Открытие мира (Издание второе, переработанное и дополненное) - Ляпунов Борис Валерианович (читать хорошую книгу полностью .txt) 📗
С помощью потока частиц, разогнанных электрическими и магнитными силами, ученые бомбардируют атомное ядро, вызывая превращения элементов. Благодаря электронному микроскопу заглядывают в невидимый мир, а электронными часами радиолокатора измеряют ничтожные промежутки времени. И еще много других удивительных дел совершает человек, покоряя природу.
Области сверхвысокого и сверхнизкого имеют для нас не один лишь научный интерес. Вслед за ученым в эти области проникает инженер, вслед за лабораторией наступает очередь производства.
Когда-то газы, превращенные холодом в жидкость, были диковинкой, и замороженный ею резиновый мяч, который разлетается на куски от удара молотком, удивлял тех, кто был незнаком с жидким воздухом. Людей середины XX века этими фокусами не удивишь. Холод помогает им менять свойства металлов, а жидкие газы для них так же обычны, как и любое другое химическое вещество.
Дорога вниз по шкале температур, к абсолютному нулю, таит неожиданное: металл в жидком гелии совершенно теряет способность сопротивляться электротоку и становится идеальным проводником, сверхпроводником!
Путь вверх по шкале к звездным температурам не менее интересен. Явления, происходящие внутри Солнца и звезд, еще недостаточно изучены физиками и астрономами. «Холодная», всего в шесть тысяч градусов, солнечная фотосфера прикрывает гораздо более раскаленный газовый шар. Полагают, что в его глубинах температура достигает двадцати миллионов градусов. Как чувствует себя вещество в таком огненном царстве, как влияют на него сверхвысокие температуры — вопрос немаловажный для тех, кто стремится проникнуть в тайны материи.
А какие широкие возможности открылись бы, если бы ученые получили в свое распоряжение лабораторию, не имеющую себе равных на Земле? Лабораторию, которой доступны и температуры в тысячи градусов, и близкие к абсолютному нулю? Лабораторию, где можно поставить вещество в такие условия, каких никогда не удастся достичь на Земле?!
Космос — вот где изумительный простор для исследований, не виданных в истории науки!
Тепло и холод, недостижимые в наших земных установках, идеальное разрежение, недоступное нашей вакуумной технике, — какой ученый не позавидует тем, кто будет работать на внеземной станции?!
Физика низких температур выйдет на просторы природы. Ее лабораторией станет мировое пространство.
Вдали от теплого дыхания Земли, нагретой Солнцем, преградив доступ солнечным лучам, экспериментатор без сложной и дорогой холодильной машины получит наинизшую температуру. Он сможет вести опыты с любыми интересующими его веществами — газами, жидкостями, твердыми телами, замораживая их в природном холодильнике, сможет изучить, как «замирает» движение молекул вблизи абсолютного нуля.
Исследования сверхпроводимости можно будет вести с невиданным до сих пор размахом. Вероятно, удастся спуститься еще на несколько тысячных долей градуса вниз по температурной шкале, пройти еще несколько ступеней из тех, которые отделяют сейчас исследователей от абсолютного нуля.
В этом не один лишь теоретический интерес и не спортивное стремление к рекорду в научном исследовании.
Сейчас сверхпроводники еще не стали достоянием практики. Передача энергии без неизбежных потерь на сопротивление — это звучит крайне заманчиво, но, увы, пока неосуществимо. Достаточно лишь небольшого нагрева — и сверхпроводник теряет свои удивительные свойства. Не охлаждать же всю линию жидким гелием! Правда, идут поиски иных способов, ведущих к сверхпроводимости и при не столь низких «гелиевых» температурах. Но насколько легче будет в холоде межпланетного пространства! Там для заатмосферной энергетики возможности необыкновенные. И не только для нее. Использование явления сверхпроводимости позволит измерительной технике значительно увеличить чувствительность приборов, а в этом заинтересованы многие отрасли науки.
Ученый в заатмосферной лаборатории поведет наблюдения, которые, быть может, далеко продвинут нас к разгадке тайн мира атома.
