Первый спектроскоп

Так дружки-приятели начали изучать спектры. Они помещали в пламя горелки всё подряд, от молока до сигарного пепла, и смотрели на цвет. Чтобы определить, какой цвет спектра у какого вещества, они многократно фильтровали, промывали, растворяли – работа была на редкость кропотливой, но разве им привыкать? Натрий давал линию ярчайшего жёлтого цвета, калий – фиолетового, кальций – кирпично-красного…

От разноцветных линий уже рябило в глазах. Но это было здорово! Получается, можно определить, из чего состоит всё вокруг! Так зародился спектральный анализ…

Из окна лаборатории открывался вид на долину Рейна и городок Мангейм. Как-то раз в Мангейме случился пожар, а Бунзен с Кирхгофом возьми да и погляди на огонь через спектроскоп. В пламени чётко виднелись линии бария и стронция.

Вскоре после этого бледный взволнованный Кирхгоф встретил своего напарника чуть ли не криком:

– На Солнце есть натрий! На Солнце натрий!

– Что ты хочешь этим сказать?

А сказать Кирхгоф хотел то, что по спектру можно изучать не только земные вещества, но и небесные светила.

Мысль казалась дерзкой. «Все скажут, что мы сошли с ума», – заявил Бунзен, но тут же кинулся к спектроскопу. Удивление его было велико: в спектре Солнца обнаружились точно такие же линии, как и у известных на Земле веществ.

– Бунзен, я уже сошёл с ума, – прошептал один.

– Я тоже, Кирхгоф, – ответил второй.

Далёкие звёзды приоткрыли свои тайны двум друзьям-учёным. Их метод потом позволил обнаружить новое вещество – гелий, которого на Солнце было сколько угодно.

А лично Бунзен открыл ещё два новых элемента, которым недолго думая дал названия по цветам их спектра: цезий – «небесно-голубой» и рубидий – «красный». Он просто исследовал Дюркгеймскую минеральную воду, которую ему прописали пить.

Спектральным анализом заинтересовались уже многие. Таллий, индий и галлий тоже обнаружили благодаря ему.

Но надо же, всего за пару лет до этих событий вопрос о составе Солнца считался для науки вовеки неразрешимым. Сейчас же не только Солнце, но и любой видимый космический объект можно изучить при помощи спектра. В лабораториях стоят точнейшие компьютерные спектрометры стоимостью не в одну сотню тысяч долларов… Это прапрапраправнуки сигарного ящика Бунзена и Кирхгофа.

Солнце… Оно заставляет нас просыпаться по утрам и прятать с наступлением лета пальто в шкаф. Вокруг него вращаются планеты, кометы, астероиды, оно испаряет океаны и «зеленит» растения. От него и энергия, и еда, и положительные эмоции…

Неудивительно, что за этим чудом, дарующим жизнь, человек никогда не уставал наблюдать. Сначала с первобытным страхом, затем с восторгом перед его божественной сущностью. И когда греческий философ Анаксагор робко заикнулся о том, что Солнце – никакая не колесница Гелиоса, а раскалённый шар размерами больше, чем Пелопоннес, то угодил в тюрьму за вольнодумство. Пострадал и любопытный Исаак Ньютон. Однажды он удумал так долго смотреть на Солнце, сколько смогли выдержать глаза. Эксперимент, к счастью, не лишил его зрения, но вынудил просидеть несколько дней в полутёмной комнате. Однако жертва не была напрасной: он впоследствии сумел вычислить приблизительную массу и плотность светила.

Но за счёт чего оно всё-таки светится – это было выше людского понимания. Что это – огромная лампа или, может, факел?

Ломоносов подошёл к вопросу творчески. И он даже не знал, насколько оказался близок к истине, когда посвящал Солнцу пышные, по своему обыкновению, строки:

«Кипящая» звезда в действительности – газ. Но этот газ тяжелее Земли в триста тридцать тысяч раз и имеет в диаметре 1 392 000 километров. И это громадное создание называют жёлтым карликом!

Родилось Солнце из газопылевой туманности, просуществовало уже примерно половину своей предполагаемой жизни и дальнейшая его судьба, к сожалению, не очень радужна. Жёлтому карлику предстоит превратиться в красного гиганта, потом снова вернуться в стадию туманности. Жизнь на Земле таких перепадов солнечного настроения не перенесёт. Правда случится всё это не ранее чем через 4–5 миллиардов лет, так что нам, по крайней мере, можно не беспокоиться.

А что же насчёт свечения? Были разные версии. Предполагали, что солнечная энергия выделяется из-за медленного сжатия Солнца. Но получается, что оно рано или поздно должно сжаться до размера горошины?

Гораздо интереснее рассуждал некий Чарлз Пальмер. Обдумав свою гипотезу, он выпустил в свет труд с витиеватым названием: «Трактат о высокой науке гелиографии, убедительно демонстрирующий, что наше великое светило, Солнце, представляет собой не что иное, как тело изо льда! Переворачивающий все до сих пор известные и общепринятые системы строения Вселенной».

Пальмер надеялся произвести фурор, и причина тому была веская. Солнце, дарующее тепло, льющее жаркие лучи и согревающее каждую живую клеточку, по его мнению, представляло собой громадный ледяной шар. Шар выступал в качестве собирательной линзы и концентрировал на Земле сияние царствия небесного. А чтобы продемонстрировать всем свою правоту, Пальмер ждал… зимы. Дождавшись ясного морозного денька, он сделал шар изо льда и разжёг от сияния царствия небесного свою курительную трубку.

Сейчас известно, что энергия Солнца – результат термоядерных реакций. Водород, который в его составе преобладает, превращается в тяжелый изотоп дейтерий, потом в гелий…

Термоядерные реакции Солнца

А гелий открыл англичанин Джозеф Локьер, изучая солнечный спектр по способу Бунзена и Кирхгофа. Собственно, потому этот газ и носит своё красивое название (по-гречески солнечный). Локьер достоин самого глубокого уважения не только по этой причине: он к тому же основал журнал Nature, который теперь осаждают учёные всего мира, от молоденьких аспирантов до бородатых профессоров, в надежде опубликовать свои гениальные мысли.

Немногие знают, но была и у Локьера своя собственная, любимая гипотеза солнечного сияния. Все доводы против неё он с гневом отвергал. А заключалась гипотеза вот в чём: бедное солнышко непрерывно штурмуют всякие метеориты и кометы, падая и врезаясь в него. От этой бомбардировки и выделяется энергия!

Жизнь показывает: то, что сегодня считается научным, завтра легко может превратиться в антинаучное – и наоборот. Так однажды учёные отказали в праве на существование метеоритам.

Метеорит по-гречески значит «небесный». В древности, когда что-то падало с неба, вопросов вообще не возникало – святыня, и всё! У мусульман, например, есть чёрный камень аль-хаджар аль-асвад – по преданию, подаренный ангелом Джабраилом и бывший когда-то белым, и никому не важно, метеорит это или нет. Падающая звезда вообще объяснялась любопытством богов: когда им хочется поглядеть на нас, по земле ходящих, их сияющий взгляд пронзает небесный купол.

Метеорит

Но, в любом случае, то там, то тут на землю периодически что-то падало. В восемнадцатом веке европейская наука взялась за это дело всерьёз. И… решила, что такое никак невозможно. Мнения разделились: кто-то решил, что падают куски скальных вершин, которые откалываются во время грозы; кто предположил, что это «осколки» цивилизации каменного века или вообще окаменевшие морские ежи. Но чтобы посланцы небес… Да не могут такие тяжелые камни летать по небу! Это удел лёгких облачков и крылатых птиц.