Когда в конце 1930-х в космических лучах неожиданно была обнаружена незнакомая частица – мюон, физик Исидор Исаак Раби приветствовал ее открытие фразой: «Ну, и кто это заказывал?» Вскоре «незаказанные» частицы в космических лучах посыпались как из рога изобилия.
8 августаПоль Адриен Морис Дира́к
8 августа 1902 года родился Поль Дирак, английский физик, лауреат Нобелевской премии 1933 года «за открытие новых продуктивных форм атомной теории» (ум. 1984).
В 1923 году молодой аспирант приехал в Кембридж. А всего через несколько лет он стал всемирно известным физиком-теоретиком. Дирак отличался нестандартным мышлением и не связывал себя ни догмами, ни мнениями коллег. Самым главным его достижением стало релятивистское уравнение квантовой механики. Дирак предсказал также существование целого мира античастиц – мир этот уже обнаружен и исследован. Каждый студент-физик сегодня знает о квантовой статистике Ферми – Дирака. А дерзкая идея Дирака о возможности существования магнитных монополей и по сей день будоражит умы ученых и вдохновляет их на все новые и новые эксперименты.
Дирак был тихим, замкнутым и немногословным человеком. Он любил дальние пешеходные прогулки. Работать он предпочитал в одиночку, и непосредственных учеников у него было мало.
Дирак любил выражаться точно и требовал точности от других. Однажды на научном семинаре в конце длинного вывода докладчик обнаружил, что знак в окончательном выражении у него не тот. «Я в каком-то месте перепутал знак», – сказал он, всматриваясь в написанное. «Вы хотите сказать – в нечетном числе мест», – поправил с места Дирак. В другой раз Дирак сам был докладчиком. Окончив сообщение, он обратился к аудитории: «Вопросы есть?» – «Я не понимаю, как вы получили это выражение», – спросил один из присутствующих. «Это утверждение, а не вопрос, – ответил Дирак. – Вопросы есть?»
9 августаОпередивший время
9 августа 1776 года родился Лоренцо Романо Амедео Карло Авогадро, итальянский физик и химик, открывший «закон Авогадро» для газов и химическую формулу воды (ум. 1856).
Молодой юрист, доктор права Авогадро заинтересовался естественными науками, самостоятельно изучил физику и математику и вскоре стал академиком в Турине. В 1811 году вышла его знаменитая работа, содержащая «закон Авогадро»: равные объемы газа при одинаковых температурах и давлении содержат равное число атомов или молекул. Это была гениальная гипотеза, подтвержденная в дальнейшем. Она позволяла находить относительные массы молекул газов, просто сравнивая их плотности. Авогадро впервые правильно определил относительные атомные массы кислорода, углерода, азота, хлора и других газов. С помощью своего закона он установил верную химическую формулу молекулы воды (до него считали, что она состоит из двух атомов, а не из трех), а также многих других веществ.
Идеи Авогадро не признавали в ученом мире еще 50 лет! Его коллеги-химики не понимали различия между атомом и молекулой, а коллеги-физики вообще чурались атомизма. Четырехтомное сочинение Авогадро «Физика весомых тел, или трактат об общей конституции тел» стало первым в истории учебником молекулярной физики.
Кстати, «число Авогадро», названное в его честь, было измерено значительно позднее, в начале ХХ века (см. 30 сентября). И только тогда люди смогли вычислить абсолютные, а не относительные массы атомов и молекул.
В стакане воды молекул больше, чем звезд во всей видимой Вселенной!
10 августаКосмическая свадьба
10 августа 2003 года на Международной космической станции состоялась первая в истории «космическая свадьба».
Юрий Маленченко, командир седьмой экспедиции на МКС, познакомился с будущей женой, американкой российского происхождения Екатериной Дмитриевой, в Хьюстоне, где проходил тренировки. Предложение невесте российский космонавт сделал за четыре месяца до полета, назначенного на апрель 2003-го. Свадьбу решили провести в августе, после возвращения Юрия на Землю. Однако, уже находясь на борту МКС, космонавты получили уведомление о продлении их космической командировки до конца октября. Но Маленченко решил не тянуть с женитьбой, о чем уведомил ЦУПы России и США. По законам штата Техас регистрация брака допустима в случае отсутствия жениха по уважительной причине. Руководство НАСА пошло даже на то, чтобы провести церемонию регистрации брака в своем ЦУПе. А вот в России намерение Юрия не одобрили, хотя препятствовать не стали. И свадьба состоялась в космосе. 10 августа 2003 года жених и невеста, глядя друг на друга через экраны мониторов, сами надели себе обручальные кольца (разбросанные на золоте драгоценные камни изображают все планеты Солнечной системы, а также Солнце и саму МКС). Свидетелем со стороны жениха стал коллега по экипажу. Обручальное кольцо для жениха и галстуки-бабочки для него и свидетеля были доставлены на орбиту в посылке грузовым кораблем «Прогресс». Марш Мендельсона на синтезаторе исполнил свидетель.
