Знак вопроса 2002 № 01
Шрифт:
Между тем, внимательный читатель может почерпнуть из той же Библии, и сколь накален ад. Сера, как известно, — твердое хрупкое вещество желтого цвета, которое плавится при температуре 119,7° С. При последующем повышении температуры она сначала растекается пылающими реками и огненными озерами, а затем (при 450° С) начинает испаряться.
Таким образом получается, что в аду столь же жарко, как, скажем, на поверхности Венеры. Впрочем, в огне горящей сигареты температура еще выше — 700° С. Так что, как видите, любой курильщик может дать фору самому дьяволу.
Впрочем, давайте посмотрим, что же уготовано тем немногим праведникам, которые гарантированно попадут в
Пользуясь этим указанием, два физика из университета испанского города Сантьяго-де-Компостела попробовали применить к этим речам закон излучения Стефана-Больцмана («Температура тела, пребывающего в термическом равновесии, пропорциональна корню четвертой степени из количества излучения»). В итоге у них получилось, что температура небес «по Исайе» равна 231,5° С! То есть, говоря иначе, в раю хоть не такое пекло, как в аду, но прохладно тоже не покажется…
Конечно, к подобным выкладкам не стоит относиться всерьез. Библия все-таки — не свод лабораторных отчетов, чтобы подходить к ней с физическими мерками. И пытаясь узнать, где всего холоднее и всего жарче во Вселенной, обратимся лучше к исследованиям самих физиков и астрономов.
ГРАДУС ГРАДУСУ-TO РОЗНЬ!
Для начала зададимся вопросом, что такое температура. Физики уже давно уяснили, что температура любого тела характеризует беспорядочное движение микрочастиц, из которых это тело состоит. Когда это движение полностью прекратится, температура тела упадет до абсолютного нуля.
Еще в 1848 году английский физик Уильям Томсон (впоследствии лорд Кельвин) предложил новую шкалу температур, названную теперь его именем. Начальной ее точкой стал абсолютный нуль: 0° К, или -273° С.
Ниже этой точки на шкале не может быть ничего. Атомы либо движутся, либо не движутся. Третьего не дано.
Однако показатель градусов по шкале Кельвина или Цельсия ничего не скажет нам о том, какие частицы движутся и сколько их. Одна и та же температура легче переносится в одной физической среде и труднее в другой. Определяется это именно количеством частиц, участвующих в тепловом движении, а также их типом. Например, мы относительно легко переносим температуру воздуха, равную 70° С (в особенности если он сухой), а вот вода, нагретая до той же температуры, может нас обжечь. Причина понятна: вода — более плотная среда, чем воздух. Она содержит в единице объема больше атомов, чем воздух, и это чувствительнее для нас, вынужденных поглаживать ошпаренную кожу.
ЖАРКАЯ ЖАРА
И АБСОЛЮТНЫЙ ХОЛОД
Но еще поразительнее для нас узнать, что самые высокие и самые низкие температуры во Вселенной зафиксированы у нас на Земле. Между тем это так. Во время экспериментов по получению искусственной термоядерной реакции (именно эта реакция протекает в недрах звезд, вызывая их свечение) ученым удавалось на короткие мгновения достигать температуры в миллиарды градусов по шкале Цельсия. Так, еще в 1962 году в СССР была получена температура в 3000 млн. градусов. Для сравнения укажем, что в недрах Солнца температура достигает всего «каких-то» 15 млн. градусов.
В то же время ученые пытаются достичь абсолютного нуля по шкале Кельвина — и уже получены температуры,
Кстати, в момент, когда время было равно нулю и наша Вселенная, по мнению космологов, возникла буквально из ничего, температура в точке возникновения равнялась 10+13 градусов. Это самая высокая температура, которую когда-либо использовали в своих расчетах физики-теоретики.
Сразу после Большого Взрыва наша Вселенная начала остывать. В конце времен, когда угаснут все звезды и исчезнут все планеты, воцарится ледяной мрак.
Самое поразительное, что есть взаимосвязь между областью самых высоких и самых низких температур. Так, в лабораторных условиях мы можем имитировать процессы, протекавшие во время гипотетического Большого Взрыва, если попробуем достичь абсолютного температурного нуля! По крайней мере, так заявляют физики Григорий Воловик и Мати Крузиус из Хельсинкского технического университета.
При этом они опираются на «теорию струн», согласно которой наше мироздание, едва оно возникло, пронизали незримые космические нити. Они протянулись от одного края Вселенной до другого. Они были намного тоньше атома, но весили столько же, сколько весят нынешние галактики. И вот оказалось, что эти нитевидные структуры можно воспроизвести в жидком гелии, охлажденном до тысячной доли градуса Кельвина, если подвергнуть гелий нейтронной бомбардировке. Исследование этих тончайших образований, возникавших в пекле Большого Взрыва и возникающих близ абсолютного нуля, может помочь нам ответить на вопрос, что же действительно произошло в начале всех времен. Две крайности, похоже, смыкаются: горнило всепорождаюшего огня напоминает губительный ледяной мрак.
В ПОИСКАХ
«СОЛНЕЧНЫХ ЧЕЛОВЕЧКОВ»
В первые мгновения после Большого Взрыва наша Вселенная стремительно расширялась, и ее температура также быстро падала. Прошла всего десятитысячная доля секунды, а космос остыл уже до 1012 градусов, то есть до триллиона градусов. На второй день «творения» средняя температура Вселенной понизилась до каких-то вполне сносных 30 млн. градусов. («И увидел Бог, что это хорошо. И был вечер, и было утро: день второй».) Сегодня эта цифра равна всего 3 градусам Кельвина. Космос охладился почти до нуля.
Конечно, средние показатели не исключают того, что отдельные, крохотные участки Вселенной внезапно разогреваются до невероятных температур. Такое происходит, например, при вспышке сверхновой, то есть при взрыве какой-либо массивной звезды. В этот момент ее температура на короткое время подскакивает почти до 10 млрд, градусов. Этого достаточно, чтобы из элементарных частиц образовались новые, более тяжелые элементы (углерод, кислород, железо, азот). Все они стремительно разлетаются прочь от взорвавшейся звезды. Именно эти элементы, рожденные в горниле многочисленных космических плавилен, являются основой всех органических веществ — в том числе и тех, что способствовали зарождению жизни.