Невозможность второго рода. Невероятные поиски новой формы вещества - Пол Стейнхардт
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Невозможно?
Ключом к пониманию того, как натуральные квазикристаллы возникают в природе, является понимание того, когда и где они сформировались. До сих пор наши интенсивные исследования зерен № 126 и № 126A давали возможность лишь частично ответить на эти вопросы для метеорита Хатырка.
Благодаря эксперименту с пушкой и исследованиям зерна № 126A мы знаем, что образование i-phase II было вызвано столкновением, случившимся сотни миллионов лет назад. Это столкновение породило ударную волну, нагрев и плавление определенного сочетания металлов, которые при остывании и затвердевании образовали i-phase II и характерную конфигурацию окружающих металлов.
С другой стороны, мы также убедились, что квазикристаллический икосаэдрит не расплавился при ударе. Так что он определенно существовал раньше, возможно, задолго до того знаменательного столкновения в космосе. Это оставляет много вопросов, на которые пока нет ответа. Как и когда он образовался? Был ли это первый квазикристалл, возникший в Солнечной системе? Часто он встречается или редко? Верна ли доминирующая на сегодня гипотеза – действительно ли он образовался в протосолнечной туманности? Были ли молнии в этой пылевой туманности, которые, как предполагают некоторые из нас, способствовали образованию алюмомедных сплавов? Или, возможно, квазикристалл был частью “досолнечного зерна”, сформировавшегося в период упадка более ранней звездной системы, и путешествовал в космосе, пока не попал в нашу Солнечную систему? При любом из этих вариантов какие еще новые минералы образовались таким образом? И как все это повлияло на эволюцию нашей Солнечной системы?
Хотя мы продолжаем использовать множество различных экспериментальных подходов, на момент завершения этой книги природа все еще держит ответы на эти вопросы под замком. Вероятно, что-то еще удастся выяснить в дальнейших исследованиях метеорита Хатырка. Или, может быть, кто-то найдет примеры алюмомедных сплавов в других метеоритах и получит дополнительные подсказки.
Но если бы мне приснился самый безумный сон о том, где искать нужный ключ к следующей двери в этой области науки, я бы отправился на родительский астероид Хатырки.
Хатырка, как и большинство метеороидов, был в прошлом частью гораздо более крупного родительского астероида, который все еще обращается вокруг Солнца. Где-то от четырех до двух миллионов лет назад, много после того знаменательного столкновения, метеороид Хатырка оторвался от своего родителя и помчался прочь, как заблудший малыш. В конце концов он попал в земную атмосферу и либо взорвался в воздухе, либо упал целым и невредимым на поверхность Земли.
Если бы мы сумели найти его родительский астероид, совершить высадку на его поверхность, собрать образцы и изучить химический и изотопный состав всех составляющих его минералов, то происхождение Хатырки было бы раскрыто.
Однако сильно отрезвляет мысль о том, что в окружающем Солнце поясе астероидов вращается около ста пятидесяти миллионов потенциальных родительских тел, каждое размером больше футбольного поля. А если включить в подсчеты астероиды меньшего размера, список станет намного длиннее. Так что найти родителя Хатырки в такой огромной толпе просто невозможно.
Однако вы могли бы задаться вопросом: какого рода эта невозможность? Невозможность первого рода? Как 1 + 1 = 3?
Или, может быть, это невозможность второго рода – нечто очень маловероятное, но чрезвычайно интересное, при условии что найдется правдоподобный способ это реализовать?
Думаю, почти все согласятся с тем, что моя мечта найти родительский астероид Хатырки – слишком дикая идея, чтобы воспринимать ее всерьез. Но если мои тридцатилетние поиски природного квазикристалла чему-то меня и научили, так это замечать, когда кто-то объявляет нечто невозможным, и находить время, чтобы вынести собственное независимое суждение.
Современные направления развития космических исследований очень вдохновляют. NASA сейчас разрабатывает Asteroid Redirect Mission – миссию, включающую посещение крупного сближающегося с Землей астероида. Где-то в 2020-х годах сотрудники NASA надеются вывести астероид на стабильную орбиту вокруг Луны и собрать тонны вещества с его поверхности для дальнейшего изучения.
Скорее всего, родитель Хатырки находится в поясе астероидов и все еще обращается вокруг Солнца. Маттиас Мейер, наш коллега, который провел решающий изотопный эксперимент в Цюрихе, объяснил мне, что углистые хондриты, в состав которых входят металлические алюмомедные и алюмоникелевые сплавы, могут отражать солнечный свет несколько иначе, чем типичные метеоритные минералы, по крайней мере на некоторых длинах волн. Это обстоятельство могло бы позволить нам сузить список потенциальных членов семьи Хатырки.
И внезапно совершенно нереальная идея кажется уже немного менее невозможной. Проверка установила, что метеорит Хатырка откололся от своего родительского астероида от четырех до двух миллионов лет назад. Зная типичную скорость астероидов в космосе, можно приблизительно сказать, где в поясе астероидов может находиться родитель. Изучая отражение солнечного света от астероидов в этом регионе, можно было бы идентифицировать астероид с таким же химическим составом, что и наш маленький прилетевший на Землю сирота Хатырка. Есть множество неопределенностей, которые могут лишить смысла подобные расчеты. Честно говоря, неясно даже, жизнеспособен ли этот подход вообще.
Однако Маттиас и другие члены нашей команды уже сделали первую попытку и нашли возможного кандидата в родители. Это астероид (89) Юлия, который находится в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером и совершает оборот вокруг Солнца примерно за четыре года. Юлия имеет размер около ста пятидесяти километров в диаметре и принадлежит к семейству астероидов, образовавшихся во время столкновения несколько сотен миллионов лет назад, то есть примерно в то же время, когда Хатырка предположительно испытал сильный удар. Астероид отражает свет со спектром, который можно было бы ожидать от углистого хондрита CV3.
А теперь спросите себя: можете ли вы представить, что когда-нибудь на Юлии высадится экспедиция и раскроет секрет Хатырки?
Или это невозможно?
Благодарности
Мое научное любопытство в раннем возрасте пробудил отец – искусный рассказчик, который часто сажал меня на колени и вдохновлял самыми чудесными сказками на ночь. Мои первые воспоминания относятся к трехлетнему возрасту. Иногда по вечерам он рассказывал мне легенды о гигантах и драконах. Однако истории, которые меня по-настоящему завораживали, были реальными историями о борьбе ученых за раскрытие секретов природы.
Я помню, как слушал о таких людях, как Мария Кюри, Галилео Галилей и Луи Пастер. Ученые из моих вечерних сказок всегда вдохновляли меня больше любого воображаемого драконоборца. Кульминацией всегда был момент открытия – тот миг, когда ученый осознает истину, которую ни один другой человек никогда раньше не знал. Мой отец всегда останавливался на этом чувстве и никогда не удосуживался упомянуть о славе, которая следует за таким открытием. Эти истории произвели на меня неизгладимое впечатление. Я отчаянно
