БЕЛАЯ ПАУТИНА
автор рассказа - Евгений Дергунов
Семьдесят Первый провел очередное исследование на поверхности Луны-17. Он вернулся на космическую станцию – и там его встретила кровожадная реальность, жаждущая его поглотить.
Кипятильник, инопланетяне и ледяное одеяло
Привет, «Лучик»! Недавно я ходила в планетарий, и там мне рассказали о планете полностью покрытой льдом. После этого я не могу понять почему нельзя привезти на эту планету сильный обогреватель? Ведь лёд превратится в воду, а в ней образуется жизнь...
Полина П.
Привет, Полина! Спасибо за интересный вопрос! И для начала – встречный вопрос: а нравятся ли тебе в школе уроки математики? Потому что ответить на твой вопрос без математики не получится!
Европа, покрытый льдом спутник Юпитера
Многие дети математику не любят, даже боятся. И как только видят где-нибудь формулы, тут же пугаются и «читать дальше» совершенно не хотят. Потому что «скучно», «непонятно» и даже «страшно». Что намного хуже – откроем секрет, точно также себя ведут многие взрослые! Математики они не любят, формул и чисел боятся, как огня! Это грустно – и очень плохо.
Плохо вовсе не потому, что за неправильно решённую задачу или пример поставят двойку! Дело в том, что математика – единственный верный способ «предсказывать» события, «предвидеть результат». Именно поэтому в древние времена математику считали разделом магии, то есть волшебством. Скажем, читаем в новостях: в каком-то городе решили построить для детей стадион. Хорошее дело, правда? Началось строительство. А потом... как-то само собой закончилось «где-то посредине». И остался стадион стоять «недостройкой», «заброшкой». И ребята остались без нового стадиона. Почему? А потому что те самые не любящие формулы и цифры взрослые посчитали – на стадион надо (допустим) десять миллионов рублей. А когда строительство уже началось, вдруг выяснилось – посчитали неправильно, и нужно не десять миллионов, а сто! И где их взять? Скандалы в газетах, разбирательства в суде...
Вот почему так важно «подружиться» с математикой ещё в школе. Любое большое и сложное дело – это прежде всего точный и подробный план. А такой план без формул, цифр и расчётов невозможен!
Итак, «почему бы на покрытую льдом планету не привезти сильный обогреватель»? Помните, как в мультфильме «Ну, погоди!» Волк с помощью кипятильника согревает воду в пруду, и там становится так жарко, что на берегу начинают расти ананасы, а в самом пруду заводятся крокодилы, ага?
Так вот, сперва нам нужно оценить – а насколько «мощным» должен быть этот кипятильник, или (переводя на язык науки) сколько нам потребуется энергии?
Для примера возьмём Энцелад – полностью покрытый льдом спутник планеты Сатурн. Этот спутник учёными достаточно неплохо изучен, мы многое знаем о нём благодаря автоматическим космическим аппаратам «Вояджер» и «Кассини». Внимание! Вдохнули! Начинаются цифры и формулы! Диаметр Энцелада – 500 километров, а толщина ледяной корки на поверхности – около 2 километров. Используем формулу объёма шара из школьного учебника математики (два раза), вычитаем, и получаем ответ: нам предстоит растопить примерно 1 миллион 500 тысяч кубических километров льда.
Энцелад (спутник планеты Сатурн)
Причём совсем не простого льда! Энцелад находится на огромном расстоянии от Солнца – почти полтора миллиарда километров. Поэтому солнечного тепла там очень мало – температура на поверхности минус 200 градусов! А при такой температуре лёд становится очень плотным и твёрдым, из такого льда можно запросто сделать ножницы, нож или даже топор – причём острые, как бритва! Плотность привычного нам «земного» льда при температуре ноль градусов – 916 килограмм на кубический метр. «Инопланетный» лёд на Энцеладе намного тяжелее – примерно 934 килограмма на кубический метр. Теплоёмкость у него примерно в два раза меньше, а теплопроводность – наоборот, примерно в два раза больше. А в одном кубическом километре (таблицу на последней странице школьной тетради помните?) – ровнёшенько 1 миллиард кубических метров льда. Значит, нам предстоит растопить (умножаем):
1 500 000 кубических километров Х 1 миллиард кубических метров Х 934 килограмма
Масса льда на Энцеладе РАВНЯЕТСЯ = 1 494 400 000 000 000 000 килограмм. Буквами: один секстиллион четыреста девяносто четыре квинтиллиона четыреста квадриллионов килограмм.
