19 сентябряОпасные астероиды
19 сентября 2000 года в Лондоне были продемонстрированы уникальные кадры, снятые английскими учеными: небольшой астероид, который влетел в атмосферу Земли, прошел по касательной и опять вылетел в космос. Если бы он шел на 20 км ниже, то врезался бы в Землю, что вызвало бы мощный взрыв, как от крупной ядерной бомбы.
В опасной близости от Земли летает около 800 астероидов размером более 1 км и тысячи более мелких. Пока открыта лишь малая их часть. Тела размером менее 10 км могут остаться незамеченными вплоть до самого момента столкновения. За всю историю Земли на нее упало несколько тысяч астероидов диаметром около 1 км и десятки тел диаметром более 10 км. Система предупреждения астероидной опасности находится только в стадии разработки. Подрыв астероида, что любят изображать в голливудских фильмах, – не самая эффективная мера борьбы. Лучше отклонить потенциально опасное тело от траектории, угрожающей Земле. Принимать меры надо за несколько лет до столкновения.
Последние годы астрономы глаз не спускают с астероида Апофиз, который был замечен в 2008 году в 500 тыс. км от нашей планеты. В 2029 году эта 300-метровая глыба промчится на очень малом расстоянии от Земли – 32,5 тысячи километров (это меньше, чем радиус орбиты большинства телекоммуникационных спутников Земли) – и даже будет видна невооруженным глазом. Затем он приблизится к нам в 2036 и 2068 годах. Вероятность столкновений с ним невелика, но уж больно не хочется рисковать…
Астероид пролетел мимо Земли. Его назвали «Пятачок»: не то чтобы не попал, просто не попал в Шарик.
20 сентябряТопливо с Луны?
20 сентября 1970 года межпланетная станция «Луна-16» совершила мягкую посадку на Луну. Был произведен забор образцов лунного грунта, которые были доставлены на Землю.
Образцы лунной породы, доставленные на Землю автоматическими станциями «Луна» (330 граммов) и американскими астронавтами миссии «Аполлон» (380 кг!), были тщательно изучены. В итоге родились проекты, которые пока кажутся фантастическими. В этом столетии США и Россия собираются не просто вернуться на Луну, но создавать там постоянные базы. Готовятся к полетам на Луну Индия, Китай, Япония… Что же такого интересного обнаружилось в лунном грунте, что побуждает людей стремиться освоить это небесное тело? Одна из причин – возможность привозить с Луны большое количество изотопа гелий-3. Его содержание на Луне в 10 тысяч раз больше, чем на Земле: гелий-3 в течение миллиардов лет приносил солнечный ветер (см. 9 сентября). Этот изотоп может стать самым перспективным источником энергии в будущем, когда запасы нефти, газа и урана на Земле истощатся. Избавить человечество от перспективы энергетического кризиса, возможно, суждено термоядерным реакторам. Правда, они до сих пор не построены, но оптимисты полагают, что это дело ближайших десятилетий. Чтобы обеспечить на год все человечество энергией, потребуется 100 тонн гелия-3 с Луны. Чтобы добыть одну тонну гелия-3, надо вскрыть лунный грунт площадью 20 тысяч кв. км на глубину 3 метра. Придется построить на Луне крупные заводы. Помимо гелия, в лунном грунте много и других полезных элементов, например, титана. Одним словом, это целая революция.
21 сентября«Господин Абсолютный Нуль»
Такое почетное прозвище заслужил голландский физик Камерлинг-Оннес, открывший явление сверхпроводимости и получивший Нобелевскую премию «за исследования свойств вещества при низких температурах, которые привели к производству жидкого гелия». Он родился 21 сентября 1853 года (ум. 1926).
Почему физики так упорно стремятся к недостижимому – абсолютному нулю температуры? Дело в том, что тепловое движение молекул затемняет суть некоторых явлений. Понижение температуры может, по выражению Камерлинг-Онеса, «приподнять завесу, которую простирают над внутренним миром атомов и электронов тепловые движения при обычных температурах». Интуиция его не подвела: приподняв эту завесу, в 1911 году он сделал свое самое поразительное открытие: обнаружил полное исчезновение электрического сопротивления некоторых металлов при очень низких температурах. Это явление он назвал сверхпроводимостью (см. 28 апреля).
Этот человек видел далеко вперед. Созданная им лаборатория низких температур Лейденского университета стала прообразом научно-исследовательских институтов XX века. Одним из первых он понял, что проникновение во все более глубокие тайны природы требует мощной технологической базы. В то время, когда остальные лаборатории мира могли получать жидкие газы (водород, гелий) каплями, в его лаборатории их производили литрами. Он открыл специальное училище для механиков и стеклодувов, и его лаборатория не испытывала недостатка ни в оборудовании, ни в квалифицированных помощниках. Ее двери были открыты для физиков всех стран (см. также 10 июля).
