PRO Антиматерию

Виктор де Касто, 2015

Антиматерия – одна из любимых тем писателей-фантастов. Тем не менее она реальна, и ученые уже научились ее получать. Материя и антиматерия появились в результате Большого Взрыва в равных количествах. Но материя осталась, а антиматерии в нашей Вселенной нет или почти нет. Почему так получилось? Что происходило почти четырнадцать миллиардов лет назад? Есть ли другие вселенные, состоящие из антиматерии? Как можно использовать антиматерию на Земле? Автор отвечает на все эти вопросы и рассказывает о большом интересе к антиматерии различных специалистов – как альтернативному источнику энергии, как возможному топливу для межгалактических космических кораблей и как основе самого страшного оружия, которое только может изобрести человечество.

Тунгусский метеорит

Я буду называть это явление «метеоритом» для удобства, хотя придерживаюсь мнения, что никакого метеорита не было. И в основном это явление так называют и в научной, и в ненаучной литературе — для простоты и определенности — всем сразу же понятно, о чем речь. Но давайте вспомним, что произошло в июне 1908 года в районе речки Подкаменной Тунгуски, на территории России. К счастью, район, где случилось это событие, очень мало населен.

Во-первых, за три дня до события небо по ночам стало непривычно светлым. В нем плавали какие-то необычные серебристые облака. Сумерки стали яркими, чего не случалось никогда раньше. До сих пор сохранились записи о свечении неба и серебристых облаках. То есть это можно считать научно установленным фактом. Также вокруг Солнца появился яркий светящийся круг. Сияющие облака и яркие сумерки отмечались не только в Западной Сибири, но и по всей европейской части России и в Европе. Утром 17 (30) июня по небу над территорией Западной Сибири и бассейна Енисея с юга на север (или с юго-востока на северо-запад — эти данные разнятся) пролетело странное светящееся тело.

Этот полет наблюдало множество людей. Крестьяне-поселенцы, местные жители-тунгусы, ссыльные, которых в этих местах было немало, проводили тело перепуганными взглядами. Православные говорили об Илье-пророке, пролетевшем по небу на своей железной колеснице, и о том, что нужно ждать конца света. Тунгусы вспоминали бога Агды и тоже считали, что скоро придет конец света. В дальнейшем тунгусы твердо придерживались своей версии о боге Агды и рассказывали о ней исследователям. По их верованиям, это огромная железная птица, извергающая огненные стрелы, чтобы покарать неправедников.

Полет светящегося тела сопровождался диким грохотом. Дымовой след отсутствовал. Цвет разные люди описывали как красный, желтый и белый

Светящееся тело скрылось за горизонтом, вскоре на севере раздался грохот. Считается, что взрыв произошел в воздухе, указываются цифры от 5 до 15 км от поверхности Земли. К счастью — над тайгой. Магнитная буря после взрыва продолжалась пять часов. Очевидцы говорили про огонь над лесом, жар, который ощущался на большом расстоянии; люди чувствовали дрожь земли, слышали звуки, будто стреляли из пушек, стук, будто с неба падают камни, ощущали горячий ветер. Отсветы взрыва были видны на расстоянии 700 км от места взрыва, в стратосферу было выброшено такое большое количество дыма и пыли, что солнечный свет резко потускнел. (Для примера: если бы подобное случилось в США, в Чикаго, то вспышка была бы видна в Теннесси, Пенсильвании и Торонто, а гром услышали бы и на восточном побережье, вплоть до Атланты.) Все последствия непонятной катастрофы исчезли только через два месяца после события.

Метеорит — твердое небесное тело, которое ворвалось в атмосферу Земли и упало на поверхность планеты. Как правило, метеориты — это железные или каменные тела, падающие из межпланетного пространства. На месте падения всегда находят осколки, состоящие из железа в свободном состоянии или различных соединений железа, кремния, кислорода, еще каких-то химических элементов, не встречающихся на Земле. За осколками охотятся не только ученые, астрологи, коллекционеры, знахари, целители, гадалки и предсказатели всех мастей — на этом можно неплохо заработать. Существует поверье, будто метеоритные осколки являются панацеей чуть ли не от всех болезней. А настоящая «метеоритная лихорадка» началась после заявления о том, что в метеоритах могут быть алмазы.

