Читать книгу "Научные открытия для тех, кто любит краткость - Алла Казанцева"

Прошли годы, и уже не все помнили о роли Борна в построении квантовой механики. Но 22 года спустя, в 1954 году, награда все же нашла своего героя: Макс Борн удостоился Нобелевской премии «за исследования по квантовой механике, особенно за статистическую интерпретацию волновой функции».

Сам термин «квантовая механика» для новой теории был введен Максом Борном.

12 декабря

Почему небо голубое

Каждый ребенок задает этот вопрос. А ответ на него нашел в 1871 году знаменитый английский математик и физик Рэлей. Когда солнечные лучи проходят сквозь атмосферу, они рассеиваются на неоднородностях, возникающих в ее верхних слоях. Не будь этого рассеяния, мы видели бы Солнце на фоне черного неба, каким видят его космонавты с МКС. Рэлей показал, что синий свет рассеивается молекулами воздуха примерно в 6 раз сильнее, чем красный, поэтому небо и выглядит голубым. Чем ниже солнце над горизонтом, тем больший слой воздуха и пыли проходят его лучи и тем меньше в них голубого цвета по сравнению с красным – так возникают багряные закаты.

Большую часть физических исследований Рэлей выполнил в своей усадьбе в маленькой лаборатории с единственным ассистентом. Он посвятил науке всю свою жизнь, не получая платы за этот труд. Напротив, в 1906 году он пожертвовал часть своих средств на строительство левого крыла знаменитой Кавендишской лаборатории, руководителем которой он стал 12 декабря 1879 года, после смерти Максвелла. В 1894 году Рэлей вместе с Рамзаем открыл новый химический элемент – аргон – и определил его место в периодической таблице. Это открытие в 1904 году было отмечено Нобелевской премией.

Он работал до самых преклонных лет и писал так хорошо и ясно, что его труды читают и цитируют до сих пор.

Рэлей был остроумным рассказчиком. Вот один из его коротких рассказов. «Горничная леди N опоздала на звонок и оправдывалась тем, что обо всем забыла, заинтересованная обсуждавшимся внизу вопросом: происходим ли мы все от… Дарвина».

13 декабря

Ремонт на орбите

13 декабря 1993 года успешно завершилась первая космическая экспедиция по обслуживанию и ремонту орбитального телескопа «Хаббл».

При планировании орбитальной обсерватории «Хаббл» (см. 24 апреля) изначально предполагалось спускать телескоп на Землю раз в пять лет для его проверки и обновления, но потом от этой идеи отказались из-за опасности загрязнений и деформаций зеркала при перегрузках. Было решено обслуживать телескоп на орбите раз в три года. Первая экспедиция по ремонту космической обсерватории, состоявшаяся в 1993 году, продолжалась в течение десяти дней. Эта экспедиция была одной из сложнейших за всю историю космонавтики, потребовалось пять длительных выходов в открытый космос. Астронавты установили систему оптической коррекции зеркала, благодаря которой телескоп наконец-то стал работать «во всю силу». 31 января 1994 года НАСА продемонстрировало первые снимки значительно лучшего качества. Наконец-то астрономы получили в свое распоряжение полноценный инструмент, и поистине космические затраты на его строительство стали оправдываться!

За годы работы космической обсерватории уже состоялось несколько экспедиций по ее обслуживанию и усовершенствованию. В итоге существенно расширились возможности телескопа. «Хаббл» помог заглянуть в космос вплоть до эпохи образования первых звезд, которая началась менее чем через миллиард лет после Большого Взрыва (см. 20 февраля), и уточнить возраст Вселенной – как сегодня полагают ученые, он составляет 13,8 миллиардов лет. 24 апреля 2020 года «Хаббл» отметил свое 30-летие на орбите. Его работа продолжается.

14 декабря

Стоит ли заниматься физикой?

14 декабря 1900 года – день рождения квантовой физики. В этот день Макс Планк (см. 23 апреля) на заседании Берлинского физического общества впервые сформулировал гипотезу о квантах энергии. За это открытие в 1918 году ему была присуждена Нобелевская премия по физике.

Молодой Планк пришел к 70-летнему профессору Филиппу фон Жолли и сказал ему, что решил заниматься теоретической физикой. Тот стал его отговаривать: «Зачем вы хотите испортить себе жизнь, ведь теоретическая физика уже в основном закончена… Стоит ли браться за такое бесперспективное дело?!» Так думали о будущем физики к концу XIX века многие ученые. Макс Планк не послушался своего наставника и стал одним из основателей новой, квантовой, физики. Планк также был одним из первых, кто принял и всецело поддержал теорию относительности Эйнштейна – еще одну революционную теорию ХХ века. Кстати, именно Планк и предложил сам термин «теория относительности».

Сегодня, как никогда ранее, физики видят, как много нерешенных задач и интригующих загадок им еще предстоит решить. Все человечество уповает на физику: эта наука должна помочь нам и справиться с экологическими проблемами, и обеспечить энергией растущее население планеты. Если вы собираетесь заняться физикой, вам можно только позавидовать – сколь много важного и интересного предстоит открыть!

«Новая научная истина обычно получает признание не оттого, что противники этой истины проникаются убеждением в ее правильности, а оттого, что они постепенно вымирают, а новое поколение не сомневается в том, что она верна» (М. Планк).

15 декабря

Туманность Андромеды

В декабре 1612 года астроном Симон Мариус, современник Галилея, впервые направил телескоп на маленькое туманное пятнышко в созвездии Андромеды.

Туманность Андромеды – это единственная галактика, которую в северном полушарии видно невооруженным глазом. Впервые об этой туманности упомянул в Х веке персидский астроном Аль-Суфи. Симон Мариус, направив на туманность телескоп, увидел, что «она похожа на зажженную свечу, если на нее смотреть сквозь роговую прозрачную пластинку». Вплоть до начала XX века астрономы считали, что это одна из туманностей нашей Галактики. Теперь-то мы знаем, что это своего рода близнец нашей Галактики, хотя и превышающий ее по размерам почти втрое. Туманность Андромеды удалена от нас на 2,5 миллиона световых лет. Эта огромная спираль повернута к нам чуть-чуть боком, так что нам удобно изучать детали ее строения. Мы знаем о ней даже больше, чем о своем собственном звездном доме. В самом центре ядра, как и в ядре нашей Галактики, прячется сверхмассивная черная дыра. В мощные телескопы можно различить в галактике Андромеды отдельные звезды, в том числе переменные – именно с их помощью и удалось измерить расстояние до этого звездного дома (см. 3 августа). А в 1885 году в Туманности Андромеды вспыхнула сверхновая звезда, затмившая своим блеском миллиарды других звезд. Пристально изучая нашу соседку, мы надеемся больше узнать о своем звездном доме.

Чтобы заметить невооруженным глазом туманность Андромеды, приходится смотреть на нее боковым зрением; если же вы будете глядеть прямо, туманное пятнышко пропадет.