22 сентябряНеобычная судьба Майкла Фарадея
22 сентября 1791 года родился великий английский физик Майкл Фарадей, основоположник учения об электромагнитном поле (ум. 1867).
Сын кузнеца в Лондоне, с 12 лет начавший работу переплетчиком в книжном магазине, заинтересовался содержанием умных книг, которые ему приходилось переплетать. Один из посетителей магазина подарил 19-летнему Фарадею абонемент на цикл публичных лекций известного химика сэра Дэви. Майкл, посетив несколько лекций, свои подробные конспекты лекций переплел в кожу и отправил сэру Дэви. И тот сделал Фарадея своим ассистентом в Королевском институте! А вскоре Фарадей стал самым выдающимся британским ученым эпохи. Физик Столетов писал о нем: «Никогда со времен Галилея свет не видал стольких поразительных и разнообразных открытий, вышедших из одной головы».
В те времена еще не было электроизмерительных приборов. Ток в цепи обнаруживали нагреванием проволоки, искоркой и даже оценивали на вкус (гальванометр для своих опытов Фарадей впоследствии сделал сам). Как заметил Гельмгольц, немного проволоки, несколько старых кусков дерева и железа дали Фарадею возможность сделать величайшие открытия. Но математикой он не владел совершенно – более тысячи страниц его трудов не содержат ни одной формулы. Лишь через 20 лет Максвелл перевел на язык математики формулировки Фарадея.
В 1938 году в архиве Фарадея обнаружили запечатанное послание ученого потомкам, датированное 1832 годом. В нем он сообщал о своей уверенности в существовании электромагнитных волн и сожалел, что современники не разделяют его взглядов.
23 сентябряОткрытие «на кончике пера»
23 сентября 1846 года немецкий астроном Иоганн Готфрид Галле, руководствуясь вычислениями математика Леверье, обнаружил планету Нептун.
Это открытие стало триумфом классической механики. Дело в том, что шестая планета – Уран, открытая в 1781 году Уильямом Гершелем, вела себя странно. Она едва заметно отклонялась от того пути, по которому должна следовать согласно законам механики с учетом возмущений со стороны известных планет. Французский математик Урбен Леверье и независимо от него англичанин Джон Адамс, пытаясь понять причину «плохого» поведения Урана, предположили, что его движение возмущается притяжением неизвестной планеты. Они почти одновременно рассчитали массу этой планеты и указали место на небе, где в данное время она должна была находиться. Но Адамсу не повезло: его предсказанию астрономы не поверили и наблюдений по существу не начали. А вот немецкий астроном Иоганн Готтфрид Галле, получив письмо от Леверье, сразу кинулся к телескопу, и в тот же вечер отыскал неизвестную планету в указанном месте. Так разногласие между теорией и практикой привело в итоге к триумфу механики Ньютона, а Урбену Леверье и Иоганну Галле досталась слава первооткрывателей.
Галилей, наблюдая за спутниками Юпитера в 1612–1613 годах, обнаружил маленькую звездочку, изменившую со временем свое положение (а перемещаться на небе могут только планеты или кометы) – эта «звездочка» зафиксирована на его рисунках. Только через 366 лет выяснилось, что этой «звездой» был Нептун.
24 сентябряНа заре электродинамики
24 сентября 1820 года Ампер обнаружил магнитное взаимодействие токов.
Летом 1820 года Эрстед заметил действие электрического тока на магнитную стрелку. Сообщение об этих опытах изменило судьбу 45-летнего Андре Мари Ампера, французского математика. Ампер – теоретик, у него не было лаборатории, и он никогда не интересовался электричеством. Но именно в его голове в это время родились ключевые идеи о связи магнетизма с электрическим током. Чтобы проверить свои идеи на опыте, ему хватило двух недель. Кстати, именно тогда Ампер первым в мире произнес слова «сила тока». Неудивительно, что через много лет, в 1893 году, единицу силы тока назвали Ампером. Открытие магнитного взаимодействия токов привело к созданию новой науки – электродинамики, которая объясняет магнитные явления действием электрических токов. Ампер заложил основы этой науки.
В личной жизни Ампер был несчастлив. Первая жена умерла, от второй он сам ушел, забрав двоих детей. Несмотря на многочисленные почетные звания, денег вечно не хватало, и Ампер подрабатывал инспектором школ, разъезжая по всей стране. Во время одной из таких поездок он и умер. На могильном камне сделана надпись: «Он был так же добр и так же прост, как и велик».
Ампер славился своей рассеянностью. Однажды он шел по улице, производя в уме сложные расчеты. Он ничуть не удивился, когда прямо перед ним возникла прекрасная черная доска, достал из сюртука мел и стал записывать вычисления. Потом доска начала двигаться вперед, и ему пришлось идти, а затем бежать за ней. Доска оказалась задней стенкой кареты.