Астрофизика начинающим: как понять Вселенную - Грегори Мон

Но железо отличается от других собратьев-элементов.

Если атом железа расщепить, энергия будет поглощаться.

Если атомы железа объединить, энергия тоже будет поглощаться.

Звезды заняты производством энергии. Наше Солнце, например, – настоящий завод по производству энергии, оно заполняет всю Солнечную систему несущими энергию фотонами. Но когда в недрах звезд большой массы начинает образовываться железо, это означает, что их смерть близка. Чем больше железа, тем меньше вырабатывается энергии. Без источника энергии звезда коллапсирует – стремительно сжимается под действием собственного веса, а затем взрывается, в течение недели, а то и дольше затмевая своим блеском миллиарды других солнц. Получается, что благодаря железу элементы, образовавшиеся в недрах звезд, выбрасываются в космическое пространство, а потом служат строительным материалом для создания других звезд и планет.

Убийца динозавров

Иридий занимает третье место среди самых тяжелых элементов периодической таблицы. На поверхности Земли он встречается редко, однако в ее глубине есть тонкий и широко распространенный слой иридия, который многое может поведать о прошлом нашей планеты. Шестьдесят пять миллионов лет назад в Землю врезался астероид размером с Эверест, превратившись при этом в пар и уничтожив на Земле все живые организмы ростом больше чемодана. Так что, какую теорию гибели динозавров ни придумывай, самой правдоподобной все равно остается эта – гигантский астероид-убийца из космического пространства.

Ведь иридий, редко встречающийся на поверхности Земли, обычен для крупных металлических астероидов. Когда гигантский космический камень взорвался при столкновении с Землей, раскаленные атомы иридия образовали огромное облако, рассеявшееся по всей планете. И сегодня, когда ученые исследуют внутренние слои земной коры на уровне, который был на поверхности планеты 65 миллионов лет назад, они повсюду находят тонкий слой этого элемента.

Боги

Некоторые элементы периодической таблицы получили свои имена от планет и астероидов, в свою очередь, названных в честь древнеримских богов. В начале XIX века астрономы открыли два обращающихся вокруг Солнца объекта, чьи орбиты лежали между Марсом и Юпитером. Первый они назвали Церерой, в честь богини плодородия, а второй – Палладой, по имени римской богини мудрости. Первый элемент, полученный после открытия Цереры, был назван церием, а первый элемент, обнаруженный после того, как астрономы нашли Палладу, назвали палладием. Если помните, именно этим материалом Тони Старк укрепляет броневой экзоскелет своего Железного Человека[9].

Ртуть, серебристый металл, остающийся жидким и текучим при комнатной температуре, по-английски называется меркурием – в честь быстроногого римского бога-вестника.

Название «торий» отсылает к Тору, могучему атлетически сложенному скандинавскому богу-громовержцу. Неудивительно, что Тор и Железный Человек так подружились. У них связь на уровне элементов.

У Сатурна, моей любимой планеты[10], нет элемента-двойника, но у Урана, Нептуна и Плутона, которые названы именами богов из древнеримских мифов, с этим все в порядке. Уран был главным ингредиентом первой атомной бомбы, использованной для боевых действий.

И так же, как в Солнечной системе Нептун находится за Ураном, в периодической таблице элемент нептуний тоже следует непосредственно за ураном.

Следующего элемента таблицы, плутония, в природе не найдено. Но ученые сумели изготовить достаточное его количество, чтобы начинить им атомную бомбу, которую Соединенные Штаты взорвали над японским городом Нагасаки всего через три дня после того, как сбросили урановую бомбу на Хиросиму. На этом Вторая мировая война быстро кончилась. Небольшое количество плутония может использоваться как топливо для космических кораблей, направляющихся в дальние области Солнечной системы.

Здесь – на самом краю Солнечной системы, на пороге глубокого космоса – наше космическое путешествие по периодической таблице химических элементов заканчивается. По причинам, которые мне пока непонятны, многие люди не любят иметь дело с химией и химикатами. Может, им чудится какая-то опасность в их названиях. Но тогда в этом виноваты химики, а не сами химические соединения. Лично я ничего не имею против химических веществ. Ведь из них состоят и мои любимые звезды, и мои лучшие друзья среди людей.

Каждый раз, когда я откусываю от гамбургера, мне на ум приходит планета Сатурн. В самой еде нет ничего специфически планетaрного. Но форма гамбургера и особенно верхняя булочка выглядят космически. Они напоминают мне о том, как Вселенная любит идеально круглые шары – сферы и как эти круглые объекты меняются, когда вращаются.

Возьмем тот же Сатурн. Эта огромная планета вертится гораздо быстрее Земли. Наши сутки продолжаются двадцать четыре часа – любая точка нашей планеты, например хоть та, в которой вы сейчас сидите или стоите, совершает один полный оборот вокруг земной оси ровно за это время. Если вы находитесь на экваторе Земли, на ее, так сказать, талии, то, вращаясь вместе с Землей, вы за каждый час пролетаете 1000 миль. На первый взгляд это довольно большая скорость. Пассажирский лайнер летит со скоростью около 550 миль в час. Но все это ерунда по сравнению с Сатурном. На моей второй любимой планете сутки, то есть один ее полный оборот, длятся всего десять с половиной часов. А Сатурн ведь гораздо, гораздо больше Земли. И, чтобы успеть совершить за это время полный оборот, экватор Сатурна вращается со скоростью в 22 000 миль в час.