Помоги проекту - поделись книгой:
Затем последовали более существенные удары.
Радиоуглеродный метод показал, что каменные могильники Англии восходят по крайней мере к третьему тысячелетию до нашей эры. Такой же возраст имеют мегалитические сооружения во Франции. Но, как вы помните, на предполагаемой прародине их возводили где-то около двух с половиной тысяч лет до н. э. Получалась неувязка — «дети» были старше «родителей». Тогда большинство археологов пошло по самому простому пути — они не поверили физикам и заявили, что французские специалисты, которые производили определение возраста этих древних построек, ошиблись в оценке и что при более тщательных измерениях и уточнении методики радиоуглеродной датировки эти противоречия исчезнут.
Однако проверка не устранила противоречий.
Определение времени конца неолита для Балкан дало четыре тысячи лет до н. э.; получалось, что медная металлургия Балкан и обнаруженные там скульптуры были более чем на тысячу лет старше своих эгейских прототипов. Вот здесь-то и сдали нервы у многих историков: они заявили, что метод определения возраста по радиоуглероду неверен и пользоваться им для установления хронологии нельзя.
Правда, не все ученые были так категоричны в своих заявлениях. «На данные для Европы влияет какой-то специфический фактор, который и путает все карты, а для Ближнего Востока он не так значителен», — говорили некоторые и подтверждали свои возражения обнаруженными расхождениями и с хронологией Египта: для многих находок, которые датировались 3000–2000 лет до н. э., радиоуглеродный метод систематически уменьшал возраст на сто лет. Казалось бы, несущественно, но это маленькое изменение служило веским аргументом в споре с физиками.
Археологи вернулись к своим старым методам датировки, не заботясь о расхождениях, которые давали радиоизотопные исследования. Но физиков это озадачило. Сам «отец» метода Либби считал, что, возможно, ошибка и есть, но где-то до пятого тысячелетия до н. э. К четырехтысячному году до н. э. она исчезает. И все же египтологи внесли сомнения.
Физики стали искать доказательства своей правоты. И хотя, как будет видно чуть позже, в споре о хронологии Египта правы оказались историки, победа в схватке за европейскую хронологию осталась за физиками. И помогли им выиграть этот бой, как это ни странно звучит, остистые сосны, о которых мы так подробно рассказывали в предыдущей главе. Дело в том, что у некоторых экспериментаторов тоже закралось сомнение: а так ли уж непогрешим Либби, и насколько верно его утверждение о том, что скорость образования углерода-14 оставалась постоянной?
Физики взялись за работу. Первая проверка была сделана в 1960 году на образцах древесины гигантской секвойи. Для этого из нее вырезали годичные кольца (а вы помните, что специалисты могут точно сказать, в каком году они образовались) и в каждом из них определяли содержание радиоуглерода, конечно, с учетом естественного распада. Уже первые опыты показали, что около 650 года н. э. наблюдаются некоторые отклонения в количестве радиоуглерода от современного. Но секвойи не позволяли заглянуть далеко в глубь веков. Вот здесь-то и помогли остистые сосны, эти долгожители растительного мира. По ним была сделана проверка на 8200 лет назад. Эту трудоемкую, воистину ювелирную работу проделал Эдмунд Шульман из Аризонского университета. Но он не смог закончить исследования, их продолжил его ученик и последователь Чарльз Уэлси Фергюсон. Он составил специальную программу для электронно-вычислительной машины, которая и помогла создать дендрохронологическую шкалу.
Для измерения радиоактивности образцов Фергюсон разослал их в три разные лаборатории. Результаты исследований совпали, причем довольно точно. Однако было отмечено и расхождение между возрастом, даваемым по отсчету годичных колец и измеренным по радиоуглероду. В университете города Сан-Диего профессор Ганс Зюсс исследовал более трехсот образцов и построил график этих отклонений, который четко и однозначно показывал, что расхождения между дендрохронологическим и радиоактивным методами незначительны лишь до 1500 лет до н. э. По мере ухода в более далекое прошлое эти расхождения все больше и больше увеличиваются и уже в 2500 году до н. э. достигают 700 лет. Поэтому и неудивительно, что находки, возраст которых определяется по методу Либби, становятся слишком «молодыми».