И тут же рядом, в фокусе большого зеркала, которое соберет солнечные лучи, не ослабленные путешествием через воздушную пелену планеты, физик сумеет получить огромные температуры — в тысячи градусов. О новом виде сварки сейчас говорят инженеры-гелиотехники, заставившие Солнце плавить металлы, давать здесь, на Земле, три тысячи градусов тепла. Пойманный зеркалом луч режет, плавит, сваривает даже тугоплавкие сплавы, кипятит и испаряет воду в паровом солнечном котле.
Сотрудники отдела высоких температур космической лаборатории оставят далеко позади своих земных коллег. Не на короткие доли секунды, а на любое время можно получить там тысячеградусные температуры. И не надо ехать на юг — ловить жаркое Солнце. Солнце, что светит и греет вне Земли, всегда будет к услугам физиков, гелиотехников, теплотехников, энергетиков небесного острова. Наука, вырвавшись в просторы космоса, раздвинет границы наших знаний, позволит глубже проникнуть в тайны процессов, идущих за пределами нашей планеты.
Звездный мир раскроется глубже перед взором астронома, вооруженного великолепной оптикой будущего. Процессы, идущие внутри звезд, источники энергии Солнца, многое, что скрыто в тайниках природы, окончательно перестанет быть тогда тайной. И это, может быть, двинет вперед энергетику на Земле, приведет к неслыханному ее расцвету.
Где-то, за миллионы световых лет от Земли, рождаются таинственные лучи — вестники пока неведомых явлений в мировых глубинах. Они идут к нам из космоса, и потому космическими назвали эти проникающие всюду частицы. Предполагают, что есть звезды, которые своим электромагнитным полем разгоняют космические частицы, отправляя их в далекие путешествия по вселенной. Некоторые исследователи считают, что источником космических лучей служат вспышки «сверхновых» звезд.
Частичка, летящая в межзвездном пространстве, и частичка, ставшая пленницей Земли, захваченная ее магнитным полем, не одно и то же. В атмосфере с ней происходит цепь превращений: бесчисленные столкновения с молекулами газов воздуха приводят к появлению вторичных частиц, уже не похожих на своих предков.
Ученые, охотники за космическими лучами, стараются поднять приборы как можно выше, чтобы изучить «настоящие» частицы, а не только их потомков. На маленьких воздушных шарах-зондах всплывают к поверхности воздушного океана счетчики с радиопередатчиком: сигналы, «голоса» частичек, отмечаемых счетчиком, слушают и записывают наблюдатели. Приборы-ловушки космических частиц мчатся ввысь на ракетах. Но лишь немногие минуты длится подъем геофизической ракеты. Спутники открыли новые возможности: благодаря им счетчики могут провести за атмосферой, в мировом пространстве, месяцы и годы. Первая космическая ракета подняла приборы для изучения космических лучей на сотни тысяч километров над Землей.
Внеземная лаборатория позволит изучать таинственные лучи «в полную силу», не ограничивая ученых ни временем, ни весом приборов: ведь сейчас приходится всячески изощрять конструкторскую мысль, чтобы строить миниатюрную летающую аппаратуру, вести борьбу за граммы и сантиметры.
Разгадка же тайны космических лучей поможет человеку создать сверхмощный ускоритель — источник искусственных космических лучей. Такой ускоритель — циклотрон — мы, быть может, встретим со временем на станции в мировом пространстве. Рожденные им частицы, наделенные огромной энергией, проникнут к сердцу атома, откроют дорогу для дальнейшего изучения строения вещества.
Трудно представить, каким будет штатное расписание научно-исследовательского института, расположенного «где-то в солнечной системе», — сначала скромной базы, потом города науки. Несомненно, понадобятся специалисты разных отраслей знаний: дела хватит всем, не одним астрономам.
Как повлияют усиленная тяжесть или невесомость, интенсивный солнечный свет, ультрафиолетовые и космические лучи на растительные и животные организмы? Слово — биологам. Как влияет Солнце на жизнь Земли, что делается в самых верхних воздушных слоях, куда влетают потоки заряженных частиц—посланцев Солнца, что происходит в окрестностях нашей планеты и как все это отражается на радиосвязи? Как меняется облачный покров? За ним можно будет наблюдать на огромном пространстве, чуть ли не в половину земного шара, что позволит уточнить прогноз погоды. Слово — геофизикам, астрофизикам, метеорологам.
