Рудольф Сворень - В просторы космоса, в глубины атома [Пособие для учащихся]
Версия пятая — наша планета столкнулась с небольшой сравнительно кометой, ядро которой как раз и создало все эффекты падения метеорита, а огромный разреженный хвост долго втягивался в атмосферу и создавал в ней свечение, в течение нескольких месяцев наблюдавшееся тогда над Европой и Западной Сибирью. Эту гипотезу выдвинул и разрабатывал академик В. Г. Фесенков, а затем ее тщательно исследовали его ученики.
В самое последнее время предположение о столкновении с кометой получило совершенно новое развитие и появилась еще одна, на сей раз уже детально проработанная версия.
Версия шестая — в земную атмосферу из космоса влетела гигантская снежинка (рис. 1), кометоподобное тело с очень рыхлым ядром из кристалликов льда.
Прежде чем излагать некоторые детали этой версии, несколько слов об исследованиях, позволивших довольно точно определить важные характеристики Тунгусского взрыва. Экспедиции к месту падения твердо установили следующие факты: в месте падения нет кратера; в месте падения практически не обнаружено остатков тела, влетевшего в атмосферу (это сразу же опровергло версию о врезавшемся в землю метеорите); взрыв повалил деревья на огромной площади, размером примерно 50x70 км; район, где повалены деревья, имеет характерную форму «бабочки» (рис. 2 и 4); направления падения деревьев позволяют определить центр взрыва.
Исходя из этих фактов, были выполнены теоретические и экспериментальные работы с целью ответить на вопросы: в какой точке должен был произойти взрыв, чтобы получился наблюдаемый вывал леса? Какой была сила взрыва? С какой скоростью и в каком направлении двигалось взорвавшееся тело?
В числе работ, давших ответ на эти вопросы, нужно назвать расчеты и эксперименты, выполненные в Институте физики Земли АН СССР группой исследователей во главе с кандидатом физико-математических наук М. А. Цикулиным. Развивая теоретические исследования сверхзвукового движения тел и возникающей, при этом ударной волны, оказалось возможным провести аналогию между этим процессом и взрывом, определить ряд вероятных характеристик Тунгусского явления. Расчеты были проверены в модельных экспериментах, на макете с проволочками, имитирующими деревья (рис. 3).
К ним с разной скоростью и под разными углами приближали небольшой пороховой заряд, взрывали его на разной высоте и получали разные картины вывала «леса» (рис. 4), в том числе и «бабочку».
На основании этих расчетов и экспериментов были сделаны выводы — все разрушения в районе, где произошло Тунгусское событие, вызваны только ударными волнами: прямой, направленной на землю, и отраженной от земли. Расчетную взрывную волну в принципе могли бы создать самые разные источники, их взрывной эквивалент — тротиловый заряд в 20–40 мегатонн, двигавшийся по сильно наклоненной траектории со скоростью 30–50 км/с и взорвавшийся на высоте 5—15 км. К аналогичным выводам пришла группа сотрудников Математического института и Вычислительного центра АН СССР во главе с доктором физико-математических наук В. П. Коробейниковым, просчитав на машине большое число самых разных вариантов взрыва.
Версия «гигантской снежинки» состоит в том, что необходимая ударная волна может появиться и без взрыва, в общепринятом смысле этого слова. На одной из сессий Отделения общей физики и астрономии Академии наук автор гипотезы академик Г. И. Петров рассказал о теоретических исследованиях, из которых получилась примерно такая картина. «Снежинка» массой порядка 100 тыс. т, диаметром до 300 м и плотностью вещества около 0,01 г/см3 (это в 5—10 раз меньше плотности нашего земного снега) влетает в атмосферу Земли под углом 20° к горизонту и с начальной скоростью примерно 40 км/с (более чем в 100 раз выше скорости звука). Впереди этой падающей «снежинки» бежит ударная волна, фронт которой быстро расширяется (см. рис. 1) из-за так называемого нестационарного испарения снежных кристалликов, нагревающихся при движении в атмосфере. «Снежинка» превращается в огромное облако, которое, расширяясь, все дальше отталкивает от себя ударную волну, само при этом все сильнее тормозится в атмосфере из-за растущего аэродинамического сопротивления. В итоге оторвавшаяся от облака ударная волна обрушивается на землю, производит страшные разрушения, а само облако как ни в чем не бывало исчезает с места преступления, растворяется в атмосфере. Академик Г. И. Петров совместно с доктором физико-математических наук В. П. Стуловым выполнили теоретический анализ и провели в Институте механики МГУ ряд экспериментов, показав, что такой процесс вполне возможен.