График, построенный Зюссом, оказался необычайно полезным археологам, так как помогал проводить корректировку данных. Физики устанавливали количество радиоуглерода в образце и определяли, какому возрасту он соответствует, а затем по «кривой Зюсса» вводили поправки. Именно так были устранены «неувязки с Египтом». Как уже говорилось, в этом споре действительно победили археологи, которые настаивали на своей правоте.
Теперь сомнения исчезли. Исправления, внесенные Зюссом, показали, что, в общем, метод Либби вполне применим в археологии. Однако выяснилось и другое. В дополнение к большим расхождениям — как их называют, расхождениям первого порядка — на графике Зюсса явно видны и расхождения второго порядка, значительно меньшие. Они причудливыми волнами накладываются на основную кривую.
Это, естественно, еще более усложнило работу по датировке находок по радиоуглероду, зато делало полученные результаты более надежными.
Но вернемся к хронологии доисторической Европы.
Пересмотр фактов показал, что утверждение о переходе знаний от «центров культуры к варварам», не имевшим ни письменных памятников, подобных египетским, ни древних календарей, как на Древнем Востоке, неверно. Теперь уже высказывалось мнение о том, что всю хронологию Европы следует сдвинуть.
Мало кто сомневался в древности испанских и португальских мегалитических могильников. Их отнесли к 2900 году до н. э. Да и другие подобные сооружения Европы отодвинулись за 2500 лет до н. э.
Таким образом, оказалось, что мегалитические захоронения Бретани были построены на тысячу лет с лишним ранее первого появления монументальной похоронной архитектуры в восточном Средиземноморье и за 1500 лет до сооружения пирамид. А раз так, то нет никаких оснований считать мегалитическую культуру «вывезенной на папирусных лодках с Ближнего Востока», как сказано в одной из статей на эту тему.
Так же пришлось поступить и с датировкой исторических памятников Мальты. Возраст храмов на этом острове пришлось сдвинуть почти на 300 лет в глубь веков. Стало ясно, что украшавшие их стены спирали не могут быть результатом влияния Эгеиды. Храмы Мальты являются местными сооружениями, и их создателей не могли вдохновлять древнегреческие образцы строительства.
Изменился взгляд и на историю материальной культуры Балканского полуострова.
Оказалось, что в давние времена медная металлургия на Балканах была достаточно высоко развита. Она позволяла отливать довольно сложные инструменты и оружие задолго до появления аналогичных изделий в Древней Греции. Эти изделия были обнаружены на больших расстояниях от мест их изготовления, что говорит о существовавшем в то время обмене культурными ценностями. Так, орудия труда, изготовленные из металла одного из самых крупных рудников древности Аи Бунар, расположенного на территории нынешней Болгарии, находят за тысячи километров от Балкан — на Украине, в Молдавии, Румынии. Значит, добывать и обрабатывать медь в Европе стали гораздо раньше, чем в Греции.
Итак, радиоуглерод произвел революцию в истории. Он позволил уточнить хронологию древнего мира; в корне изменил наши представления о Европе. Она развивалась своим путем. Конечно, между Европой и странами Востока происходил культурный обмен. Изобретения и идеи, принадлежащие одному народу, переходили, естественно, к другому. Но мы недооценивали творческих способностей обитателей доисторической Европы.
Историки и археологи поверили в радиоуглеродный метод датировки, зато перед физиками появилось много новых вопросов. Отчего на графике, построенном Зюссом, имеются отступления? С чем они связаны?
Чтобы ответить на эти вопросы, нам придется вернуться к космическим частицам.
ГЛАВА VI
КОСМИЧЕСКИЕ СТРАННИЦЫ
Одну из первых гипотез о происхождении космических частиц высказал американский физик Роберт Милликен. Он полагал, что они зарождаются в межзвездном пространстве во время ядерных реакций. «Откуда еще могут браться частицы с такой энергией, во много раз превосходящей энергию движущихся в недрах звезд атомов, как не из этого акта творения?» — спрашивал он своих оппонентов.
Долгое время никто не мог возражать ему, хотя огрехи в гипотезе видели многие.
