Свет невидимого

Абсолютный чемпион Вселенной по распространенности — водород. Его во Вселенной больше, во много раз больше, чем всех остальных элементов вместе взятых.

Второй в Периодической системе, гелий, — второй и по распространенности во Вселенной. Но его уже гораздо меньше, чем водорода — почти вдесятеро.

У нас на Земле картина несколько иная. В земной коре — оболочке, включающей пару десятков километров земной тверди, гидросферу (океаны, моря, реки, озера) и атмосферу — чемпион по распространенности — кислород, а «серебряный призер» — кремний. Если же брать всю планету в целом, с ее глубинными слоями и ядром, то на первое место по распространенности уверенно выходит железо, а кислород на пьедестале занимает только вторую ступеньку.

У наших небесных соседей — Луны, Венеры, Марса — картина в общих чертах такая же, как и на Земле. Быть может, только водорода меньше, потому что водой богата, похоже, только Земля.

Но в общем, то ли на далеких звездах, то ли на близких планетах, то ли на нашей родимой Земле — всюду прослеживается одна универсальная закономерность: распространенность элемента тем меньше, чем больше его порядковый номер в Периодической системе Д. И. Менделеева.

Тут, впрочем, следует сделать одну существенную оговорку — правильнее говорить не о распространенности элемента вообще, а каждого из составляющих его изотопов. Потому что как, к примеру, ни много на нашей планете кислорода, но это практически всё кислород-16, а изотопа кислорода с атомной массой 17 на нашей планете немногим больше, чем золота.

Исследования показали, что во Вселенной решительно преобладают изотопы, атомная масса которых кратна четырем, то есть делится на 4 без остатка. Не стоит обращаться к руководству «Правила делимости», чтобы уразуметь тягу природы к атомным массам, кратным четырем. Дело здесь не в арифметике, а в физике: атомные ядра изотопов с атомными массами, кратным четырем, как правило, построены из целого числа альфа-частиц — очень дружного и крепко спаянного квартета из двух протонов и двух нейтронов — из целого числа, без всяких довесков из нейтронов. А такие ядра особенно устойчивы. Вот почему природа предпочитает их иным, менее прочным (менее энергетически выгодным)^[9].

Разговор о распространенности элементов во Вселенной затеян здесь, на страницах книги о радиоактивности, не случайно. Потому что нам в высшей степени важно понять, почему химические элементы встречаются в природе так неравномерно; почему одних элементов много, а других мало; почему много именно одних и почему мало именно этих других; почему соотношение между различными элементами именно такое, а не какое-нибудь другое. А понять все это можно, только познав законы превращения одних элементов в другие, законы радиоактивности.

* * *

В газетах и журналах часто можно встретить полюбившееся журналистам выражение: «событие века». Например, «матч века», «сенсация века», «преступление века» и т. д. Так вот, реакцию, о которой сейчас пойдет речь, очень хочется назвать «реакцией века». Но эта внешне простая и незамысловатая реакция — безусловно самая важная из всех, секреты которых удалось раскрыть.

* * *

Говорят, что однажды гениального астронома и математика Лапласа спросили:

— Как вы создаете выдающиеся теории?

— Очень просто, — усмехнулся ученый. — Записываю первую пришедшую мне в голову мысль, а затем опровергаю ее по частям.

(Рассказывают также, что задавший этот вопрос любознательный обыватель, услышав ответ Лапласа, страшно обрадовался и побежал домой записывать первую пришедшую ему в голову мысль с тем, чтобы затем «опровергать ее по частям». Вот как просто создавать научные теории! Но сколько бедняга ни сидел, кроме фразы: «Сегодня за обедом было чудное жаркое!» — ничего придумать не мог. А опровергнуть эту мысль даже по частям было трудно, потому что кухарка у незадачливого претендента в Лапласы действительно была хорошей.)

Шутка шуткой, но в научном творчестве очень важна бывает первая, пусть даже не всегда верная, предпосылка. Не беда! Постепенно накапливая подробности, сопоставляя факты, отбрасывая неверное и примиряя противоречия, ученый в конце концов выведет теорию на правильную дорогу.

Так вот, когда заходила речь о том, почему светит и греет Солнце, ученые не могли воспользоваться советом Лапласа! И прежде всего потому, что тут никакие мысли не возникали. Никакие!