Некоторые ученые высказывают предположение о серии взрывов, а не одном точечном, так как есть расхождение с определением координат. Стекла в домах выбило в двухстах километрах от места взрыва. Деревья повалило на территории около 2000 квадратных километров. Взрывная волна была зафиксирована по всему миру

В Интернете можно найти таблицы с ценами на метеориты в США (они указаны в долларах за грамм и распределены по группам). При определении цены, кроме происхождения, состава и веса, учитывается доступность метеоритных осколков: есть те, которые встречаются «всегда и всюду», есть «когда как», есть «при хорошей удаче», а также «недоступные». Но цены на «недоступные» тоже указываются. В общем, если есть деньги, доступно все.

В основном цены на метеоритные осколки варьируются от 1 до 1 тыс. долларов за грамм. Но лунные, например, доходят до 160 тыс. долларов за грамм. На каждый вид метеоритных осколков приводится диапазон цен. Например, 150-граммовый кусочек (почему-то больше всего предлагается именно таких) может стоить несколько десятков тысяч долларов

Наиболее редко встречающиеся — марсианские осколки. Известно о падении на Землю четырнадцати метеоритов с Марса. Последний был обнаружен в Северной Африке, но ни один его кусочек не дошел до ученых.

Торговля метеоритными осколками в США превратилась в большой бизнес. Растет интерес к ним в Европе и Японии. За год стоимость поднялась на 200–300 %, что свидетельствует о выгодности вложения в «пришельцев». На Западе сегодня таких прибылей не дает ничто.

Метеоритные осколки продают на специальных аукционах, в антикварных магазинах, в магазинах, торгующих коллекционными камнями. Ведется торговля и через Интернет. Появились ювелиры, специализирующиеся на изготовлении изделий из метеоритных осколков и с кусочками метеоритов. Отдельным спросом пользуются куски необычной формы, со сквозными отверстиями, образовавшимися естественным путем. Уже предлагают услуги дилеры, занимающиеся только метеоритными осколками, консультанты и прочие специалисты, возникающие вокруг любого нового вида товаров, появившегося на рынке.

Соответственно, можно не сомневаться, что на месте падения Тунгусского метеорита все было исследовано сантиметр за сантиметром. Только по официальным данным почву вскопали на глубину 30 метров, однако никаких метеоритных осколков найдено не было. Они не всплыли нигде. В регионе нет ни одного камня, который мог бы быть осколком метеорита, все они относятся к местным геологическим образованиям. Нет «космических пришельцев»! Следовательно, и метеорита не было.

При падении метеоритов всегда образуется кратер, но в районе Тунгуски кратера нет. А ведь, судя по силе взрыва, должен был остаться глубокий след.

Взрывная волна повалила деревья даже в 200 километрах от эпицентра события. По повреждениям, нанесенным ударной волной, ученые выяснили мощность взрыва, которым сопровождалось так называемое падение метеорита. Она оценивается в 40–50 мегатонн, это мощнее самой мощной из взорванных водородных бомб.

Сейсмометры в некоторых частях нашей планеты зафиксировали землетрясение. За несколько секунд произошло высвобождение энергии, равной почти миллиарду джоулей — такое количество энергии потребляется на всей территории Великобритании всеми пользователями за один час. При этом огромные деревья лежали корнями к эпицентру взрыва, а в самом центре остались стоять, хотя и были опалены, лишились ветвей и хвои. То есть образовался круглый участок обгорелой тайги, а со всех его сторон — поваленные деревья, лежащие корнями к центру этого круга и уходящие во все стороны на много километров. Это подтверждает, что взрыв произошел на высоте. Кстати, даже сейчас, по прошествии века, в районе, где произошло описываемое событие, можно найти поваленные тогда деревья.