В 1949 году известный физик-ядерщик Энрико Ферми теоретически показал, что время жизни космических частиц в нашей Галактике ограничено их столкновениями с атомами межзвездного газа. Зная плотность этого газа, он вычислил, что средняя продолжительность жизни частиц равна двумстам миллионам лет. Таким образом, за время существования нашей Солнечной системы они обновлялись много раз. На смену «умершим» приходили новые. А это означало, что где-то в космосе спрятана «машина», постоянно вырабатывающая космические лучи.
Все частицы, испускаемые каким-либо источником, распространяются, подобно свету, прямолинейно. А раз так, то, как казалось многим ученым, появлялась возможность определить, откуда они приходят: создать специальный, регистрирующий космические лучи «телескоп» и методично обследовать небосвод в поисках источников космического излучения.
Первым под подозрение попало Солнце. Но если действительно частицы, как и свет, испускаются нашим светилом, то должны наблюдаться изменения их потока — как говорят ученые, суточные вариации. Днем число частиц должно возрастать, ночью — падать, так как толща нашей планеты поглотит их, не пропустит к наблюдателю. Но оказалось, что со стороны Солнца частиц приходит столько же, сколько и с противоположной. Правда, почти столько же. Если быть точным, Солнце тоже вырабатывает их, но в сравнительно малом количестве.
Может быть, космические частицы порождаются звездами? Но ни от одной из них не удалось наблюдать потока частиц. Космические лучи «обдували» нашу планету со всех сторон одинаково. Этому явлению вскоре нашли объяснение. Если даже звезды и порождают космические частицы, то во время путешествия по безднам космоса их пути многократно изменяются. Дело в том, что в космосе имеются магнитные поля. Они расположены хаотично. Поэтому и траектории частиц, попавших в такие поля, тоже хаотичны: их движение напоминает иногда толчею молекул. Проходит огромное время — тысячи и миллионы лет, — пока частицы, покинув место своего рождения, доберутся до Земли. Их путь чрезвычайно сложен, и поэтому трудно узнать, откуда они пришли и где возникли. Гуляя по магнитным полям Галактики, они «забывают свой родной дом». Вот поэтому-то космические частицы и приходят к нам со всех сторон.
Так что же, частицы все-таки рождаются звездами?
Против этой гипотезы были серьезные возражения. Если звезды вырабатывают такое же количество космических частиц, как Солнце, то из-за более близкого расположения к Земле наше светило должно полностью «затмевать» их излучение. Точно так же солнечный свет забивает слабое мерцание звезд. Правда, есть звезды более активные, чем Солнце, но их не так уж и много.
Была и другая трудность, с которой столкнулись творцы этой гипотезы: чем объяснить огромные энергии частиц, прилетающих из космоса, в десятки и сотни тысяч раз большие, чем сейчас получает человек на самых мощных ускорителях? Можно было предположить, что звезды только порождают частицы, а дальше их разгоняют имеющиеся в космосе электромагнитные поля. Точно так же ускоряются заряженные частицы в циклотроне. Пусть эти поля чрезвычайно слабы, но они занимают пространство во многие тысячи световых лет. Двигаясь в них, частицы ускоряются медленно, но за миллионы лет накапливают огромную энергию. Они могут разгоняться и между двух движущихся навстречу друг другу магнитных фронтов. Отражаясь то от одного из них, то от другого, космические частицы набирают большие скорости, а значит, могут приобрести и значительную энергию.
Так можно объяснить, почему космические частицы имеют самые различные энергии. Все зависит от того, как долго блуждала частица до встречи с Землей. Если недолго, то и энергия ее мала.
Может быть и другое объяснение. Частицы двигаются в электрических полях Вселенной, то ускоряясь при движении вдоль силовых линий, то, наоборот, замедляясь, если перемещаются «против» поля. Некоторым везет меньше, другим больше — отсюда и появляются частицы разных энергий. Попадаются и «счастливчики» — частицы, которые долгое время двигаются по направлению поля и благодаря этому разгоняются до колоссальных энергий. Но таких частиц мало.
А если предположить, что космические лучи приходят к нам из других галактик? Как говорит академик В. Л. Гинзбург, такое положение можно сравнить с наполнением бассейна из озера. Если нет специального насоса, то уровень воды в обоих водоемах через некоторое время станет одинаковым. Но такого насоса, накачивающего частицы в нашу Галактику, пока не обнаружено. Кроме того, если бы образование космических частиц шло только в нашем участке Вселенной, то они «вытекали» бы в другие галактики, и было бы еще труднее объяснить их количество и постоянство. Да и что нового дает эта гипотеза? Если космические лучи и рождаются в других звездных мирах, то вопросы, какие объекты их порождают и почему, остаются.
