Помоги проекту - поделись книгой:
Итог их размышлений получился довольно своеобразным.
Похоже, тот «мячик», о котором мы говорили выше, на самом деле оказался «спущенным» и даже «сплющенным».
«Теперь мы знаем, что наша Вселенная похожа на практически плоскую резиновую пленку, которая постоянно растягивается, — сказала Паола де Бенардис. — И судя по всему, процесс этот будет продолжаться вечно.
Для того чтобы она когда-нибудь стала сжиматься, у нее не хватает массы…»
Иными словами, исследователи установили, что световые потоки, идущие от дальних галактик, строго параллельны. А стало быть, наша Вселенная не шар, а диск. Или, если хотите, блин!
Таким образом, вовсе не случайно все планеты нашей Солнечной системы вращаются в одной плоскости эклиптики, образуя в пространстве некое подобие диска. Не случайно и наш Млечный Путь закручивается по спирали в одной плоскости. Такое строение вообще свойственно нашей Вселенной.
И еще одно соображение. «Ее структура, — полагают астрофизики, — имеет не два измерения, а гораздо больше».
Наглядно, пожалуй, это можно представить себе так. Тонкий плоский блин, лежащий на тарелке, практически имеет два измерения — длину и ширину. А что будет, если его скрутить или смять? Он становится неким объемным телом, имеющим, как минимум, три измерения.
А поскольку такая трансформация происходит в пространстве, которое, по мнению теоретиков, имеет не менее десятка измерений, должна получиться некая фигура, которую и представить-то наглядно невозможно…
В общем, задали астрофизики себе задачку. Ведь теперь надо отвечать на вопрос, почему наша Вселенная имеет такую форму.
Кто или что ее так сплющило и искорежило?
Ну а нам с вами придется, вероятно, привыкать к мысли, освоить которую будет, пожалуй, потруднее, чем нашим предкам представить себе Землю круглой…
ПАМЯТИ
Трудная доля быть первым вторым
Так уж случилось, практически всю жизнь он провел в тени. Дублер Гагарина, космонавт № 2, первый в мире проведший в космосе целые сутки, затем как-то исчез из поля зрения. Ходили даже слухи, что он опасно болен, облучившись во время полета в радиационных поясах Земли, о существовании которых в то время даже не знали. А на самом деле он просто занимался делом, о котором в то время не принято было говорить публично.
Мало кто знает, что до «Шаттла» и «Бурана» у нас разрабатывалась система «Спираль», предусматривающая челночные полеты в космос. И Герман Степанович Титов ею и занимался. Мечтал, как он говорил, «полететь в космос на крылышках».
Программа так и не была завершена. Военное руководство не поняло тогда перспективы ее развития: «Ведь у американцев такого нет…»
А когда спохватились, узнав, что за океаном работают над системой «Шаттл», уже не стало Артема Ивановича Микояна — вдохновителя и разработчика нового направления… Правда, начались работы по «Бурану».
И кое-что использовали от наработок по «Спирали» — в аэродинамике, термодинамике… Произвели четыре запуска на орбиту по гагаринской схеме одновиткового полета. Однако в целом разработчики пошли легким путем, позаимствовав схему «Шаттла». Но копия никогда не бывает лучше оригинала. В конце концов и этот проект был закрыт из-за недостатка финансирования.
А еще в биографии Германа Степановича была строка мало кому известная. В свою пору Брежнев предлагал ему лететь на Луну. В 1967 году, накануне 50-летия Октябрьской революции, Титов был на аэродроме, собирался лететь на полигон, где велись летно-испытательные работы по «Спирали», когда его вызвал к себе тогдашний начальник Центра подготовки космонавтов, генерал Н.П.Каманин.
Он-то и сообщил космонавту № 2, что принято постановление Центрального Комитета и правительства о намерении в 1967 году совершить восемь пилотируемых облетов Луны.
— Поэтому бросай тему, которой занимаешься, и переходи на программу Л-1, — сказал генерал.
Однако Титов рассудил иначе. Если хоть один из полетов к Луне окажется успешным, вряд ли кто назначит в том же году второй — расходы ведь огромные! Значит, речь идет не о восьми, а об одном полете.
Остальные — дубли.
— Роль дублера меня не устраивает, — прямо сказал Титов. — Можете мне гарантировать, что я буду первым и единственным командиром?
