Космические злодеи - Арне Кристер Фуглесанг

Чтобы обеспечить потребление электричества во всей Швеции за целый год, хватило бы десятка килограммов, если бы вся масса могла быть преобразована в электрическую энергию. К сожалению, превращение энергии, эквивалентной массе, в электрическую – процесс непростой, но именно этим и занимаются на атомных электростанциях (правда, не с помощью антипротонов, а другим способом).

В принципе, антипротоны вместе с протонами – это самое богатое энергией топливо для ракет, какое только можно себе представить.

Очень интересный и важный вопрос, на который до сих пор не получено ответа и который волнует многих учёных: почему античастицы, или, если использовать более общее название, антиматерия, судя по всему, не встречаются во Вселенной? Ведь по идее при «рождении» мира должно было образоваться столько же античастиц, сколько и частиц.

4. Астероиды и Оумуамуа

Астероиды – это разновидность небольших небесных тел, движущихся по орбите вокруг Солнца. Их можно ещё называть мини-планетами. Самый крупный астероид – Церес, его диаметр составляет 950 километров. Из всех астероидов Церес открыли первым, произошло это в 1801 году. Это было даже до обнаружения самой отдалённой от Солнца планеты Солнечной системы – Нептуна (1846 год), а также карликовой планеты под названием Плутон (1930 год). На сегодняшний день (2022 год) людям известно около 800 000 астероидов, но постоянно обнаруживаются новые.

Два крупнейших астероида, Веста (слева) и Церес вместе с Луной (справа). Все фотографии представлены в одинаковом масштабе. Веста – единственный астероид, который иногда можно увидеть невооружённым глазом, потому что он очень светлый (то есть хорошо отражает свет).

Большинство астероидов находятся между планетами Марс и Юпитер – это так называемый пояс астероидов. Там насчитывают от одного до двух миллионов астероидов с диаметром больше одного километра. Однако есть астероиды и на других орбитах, в том числе вблизи Земли.

Случается, что астероиды сталкиваются с нашей планетой, но обычно они настолько малы, что ничего серьёзного при этом не происходит. Однако в 1908 году в Сибири, у реки Подкаменная Тунгуска, произошёл сильнейший взрыв, уничтоживший 2000 квадратных километров леса. Скорее всего, взрыв был вызван упавшим астероидом диаметром почти 100 метров. К счастью, места эти были почти не заселены, но всё равно погибло как минимум три человека.

За последние годы сделано очень многое, чтобы держать под наблюдением астероиды (и другие небесные тела), которые в будущем могут столкнуться с Землёй и стать причиной настоящих катастроф. Но волноваться не стоит: то, что случилось вблизи Подкаменной Тунгуски, по расчётам учёных, происходит раз в 100 000 лет.

Кстати, мой любимый астероид называется 11256 Фуглесанг. Он был открыт астрономом из Уппсалы Класом-Ингваром Лагерквистом в 1978 году. Название астероиду Лагерквист дал в 2007 году, когда я в качестве космонавта посетил его родной город.

Осенью 2017 года один астроном на Гавайях обнаружил новое небесное тело, которое он сначала принял за комету. Однако, понаблюдав за объектом в течение месяца, астроном пришёл к выводу, что это небесное тело не относится к нашей Солнечной системе – это межзвёздный объект, то есть объект, который перемещается между звёздами. Астроном понял это по тому, что объект двигался со слишком высокой по отношению к Солнцу скоростью. (Объекты, движущиеся по орбите вокруг небесных тел – например, планеты вокруг Солнца или спутники вокруг Земли, – всегда имеют определённую скорость в зависимости от расстояния от небесного тела: чем ближе к нему находятся объекты, тем быстрее они вращаются).

Это был первый обнаруженный людьми объект, не относящийся к Солнечной системе, и назвали его Оумуамуа, что по-гавайски означает «разведчик» или «посланник издалека». Оумуамуа небольшая, но вытянутая: пару сотен метров в длину и около тридцати метров в ширину.

Оумуамуа была обнаружена сразу же после того, как она миновала Солнце, рядом с орбитой Меркурия. В начале 2019 года она уже прошла орбиту и быстро удалялась от нас. Если пофантазировать, можно представить себе, что это огромный корабль викингов, который бороздит космос.

5. Кислород, жизнь и фотосинтез

Смотри также «Планета цифр», факт 14

Самый главный атом, поддерживающий жизнь в нас, людях (и в животных), – это кислород. Кислород является химическим элементом. Атом кислорода состоит из 8 протонов и 8 нейтронов, составляющих ядро, а также 8 электронов, которые крутятся вокруг ядра (примерно как планеты вращаются вокруг Солнца).

Важное значение кислорода заключается в том, что он используется как топливо для нашего тела. С помощью крови кислород переносится из лёгких в мышцы, мозг и многие другие органы. Там он реагирует с другими молекулами, полученными нами с едой, в результате образуется необходимая организму энергия. В ходе реакции выделяется углекислый газ (CO2, потому что углерод обозначается буквой C), который вместе с кровью возвращается в лёгкие, откуда мы его выдыхаем.

Кстати, атом углерода состоит из 6 протонов и 6 электронов.

Кислород присутствует в воздухе, там атомы кислорода соединены по два. Для того чтобы получать жизненно важный кислород, мы должны непрерывно дышать. Все знают, что долго без воздуха не прожить! Кислород составляет лишь пятую часть воздуха (20 %), но нам хватает.

Больше всего в воздухе атомов азота, состоящих из 7 протонов, 7 нейтронов и 7 электронов. Всем атомам присвоили буквенное обозначение, чтобы их проще было описывать. Кислород обозначается буквой O (по-английски он называется oxygen), водород – H (hydrogen), а азот – N (nitrogen). Для того, чтобы обозначить расположение атомов кислорода в воздухе по два пишут O2. Такое обозначение называется химической формулой. У воды химическая формула H2O.

Но откуда берётся кислород? Из растений на Земле.

Изначально в воздухе не было кислорода, но, когда возникла жизнь и появились растения, в процессе фотосинтеза начал образовываться кислород. Растения обладают потрясающей способностью использовать энергию солнечного света (или любого другого источника света) и с её помощью превращать воду и углекислый газ в глюкозу, заодно вырабатывая кислород в виде газа. Химик изобразит эту реакцию примерно так:

Именно благодаря фотосинтезу на Земле смогли появиться животные, а потом и люди!

Для особо любознательных: шестёрки в формуле реакции на предыдущей странице (перед формулами воды, углекислого газа и кислорода) нужны для выравнивания, чтобы с обеих сторон оказалось одинаковое количество атомов каждого вида (H, O и C). Вы видите: чтобы получить одну-единственную