Остается загадкой и другое: а почему они не могут образовываться у нас? Чем наша Галактика хуже? Правда, возможно, во Вселенной есть какие-то неизвестные нам источники излучения, но мы о них ничего достоверного пока не знаем. Они относятся к области чистой фантастики. Так, например, некоторые ученые пытаются объяснить «накачку» космоса частицами за счет взрывов, происходящих в ядрах галактик. Но это тоже маловероятно, так как такие события происходят чрезвычайно редко (раз в десять — сто миллионов лет), и многие частицы до нас просто не доберутся. Да и трудно объяснить, как наполнить излучением космический резервуар размерами в миллионы световых лет за счет таких редких взрывов.
Ну что ж, можно подвести итог. Как космические частицы могут ускоряться, объяснено хорошо, сложнее обстоит дело с их зарождением.
Попытаемся все же отыскать какие-нибудь необычные небесные объекты, способные производить необходимое количество космических частиц, а следовательно — и тот фон радиоуглерода, который образуется за счет этих космических гостей.
Но где отыскать эти объекты?
ГЛАВА VII
ВЗРЫВАЮЩИЕСЯ ЗВЕЗДЫ
Иногда бывает очень полезно созерцать небо.
Как-то вечером 1925 года один южноафриканский почтальон шел с работы домой. Он остановился полюбоваться звездным небосводом. Его внимание привлекло созвездие Живописца.
Что-то в нем было не так.
Привычные для глаз очертания нарушала новая звезда; еще вчера ее здесь не было. Почтальон поспешил домой, чтобы сообщить об этом событии в ближайшую обсерваторию. Через несколько часов новую звезду уже наблюдали многие астрономы.
Это далеко не единственное открытие новых звезд, сделанное астрономами-любителями. Так, новую в созвездии Персея в 1901 году открыл киевский гимназист, новую в созвездии Короны в 1946 году — обходчик железнодорожных путей, а новую в созвездии Геркулеса в 1960 году — норвежский любитель. Так что чаще смотрите на небо — может, и вам повезет, и ваше имя появится среди открывателей новых звезд. А шансов у вас много. Как показывают подсчеты, в нашей звездной системе ежегодно вспыхивают десятки и даже сотни новых звезд. Но мы замечаем только ближайшие к нам, наиболее яркие. За последние шестьдесят лет в нашей звездной системе открыто более ста пятидесяти новых.
Собственно, название «новая звезда» или просто «новая» — очень неудачное название. И это признают все. Оно возникло давно и оправдывается только тем, что в старину действительно думали, будто это только что родившиеся звезды. Древнегреческий историк Плиний рассказывал, что около 134 года до н. э. в созвездии Скорпиона наблюдалась яркая вспышка. Ее заметил великий ученый древности Гиппарх. Естественно было предположить, что он наблюдает акт творения нового светила. Но вскоре эта звезда погасла. Пораженный Гиппарх переписал тогда все видимые на небосводе звезды с указанием их места. Теперь он был спокоен — если где-нибудь появится новая звезда, он ее сразу же заметит.
В том, что звезда так быстро погасла, ученый древности ничего удивительного не видел. Как считалось тогда, такая новообразованная звезда очень непрочна и поэтому скоро разрушается.
Каталог Гиппарха включал более пятисот самых ярких звезд. С годами его переписывали, уточняли, совершенствовали и пополняли астрономы Древней Греции, Рима, Арабского Востока и Европы. Он стал интернациональным. Именно ему мы обязаны названиями и очертаниями созвездий, которыми все пользуются и в настоящее время.
Конечно, взгляды Гиппарха безнадежно устарели. Сейчас уже хорошо известно, что новые звезды существовали давно, но вдруг за сутки-другие они разгорались, их блеск увеличивался в тысячи, даже в миллионы раз. Они раздувались, как мыльный пузырь, увеличиваясь в объеме. Например, новая в созвездии Живописца через несколько дней достигла размеров в 600 миллионов километров, то есть она стала больше диаметра орбиты Марса!
