Астровитянка

— Это ортогональные профессии в мире узкой специализации, — хмыкнул Джерри. — Или ты думаешь о тайнах природы — и должен быть, как правило, хронически честен, или ты сконцентрирован на политической карьере, что обязывает к профессиональной лживости.

— Похоже, что так… — задумчиво протянула Никки. — Ну, после такой интеллектуальной разминки мы твою задачу про аналоги химических реакций в планетных кольцах решим с разбегу. Сатурнианские кольца — это гигантский тонкий диск радиусом сто сорок тысяч километров, вращающийся вокруг Сатурна с радиусом в шестьдесят тысяч.

Джерри одобрительно улыбнулся. Никки продолжала:

— Насколько я помню… исправляй, что не так… в пропорции кольца Сатурна тоньше любой бумаги: при гигантской ширине в семьдесят тысяч километров кольца представляют собой плоский, толщиной в десять — двадцать метров, слой из снежных частиц с размерами от мелкой пылинки до нескольких метров.

Никки явно нарисовала в голове картинку колец и с любопытством озиралась в ней.

— Снежные глыбы летят вокруг планеты со скоростью более десяти километров в секунду, а относительно друг друга плавают миллиметр в секунду… великолепная рысца улитки! Словно вялые великаны играют в чудовищные снежки. Частицы с плотностью свежевыпавшего снега легко разрушаются при взаимных столкновениях с миллиметровой скоростью благодаря исключительной рыхлости. От удара частица плавно — в течение часа! — разваливается на части, и снежная пыль расползается вокруг, сверкая в солнечном свете. Это, наверное, эффектное зрелище! Каждая крупная частица за несколько дней проходит цикл от разрушения до нового собирания вещества в комок. Снежок грязноват — есть примесь каменной пыли.

Никки задумалась:

— Что мы можем отсюда получить?.. Слипание мелких частиц и разрушение крупных — это здорово похоже на химические реакции… пусть крупные частицы — это химический элемент A, а мелкие — это химический элемент B — и всё в порядке! A распадается на B, а B сливаются в A — вот тебе и химические реакции в кольцах! А?

— Нет, не годится, — ответил Джерри. — Я уже анализировал такую идею. Системы уравнений для каждого такого компонента A и B в сумме дают обычное уравнение непрерывности, без слагаемых химических реакций — и никакой структуры не возникнет.

— Хорошо бы придумать какой-то аналог химических реакций для открытой системы — именно в них возникают пространственные волны… — Никки рассеянно потянула себя за ухо.

Джерри согнал с колена большого кузнечика, прыгнувшего из прибрежной травы, и посмотрел на озеро.

— Если для мелкого озера записать уравнение непрерывности, то оно опишет динамику количества воды на квадратный сантиметр и покажет, что озёрная волна возникает за счёт прилива из соседних областей… Если же над озером висит туман, то в уравнении добавляется «химическое» слагаемое, описывающее конденсацию пара над поверхностью. Дождь — это новый источник вещества в каждой точке озера.

— И что же тебе ещё надо? — удивлённо спросила Никки.

— То есть?

— Ты уже решил задачу! В уравнениях планетных колец аналогом химических реакций является конденсация внешнего вещества, оседающего на кольца. Это и есть открытая система с притоком вещества снаружи.

— И что же может служить причиной такого внешнего потока? — спросил Джерри после паузы напряжённого раздумья.

Никки радостно фыркнула.

— Да тебя устроит любой поток вещества, который никак не связан с диффузией и перемещением крупных частиц колец. Например, микрометеориты бомбят снежные глыбы и рождают ледяную пыль, а она может оседать в кольцах где угодно. Возможно, при образовании колец над ними висело облако водяного пара, которое конденсировалось в снег. Наверное, это было красиво — падающий снег в юных кольцах Сатурна!..

— Как у тебя оказалось всё просто… — удивился Джерри.

Никки, взволнованная новой идеей, соскочила с пляжного креслица.

— Любое несохранение вещества становится аналогом химических реакций! Я давно заметила, что сохранение — брат тривиальности, а открытость или несохранение дают новый уровень организации системы! А ты знаешь механизм образования барханов в пустыне или снежных волн при метели? — спросила Никки с горящими глазами.

Джерри отрицательно помотал головой.

— Барханы — и песчаные, и снежные — появляются, когда ветер переносит мелкий песок или снег с места на место. Сыпучие волны образуются, если есть песок разных размеров — крупные песчинки катятся, а мелкие летят по ветру. При их взаимодействии начинают расти волны. Мелкая пыль играет здесь роль как раз внешнего потока вещества! Значит, полоски на шкуре тигра, песчаные барханы и самые крупные колечки Сатурна образовались по одному принципу! Какая красота!

Никки от возбуждения не могла устоять на месте, она металась по пляжу, как кошка, глотнувшая валерьянки.

— Опубликуй это в сборнике Колледжа! — выпалила она, подбежав к шезлонгу Джерри. — Утрёшь нос профессору Дермюррею!

— Согласен, только если ты будешь соавтором, — улыбнулся Джерри. — Окончательное решение увидела ты. Заодно составишь список физических условий, когда возникает такая неустойчивость.