К сожалению, экспедиция к месту взрыва (не будем говорить «месту падения» метеорита) была организована не сразу. Место удаленное, труднодоступное. Падение метеорита, пусть даже большого, не является таким уж редким явлением, чтобы российские научные круги сильно взволновались, а меценаты и Российское Географическое общество раскошелились. Тогда еще речи про алмазы и метеоритолечение не шло. Потом началась Первая мировая война и стало не до метеорита. Потом в России случилась Октябрьская революция, Гражданская война. Первая экспедиция к месту падения отправилась только в 1921 году. Хотя многие свидетели события еще были живы, и члены экспедиции записали их показания. Во время крупной экспедиции 1927 года в почве было обнаружено повышенное содержание некоторых элементов, которые указывали на возможное космическое происхождение вещества гипотетического Тунгусского метеорита. Но в дальнейшем было указано, что торф, в котором найдены образцы вещества, не датирован 1908 годом, а следовательно, они могли там очутиться или раньше, или позже времени падения «Тунгусского метеорита».

Существует около двухсот гипотез, как серьезных и хорошо обоснованных, так и юмористических, однако ни одна из них, объясняющих все существенные особенности явления, так и не стала общепринятой. Они делятся на шесть больших групп: метеоритные, техногенные, синтетические, религиозные, геофизические и связанные с антиматерией.

Первоначальным объяснением было падение метеорита большой массы, скорее всего железного, потом стали высказываться предположения о рое метеоритов, или метеоритном потоке, и каменном астероиде. Но эту версию вскоре начали ставить под сомнение, поскольку, как говорилось выше, осколков найдено не было, и метеориты заранее не предупреждают о намерении упасть на Землю, а яркие сумерки и серебристые облака помнила масса людей. Также высказывалась версия о столкновении Земли с облаком космической пыли.

Следующей версией была комета. Такое предположение высказали почти одновременно английский астроном и геофизик Фрэнсис Джон Уиппл (1876–1943) и русский естествоиспытатель, основоположник комплекса наук о Земле (геохимии, биогеохимии, радиологии, гидрогеологии) Владимир Вернадский (1863–1945). Это объяснение приняли многие астрономы по всему миру и большинство русских специалистов. Противники теории говорили: кометное вещество представляет собой очень неплотную структуру, состоящую преимущественно изо льда, и должно было практически полностью рассыпаться и сгореть при входе в атмосферу.

Соответственно, никакого взрыва на Земле или недалеко от поверхности Земли быть не могло. Сторонники же говорили, что комета состояла из льда, снега и грязи — именно поэтому до сих пор не найдено ни одного фрагмента «метеорита». Это была огромная снежная глыба — весом в миллионы тонн — которая на страшной скорости влетела в атмосферу. Она сумела войти, но долететь до самой поверхности Земли не смогла. Эта глыба разогрелась до нескольких тысяч градусов и взорвалась на высоте 5–7 километров. В дальнейшем были названы несколько комет, которые могли врезаться в Землю, например, говорилось об осколке кометы Галлея или кометы Энке — Баклунда. В пользу «кометной» гипотезы свидетельствует наблюдавшееся свечение неба. Комета, в отличие от метеорита, может «оповещать» о своем приближении. И те облака, и зарево, о которых говорили очевидцы, как раз типичны для комет. Сторонниками версии кометы Энке, в частности, были сотрудник Комитета по метеоритам Академии наук СССР Игорь Зоткин и чешский астроном Любор Кресак.

Те, кого не удовлетворяли гипотезы о естественных причинах феномена, стали высказывать предположения о его искусственном происхождении. Например, многие свидетели решили, что в возобновившейся войне японцы применили какое-то небывалое оружие, разработанное в секретных лабораториях. Правда, никто из сторонников этой версии не мог внятно объяснить, почему японцы ударили по безлюдной тайге.

После первых испытаний ядерного оружия появилась гипотеза о том, что русские в своих секретных лабораториях разработали атомную бомбу еще в начале ХХ века и провели первое испытание в тайге, вдали от всякого жилья. Бомбу к месту взрыва якобы доставили на дирижабле. Наверное, случись подобное в наши дни на том же месте, рукотворный ядерный взрыв стал бы версией номер один, но в 1908 году ядерной физики как науки еще не существовало.