Но в звездных масштабах взрыв новой не представляется чем-то потрясающим. А потеря вещества звезды при взрыве и совсем мала — она теряет всего одну стотысячную долю своей общей массы.
Отчего же происходят вспышки новых?
Как-то профессор Б. А. Воронцов-Вельяминов заметил, что число гипотез о происхождении новых превышает число самих новых, наблюдавшихся за всю историю астрономии. Это, конечно, преувеличение, но действительно, каких только не было предположений.
Взрыв наблюдается тогда, когда встречаются два метеорных потока, — гласила одна из гипотез, и многочисленные столкновения пылинок наблюдатели на Земле отмечают как одну яркую вспышку. Но это, конечно, неверно, так как в метеорных потоках отдельные пылинки отстоят друг от друга на десятки километров — и их столкновения практически невозможны.
Приписывались вспышки и более экзотичным причинам, например… столкновениям двух звезд. Но автор этой гипотезы явно не учитывал, что такие жуткие космические катастрофы — уже совсем невероятные явления и вряд ли могут происходить так часто, как наблюдается появление новых.
Были и не такие эффектные, а потому и более правдоподобные предположения. Так, согласно одному из них, считалось, что новая — это звезда с естественным спутником, движущимся по вытянутой орбите. Когда спутник приближается, то на звезде происходят различные потрясения — ряд вспышек, извержений, увеличивающих ее блеск. По мере удаления спутника звезда приходит в нормальное состояние.
Уже в наше время один из астрономов, вспомнив об этой теории, заявил, что новые — это двойные звезды, в результате взаимодействия которых и происходят взрывы.
Сейчас считается, что вспышки — закономерный этап в развитии звезд. Звезды взрываются, сбрасывают газовую оболочку, а сами сжимаются, превращаются в совершенно иной тип звезд — белые карлики, невидимые в телескопы.
Вспышка новой происходит тогда, когда энергия, накопленная в ходе ядерных реакций внутри звезды, вдруг начинает резко выделяться. Это похоже на взрыв гигантской сверхбомбы. За несколько дней звезда выделяет столько энергии, сколько наше Солнце за десятки тысяч лет. Максимум яркости родившейся новой приходится на тот момент, когда она сбрасывает газовую оболочку. Эта оболочка расширяется и в конце концов рассеивается в пространстве. Сама же звезда, израсходовав свои силы, как вулкан после извержения, затихает, возвращаясь к прежнему состоянию, чтобы через некоторое время пробудиться, вспыхнуть вновь.
Можно наблюдать и последствия таких взрывов. В 1918 году вспыхнула новая в созвездии Орла. После этого взрыва астрономы увидели, что звезда окружена туманной оболочкой, которая наблюдалась до 1941 года, когда стала настолько слабой, что ее невозможно было разглядеть.
Если взрывы новых звезд своей грандиозностью могут поразить воображение людей, то еще больше впечатляют взрывы сверхновых звезд. Они отличаются от новых тем, что вспыхивают только один раз. Их вещество разлетается во все стороны с громадной скоростью — до шестисот километров в секунду. В этот момент сверхновые сияют в миллиарды раз ярче прочих звезд. Если блеск нашего Солнца сравнить со светлячком, новую — со свечой, то сверхновая будет сиять, как мощный прожектор. Немудрено, что в различных исторических документах неоднократно упоминались такие события.
Девятьсот с лишним лет назад древний китайский летописец Ма Дуань-линь увидел и описал редкое по красоте зрелище: казалось, огромная раскаленная игла проткнула тьму ночи. Там, где только что чернел небосвод, вспыхнула и засверкала яркая звезда. Это было в 1054 году. Вот как это событие записано в летописи: «Появилась звезда-гостья к юго-востоку от звезды Тиян-Куан и исчезла более чем через год». Другой звездочет пишет: «Она была видна днем, как Венера, лучи света исходили из нее во все стороны, и цвет ее был красновато-белый». Аналогичные записи сделали японские и арабские наблюдатели.