Теперь можно рассчитать требуемую энергию. Для этого воспользуемся термином «количество энергии» из школьного учебника. Давным-давно учёные считали, что тепловая энергия – это невидимая и невесомая жидкость, этакая «волшебная вода», которая называется «теплород». Забавно – представляете себе, чтобы теплоту можно было, скажем, наливать в бутылки или стаканы, как газировку или сок? В общем, в конце концов учёные поняли, что ошибались и никакой «волшебной воды-теплорода» нет – но вот сам термин «количество теплоты» и даже формулы с тех времён сохранились! Потому что в науке бывает и так – теория была неправильная, но вот формулы в этой теории были правильные, дающие точный результат!
Чтобы растопить наше количество льда, нужно массу умножить на другое число из школьного учебника физики – удельную теплоту плавления, для льда это 333 (килоджоулей, то есть тысяч джоулей, на килограмм). Получаем
497 635 200 000 000 000 000 000 джоулей, или 497 635 200 000 000 гигаджоулей. Снова прописью: четыреста девяносто семь триллионов шестьсот тридцать пять миллиардов двести миллионов гигаджоулей...
Считать в таких огромных числах неудобно – да и не очень понятно, «на что же это похоже». Переведём наши джоули в «тротиловый эквивалент», то есть разделим на 4,184:
497 635 200 000 000 : 4,184 = 118 937 667 304 015 тонн, то есть примерно 120 000 000 мегатонн (120 тератонн) тротила. Самая мощная водородная бомба, когда-либо созданная людьми («Царь-бомба») обладала мощностью примерно в 60 мегатонн. А тут у нас таких бомб – целых два миллиона... мамочки!
«А если в более мирных единицах?» – спросите вы. Ну что ж, можно и в мирных:
497 635 200 000 000 гигаджоулей = 138 232 000 тераватт-часов. Чтобы вы поняли: общая мощность ВСЕХ-ВСЕХ-ВСЕХ электростанций на Земле составляет примерно 2 тераватта. То есть чтобы только растопить «нуль-градусный» лёд и превратить его в воду, нам понадобится в семьдесят миллионов раз больше энергии, чем производят все электростанции Земли. Другими словами: такое количество энергии все современные земные электростанции произведут примерно за восемь тысяч лет.
Но погодите! Прежде чем растопить лёд, нам его же ещё и нагреть нужно! С минус двухсот градусов до нуля! Снова возьмём формулу из школьного учебника и умножаем:
1 494 400 000 000 000 000 килограмм Х 200 градусов Х 1400 (джоуль-килограмм-градус) =
418 432 000 000 000 000 000 000 джоулей, или 418 432 000 000 000 гигаджоулей.
В тротиловом эквиваленте: 100 007 648 183 556 тонн, или примерно 100 тератонн тротила. Повторимся: бомб такой мощности люди не создавали (и надеемся, что не будут создавать) – взрыв такой силы произойдёт, если в Землю врежется метеорит диаметром 10 километров. Последствия взрыва такой силы чудовищны: человечество, скорее всего, будет уничтожено полностью. Именно такой силы был взрыв, погубивший динозавров 65 миллионов лет назад.
Если в мирных единицах, то получим
418 432 000 000 000 гигаджоулей = 116 231 111 тераватт-часов, то есть примерно в 60 миллионов раз мощнее всех электростанций Земли! Это ещё 7 тысяч лет работы – а всего получается 15 тысяч лет. Вся наша цивилизация столько времени не существует, увы...
Вот вам и ответ на вопрос Полины! Возможно, расчёты и были длинными и скучными – но зато теперь мы можем себе чётко представить, НАСКОЛЬКО «сильный обогреватель» потребуется для того, чтобы растопить лёд на Энцеладе! Таких «турбо-кипятильников» у человечества нет даже в планах на будущее, даже на далёкое будущее...
И тут, кстати, появляется ещё один, очень важный, вопрос: ну, растопим мы лёд, а что будет дальше? Ведь температура на Энцеладе как была минус 200 градусов, так и останется! Если наша атмосфера на Земле сравнима с толстым одеялом, сохраняющим тепло, то атмосфера Энцелада – тонюсенькая простыночка. То есть как только мы растопим лёд и получим воду, вода тут же замёрзнет обратно! И – «мочала начинай сначала».
И ещё один вопрос, наверное, самый важный: Полина пишет «лёд превратится в воду, а в ней образуется жизнь». Но что скрывается под двухкилометровой ледяной коркой на Энцеладе? Как раз та самая вода! Жидкая вода! Целый подлёдный океан! Железо-каменное ядро Энцелада активное, горячее, оно греет воду там, в непроглядной глубине, там возможны даже подводные вулканы! И очень может быть, что на Энцеладе уже есть жизнь – там, внизу, в том самом тёплом океане! Загадочная, неземная, инопланетная... И существовать она может в том числе именно потому, что этот океан надёжно укрыт от безжалостного космоса толстым ледяным одеялом, ледяной корой! Для нас с вами «ледяное одеяло» звучит немножко смешно – но в космосе это вполне реальная вещь! И растопив эту кору, это «одеяло» нашим «супер-мега-кипятильником», мы, земляне, подвергнем эту загадочную жизнь страшнейшей опасности! И намного мудрее будет не изобретать «сверхмощный нагреватель», а бурить с поверхности глубокие скважины – и отправлять на исследования подлёдного океана Энцелада автоматические аппараты! Что они увидят, что они сумеют отыскать – там, на двухкилометровой глубине, в полутора миллиардах километров от Солнца? Жизнь – а на что похожую? Будут ли это микроскопически малые существа вроде наших бактерий – или же существа крупного размера? Будут ли они похожи на рыб? Или на креветок и крабов? На моллюсков или медуз? Будет ли это похоже на то, что пишут писатели-фантасты – или будет интереснее самой интересной фантастики? Кто знает...
Бесплатно скачать и полистать номера журнала "Лучик" можно здесь: https://www.lychik-school.ru/archive/
Канал "Лучика" в "Телеграм": https://t.me/luchik_magazine
Страница "Лучика" "ВКонтакте": https://vk.com/lychik_magazine
Зона Златовласки. Как учёные выяснили, что на Земле жизнь невозможна
Эту сказку вы, конечно, помните. Называется она «Три медведя». Про Михайло Ивановича, жену его Настасью Петровну, медвежонока Мишутку и девочку, которую звали... Стоп. А как же её звали?
Самый известный русский текст этой сказки создал писатель Лев Толстой. И девочку у него никак не зовут! Просто – «Одна девочка ушла из дома в лес и заблудилась».
Однако сочинил эту сказку не Лев Толстой. Кому именно принадлежит авторство, неизвестно. Но известно, что изначально героиней сказки была не маленькая любопытная девочка, а уродливая и невоспитанная старуха. Которая в наказание за форменный разгром, учинённый в домике у медведей, была «посажена на шпиль собора Святого Павла в Лондоне».
То есть изначально эта сказка была английской.
Иллюстрации к английской версии сказки о трёх медведях
В 1837 году её опубликовал писатель и поэт Роберт Саути. А в 1849 году в Англии издаётся другая книга – «Сокровищница приятных книг для маленьких детей» Джозефа Кендалла. В ней жадная старуха превращается в маленькую девочку, а сама девочка получает имя – «Серебровласка» (по-английски «Silver-Hair»). В дальнейшем «Серебровласка» превратилась в « «Златовласку» (по-английски «Goldilocks»).
Почему Лев Толстой не взял название «Златовласка»? А дело в том, что в 1853 году в Праге вышла другая книга – «Славянское чтение», на чешском языке. В этом сборнике была сказка с совершенно другим сюжетом, которая тоже называлась «Златовласка» («Zlatovláska»)!
Сборник сказок "Славянское чтение", в котором появилась чешская Златовласка
В России именно чешская «Златовласка» стала самой популярной. (Возможно, вы помните фильм с таким названием – кстати, именно чешский.) А в сказке про трёх медведей так и осталась безымянная «Одна девочка».
Ну, а теперь держитесь за подлокотники, мы взлетаем!
В астрономии примерно с середины прошлого века существует понятие «Зона Златовласки», или «Зона обитаемости».
Каким образом девочка из сказки попала в астрономию? Сейчас объясним. Помните, как девочка по очереди пробовала сперва похлёбку, затем стулья, а затем и кровати медведей?
В горнице стояли три кровати: одна большая – Михайлы Иванычева, другая средняя – Настасьи Петровнина, третья маленькая – Мишенькина. Девочка легла в большую, ей было слишком просторно; легла в среднюю – было слишком высоко; легла в маленькую – кроватка пришлась ей как раз впору, и она заснула...
С началом космических исследований в астрономии начала формируется особая отдельная дисциплина – планетология, то есть наука о разных планетах. А поскольку прежде всего учёных интересовали планеты, пригодные для жизни человека, они начали изучать вопрос – что нужно для «обитаемости»? То есть для возможности возникновения на этой планете жизни вообще – и жизни и работы людей в частности? И первым условием – самым важным! – назвали существование на планете жидкой воды.
Вода в жидком состоянии, как известно, существует «совсем немножко» – при нуле градусов она превращается в лёд, а при ста градусах – в пар. Таким образом, для каждой планеты можно довольно просто рассчитать ту самую «Зону Златовласки», или «обитаемости». Надо, чтобы вода не выкипала и не замерзала!
Наша с вами планета Земля находится как раз в середине «Зоны Златовласки»: климат Земли в среднем неплохо подходит для жизни... Ну, за исключением каких-нибудь пустынь или ледяных скал на крайнем севере.
"Зона Златовласки" (выделена зелёным цветом) вокруг звезды
Скажете, это же совсем просто? Тоже мне, научное достижение?
А вот и ошибаетесь. Первые планетологические расчёты исходили из того, что все планеты вокруг нашего Солнца образовывались одинаково, из одних и тех же материалов. И математика давала ответ: в нашей системе «Зона Златовласки» очень обширна, в ней находятся как минимум три планеты:Земля, Венера и Марс.
Вот почему писатели-фантасты смело сочиняли истории про полёты на Марс и Венеру, про «венерианские джунгли» и «марсианские каналы».
"Город на Венере". Иллюстрация из американского журнала "Восхитительные истории", 1941 год.
Например, в 1962 году (обратите внимание, люди тогда уже летали в космос!) на экраны вышел очень крутой (ну, по тем далёким временам!) фантастический фильм «Планета бурь» – про исследования Венеры. Там космонавты находят океаны и болота, динозавров, птеродактилей...
Кадр из фильма "Планета бурь". Обратите внимание на "яйцо", из которого выпрыгивает венерианец. По советскому фильму "Планета бурь" в Голливуде учились снимать космические блокбастеры. И так называемый "овоморф" – яйцо Чужого – был придуман у нас!
Авторы сценария неоднократно беседовали с учёными, спрашивали – какие условия могут быть на поверхности Венеры? И слышали в ответ: «У Венеры есть плотная атмосфера, Венера входит в «зону Златовласки», на ней должна быть жидкая вода...».
Когда к Венере и Марсу отправились первые космические аппараты, учёные поняли, что чудовищно ошиблись. Венера оказалась самым настоящим адом – это самое горячее место в нашей системе, если не считать поверхности Солнца.
Абсолютный приоритет в исследовании Венеры принадлежал СССР. Неслучайно Венеру называли "Русской планетой". На фото: газетное сообщение об успешной посадке на поверхность Венеры, 1966 год
...И Марс оказался абсолютно безжизненной холодной пустыней. Днём температура там может подниматься до 20 градусов Цельсия, зато ночью падает до минус шестидесяти!
В общем, «Зона Златовласки» неожиданно оказалась совсем-совсем маленькой. Учёные произвели расчёты заново – и только развели руками: по новым данным получалось, что и наша Земля в «зону Златовласки»... не попадает! Что наша планета для жизни вообще непригодна!
Скажете, абсурд?
Не совсем… Учёные нашли косвенные доказательства того, что наша «зелёная планета» в течение сотен миллионов лет была «ледяной пустыней». На экваторе – там, где сейчас круглый год жарко, температура была примерно минус 80 градусов, как зимой в Антарктиде! О существовании какой жизни можно вообще говорить при таких условиях?
Некоторые теории утверждают, что 800 миллионов лет назад Земля была бескрайней ледяной пустыней
Только в последние годы планетологи стали постепенно приходить к выводу: «Зону Златовласки» формируют не столько внешние условия (та же температура, зависящая от расстояния от планеты до Солнца), сколько… сама жизнь!
Примерно четыре миллиарда лет назад в «Зоне Златовласки» в нашей системе действительно находилось три планеты – Земля, Венера и Марс. Все эти планеты были сложены твёрдыми горными породами, на всех них были океаны, моря и реки. На всех на них существовала первичная атмосфера – не похожая на современную земную, но вполне себе «нормальная»...
4 миллиарда лет назад Венера была очень похожа на нашу Землю...
...а на Марсе были океаны!
Но дальше – загадка...
На Земле возникла жизнь. Возникла – и начала медленно «переделывать» планету «под себя», «управлять планетой». Жизнь полностью переделала нашу атмосферу – в ней появился кислород, а затем и озон, защищающий от ультрафиолетового излучения. Жизнь научилась удерживать на поверхности планеты воду; жизнь за миллиарды лет «научилась» поддерживать на планете температуру, необходимую «для себя, любимой».
А что же Венера и Марс? А на Марсе и Венере жизни отчего-то не возникло. Или она, возникнув, погибла в самом начале развития. И в итоге за миллиарды лет жёсткое ультрафиолетовое излучение Солнца буквально «сдуло в космос» из атмосферы этих планет всю воду.
В океанах Земли растворено в 30 раз больше углекислого газа, чем его содержится в воздухе – а вот на Марсе и Венере океаны медленно, но верно испарялись, весь углекислый газ оставался в атмосфере...
На Земле углерод стал основой жизни, он был «связан» внутри живых организмов, а на Марсе и Венере «углеродного цикла» не возникло. В итоге Венера превратилась в безжизненную «микроволновку», Марс – в не менее безжизненный «морозильник». И лишь планета Земля осталась сама собой.
Зона Златовласки для разных типов звёзд (сверху вниз: "горячих", "подобных Солнцу", "холодных")
Действительно ли всё так и было на самом деле? Этого, к сожалению, пока никто не знает. Тем не менее, поиски той самой «Зоны Златовласки» в итоге привели учёных к мысли о том, что наша планета – планета Земля – представляет собой некий «суперорганизм», в котором в одно целое связано всё живое и неживое.
Спорная теория? Да! Но очень красивая и мудрая. Каждый человек, каждая капля воды, каждые «дерево, птичка, рыбка или камушек» связаны между собой в огромный суперорганизм.
А может ли такая планета быть... разумной?
Современная наука отвечает осторожно: теоретически – да. Постепенно развиваясь, земная биосфера вполне может обрести сознание – вероятность этого «не равна нулю».
Но тут следует понимать: уровень сознания планеты совершенно «другой», «нечеловеческий». Возьмите себя – у вас есть кровеносные сосуды, по которым течёт кровь. В каждом кубическом миллиметре крови – примерно 5 миллионов красных кровяных клеток – эритроцитов. Они живые! Представьте себе на момент, что эти эритроциты умеют думать, общаться между собой, играть в какие-то свои «эритроцитные игры». Но может ли человек «разговаривать», общаться с каждой своей клеточкой, с каждым своим органом? Нет. «Другой уровень».
Так что контакт человека с живой планетой может быть невозможен...
А может быть – и станет возможен. Когда-нибудь. «Науке пока это неизвестно!», как говорил герой одного фильма.
Канал "Лучика" в "Телеграм": https://t.me/luchik_magazine
Страница "Лучика" "ВКонтакте": https://vk.com/lychik_magazine
Бесплатно скачать и полистать номера журнала "Лучик" можно здесь: https://www.lychik-school.ru/archive/ Выписать журнал с доставкой в почтовый ящик – на сайте Почты России.
Что дальше..?
Допустим, сбылись все мечты идиотов фантастов. Победили все болезни, увеличили продолжительность жизни, покорили космос, встретили иные формы жизни и благополучно пришли со всеми к консенсусу, покорили скорость света и гравитацию, отыскали тёмную материю и разгадали загадки чёрных дыр и червоточен. Вся вселенная живёт в мире и согласии, короче настало всеобщее благо.
И что дальше? Что будет являться финалом этого увлекательного симулятора?
КОЛЛАПС ЗВЕЗДЫ
Автор рассказа Александр Зубенко
2198 год.К супергиганту Эты Киля стартует международная космическая экспедиция, целью которой необходимо выяснить угрозу гамма-атаки, с недавних пор замеченную в её непоследовательном поведения.Всё вроде бы в порядке, астронавты прибыли в заданный район.(Но отчего же так тревожно на душе?)...А всё оттого, что вскоре весь экипаж каким-то необъяснимым образом вдруг окажется в совершенно ином секторе неизвестной им галактики.Вот тут-то и начнут происходить всяческие неприятности.
Как подготовить машину к долгой поездке
Взять с собой побольше вкусняшек, запасное колесо и знак аварийной остановки. А что сделать еще — посмотрите в нашем чек-листе. Бонусом — маршруты для отдыха, которые можно проехать даже в плохую погоду.