Исследуя тонкие механизмы сверхзвукового движения «ваты в вате», ученые надеются подтвердить свой предварительный вывод: «гигантская снежинка» — единственная правдоподобная версия Тунгусского события. Задача эта не из легких. Хотя бы потому, что ударная волна, как любят говорить специалисты по взрывам, очень быстро забывает, кто ее породил, т. е. чрезвычайно похожие ударные волны могут появиться и при химическом взрыве, и при ядерном, и при сверхзвуковом вхождении в атмосферу тела малой плотности.
По своей сложности, по малому количеству «улик» и обилию правдоподобных гипотез, Тунгусское событие в корне отличается от классических падений метеорных тел. Как правило, осколки или следы «пришельцев из космоса» — метеоритов — рассказывают о том, что они собой представляли, как двигались в атмосфере. Так, шестидесятитонный осколок железного метеорита, найденный в Африке, тридцатитонный осколок, найденный в Гренландии, сто тонн осколков Сихотэ-Алиньского метеорита, найденные у нас на Дальнем Востоке, обнаруженные на американском континенте два огромных кратера, образованных упавшими метеоритами (один диаметром 3,6 км, другой диаметром 1,2 км и глубиной около 200 м), дают представление о том, какие огромные тела прибыли к нам в свое время из далекого космоса. К сожалению, нет аналогичных вещественных доказательств, которые позволили бы представить себе то, что называют Тунгусским событием.
Тунгусское событие — старое, забытое, казалось бы, дело… Однако же исследователи регулярно возвращаются к этой грозной загадке, надеясь, по-видимому, найти ответы и на какие-то общие, может быть, даже практически важные вопросы.
И еще, наверное, из-за инстинктивной человеческой неприязни к неизвестному.
За горизонт Вселенной
Разрабатывается проект гигантского радиотелескопа, который будет построен в космическом пространстве и резко расширит возможности наблюдения звездного неба.
Ну чем еще нас можно удивить, людей XX в., свидетелей феерических побед науки, техники, индустрии…Мы все уже привыкли к этому непрерывному потоку сенсаций и даже, кажется, немного устали от него. Нас уже, видимо, ничто не может серьезно взволновать, никакие проекты и свершения. Никакие.
Никакие?
Вы листаете тонкую тетрадь — ксерокопию машинописного текста с несложными рисунками, официально именуемую «Препринт Пр 373 Института космических исследований АН СССР», вы листаете эту тетрадь, и у вас просто дух захватывает от очередной человеческой дерзости. От фантастичности замысла. И еще больше от того, что замысел этот уже спокойно рассматривают как будущую реальность. Превращают в технический проект. Готовят чертежи и строят модели. Планируют, когда что можно сделать. Подсчитывают, что сколько стоит, сколько нужно затратить средств. И что это в итоге даст. Ну а это самое «что даст» совсем уже поражает воображение — неужели такое возможно?
Но вот здесь — стоп! Здесь настал момент сменить манеру изложения: никаких эмоций, дабы не потерялось в них непростое для понимания существо дела. Сейчас мы попробуем рассказать обо всем последовательно и сухо, равняясь на бесстрастный стиль научных сообщений.
Идея создания КРТ
Радиоисточники во Вселенной. Чтобы раз и навсегда исключить неаккуратное толкование таких слов, как «радиоисточник», «радиотелескоп», «радиоастрономия», проделайте сами с собой несложный педагогический эксперимент. Как-нибудь, слушая музыку, на мгновение отвлекитесь и отметьте про себя такой прозаический факт: вы слышите рукотворный звук, воспринимаете звуковые волны, искусственно созданные человеком. И тут же вспомните, что природа и сама умеет генерировать звук, что у нее своя музыка — раскаты грома, шум лесов, ровные ритмы морского прибоя, завывание вьюги. А теперь от звуковых волн переходите к радиоволнам. Последние известия в ваш дом приносит радиоволна, искусственно созданная на радиостанции (рис. 1).
И в то же время радиоволны рождаются естественным образом, в огромном многообразии природных явлений, таких, скажем, как разряд молнии, или изменение энергии молекул, или торможение электронов в магнитных полях. Подобные процессы происходят во всех небесных телах, и поэтому радиоизлучения приходят к нам от планет, от Луны и Солнца, от звезд, галактик, туманностей. Именно они и называются космическими радиоисточниками.