Гораздо лучше описана вспышка сверхновой 1572 года, которую зарегистрировал известный астроном Тихо Браге. У него был обычай — каждый вечер перед сном осматривать небосвод, даже если он не вел никаких наблюдении. И вот однажды он увидел среди привычных звезд новую яркую звезду в созвездии Кассиопеи. Шли дни, блеск звезды все увеличивался. Ее уже стало возможным наблюдать днем. Суеверные люди приняли звезду за сигнал бедствия, символ конца мира. По Европе лился колокольный звон, люди молили бога о прощении, замаливали грехи. И, как им казалось, успешно — звезда стала терять свой блеск и исчезла. А засуха и голод, которые совпали с появлением сверхновой, остались. Прибавились еще и эпидемии. Молитвы не помогли.
Но не все видели во вновь появившейся звезде вестницу несчастий. Ученые и в те времена старались записать свои наблюдения, чтобы они дошли до потомков. Вот как описывает появление этой звезды известный в свое время астроном Михель Местлин: «…Появилась новая звезда в троне Кассиопеи, там, где он касается края Млечного Пути; она привлекала внимание своим ярким блеском, небывалой звездной величиной и удивительностью событий, превосходя по силе не только Сириус, ярчайшую звезду неба, но также и Юпитер и, пожалуй, Венеру».
Появление следующей новой отметил Иоганн Кеплер. Она вспыхнула в 1604 году в созвездии Змееносца. Кеплер проследил все фазы ее развития и после ее исчезновения написал сочинение, где не только описал увиденное, но и дал толкование этому событию.
Очередная сверхновая появилась в созвездии Андромеды в 1885 году. Ее открыл в Дерптской обсерватории (ныне город Тарту) наш соотечественник Эрнст Гартвиг.
Здесь были перечислены наиболее выдающиеся вспышки сверхновых, потому что это довольно редкое явление. В нашей Галактике они вспыхивают раз в 50—100 лет. Однако, если держать под наблюдением сотни галактик, то £мело можно сказать, что в течение года хотя бы в одной из них вспыхнет сверхновая. Чтобы регистрировать такие "события, сейчас организована международная служба сверхновых. По программе этой службы области неба, наиболее богатые галактиками, систематически фотографируются, что позволяет открывать каждый год несколько сверхновых, вспыхивающих в глубинах космоса. Немало их открыли и советские наблюдатели на Крымской, Абастуманской и Бюро канской обсерваториях. Число зарегистрированных во все времена сверхновых сейчас составляет значительную цифру — около трехсот пятидесяти.
В XVIII веке французский астроном Шарль Мессье открыл Крабовидную туманность — слабо светящееся пятно. Позднее, наблюдая за туманностью, ученые заметили, что она расширяется. Удалось определить и скорость расширения. Ну, а зная эту величину, было легко подсчитать, когда произошел взрыв. Оказалось, именно тогда, когда китайский звездочет наблюдал вспышку звезды, то есть в 1054 году. Так туманность была отождествлена со взрывом сверхновой — она была его последствием. У сверхновой Кеплера тоже обнаружена слабая клочковато-волокнистая туманность. Отсюда вполне естественно было предположить, что большая туманность в созвездии Лебедя — тоже остаток сверхновой. Сейчас таких туманностей насчитывается более тридцати. Возраст некоторых из них определяется в десятки тысяч лет.
К сожалению, отчего происходят взрывы сверхновых, мы можем только догадываться. Астрономы видят вспышку, когда она уже произошла, и, следовательно, ничего не могут сказать о ее начале и развитии. Еще в 1934 году известные исследователи В. Бааде и Ф. Цвикки, в поисках причин взрывов такого масштаба, указали на вероятность быстрого выгорания звезды, превращения ее в нейтронную звезду. Теоретически эту возможность предсказал еще в 1932 году выдающийся советский физик-теоретик Л. Д. Ландау. Но какое ядерное горючее может дать взрыв такой силы? Обычная термоядерная реакция, которая идет на нашем Солнце — слияние четырех ядер водорода в ядро гелия, — медленная реакция. Звезда расходует водород за многие миллиарды лет.
Если звезда достаточно велика, то по мере сгорания ядерного горючего из-за действия больших гравитационных сил звезда сжимается, и температура в ее центре возрастает. А это приводит к тому, что начинается термоядерная реакция между ядрами гелия. Так происходит до тех пор, пока при температуре в три миллиарда градусов все легкие элементы не выгорят, превратившись в железо.