– Милый, после свадьбы я буду делить с тобой все горести и заботы.
– Но у меня нет горестей и забот.
– Я же говорю: после свадьбы.
11 августаЗагадочные спутники Марса
11 августа 1877 года американский астроном Асаф Холл открыл спутники Марса – Фобос и Деймос.
За 150 лет до их официального открытия Джонатан Свифт в «Путешествиях Гулливера» упоминает о двух крошечных марсианских спутниках с периодами обращения 10 и 21,5 часов. Астрономы искали спутники долго, но безуспешно (уж больно они оказались малы). Асаф Холл открыл их во время великого противостояния, когда расстояние между Марсом и Землей особенно мало, на телескопе Вашингтонской обсерватории, который был тогда сильнейшим инструментом в мире. Холл дал им имена Фобос и Деймос – страх и ужас: так звались в греческой мифологии сыновья бога войны Марса. Период обращения Фобоса 7 ч 39 мин, Деймоса – 30 ч 18 мин. Эти числа не слишком отличаются от периодов обращения спутников, выдуманных Свифтом. Удивительное совпадение, не правда ли?
Фобос обращается вокруг Марса быстрее, чем вращается сама планета. С точки зрения марсианина, Фобос восходит не на востоке, а на западе, и быстро движется навстречу суточному обращению небесного свода. При этом он меняет свой вид – от узкого серпика до «полнолуния». Фобос находится очень близко к поверхности Марса – на расстоянии всего 6000 км. Его движение тормозится разреженной марсианской атмосферой, и через 50 млн лет он упадет на Марс. Деймос находится примерно в 4 раза дальше и, наоборот, постепенно удаляется от Марса. Оба спутника имеют неправильную форму. Размеры Фобоса 26 на 18 км, Деймоса – 16 на 10 км. Об этом мы впервые узнали благодаря снимкам, переданным на Землю американским аппаратом «Маринер-9».
12 августа«Звездные дожди»
12–13 августа – пик ежегодного метеорного потока «Персеиды». Это один из красивейших и стабильных потоков с максимальной интенсивностью от 50 до 100 метеоров в час.
Иногда на небе происходят настоящие звездопады. Метеоры словно бы вылетают из одной точки на небе. Эту точку назвали радиантом, а множество метеоров, которые кажутся исходящими из этой точки, – метеорным потоком. Потоки называют по имени созвездия, в котором находится радиант: дракониды, лириды, ориониды… Некоторые потоки дают ежегодные «дожди», другие – повторяющиеся изредка. Почему возникают метеорные потоки? Земля, двигаясь вокруг Солнца, пересекает различные метеорные рои. Эти рои движутся по орбитам, по которым раньше двигались исчезнувшие кометы. Кометные ядра постепенно разрушились, и их кусочки растянулись вдоль кометной орбиты, образуя что-то вроде пылевого бублика. Когда Земля пересекает «бублик», кометные частицы влетают в атмосферу и сгорают на высоте 80–130 км, оставляя светящиеся следы. Ровно через год, когда Земля возвращается в ту же точку своей орбиты, «звездный дождь» повторяется. Метеоры потока влетают в земную атмосферу по параллельным траекториям, а в перспективе мы видим их как бы исходящими из одной точки на небе.
Макса Борна, будущего знаменитого физика, спросили на экзамене по астрономии: «Что вы делаете, когда видите падающую звезду?» Борн знал, что надо ответить: «Я смотрю на часы, определяю созвездие, из которого она появилась, и вычисляю приблизительную траекторию». Но не удержался и сказал: «Загадываю желание».
13 августаДвигатель на антивеществе?
В 1928 году Поль Дирак предположил существование антивещества (см. 1 февраля), и его догадка блестяще подтвердилась. Антипротон вместе с позитроном могут образовать антиатом водорода, и такие антиатомы действительно удалось получить в 1998 году. В принципе возможно существование антивещества, состоящего из антиатомов любых химических элементов. Наиболее сложной формой антивещества, полученной в лабораторных условиях, являются антиядра трития и гелия-3.
При встрече частицы с античастицей происходит их аннигиляция (исчезновение). При этом вся масса полностью преобразуется в энергию излучения. Ни один другой процесс не может высвободить столько энергии! Даже при взрыве термоядерных бомб в энергию превращается лишь доля процента полной массы. Если бы удалось сделать антиматерию топливом, то ее небольшого количества (размером с таблетку аспирина) было бы достаточно для обеспечения энергией космического корабля на протяжении сотен лет! А одного миллиграмма антивещества хватило бы для полета на Марс. Проблема в том, что антиматерии в готовом виде в нашей части Вселенной не существует. А для ее синтеза в лаборатории требуется затратить куда больше энергии, чем можно затем получить путем аннигиляции. Еще более сложная проблема – хранение антивещества, ведь оно аннигилирует при любом контакте с обычной материей. Это значит, что мы не полетим на ракетах, использующих подобные типы двигателей, в обозримом будущем.