Россияне доказывали, что лес в тайге повален не баллистической ударной волной, связанной с движением некоего тела в атмосфере, а именно взрывом. Об этом говорил основоположник советской уфологии Алексей Золотов. После окончания Второй мировой войны русский писатель-фантаст Александр Казанцев высказал предположение, что в районе Подкаменной Тунгуски потерпел крушение инопланетный корабль. Эта версия стала очень популярной, ее подхватили писатели-фантасты, а также средства массовой информации, вещающие об НЛО и космических пришельцах, об этой версии не забывают до сих пор. Также было высказано предположение о лазерном сигнале инопланетян, отправленном на Землю, указывался даже «адрес отправителя». Говорилось и о рукотворной катастрофе, устроенной пришельцами, и о засылке на Землю «информационных контейнеров», которые земляне еще не могут расшифровать, но когда земная цивилизация достигнет должного уровня развития, содержимое «контейнеров» станет доступно человечеству.

Версию об антиматерии (то есть о том, что «Тунгусский метеорит» состоял из антиматерии) первым высказал американский ученый Линкольн Ла-Пас в 1948 году, а в 1965 году подробно разработал американский физик и химик Уиллард Фрэнк Либби (1908–1980), который создал метод радиоуглеродного датирования и был удостоен Нобелевской премии в 1960 году. Он считал, что большой сгусток антиматерии, которой являлся «Тунгусский метеорит», по непонятным причинам прилетел из космоса, соприкоснулся с материей земной атмосферы, в результате чего произошла аннигиляция (то есть материя и антиматерия, соединившись вместе, превратились в энергию, не оставив никаких осколков и вообще никаких следов — даже ядер атомов).

Версию об антиматерии поддержал российский ученый Борис Константинов (1910–1969), физик и вице-президент Академии Наук СССР, который руководил в СССР работами по промышленному разделению изотопов и по диагностике плазмы. Константинов заявил о том, что из антивещества может состоять комета. То есть в его версии соединились две: антиматерия прилетела на Землю как комета.

Также высказывались мнения о тепловом взрыве — Тунгусский взрыв объяснялся переходом кинетической энергии в тепловую при торможении какого-то космического тела в атмосфере. Версия теплового взрыва имеет и забавную вариацию. Вероятно, автора версии доконали таежные москиты, и он заявил, что в эпицентре взрыва собралось гигантское количество комаров, произошло их самовозгорание (причина самовозгорания не называлась), в результате произошел мощный тепловой взрыв, который и привел к известным последствиям. А еще Тунгусский метеорит называли разновидностью шаровой молнии.

С 1962 года Академия наук СССР прекратила финансировать экспедиции к месту падения метеорита (большинство советских ученых придерживалось «кометной» версии). Что ж, людям повезло: что бы это ни было, оно взорвалось над безлюдной тайгой. Еще четыре часа — и «метеорит» стал бы называться Петербургским. Российскую столицу смело бы с лица Земли.

Но каким образом антиматерия прилетела на Землю (если мы примем версию, что «Тунгусский метеорит» — это столкновение антиматерии с материей)? Это был просто кусок незнамо чего, который прошел все слои атмосферы и упал в тайге? Учтите, что взрыв одной миллионной грамма антиматерии соответствует взрыву 38 кг тротила. То есть прилетело очень небольшое количество (это для людей взрыв был ужасающим, а с точки зрения возможностей антиматерии он был очень слабым). Вариантов прибытия к нам незваной гостьи два: комета и корабль пришельцев.

Корабль пришельцев не является такой уж фантастической версией, хотя в свое время ученые посмеивались над писателями-фантастами. На корабле могла произойти утечка топлива, и топливом могла быть только антиматерия (современные ученые подсчитали, что всего 17 г антиматерии достаточно, чтобы корабль с Земли долетел до звезды Альфа Центавра, то есть преодолел расстояние в 4,3 световых года, или в почти триста тысяч раз больше, чем от Земли до Солнца). Давайте допустим, что наши братья по разуму имеют гораздо более совершенную технику и технологии, чем мы. При контакте антиматерии с материей уничтожаются и та, и другая — происходит взрыв и высвобождение энергии. Поскольку уничтожение полное, от корабля пришельцев и самих пришельцев ничего не осталось. Эту версию в последние годы рассматривают серьезные ученые, в частности ее изучали представители НАСА (Национальное Управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США).

Но инопланетный корабль не объясняет странные природные явления, которые происходили до падения «метеорита». Хотя наши братья по разуму могли таким образом подавать нам сигналы. Или это просто совпадение.