На этом ядерная эволюция звезды заканчивается: при образовании более тяжелых элементов энергия уже не выделяется, а поглощается. Наступает финальная стадия развития звезды, когда сжатие может происходить неограниченно, так как теперь «ядерная печь» дальше не разгорается и газовое давление уже не останавливает гравитационного сжатия.
Теперь идут реакции с образованием всепроникающих частиц нейтрино. Для них нет никаких помех. Ничто не может удержать эти удивительные частицы. Проходя через толщу звезды, они уносят значительную долю энергии, которая выделяется при сжатии. Эта реакция идет быстро. Резко растет и сжатие. Если бы нам удалось, увидев этот процесс, включить секундомер, то мы зарегистрировали бы, что за каждую секунду звезда будет сжиматься вдвое.
Процесс приобретает катастрофический характер. Наступает, как говорят физики, гравитационный коллапс. Когда сжатие достигает величины, при которой начинают разрушаться атомные ядра, частицы, входящие в их состав, превращаются в нейтроны. Образуется нейтронная звезда — гигантская капля из нейтронов, радиусом около десяти километров.
Но нейтрино уносят лишь часть энергии. Остальная ее часть расходуется на образование неустойчивых ядер. Вот распад этих ядер и порождает взрыв, при котором звезда сбрасывает свои наружные слои, образуя расширяющуюся газовую оболочку. Ее мы и наблюдаем как рождение сверхновой.
Сейчас уже считается вполне установившимся фактом, что при взрывах сверхновых образуется огромное количество космических частиц высоких энергий. По мере рассеяния туманности космические частицы выходят в межзвездное пространство. Удалось даже оценить их количество. Если учитывать частоту вспышек, то окажется, что вновь родившихся частиц вполне хватит для того, чтобы поддерживать неизменным такой уровень космического фона, какой мы наблюдаем во Вселенной сейчас.
Вот тут-то и наступило время вернуться к «герою нашего романа» — радиоуглероду. Раз сверхновые порождают космические частицы, то не могут ли взрывы, происходящие близко к Земле (по космическим масштабам, конечно), влиять на количество радиоуглерода в атмосфере нашей планеты? И наоборот, не может ли увеличение радиоуглерода в годичных кольцах деревьев поведать нам о взрывах сверхновых?
В 1965 году в журнале «Доклады Академии наук СССР» появилась статья ленинградских ученых — академика Б. П. Константинова и Г. Е. Кочарова, ныне профессора, одного из ведущих специалистов в области астрофизики, «Астрофизические явления и радиоуглерод», в которой как раз взрывы сверхновых звезд и рассматриваются как одна из причин увеличения этого изотопа в атмосфере Земли. Образовавшиеся при рождении сверхновой частицы проносятся через космические бездны и достигают нашей планеты. Как показывают расчеты, в это время количество радиоуглерода увеличивается вдвое, что и должны «записать» в своих годичных кольцах деревья.
За время существования Земли, то есть примерно за пять миллиардов лет, около нее — на расстоянии примерно десяти парсеков — могло произойти около десяти вспышек сверхновых. Таким образом, две из них произошли уже тогда, когда на Земле была жизнь. Излучение от таких звезд доходит до нас через несколько тысяч лет, и примерно столько же времени наша планета находится внутри расширяющейся туманности. Увеличение излучения обязательно должны были отметить сохранившиеся до нашего времени останки деревьев-долгожителей.
Если мы станем исследовать любое из деревьев, которое было свидетелем этой космической катастрофы, то отметим резкое увеличение радиоуглерода, а затем, по мере приближения к коре, его будет все меньше и меньше.
Теперь, отыскав дерево, росшее в другое время, у которого будет такой же характер распределения радиоуглерода в годичных кольцах, мы смело можем утверждать, что и оно было свидетелем рождения сверхновой, о которой нам ничего не было известно, а дендрохронология позволит сказать, когда это событие произошло.
Но радиоуглерод не только позволяет констатировать факт рождения сверхновой. Определив концентрацию этого изотопа, можно вычислить и энергию взрыва. Правда, сделать это довольно трудно, так как мы еще плохо знаем расстояние до сверхновых. Например, одни ученые считают, что Крабовидная туманность отстоит от нас на тысячу сто световых лет, а другие увеличивают эту цифру почти вдвое. Но все же чисто оценочные расчеты для известных сверхновых были проведены. Они подтвердили предположения ученых о мощности взрывов. А зная эту цифру и концентрацию радиоуглерода от взрыва неизвестной сверхновой, мы уже сможем сказать, на каком расстоянии от нас произошел взрыв.
