2 июляСамые разные звезды
2 июля 1906 года родился Ханс Альбрехт Бете, американский астрофизик, нобелевский лауреат «за открытия, касающиеся источников энергии звезд» (ум. 2005).
Самые малые по размеру звезды не превышают Земной шар (их называют белыми карликами), а самые большие в две тысячи раз больше Солнца (красные гиганты). Наше Солнце относится к классу небольших звезд – желтых карликов. Есть еще крошечные, но сверхплотные нейтронные звезды (10–20 км в диаметре). Они состоят, как видно из названия, из одних нейтронов.
По своим массам звезды не так уж сильно отличаются друг от друга: от одной десятой массы Солнца до нескольких десятков солнечных масс. Все звезды излучают энергию, вырабатываемую в их недрах. Температура внутри легких звезд достигает 10 млн градусов, а внутри гигантов – до 100 млн градусов. Состоят звезды, в основном, из полностью ионизованных водорода и гелия. Как показал в 1938 году Бете, недра звезды – это термоядерный реактор, в котором из ядер водорода и гелия образуются более тяжелые ядра. Чем массивнее звезда, тем быстрее идут внутри нее ядерные реакции и тем скорее она кончает свой жизненный путь. Самые массивные звезды сгорают всего за несколько миллионов лет. Нам очень повезло с Солнцем: желтые карлики – самые спокойные и долгоживущие звезды. Солнце горит уже около 5 млрд лет, и мы можем рассчитывать еще на несколько миллиардов лет спокойной жизни (см. 3 мая). Кстати, таких хороших звезд в нашей галактике всего около 5 %.
В нашей Галактике в среднем рождается одна новая звезда в год.
3 июляБомбометание в космосе
4 июля 2005 года впервые в истории космическая станция «Дип Импакт» («Сильный удар») сбросила зонд на ядро кометы.
«Пощупать» ядро кометы – такая задача была поставлена перед американской космической станцией «Дип Импакт», запущенной 12 января 2005 года в сторону кометы Темпеля-1. Орбита этой кометы расположена между орбитами Марса и Юпитера. Когда станция приблизилась к комете, от нее отделился ударник массой 370 кг, который на огромной скорости 10,3 км/с столкнулся с кометой. Перед этим он еще успел сделать снимок ее поверхности. Взрыв вскрыл глубинные слои ядра кометы. Миллионы килограммов вещества с поверхности кометы выбросило взрывом на большую высоту. А из того места, куда попал ударник, еще больше минуты фонтанировал газ с частицами льда и пыли. Как оказалось, внутри кометы была полость, заполненная газом, который находился под давлением, – ее-то стенку и пробил снаряд. Ученые пришли к выводу о том, что видимые у комет хвосты сформированы не только медленным испарением, но в том числе и взрывными процессами, происходящими при сближении с Солнцем. Ядро кометы нельзя рассматривать просто как большой грязный снежок. Оно больше похоже на газовый баллон, который может взорваться в любой момент, разметав вокруг себя грязный снег и лед.
После успешного завершения «бомбардировки» кометы Темпеля материнская часть аппарата «Дип Импакт» несколько лет продолжала работу в космосе, помогая в поиске экзопланет (см. 15 апреля). А затем ее направили к комете Хартли. Пролетев мимо ее ядра на расстоянии в 700 км, аппарат сделал много фотографий.
4 июля«Частица Бога»
4 июля 2017 года объявлено об открытии бозона Хиггса.
Современная теория строения и взаимодействия элементарных частиц, так называемая Стандартная модель (см. 15 сентября и 10 ноября), успешно прошла почти все испытания экспериментом. Оставалось одно последнее звено – неуловимый бозон Хиггса. Неуловимый, потому что зарегистрировать его напрямую невозможно: он живет ничтожно малое время и распадается, причем вариантов распада множество, и многие из продуктов распада могут появиться в результате других физических процессов, которые к бозону Хиггса отношения не имеют. Охота на бозон шла полвека. И к июлю 2012 года на Большом адронном коллайдере было накоплено достаточно данных, надежно подтвердивших его существование. Питер Хиггс, предсказавший эту частицу в 1964 году, в интервью признался: ««Я потрясен, что это произошло в моей жизни. Я не думал, что доживу».
Почему бозон Хиггса столь важен, что его даже нарекли «частицей Бога»? Дело в том, что Питер Хиггс предсказал существование особого вездесущего «хиггсовского поля». Все частицы обретают массу за счет взаимодействия с этим полем. Оно присутствует даже в состоянии вакуума и затрудняет ускорение частиц, но не мешает их равномерному движению. А ведь именно ускорение связано с массой (помните второй закон Ньютона? Чем больше масса, тем меньше ускорение). Из-за взаимодействия с хиггсовским полем все частицы (кроме фотона, не взаимодействующего с ним) приобретают массу. А если бы вещество не имело массы, подобно фотонам, то не было бы звезд и галактик, и наша жизнь была бы невозможна.