Другая версия — антиматерия прилетела на Землю в составе кометы, о чем говорил русский ученый Константинов, как мы упоминали выше. Кометы, возможно, являются самыми старыми обитателями Солнечной системы. Земля и другие планеты путешествуют вокруг Солнца по своим орбитам, отделенным друг от друга огромными расстояниями. Они идут этими совершенно определенными путями, на одной скорости, но время от времени сталкиваются с кометами, кусками мертвых комет и астероидов, и еще каким-то космическим мусором. Кометы состоят из замерзших газов, частиц пыли или песка, снега, льда. Единого состава у комет нет.

Персеиды — это метеорный поток, который наблюдается с 17 июля по 24 августа, максимум приходится на 12 августа. В этот период Земля проходит через шлейф пылевых частиц, выпущенных кометой Свифта — Туттля. Интенсивность метеорного потока постепенно растет, достигает пика и постепенно падает. Число метеоров обычно достигает 60 в час

Кометами называют тела Солнечной системы, которые движутся по сильно вытянутым орбитам и выглядят как слабо светящиеся пятнышки овальной формы, состоят они из головы и хвоста. Куски мертвых комет, как и куски астероидов, не имеют определенной орбиты. Считается, что большинство комет большую часть жизни проводят в пространстве за Плутоном, в той части космоса, где мы их не видим и не догадываемся об их существовании. Если комета устремляется к Солнцу, то его жар растапливает лед. Выбрасываемые в космос газы и пыль отражают солнечный свет, и именно это мы видим в телескопы, а иногда и невооруженным глазом. Но в комете также могут содержаться породы, достигающие полутора километров в диаметре.

Мы обязаны кометам в частности метеорными потоками. Фрагменты комет формируют кольца из пород, большая часть которых находится между Марсом и Юпитером, но далеко не все. Некоторые протянулись вокруг Солнца, постоянно находятся там, и Земле приходится проходить сквозь них во время своего годового пути по орбите. Эти куски космического мусора сгорают в нашей атмосфере — тогда и наблюдается метеорный поток, или звездный дождь. Мы наблюдаем Леониды в период с 14 по 21 ноября, максимум действия этого метеорного потока приходится на 17–18 ноября. Леониды — самый известный метеорный поток. Он известен с древних времен. Самым ранним историческим свидетельством об этом метеорном потоке является его описание, сделанное в 901 году в Александрии. Родоначальницей потока является комета Темпеля — Туттля. Леониды иногда проливаются метеорным дождем, это было в 1901, 1934, 1966 и 1999 годах. В среднем в час бывает не больше 40 метеоров. Метеоры из Леонид очень быстрые и белые. Скорость этих метеоров составляет около 71 км/ч.

Периодически на Землю падают обломки астероидов, в атмосферу врываются остатки мертвых комет, большинство падений этих тел проходят незамеченными. Однако раз в миллион лет (а, может, и чаще) прилетает настоящий монстр. Например, ряд ученых считает, что динозавры исчезли 65 млн лет назад из-за столкновения Земли с гигантским астероидом. Он прилетел со скоростью 40 км/с, пробил атмосферу, взорвался и рухнул у северной оконечности современного полуострова Юкатан. Размерами он был с Манхэттен. По всей планете можно найти огромные кратеры, диаметры которых превышают километр. Один из самых известных находится в Аризоне — его диаметр превышает 1,5 км, а окружность — 3 км. Он появился тридцать тысяч лет назад.

Но, как мы уже говорили, «Тунгусский метеорит» не оставил никакого кратера, никаких кусков метеорита или астероида, пришельцы из внеземного пространства испарились, растворились в воздухе, не оставив после себя ни следа (мы не говорим про поваленный лес, ведь это не след, а следствие).

Антиматерия встретилась с материей — и случилось то, что случилось. Приближение кометы или части кометы могло сопровождаться природными явлениями, которые описывали свидетели. Даже мог быть описанный выше метеорный поток, который жителям сибирских деревень раньше видеть не доводилось. Взрыв в результате встречи материи с антиматерией должен был случиться и сопровождаться вспышкой, которую видели в России и Западной Европе.

Многие уважаемые ученые по всему миру придерживаются версии: «Тунгусским метеоритом» была комета, а в ней содержалась антиматерия, пусть в ничтожном количестве. Но много и не надо!