Вот как много может рассказать нам «деревянная книга» о сверхновых звездах, этих интереснейших объектах Вселенной.
Помните, мы говорили о графике, построенном Зюссом, по которому сейчас сверяют результаты своих измерений ученые, о петлях, имеющихся на этом графике? Сейчас уже смело можно сказать, что в этот поправочный график внесли свою лепту и сверхновые, увеличивая количество радиоуглерода в годичных кольцах деревьев. Учитывая этот вклад в «копилку изотопов», мы можем более верно датировать археологические памятники, уменьшать ошибки в определении возраста исторических находок.
Так что же, мы отыскали причину увеличения количества радиоуглерода — и виноватыми оказались сверхновые звезды?
Не будем пока ставить точку.
ГЛАВА VIII
МАЯКИ ВСЕЛЕННОЙ
До недавнего времени только глаз и фотопластинка давали нам сведения о звездах. Человек смотрел на Вселенную только через «окно» оптического диапазона. После второй мировой войны развитие радиолокационной техники привело к созданию радиотелескопов. В космос распахнулось новое окно. И сразу же небесная картина изменилась: были открыты новые космические объекты и явления, в их числе и неизвестные далекие источники радиосигналов с быстрыми — в секунды и доли секунд — колебаниями интенсивности. Такое радиоизлучение ученые обнаружили еще в 1964 году и назвали мерцанием.
Следовало выяснить причину этого мерцания, исследовать его природу. Для этого вблизи Кембриджа на Муллардской обсерватории был построен радиотелескоп. Он отличался от своих собратьев только очень высокой чувствительностью да приспособлением для быстрой записи принимаемого сигнала. Но эти-то отличия и помогли ему прославиться на весь мир.
В августе 1967 года группа ученых, возглавляемая профессором А. Хьюишем, зарегистрировала довольно странные сигналы. Они настораживали наблюдателей тем, что в них очень регулярно чередовались радиоимпульсы и паузы. Сотрудница лаборатории мисс Белл, изучавшая записи, сначала сочла их за случайные помехи, ведь умудренные опытом астрономы не принимают каждый необычный сигнал за «небесный». «В девяноста девяти случаях из ста странные «переменные радиоисточники» оказывались какой-нибудь электрической помехой от плохо отрегулированной системы автомобильного зажигания либо, например, от неправильного включения холодильника, расположенного поблизости» — это говорит сам Хьюиш.
Но дальнейшие измерения показали, что сомнения были напрасны, — сигналы действительно шли от какого-то небесного тела. И тут, учитывая регулярный характер импульсов и то, что радиоисточник мал — не более Земли, — у исследователей возникла мысль: «А вдруг это сигналы, посылаемые другой цивилизацией — «маленькими зелеными человечками» с другой планеты?» (Это опять Хьюиш.)
Если бы это сообщение просочилось в печать, оно обязательно стало бы сенсацией. Поднявшаяся репортерская буря лишила бы исследователей возможности в нормальных условиях продолжать работу. Именно поэтому муллардовцы, несмотря на то, что другие астрономы могли открыть эти оригинальные космические объекты и сообщить о них, лишив Хьюиша и его коллег приоритета, не стали опубликовывать результаты своих исследований.
Измерения длились шесть месяцев. Земля за это время успела перейти в противоположную точку своей орбиты. Наблюдатели сместились на 300 миллионов километров. Если бы пульсар — такое чисто техническое наименование из-за пульсирующего характера испускаемых сигналов получил этот радиоисточник — был близко, то его положение на небосводе сместилось бы. Но он оказался практически неподвижным. Отсюда можно было сделать вывод, что он находится от нас на расстоянии не менее нескольких световых лет.
Вскоре были открыты еще три аналогичных источника, расположенных в других частях неба. И вот наконец Хьюиш с коллегами пришли к заключению, что «единственное правдоподобное объяснение природы загадочных радиосигналов состоит в том, что они каким-то образом возникают при вибрации очень плотной звезды, такой, как белый карлик или нейтронная звезда».
Поделиться книгой: