Книга Рассказывает радиоуглерод - Юрий Иванович Коптев

планет и вернуться обратно, потребуется более года. За это время, в зависимости от фазы активности Солнца, разразится не один космический шторм.

Как видите, для безопасности полетов требуется постоянное наблюдение за жизнью Солнца. Особую важность приобретают долговременные прогнозы. Чтобы узнать, когда Солнце «разбушуется» вновь, недостаточно следить за ним сейчас, нужно знать и его «историю», набрать статистику его поведения, как говорят ученые. Но имеющиеся в распоряжении астрофизиков методы до недавнего времени позволяли изучать лишь современные события, не давая возможности судить о том, что происходило давно.

Заглянуть в былое интересно и потому, что многие важнейшие события космического масштаба, такие, как взрывы новых и сверхновых звезд, возможные взрывы галактик и прочие мировые катастрофы, происходят крайне редко.

Мы знаем о таких событиях по летописям и записям астрономов. Китайские и японские наблюдатели неба отметили в 1054 году взрыв сверхновой в созвездии Тельца, знаменитый астроном Тихо Браге поведал нам о взрыве сверхновой в созвездии Кассиопеи, а 32 года спустя Иоганн Кеплер зарегистрировал такое же событие в созвездии Змееносца. Вообще же вспышки сверхновых происходят раз в тридцать — шестьдесят лет, но большинство из-за поглощения их излучения межзвездной пылью не видны. Мы наблюдаем лишь последствия этих катастроф — например, образование Крабовидной туманности после взрыва 1054 года.

Но влияют ли такие звездные катастрофы на Землю, «записывает» ли их природа? Не ждать же сотни лет до новой вспышки, чтобы ответить на этот вопрос. А влиять они должны. Ведь при взрывах за короткий промежуток времени выделяется колоссальная энергия; в сто миллиардов раз больше, чем теряет Солнце за год. Но как и где найти записи о воздействии на Землю сверхновых?

Такие записи найдены: все космические события усердно и точно «записывают» деревья. Вот по ним-то ученые и могут судить о космической погоде, о жизнедеятельности Солнца и многих-многих других явлениях.

Как же это по углю и золе из Ляско, по нескольким парам сандалий из Орегона, анализу останков пилтдаунского человека можно судить о возрасте этих находок? И при чем здесь активность Солнца и взрывы сверхновых? Оказывается, все это связано в один узел, и чтобы «развязать» его, придется познакомиться с героем этой книги — радиоуглеродом.

ГЛАВА I

УГЛЕРОД, РОЖДЕННЫЙ КОСМОСОМ

Где-то в начале нашего столетия ученые-физики отметили такой интересный факт: все электрически заряженные тела при поднесении к ним радиоактивных источников разряжаются значительно быстрее, чем в обычных условиях. В этом ничего странного не было. Радиоактивное излучение, взаимодействуя с окружающим воздухом, выбивало электроны из его молекул. Молекулы становились положительно заряженными ионами. Появление в воздухе ионов и электронов ускоряло утечку заряда. Все это было понятно. Странным было другое.

Уже многие годы известен электроскоп. Он служит для обнаружения электризации и сделан чрезвычайно просто (его описание можно найти в любом учебнике физики) — это металлический стерженек, к которому прикреплены легкие листочки. Если к стерженьку прикоснуться наэлектризованным телом, листочки получат одноименный заряд и, оттолкнувшись друг от друга, разойдутся. И разойдутся тем больше, чем сильнее наэлектризовано тело.

Зарядим электроскоп и оставим его в таком состоянии. Через некоторый промежуток времени его листочки опадут сами по себе. Но отчего? Может быть, где-нибудь вблизи есть неизвестный нам радиоактивный источник? Если это так, то следует попытаться экранировать электроскоп, спрятать его в толстостенный свинцовый ящик и посмотреть, что получится.

Именно так и рассуждали ученые, заинтересовавшиеся этим явлением. Но, увы, даже самые толстые экраны не могли защитить электроскоп. Какая-то таинственная радиация все равно разряжала его. Но где «спрятан» источник излучения? Естественно было бы предположить, что он находится под землей, ведь все радиоактивные элементы добывают именно оттуда.

Эту гипотезу легко было проверить — поднять электроскоп на воздушном шаре. Тогда толща воздуха поглотит часть излучения, идущего от почвы, ослабит его, и разрядка электроскопа будет происходить значительно медленнее. Такой опыт, только с более сложной аппаратурой, и поставил в 1911 году австрийский физик Виктор Франц Гесс. Однако полученный им результат ничего не объяснил, а скорее, наоборот, озадачил исследователей. На высоте пяти километров над Землей излучение было в тридцать раз сильнее, чем на уровне моря. Дальнейшие опыты с неумолимым постоянством показывали — излучение приходит откуда-то сверху. Поэтому Гесс назвал его «высотными лучами».

К сожалению, это открытие прошло незамеченным. Им не заинтересовались. Даже более того, нашлись скептики, сомневавшиеся в существовании высотных лучей, считавшие, что это всего-навсего ошибка эксперимента.

И все же некоторые энтузиасты отнеслись к лучам весьма серьезно и пытались разгадать их природу. Советский ученый Л. В. Мысовский пытался «спрятаться» от них под толщей воды. Но таинственное излучение регистрировалось даже на глубине в сотни метров.

В 1925 году американский физик Роберт Эндрюс Милликен предложил переименовать высотные лучи в «космические», что более соответствовало их сути. Это название прижилось, им пользуются и сейчас. В 1928 году ленинградский профессор Д. В. Скобельцын при помощи камеры Вильсона получил первые фотографии траекторий космических лучей. Мистические лучи стали реальностью. И все же они во многом оставались загадкой.

Наиболее вероятным казалось, что космические лучи — это либо двигающиеся с чрезвычайно большой скоростью частицы света — фотоны, либо тяжелые заряженные частицы. Но как это узнать?

Наша Земля — огромный магнит, северный и южный полюса которого лежат в полярных областях. Между ними «натянуты» силовые линии. Они сходятся, как бы втыкаясь в Землю у магнитных полюсов, и широко расходятся в тропиках. Попав в их поле, заряженные частицы отклоняются. Однако некоторые особо «энергичные» из них могут пробить этот щит Земли и долететь до поверхности нашей планеты. Так как магнитное поле слабее к полюсам, то количество таких прорвавшихся к Земле частиц должно увеличиваться по мере удаления от экватора.

Подчеркнем, что это происходит лишь в том случае, если космические лучи состоят из заряженных частиц. Если же лучи — потоки фотонов, то их количество по всей планете, независимо от географической широты, должно быть одинаково. Вот это и предстояло выяснить.

Ответ дали англичанин Комптон и голландец Клей. Им удалось обнаружить, что под влиянием земного магнитного поля интенсивность космических лучей изменяется. Вблизи экватора она была на десять процентов слабее, чем у полюсов. А раз так, значит, приходящие из космоса частицы имели заряд и, следовательно, не могли быть фотонами.

Одна загадка была решена, но, как и бывает в таких случаях, сразу же возникла другая: какой заряд имеют космические частицы? Здесь свой вклад в