до звезд силой своего разума и с помощью спектрального анализа определил их состав.
И все-таки: «Никогда люди не проникнут в недра Солнца и звезд». Так если не говорили, то думали многие ученые. Даже в фантастических рассказах герои решались лишь на то, чтобы долететь до нашего светила и унести кисочек солнечного вещества. Но чтобы пробраться в его глубины, через сотни тысяч километров огненного океана в тисках неимоверного давления, — об этом не мечтали даже фантасты.
Мало надежды было и на то, что некие посланцы, вырвавшись из недр Солнца, долетят до Земли и раскроют тайну его глубин. Радиоволны, как известно, рождаются в солнечной атмосфере, а кванты света, хотя и возникают, по-видимому, и на глубине, но путешествуют к солнечной поверхности миллионы лет. За это время они успевают претерпеть столько превращений и гак изменяются, что начисто «забывают» все, что помнили о месте своего рождения.
И вдруг объявилась «волшебная палочка», которая, по крайней мере в теории, могла распахнуть недра Солнца. Донести оттуда весть. «Волшебная палочка» именовалась нейтрино.
Известно, что нейтрино было рождено «на кончике пера». Просто в одном из превращений микромира у физиков не сходились энергетические дебет и кредит, и теоретик В. Паули, спасая закон сохранения энергии, сконструировал воображаемого «вора», уносящего ее часть, — быстрого, бестелесного, почти неуловимого, «неконтактабельного», то есть не вступающего в связи с другими частицами.
Паули мучился, представляя ученым свое детище — частицу-призрак: он совершил грех, для физика непростительный, — придумал частицу, которую, как он полагал, никогда — опять это никогда! — не удастся обнаружить опытным путем. Однако четверть века спустя ученым все же удалось поймать неуловимого. Более того: оказалось, что все вокруг нас просто купается в потоках нейтрино. Связь их с ядерными процессами во Вселенной не подлежала сомнению.
Физики задумались: зачем эта фантастическая проницающая способность — ведь для нейтрино Солнце так же прозрачно, как для света стекло? Каждая частица играет свою роль в космической драме. Теоретики, в частности, предположили, что нейтрино — это как бы окно, распахнутое из горячих звездных недр: ливни нейтрино должны возникать там, в горячей ядерной топке, унося с собой долю звездной энергии. Подобный расчет теории, по мнению ученых, и доказывает, что в глубинах звезд идут термоядерные реакции. Эта истина казалась до последнего времени непреложной: «маленькие нейтрончики» пытались обнаружить в космосе, в лабораториях и на полигонах, где осуществлялся этот самый термояд. Но мощный поток солнечного нейтрино — это был лишь постулат теории.
10 мая 1960 года советский академик Б. Понтекорво выступил с исключительно смелой идеей: построить «нейтринный телескоп», чтобы с его помощью «заглянуть» в недра Солнца и выяснить, какие энергетические процессы там протекают. И, развивая идеи, которые владели им уже два десятилетия, он предложил конкретный способ для улавливания «всепроникающей малютки». Но экспериментального способа «поймать» нейтрино не было. Прошли годы.
