Технопарк юрского периода. Загадки эволюции - Александр Александрович Гангнус

Что слаб искусственный дейтрон...

Биенье ядерного пульса

и зов космической среды

В прозрачной глубине эмульсий

застыли странные следы.

В них - неоткрытые законы,

разбитых старых истин звон.

В них все -  начало, все -  исконно,

и все расплывчато, как сон4.

Это было давно, в 1966 году. Был июль, а на космостанции шел снег. Он таял, касаясь земли. Сплошная серая пелена закрыла все вокруг -  ни гор, ни неба не видно, только смутно проглядывали домики станции, а рядом с ними - черные неподвижные силуэты старых прожекторов противовоздушной обороны. В их раскрытые кверху чаши падали сырые хлопья, тонкие струйки воды стекали по блестящей параболической поверхности.

Эти прожекторы давно уже не светят, даже во время праздничных салютов. Их зеркала не отражают яростного сияния вольтовой дуги. Они «работают наоборот»: улавливают по ночам и концентрируют на фотоэлементах слабое свечение Вавилова - Черенкова в атмосфере. Светящийся след в ночном небе оставляют сверхэнергичные частицы космических лучей, скорость которых превышает скорость света в воздушной среде. Те, которые не превышают скорости света в воздухе, таких следов не оставляют, но, возможно, именно они отвечают за удивительные световые призраки в стратосфере и нижней ионосфере планеты -  за эльфы и кобольды над земными грозами. Впрочем, с кобольдами и эльфами я забежал вперед примерно на четверть века. Тогда, в 1966 году, про них знали только некоторые летчики реактивных истребителей, а наука не знала. Следовательно, не знал и я. Об этом чуть дальше.

Ливни от таких частиц -  посланцев космоса -  пробивают одиннадцатиметровую толщу каменистой горной вечной мерзлоты и попадают в ионизационные калориметры (советское изобретение для измерения энергии потоков частиц). Эти длинные медные параллелепипеды- уложены штабелями вперемежку со стальными брусками в подземном бетонном бункере станции, где царит тишина и где всегда прохладно, несмотря на раскаленные калориферы: из-за упомянутой вечной мерзлоты.

Мигают кокетливыми розовыми сигнальными лампочками-неонками, тикают многочисленные счетные устройства: каждый пришелец с неба регистрируется, измеряется его энергия, рассчитывается траектория его полета.

До всей этой сложной и громоздкой аппаратуры первичные сверхэнергичные частицы не доходят непосредственно. Но мы знаем о них по их «творчеству» -  каскадам и ливням вторичных космических лучей, частиц, выбитых первичными лучами из атомов атмосферы.

Измеряя энергию и направление ливня, космики могут судить о том, что за «гений микромира» погиб на высоте сотен километров от поверхности Земли, бескорыстно разделив между другими свою энергию.

Этим занимаются космики-ядерщики, которым и принадлежит космостанция, расположенная в горах около Алма-Аты. О ядерном аспекте науки о космических лучах, разделе, связанном с поисками новых элементарных частиц и проникновением в глубь материи, писано много.

Но, оказывается, поток космических лучей, днем и ночью захлестывающий нашу Землю, тоже подчиняется своим ритмам, вариациям, как говорят космики. Эти вариации находятся в непростой связи и взаимодействии с магнитными бурями и полярными сияниями (недаром на станции Тикси рядом с домиком наблюдателей полярных сияний строилось новое здание для нейтронного монитора космиков).

Есть у потока космических лучей и свои собственные ритмы. Мне рассказывали тогда о них в Москве Лев Дорман, доктор наук, ведущий специалист в области вариаций космических лучей, а в Алма-Ате - его друг и ученик Евгений Коломеец, заведующий лабораторией космических лучей Казахского государственного университета.

Полезная ошибка

История изучения вариаций началась перед войной. В те времена космические лучи носили свое гордое имя как бы «подпольно». Никто еще не доказал, что они космические. Встречались скептики, утверждавшие, что таинственное излучение приходит не с неба, а снизу, из земных глубин.

Тогда-то и была открыта первая вариация. Однажды ленинградские ученые Мысовский и Тувим, тщательно сопоставив данные наблюдений со сводками Ленинградского метеоцентра, ясно увидели закономерность: поток космических лучей уменьшался на треть процента всякий раз, когда повышалось на миллиметр ртутного столба атмосферное давление. Стало окончательно ясно, что таинственная радиация приходит из космоса, преодолевая толщу земной атмосферы.

Так первая же открытая вариация космических лучей сослужила добрую службу космофизике, обосновала предположения о внеземной природе таинственного вездесущего излучения, обнаруженного за 10 лет до этого.

Но нельзя сказать, что с этого момента началось триумфальное шествие науки о вариациях. Воодушевленные успехом, Мысовский и Тувим сразу же попытались выяснить, из чего состоят первичные космические лучи, те, что не доходили до их приборов, а только присылали своих потомков второго, третьего поколений.

Вычисления показали, что воздух задерживает космические лучи почти так же, как уже известные в то время гамма-лучи, коротковолновое электромагнитное излучение, родственное рентгеновским лучам. Вывод был такой: космические лучи -  это гамма-кванты. Как потом оказалось, ученые ошиблись. Но в истории науки и ошибки бывают полезными, если они побуждают продолжать исследования.

Ученые рассуждали так. Раз космические лучи -  это разновидность электромагнитных волн, такая же, как свет или радиоволны, значит, и распространяться они должны подобно свету, по прямой. Выходит, можно в принципе установить: откуда космические лучи пришли и что за источник их излучает. Начались эксперименты.

Сказка о W-Ориона

Еще немного астрономии. Земля вращается вокруг своей оси и в том же направлении вокруг Солнца. В небе Земли это выглядит так, будто Солнце движется среди созвездий Зодиака. И за год совершает полный оборот по небесной сфере. Выходит, если отсчитывать один земной оборот, сутки, то от какой-нибудь звезды, то от Солнца, сутки получатся разными. Ученые так и называют их -  солнечные сутки (те, что подлиннее) и звездные. Есть еще лунные сутки -  они самые длинные. Их отсчитывают от Луны, которая делает вокруг Земли один оборот в месяц.

Так вот, допустим, рассуждали космики, что источник космических лучей - Солнце. Тогда в потоке лучей была бы вариация, всплеск с регулярностью один раз в солнечные сутки. Если же источник -  звезда, период вариации был бы короче, он был бы равен звездным суткам.

И вот в 1954 году счетчиковые телескопы японских ученых Секидо, Иосида и Камия отметили явный всплеск интенсивности космических лучей примерно в 5 часов 30 минут по звездному времени.

Есть звездный источник космических лучей! Тщательные наблюдения даже показали направление, с которого как будто приходит поток гамма-квантов. Это было созвездие Ориона.

Источник космического излучения с первого дня проявил себя непостоянным и капризным. Его интенсивность быстро падала весь 1954 год. Потом она колебалась, постепенно снижаясь два года, пока не сошла на нет. Это случилось в