5 июляСпасибо Галлею и кометам
5 июля 1687 года вышел в свет трактат Исаака Ньютона «Математические начала натуральной философии».
Ньютон жил затворником в Кембридже, когда к нему в гости приехал молодой астроном, капитан дальнего плавания и «ловец комет» Эдмунд Галлей. Он хотел узнать у великого физика, по каким орбитам движутся кометы (этот вопрос дискутировался в Лондонском королевском обществе, но ответа никто не знал). «По эллипсам», – убежденно сказал Ньютон. По просьбе Галлея Ньютон изложил свои расчеты в трактате на девяти страницах «О движении тел по орбите». Галлей стал уговаривать Ньютона опубликовать трактат, но тот отказался, сославшись на необходимость сделать некоторые добавления и уточнения. В результате трактат вырос в объеме почти в 100 раз! Наконец, книга была напечатана на деньги Галлея. Это были знаменитые «Математические начала натуральной философии» (физику в те времена называли натуральной философией), содержавшие все основные законы механики и закон всемирного тяготения. Если бы эта книга не была написана, история человечества стала бы другой.
Эдмунда Галлея недаром называли «ловцом комет». Именно он составил первый каталог элементов орбит комет, обратил внимание на совпадение путей комет 1531, 1607 и 1682 годов и угадал, что это одна и та же комета. Он предсказал, что она вернется снова в 1758 году. Когда комета действительно вернулась в предсказанный год (это было уже после смерти Галлея и Ньютона), ее назвали кометой Галлея.
«Я убедился, что не следует сообщать ничего нового, иначе придется тратить силы на защиту своего открытия» (И. Ньютон).
6 июляПервые следы на Марсе
6 июля 1997 года первый в истории американский марсоход «Соджорнер» («Попутчик») начал свое путешествие по поверхности Марса.
«Соджорнер» был доставлен на Марс 4 июля 1997 года. Посадочный аппарат имел форму тетраэдра, три грани которого раскрывались подобно лепесткам цветка, открывая при этом панель с марсоходом. При «приземлении» вокруг аппарата надулись пластиковые мешки, смягчившие посадку. Когда аппарат уже совершил мягкую посадку, исследователей постигло горькое разочарование: марсоход прочно застрял на спускаемом аппарате и не мог съехать на поверхность! На снимках, переданных на Землю, было видно, что дорогу ему преградил полусмятый воздушный баллон, один из тех, что смягчил удар при падении. Только через два дня ученые вздохнули свободно: пошевелившийся защитный лепесток корпуса стряхнул с себя и примял баллон, и шестиколесный марсоход выкатился на грунт. Камеры передали на Землю великолепные пейзажи. Мы узнали, что марсианские закаты и зори ярче и живописнее, чем на нашей родной планете, да и длятся сумерки на Марсе дольше (небо отсвечивает благодаря очень пыльному воздуху). Радостное удивление вызвала картина эрозии окружающей каменной поверхности, которую мог вызвать только могучий водяной поток. Значит, раньше климат на Марсе был значительно мягче! Путешествие марсохода по Красной планете длилось 83 дня, потом связь с аппаратом прекратилась.
Первые марсоходы должны были появиться на Марсе еще в 1971 году – они входили в состав советских станций «Марс». Увы, наши «Марсы» не смогли выполнить свои миссии (см. 12 марта).
7 июляРеволюционер и ученый
7 июля 1854 года родился Николай Александрович Морозов, популяризатор науки и революционер-народоволец, писатель и поэт; почетный академик АН СССР (ум. 1946).
Незаконнорожденный сын помещика и дочери кузнеца Морозов с детства испытывал склонность к науке. В учебной программе гимназии, в которой он учился, естествознание отсутствовало, и Николай возглавил неформальный кружок самообразования, полагая, что естественные науки способствуют счастью человечества, освобождая его от физического труда и даруя возможность самосовершенствования. Попутно члены кружка знакомились с революционной литературой. Гимназист 5 класса Морозов примкнул к народовольцам, и на этом закончилось его систематическое образование. В молодости ему было не до личной жизни: за участие в подготовке покушений на Александра II 27-летнего народовольца Николая Морозова осудили на бессрочную каторгу. 25 лет он провел в заключении, причем первые три года – в печально знаменитом Алексеевском равелине Петропавловской крепости, где мало кто выживал. Лишь амнистия 1905 года освободила его из застенок, откуда он вынес цингу и туберкулез. А в придачу – свои научные труды по химии, физике, математике, астрономии, истории религии и т. д. Он выучил к тому же 11 языков.
После освобождения Морозов целиком посвятил себя науке. Во множестве издавал научно-популярные труды по физике, химии и астрономии. Правда, критики считали их дилетантскими. Писал также мемуары и стихи. Женился и прожил до 92 лет.
8 июляИгорь Евгеньевич Тамм
8 июля 1895 года родился Игорь Евгеньевич Тамм, советский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии (ум. 1971).