Нет? Тогда со своей программы я не уйду и буду продолжать заниматься «Спиралью». Кроме того, Герман Степанович подозревал, что с лунной программой далеко не все обстоит благополучно. И оказался прав. Ракета, которая готовилась для этой цели, находилась еще в сыром состоянии — несколько раз взрывалась на стартовом столе. Использование «Протона» для облета Луны тоже оказалось достаточно проблематично. А все надо было делать быстро, чтобы обогнать американцев. И когда не успели, интерес к Луне пропал, наша программа вообще была закрыта.
Титов же продолжал заниматься военно-космическими проблемами. Готовил к старту военную орбитальную станцию «Алмаз», участвовал в программе противодействия «звездным войнам». Именно он с коллегами пришел к выводу, что программа СОИ — чрезвычайно сложная и чрезвычайно дорогая система и вряд ли будет реализована на практике.
А будущее космонавтики, полагал Титов, в международном сотрудничестве. И вопреки мнению многих своих коллег, считавших, что надо поддерживать «Мир» до последнего, как-то сказал: «Станция свои задачи уже десятикратно выполнила! С ее помощью мы такой космический опыт получили, которого ни у кого нет в мире.
Международная космическая станция — это то, чем нам стоит заниматься в первую очередь. Вкладывать средства не в продление срока существования «Мира», а в увеличение доли России в эксплуатации МКС. Сейчас у нас там лишь 30 процентов, надо бы побольше…»
А еще Герман Степанович вместе с Гагариным мечтали слетать на Марс.
— Когда мы с Юрием Алексеевичем, — вспоминал Титов, — после первых полетов размышляли о дальнейшей космической судьбе, почему-то оба сходились во мнении, что наша космическая карьера закончится на Марсе, что нам хватит жизни, сил, здоровья для того, чтобы осуществить полет на эту планету. Так мы думали в начале 60-х годов. Но не вышло…
Теперь эту эстафету нести другим. Герман Степанович прожил 65 лет и целую эпоху…
ИНФОРМАЦИЯ
БУМАГА — НЕПЛОХОЕ ТОПЛИВО, считает руководитель клуба «Русский мастеровой» А. Киселев из Ярославля. И предлагает с толком воспользоваться бумажными отходами, которые ныне уже никто не сдает в макулатуру, а попросту выбрасывает.
Чтобы увеличить длительность горения бумажною топлива, умелец и его товарищи по клубу разработали нехитрый станок для прессования брикетов. Выгода получилась прямая: брикет размерами 30 х 18 х 15 см горит около двух часов, а после горения оставляет всего 5 % пепла.
НЕФТЬ ПОРОДИЛИ ВОДОРОСЛИ. К такому сенсационному заключению пришли исследователи Сибирского отделения РАН. Кемеровские геохимики смогли воспроизвести процесс образования протонефти в лаборатории и выяснили, что сырьем для нее вполне могли послужить остатки древнейших водорослей, некогда в изобилии произраставших в теплых морях-океанах планеты.
Схема образования нефти напрашивается такая. Водоросли отмирали с выделением большого количества кислорода, окислявшего содержащиеся в водорослях жиры Кроме того, в мембранах клеток отмирающих водорослей образовывались неустойчивые соединения, которые превращались в макромолекулы протонефти. Ну а далее этот полуфабрикат «дозревал» при температуре 500 °C, давлении 300 Мпа и обязательно в присутствии воды в течение нескольких сотен, а то и тысяч лет.
Понятное дело, в лаборатории столько времени ждать не могли, а потому процесс заметно интенсифицировали. И теперь размышляют: а нельзя ли подобную технологию запустить на заводе? Глядишь, получим дешевый способ получения синтетической нефти, практически не уступающей природной…
ЧТО ТАКОЕ УМПБ? Универсальная мобильная пенобетонная установка, не имеющая аналогов, — так расшифровывается данное сокращение. А кроме того, сотрудники ОАО «Дмитровский экспериментальный механический завод» поясняют, что такую установку можно разместить везде, где есть электричество: на стройплощадке, в цехе, даже на садовом участке. И вы получите бетон, да не обычный, а вспененный избыточным давлением (до 4 атм) воздуха. Изделия из такого бетона легче обычных, он обладает лучшими теплоизоляционными свойствами. А поскольку пузырьки воздуха, включенные в бетонную массу, практически ничего не стоят, то и стены из такого материала получаются еще в 2–2,5 раза дешевле.
МУМИЯ НА ЯМАЛЕ. Уральские археологи, работающие с районе Салехарда, обнаружили мумифицированные останки древнего захоронения. Специалисты относят его примерно к середине первого тысячелетия нашей эры. Руководитель экспедиции, кандидат исторических наук Наталья Федорова, сообщила, что до сих пор таких захоронений на Севере нашей страны не находили.
— Возможно, некогда жители полуострова Ямал владели секретами бальзамирования подобно служителям фараонов Древнего Египта. — полагает исследовательница. — Причем они искусно использовали особенности местного климата и растительности. Немаловажную роль в сохранности останков сыграла вечная мерзлота, а также особые свойства мха, которым была обложена мумия.
ВТОРАЯ ЖИЗНЬ БОЕВОЙ РАКЕТЫ. Новое применение самой крупной ракете подводного базирования нашли ее изготовители — машиностроители из Златоуста. Теперь герметичные корпуса отработавших свой срок ракет используют в качестве… гипокамер — установок. внутри которых создается искусственный микроклимат. Такие установки используются для лечения больных астмой и некоторыми другими заболеваниями. Внутри корпуса ракеты достаточно места для 20 пациентов, которые смогут, не покидая клиники, проходить курс лечения, словно на высокогорном курорте.
ЧЕЛОВЕК-ПЕРЕДАТЧИК. Как показали исследования, проведенные с помощью тепловизоров в Институте радиотехники и микроэлектроники, человек является довольно мощным источником тепла. Он может излучать в окружающее пространство около 100 Вт, то есть примерно столько же, сколько и электрическая лампочка. Кроме того, как и каждое живое существо, человек способен излучать микроволновое излучение и даже радиоволны примерно тех же длин, что принимаются нашими телевизорами и приемниками. Причем такое излучение, пусть и слабое, несет информацию уже не с поверхности кожи, а из глубины организма То есть фактически получается, что каждый человек представляет собой своеобразный радиопередатчик, «вещающий» о состоянии своего здоровья И если для приема таких передач использовать сверхчувствительные приемники, научиться расшифровывать полученные сигналы, то врачи смогут судить о состоянии пациента, не прибегая к помощи анализов.
Первые сверхчувствительные приемники — примерно такие же, как те, что ранее использовались для приема информации от межпланетных станции, работавших в районе Венеры, — уже появились в лабораториях и врачебных кабинетах. После компьютерной обработки сигналов специалисты получают в свое распоряжение пассивную функциональную томограмму. То есть фактически оценивают трехмерное распределение температур в теле пациента, не облучая его. Зоны воспаления и опухоли сразу выдают себя местам повышением температуры.
ТЕПЛОЕ ОКНО создано в Институте катализа Сибирского отделения РАН Такое окно пропускает солнечные лучи внутрь помещения и практически не выпускает тепло из квартиры. Вместо обычного стекла используется новый материал — аэрогель на основе кремния. Этот созданный в институте прозрачный материал без цвета и запаха считается наиболее эффективным в мире теплоизолятором. Если оснастить «теплыми окнами- квартиру полностью, то потребность в ее обогреве упадет вдвое.
СУПЕРТРУБА стоит в новосибирском Академгородке. Здесь построена уникальная сверхзвуковая азродинамовская труба для испытания прототипов летательных аппаратов, которые смогут двигаться со скоростями 8 — 20 М, то есть во много раз превышая скорость звука. Таких самолетов и крылатых ракет еще нет, однако ученые Института теоретической и прикладном механики полагают, что их появление не за горами. Во всяком случае, к новой трубе уже проявили интерес аэродинамики США. Китая и, конечно, России. А сверхзвуковую трубу предыдущего поколения, работающую в том же институте, сейчас арендуют немецкие специалисты для испытаний прототипа своего новейшего истребителя.
ОСТРЫЙ РАКУРС
Рассказ о забытом законе
С понятием теплоемкости мы знакомимся в школе. И знаем, что это количество тепла, необходимое для нагревания одного кг вещества на один градус Цельсия. Теплоемкость измеряется в килоджоулях на килограмм и градус.
У воды от — 4,2 кДж/кг/град, у алюминия — 3,69, у свинца — только 0,756 — в общем у всех веществ разная. Величина теплоемкости любого вещества зависит еще от его температуры.
Для расчета устройств, при работе которых температура вещества сильно меняется, например, печей или тепловых двигателей, знать эту зависимость совершенно необходимо. Даже сегодня для этих целей приходится вести дорогостоящую, как правило многолетнюю, экспериментальную работу с целью составления справочных таблиц. Промышленность остро нуждается в таких данных, и не поддается учету, сколько ученых и лабораторий занято этим делом!
А теперь вернемся к делам знакомого уже нам с вами профессора МВТУ Алексея Нестеровича Шелеста (см. «ЮТ» № 9, 1999 г.).
В 1914 году при расчете своего тепловозного двигателя Алексей Нестерович получил столь высокое значение КПД, что отказался в это поверить.
Ученый разобрался, что повинны в этом таблицы теплоемкостей. Хоть и выпущенные разными очень серьезными научными школами, но данные их местами различались между собою на 50 и более процентов! Что прикажете делать при таких обстоятельствах? Составлять собственную правильную таблицу? Но на это потребуется полжизни! Да и где гарантия, что именно она будет точнее других?
И вот недавний выпускник института, инженер, занимавшийся вещами сугубо практическими: вагонами, рельсами, паровыми машинами и дизелями, даже водонапорными башнями — садится за квантовую механику.
Науку еще очень молодую, непонятную, почти никем не признанную. На ее основе выводит некие математические зависимости, позволяющие точно рассчитывать теплоемкость любых веществ, и формулирует закон теплоемкости.
В 1922 году в Лейпциге на немецком языке вышла из печати книга А.Н.Шелеста «Теплоемкости газов и паров». В ней впервые был сформулирован закон теплоемкостей, объективно действующий в природе независимо от воли людей. Согласно этому закону молярные (относящиеся к одному молю вещества) теплоемкости всех тел прямо пропорциональны числу атомов в молекуле. Были разработаны формулы для определения молярных теплоемкостей жидкостей, твердых тел и газов.
Теплоемкость твердых и жидких тел по закону профессора А.Н.Шелеста определяется по формуле:
Cp= Z x 4,157(lnT/36,09 + 1) кДж/молК.
Теплоемкость газов в зависимости от температуры находится по другой формуле:
Cv= Z х 4,157(lnT/98,1 + 1) кДж/молК,
где Z — число атомов в молекуле, Т — температура в градусах Кельвина.
(Чтобы перейти от молярной к более привычной теплоемкости одного кг вещества, достаточно ее разделить на молекулярный вес.)
Надо сказать, что потребность техники в точном знании теплоемкости с каждым годом росла. И ученые-экспериментаторы всячески шли ей навстречу, хотя это было не просто. Вот как, например, выяснили теплоемкость газов. Из-за малой плотности определять ее непосредственно, как, например, это делается для твердых тел на лабораторных работах в школе, не удавалось. Приходилось прибегать к косвенным методам.
Один из них основан на измерении скорости звука в газе. Газом наполняется длинная труба. С одной стороны она закрыта упругой стальной мембраной, по которой ударяют молотком.
Время распространения звуковой волны в газе регистрируется точным прибором. Зная температуру и плотность газа, расчетным путем по формуле Лапласа находится теплоемкость.
Шелест показал, что только лишь ошибка в измерении скорости звука на одну сотую секунды дает в этом опыте ошибку в измерении теплоемкости на 46,6 процента! А ведь есть еще неточности в измерении температуры, плотности и много-много других. Не отличались точностью и другие методы. Но как бы там ни было, ученые к началу 20-х годов значительно повысили точность измерения теплоемкости.
И тут оказалось, что теплоемкости очень многих газов по мере уточнения стали приближаться к величинам, найденным по формулам закона теплоемкости. То же относилось к жидким и твердым телам. Уже это доказывало справедливость закона.
Однако не все шло гладко. Во многих случаях закон давал расхождение с экспериментом в целое число раз. Алексей Нестерович объяснил это тем, что в отдельных случаях либо число атомов в молекуле измерено неверно, либо сами молекулы объединялись в группы, участвующие в тепловом движении в роли отдельных целых частиц. Наиболее красноречиво это выглядит на примере воды и льда. Известно, что теплоемкость воды в два раза больше, чем теплоемкость льда. Отсюда можно сделать вывод, что вода имеет молекулу, число атомов которой в два раза больше, чем у молекулы льда.
С учетом подобных допущений было проанализировано 242 известных в то время опыта по определению теплоемкостей различных веществ, и оказалось, что ни один из них в пределах точности измерения не противоречит закону теплоемкости.
Но при этом выяснилась еще одна удивительная вещь. Все химические элементы таблицы Менделеева ведут себя в процессах нагревания и охлаждения как вещества, состоящие из двух атомов. Исключение составляют только бор, бериллий и углерод.
Они подобны веществам одноатомным.
Работа Шелеста была встречена благожелательными откликами ведущих специалистов Европы. Но… автор был занят множеством очень важных дел: тут и разработка нового двигателя, и закупка в Англии паровозов для Советской Республики, и работа над тепловозом…
Поделиться книгой: