Первооткрыватели. 100 научных сказок - Николай Николаевич Горькавый

В конце концов неоспоримая ценность генетики и законов, которые она установила, стала всем очевидна. Австрийский монах Мендель встал в истории рядом с польским каноником Коперником – как по масштабу сделанных открытий, так и по непризнанию современниками трудов. Редкий случай, когда научное открытие второй половины XIX века было сделано в монастырских стенах. Наступивший вскоре XX век потребовал от учёных серьезной профессиональной подготовки и научных приборов. Но во все времена наблюдательность, аккуратность в подготовке эксперимента и глубина анализа его результатов оставались главными инструментами учёного.

– Мама, а в нашем саду есть грядка с горохом? – вдруг спросила Галатея.

Примечания для любопытных

Грегор Мендель (1822–1884) – знаменитый австрийский учёный-биолог, основоположник учения о наследственности, открывший первые законы генетики.

Кирилл Нэпп (1792–1867) – аббат, который помог Менделю в его университетском образовании и научной работе.

Франц Унгер (1800–1870) – один из первых цитологов (исследователей живой клетки) в мире, профессор Венского университета.

Кристиан Доплер (1803–1853) – знаменитый австрийский физик. Открыватель эффекта Доплера – смещения частоты колебаний волн от скорости движения источника волн.

Карл Нагели (1817–1891) – швейцарский и немецкий ботаник XIX века.

Карл Корренс (1864–1933) – немецкий ботаник и генетик, заново открывший и подтвердивший законы наследственности Менделя.

Фрэнсис Гальтон (1864–1933) – известный английский учёный, двоюродный брат Чарльза Дарвина (1809–1882), основателя эволюционного учения. Основоположник дактилоскопии.

Сказка об артиллерийском офицере Шварцшильде, который открыл на русско-германском фронте сферу застывшего времени

Эта странная, отчасти волшебная история началась в конце 1915 года на русско-германском фронте. Ужасы Первой мировой войны вместе с бесконечными морозными ночами делали солдатскую жизнь невыносимой по обе стороны фронта. Холод и болезни косили людей быстрее пуль и снарядов. О чём мог думать человек в таких условиях? О тепле, еде, доме и о том, как дожить до утра.

Но не таков был Карл Шварцшильд, в довоенной жизни – директор Потсдамской обсерватории и академик Прусской академии наук, а с началом Первой мировой – офицер-доброволец. Воюя на русском фронте, он заболел и попал в госпиталь. На войне Карл Шварцшильд решал математические уравнения для повышения точности стрельбы из пушек, а во фронтовом госпитале вернулся к своей любимой астрономии. Небеса послали офицеру свежую статью Эйнштейна с новейшими уравнениями гравитации, которые утверждали, что планеты и звёзды искривляют вокруг себя пространство.

Опытный математик и увлечённый астроном, давно подозревавший, что мир не плоский, Шварцшильд взялся за изучение сложнейших уравнений Эйнштейна. Богатый опыт математика помог ему найти их решение для простого случая, когда звезда заменяется гравитирующей точкой. 22 декабря 1915 года офицер-астроном отправил своё решение Эйнштейну, приписав к математическим уравнениям такие лирические строчки: «Как видите, война была милостива ко мне, разрешив, невзирая на жестокий артиллерийский огонь в непосредственной близости, совершить прогулку в страну ваших идей».

Лечение не помогало, болезнь прогрессировала и пожирала силы Карла Шварцшильда со скоростью степного пожара. Но уравнения Эйнштейна продолжали интриговать смертельно больного, и он работал над новым решением, уже более реалистичным, где звезда считается гравитирующим шаром, искривляющим вокруг себя пространство. Астроном нашёл решение уравнений Эйнштейна и для этого случая, продемонстрировав свои выдающиеся математические способности и незаурядное мужество. Ведь у него под рукой не было никаких книг, а болезнь отнимала остатки сил. При этом совсем рядом гремел опасный фронт…

6 февраля 1916 года Шварцшильд отправил Эйнштейну своё второе решение для гравитирующего шара. В письме он сообщал о «странных вещах», обнаруженных им во время вычислений: оказалось, что звезда, обладающая массой Солнца, не может быть сжата в шар радиусом меньше трёх километров.

– Никки, а что тут удивительного? – спросила Галатея. – Разве можно так сильно сжать огромную звезду?

– В реальности – да. Но что может помешать учёному провести такой мысленный эксперимент? – возразила королева Никки, которая рассказывала детям очередную сказку. – Но природа запретила даже мысленно приближаться к этой границе, которую вскоре стали называть «сферой Шварцшильда».

– Как такое возможно? – возмутилась Галатея. – Запретить приближаться даже в мыслях?

Никки пояснила:

– На сфере Шварцшильда природа затормозила до нуля самый главный параметр нашего мира – его быстротекущее время. Если представить себе огромного великана, который способен месить и комкать звёзды, как мальчишки лепят снежки, то даже он не в силах сжать Солнце до сферы диаметром меньше трёх километров. Приближаясь к этому радиусу, звезда перейдёт в замедленное время, перестанет слушаться нашего великана и замечать его титанические усилия. Любой мыслимый корабль, каким бы быстрым при старте он ни был, тоже не сможет достичь сферы Шварцшильда – именно из-за замедления времени.

– Я не понимаю, – недовольно заёрзала Галатея.

Андрей кивнул, согласившись с младшей сестрой.

– Представьте себе корабль, который двигается с огромной скоростью в 100 000 километров в секунду. Заменим наше Солнце на чёрную дыру той же массы и диаметром в 3 километра, которая отказывается сжиматься дальше. От Земли до поверхности этой дыры – 150 миллионов километров; в нормальных условиях наш сверхбыстрый корабль достигнет её за 1500 секунд, или 25 минут. Установим на обшивке корабля огромное табло с часами, чтобы мы могли следить за показаниями корабельных часов в земной телескоп. Глядя на корабль, летящий к черной дыре, мы заметим, как часы начинают отставать: секундная стрелка начнёт двигаться в два раза медленнее, чем у земных часов, потом в три раза, затем – в десять… Раз время корабля стало течь медленнее, то расстояние, которое он преодолевает за секунду земного времени, резко сократилось. Корабль стал преодолевать за секунду не 100 000 километров, а всего лишь 10 000, а затем, подлетев к поверхности чёрной дыры, вообще пополз, как черепаха. Каждый скачок секундной стрелки на обшивке корабля нам приходится ждать всё дольше – сначала часы, потом дни и наконец десятилетия… Персонал телескопа ушёл на пенсию, на их место пришли молодые наблюдатели, – а секундная стрелка на корабле будто застыла, и сам он двигается бесконечно медленно, несмотря на беспрерывно работающие двигатели. Так сфера остановленного времени делает беспомощными самые могучие силы…

Галатея глубоко задумалась над остановленным временем. Андрей же представил себе русско-германский фронт в начале 1916 года.

Январские морозы заставляли скрипеть на русском снегу санитарные немецкие сани. В холодном воздухе плыли дымы от госпитальных печей, пожаров и разрывов тяжёлых снарядов. Военный пейзаж дополняли громкие приказы унтер-офицеров и стоны раненых, подвозимых к госпитальным дверям.

И никто, кроме одного человека, не замечал, как