Научные открытия для тех, кто любит краткость - Алла Казанцева

13 апреля 1883 года К.Э. Циолковский (1857–1935) завершил рукопись работы «Свободное пространство», в которой впервые сформулировал принцип о единственно возможном методе передвижения в космосе – реактивном движении.

Основоположник космонавтики, ученый-провидец – таким видим Циолковского мы. Глуховатый странный человек, скромный школьный учитель, который обдувал в ветреную погоду на крыше свои модели и рассматривал звезды в подзорную трубу – таким его видели современники. На скудные учительские деньги Константин Эдуардович издавал в Калуге книжки – десятки книг, полных фантазий и расчетов, рассуждений и удивительно точных предвидений. Лазеры, гироскопы, скафандры и многие другие атрибуты современной техники, для которых и слов-то в те годы не существовало, описаны в его сочинениях. Бесколесный локомотив на воздушной подушке, искусственные спутники Земли, многоступенчатые ракеты, жидкостные ракетные двигатели и атомные двигатели – эти его идеи уже стали реальностью. Когда вернувшегося из космоса Гагарина спросили, отличались ли истинные условия полета от тех, которые он представлял себе заранее, Гагарин ответил: «В книге Циолковского очень хорошо описаны факторы космического полета, и те факторы, с которыми я встретился, почти не отличались от его описания».

14 апреля 1629 года родился Христиан Гюйгенс, голландский физик, математик и астроном (ум. 1695).

Богатство, знатное происхождение, таланты – всем этим обладал Христиан Гюйгенс от рождения. Перед ним были открыты все двери. А он выбрал науку и был предан только ей. Он никогда не терял времени даром. Если занимался математикой, то в качестве отдыха переключался на физику. А из редких развлечений с друзьями рождалась книга «О расчетах в азартной игре», с которой началась теория вероятностей. «То, что для обыкновенного человека было утомительным занятием, для Гюйгенса было развлечением», – писал его современник. Увлекшись астрономией, он усовершенствовал телескоп и открыл кольца Сатурна и его спутник Титан, обнаружил полярные шапки на Марсе, а также сделал много других открытий. При изучении законов равноускоренного движения тел ему требовалось точно измерять время – и Гюйгенс изобрел маятниковые часы, попутно разработав математическую теорию маятников (его предшественник Галилей при изучении законов движения отмерял время по ударам собственного пульса). Еще один важный вклад Гюйгенса в физику – его волновая теория света, с помощью которой он вывел законы отражения и преломления, а также объяснил такое загадочное явление, как расщепление светового луча на две части в некоторых кристаллах.

15 апреля 1999 года впервые обнаружена другая планетная система, у звезды Эпсилон созвездия Андромеды.

Поиск планет около других звезд (их называют экзопланетами) можно сравнить с попыткой разглядеть свет свечи, горящей рядом с маяком, с расстояния в тысячу километров. И все же экзопланеты и целые планетные системы научились обнаруживать. Их находят по гравитационному влиянию на движение звезды, затмениям блеска звезды при прохождении планеты на фоне ее диска, по некоторым нюансам спектра звезды. К 1 июля 2020 года достоверно подтверждено существование 4281 экзопланет, а число надежных кандидатов еще больше. По оценкам, общее число экзопланет в нашей Галактике не менее 100 миллиардов, от 5 до 20 % из них являются «землеподобными» и некоторые находятся в «обитаемой зоне» своих звезд. Итак, планеты – весьма распространенное явление во Вселенной. Целая «флотилия» космических телескопов занималась и продолжает заниматься их поиском: с 2006 года – COROT, с 2009 – «Кеплер», с 2013 – Gaia, с 2018 – TESS. Даже когда космический телескоп завершает свою миссию, переданные им данные продолжают обрабатываться годами. Будут детально обследованы более ста тысяч звезд.

Титул «двойника Земли» постоянно переходит от одного объекта к другому. В апреле 2020 года наиболее близкой к Земле по температуре и размеру была признана планета Kepler-1649c, удаленная от нас на 300 световых лет. Экзопланета находится так близко к своей звезде, что год на ней длится всего 19,5 земных суток. Возможно, на этой планете существуют океаны. Несомненно, нас ждут новые интересные открытия.

16 апреля 1932 года на Ленинградском радиозаводе изготовлены первые отечественные телевизоры.

Кинескоп старого телевизора – прибор с высоким вакуумом. Давление воздуха в нем примерно одна миллионная миллиметра ртутного столба. Пучок электронов рисует изображение на экране, и чтобы электроны точно попадали в нужные места, их не должны сбивать с пути хаотически движущиеся молекулы. Но такие телевизоры – уже прошлый век: электронно-лучевые трубки уступили место жидкокристаллическим экранам. И тем не менее потребность в вакуумных технологиях не только не уменьшается, но непрерывно растет. Пустота (вакуум) – вещь полезная. К примеру, чем меньше концентрация молекул в газе, тем хуже он проводит тепло. Бытовой термос – это две вложенные колбы, между которыми создается вакуум, а потому он хорошо сохраняет тепло. Другой пример: чем меньше кислорода, тем медленнее происходит окисление и продукты медленнее портятся. При создании вакуумной упаковки достаточно низкого вакуума с давлением всего в сто раз меньше атмосферного, и срок хранения продуктов увеличивается в несколько раз.

Близкий родственник кинескопа – электронный микроскоп. Пучок электронов в вакуумной трубке «ощупывает» рельеф поверхности, позволяя разглядеть отдельные атомы. Высокий вакуум требуется и в ускорителях, где до огромных скоростей разгоняют элементарные частицы. Напыление тонких пленок – еще одна область, где без высокого вакуума не обойтись. Так получают покрытие компакт-дисков. А в некоторых областях высокотехнологичного производства используют не просто высокий, а сверхвысокий вакуум.

17 апреля 1986 года в редакцию немецкого «Физического журнала» поступило сообщение об открытии сверхпроводимости при температуре –238оС.

Открытие в 1911 году сверхпроводимости (см. 28 апреля) разбудило смелые мечты: отсутствие электрического сопротивления и связанных с ним потерь энергии могло бы дать колоссальный экономический эффект! Одна беда: сверхпроводимость наблюдалась лишь при очень низких температурах, что требовало погружения установки в жидкий гелий, а это очень дорого. Если бы удалось создать вещество, сверхпроводящее при температуре жидкого азота (–196 °C), это сделало бы сверхпроводимость почти бесплатной, ведь жидкий азот в сотни раз дешевле. Но все усилия получить высокотемпературную сверхпроводимость оставались тщетными. За 75 лет критическую температуру удалось поднять от –270 до –250 °C. Задача казалась неразрешимой. Вам понятно теперь, почему статья немца Георга Беднорца и швейцарца Алекса Мюллера вызвала такое возбуждение среди физиков, хотя к азотной температуре они еще не подобрались. Революционное значение открытия было настолько очевидным, что уже в следующем, 1987 году, его авторы получили Нобелевскую премию.