Под знаком кванта.

В пространствах Вселенной каждую секунду происходят космические катастрофы: вспыхивают новые и взрываются старые звезды, выбрасывая в межзвездные пространства ядра водорода, гелия и других элементов. В галактических магнитных полях эти ядра разгоняются до громадных энергий — в сотни и тысячи раз больших, чем достигнутые сегодня на ускорителях. Эти космические лучи, как их назвал Роберт Милликен, встретив на своем пути Землю, пронизывают атмосферу и, сталкиваясь с ядрами ее атомов, вызывают разнообразные ядерные реакции: разбивают ядра на осколки, выбивают из них вторичные протоны и нейтроны. Эти вторичные частицы вступают в новые ядерные реакции, одна из которых в 1946 г. привлекла особое внимание американского физика Уилларда Фрэнка Либби (1908—1980).

Он заметил, что выбитые нейтроны, сталкиваясь с ядрами атомов азота, из которого на 79 % состоит атмосфера Земли, могут выбить из них протон и превратить их в ядра углерода:

n + ¹⁴Ν→¹⁴С + р.

В отличие от обычного изотопа углерода ¹²С, редкий изотоп ¹⁴С радиоактивен: он распадается по схеме

¹⁴С →¹⁴N + e + ˜v_e

с периодом полураспада T_1/2=5730 лет. Каждую секунду на площадку в 1 м² падает примерно 4000 космических протонов, которые после каскада ядерных превращений приводят к образованию примерно 2 ядер ¹⁴С в каждом кубическом сантиметре верхних слоев атмосферы. Эти изотопы углерода вскоре соединяются с кислородом и в виде углекислого газа усваиваются растениями, а затем животными и человеком. В результате такого круговорота в органическом веществе всех растений и животных устанавливается равновесная концентрация изотопа ¹⁴С, который можно обнаружить с помощью обычного счетчика Гейгера — Мюллера. Оказалось, что в 1 г углерода органического происхождения — будь то древесина, трава, кости животного или бактерии — содержится примерно 70 млрд. атомов углерода ¹⁴С, причем каждую минуту 15 из них распадаются.

Однако это заключение справедливо лишь для живой материи: как только растение, животное или человек умирает, прекращается обмен веществ, составляющий суть жизни, а вместе с этим в останках нарушается и равновесная концентрация атомов ^l4C. С момента гибели живого организма число атомов ¹⁴С в нем непрерывно уменьшается по строго определенному закону: через 5730 лет их станет вдвое меньше, еще через 5730 лет — вчетверо меньше и т. д. А это означает, что 1 г углерода только что срубленного дерева через 5730 лет будет излучать вместо 15 импульсов в минуту только 8, а еще 5730 лет спустя — 4 импульса в минуту и т. д.

Теперь ясно, как определить возраст любой археологической находки — будь то угли первобытного костра, мумия из египетской пирамиды или обломки корабля аргонавтов. Для этого достаточно сосчитать число распадов, которые зарегистрирует счетчик Гейгера — Мюллера за 1 мин в 1 г углерода, взятого из исследуемого образца (для удобства его обычно сжигают и исследуют на радиоактивность образовавшийся углекислый газ).

Идея этого метода определения времени довольно древняя: по этому принципу, например, устроены песочные и водяные часы, но поистине удивительно, как в радиоуглеродном методе датировки причудливо переплелись новейшие достижения ядерной физики и седая древность, лучи из мировых глубин и филигранная работа живых клеток, усваивающих углерод в процессе фотосинтеза.

В 1960 г. физик Либби за это открытие удостоен Нобелевской премии по химии, хотя значение его выходит далеко за рамки обеих наук.

ГЛАВА 16

Титан Прометей — внук Урана, сын Фемиды и брат Атланта больше других помог Зевсу в его битве с Кроносом: именно он склонил великую богиню Гею стать на сторону Зевса и посоветовал ему низвергнуть побежденных титанов в мрачный Тартар. После победы Зевс решил уничтожить прежний род людской и вместо него создать новый, лучший. Для начала он лишил людей огня в наказание за хитрость Прометея в их пользу при разделе жертвенного быка. В ответ Прометей похитил огонь из кузницы Гефеста и передал его людям, а также научил их искусствам и знаниям, земледелию и скотоводству, чтению и письму. Разгневанный громовержец приковал Прометея к скале над морем в далекой Скифии, куда каждый день в течение долгих лет прилетал орел клевать его печень. Кроме того, он повелел Гефесту создать из глины и воды Пандору — первую земную женщину нового поколения — и отдать ее в жены Эпиметею, брату Прометея. Афродита украсила Пандору прелестями, Гермес внушил ей хитрость, а Зевс подарил запечатанный сосуд с людскими бедами. Искушаемая любопытством, Пандора вскрыла сосуд, и все земные несчастья разлетелись по свету; на дне сосуда осталась лишь надежда, которая с тех пор заменяет людям счастье.