Величайшие загадки человека

Однако показатель градусов по шкале Кельвина или Цельсия ничего не скажет нам о том, какие частицы движутся и сколько их. Одна и та же температура легче переносится в одной физической среде и труднее — в другой. Определяется это именно количеством частиц, участвующих в тепловом движении, а также их типом. Например, мы относительно легко переносим температуру воздуха, равную 70°С (в особенности, если он сухой), а вот вода, нагретая до той же температуры, может нас обжечь. Причина понятна: вода — более плотная среда, чем воздух. Она содержит в единице объема больше молекул, чем воздух, и это чувствительнее для нас, вынужденных поглаживать ошпаренную кожу.

Но еще поразительнее для нас узнать, что самые высокие и самые низкие температуры во Вселенной зафиксированы у нас на Земле. Между тем это так. Во время экспериментов по искусственной термоядерной реакции (именно эта реакция протекает в недрах звезд, вызывая их свечение) ученым удавалось на короткие мгновения получать температуру в миллиарды градусов по шкале Цельсия. Так, еще в 1962 году в СССР была получена температура в 3 тысячи миллионов градусов. Для сравнения укажем, что в недрах Солнца температура достигает всего «каких-то» 15 миллионов градусов.

В то же время ученые пытаются достичь абсолютного нуля по шкале Кельвина — и уже получены температуры, равные всего миллиардным долям градуса. Даже в самых пустынных уголках Вселенной и то теплее, чем в иных спецлабораториях на нашей планете. Ведь вдали от звезд температура диффузного вещества (то есть газа и пыли), заполняющего пространство, равна как-никак трем градусам Кельвина. Межзвездные дали согреты космическим фоновым излучением — реликтом грандиозного события, которое, как считается, породило все наше мироздание, то есть реликтом Большого Взрыва.

Кстати, в момент, когда время было равно нулю и наша Вселенная, по мнению космологов, возникла буквально из ничего, температура в точке возникновения равнялась 10 ¹³градусов. Это — самая высокая температура, которую когда-либо использовали в своих расчетах физики–теоретики.

Сразу после Большого Взрыва наша Вселенная начала остывать. В конце времен, когда угаснут все звезды и исчезнут все планеты, воцарится мрак.

Есть поразительная взаимосвязь между областью самых высоких и самых низких температур. Так, в лабораторных условиях мы можем имитировать процессы, протекавшие во время гипотетического Большого Взрыва, если попробуем достичь абсолютного температурного нуля! По крайней мере, так заявляют физики Григорий Воловик и Мати Крузиус из Хельсинского технического университета.

При этом они опираются на «теорию струн», согласно которой наше мироздание, едва оно возникло, пронизали незримые космические нити. Они протянулись от одного края Вселенной до другого. Они были намного тоньше атома, но весили столько же, сколько весят нынешние галактики. И вот оказалось, что эти нитевидные структуры можно воспроизвести в жидком гелии, охлажденном до тысячной доли градуса Кельвина, если подвергнуть гелий нейтронной бомбардировке. Исследование этих тончайших образований, возникавших в пекле Большого Взрыва и возникающих близ абсолютного нуля, может помочь ответить на вопрос, что же действительно произошло в начале всех времен. Две крайности, похоже, смыкаются: горнило всепорождающего огня напоминает губительный ледяной мрак.

* * *

Итак, в первые мгновения после Большого Взрыва наша Вселенная стремительно расширялась и ее температура также быстро падала. Прошла всего десятитысячная доля секунды, а космос остыл уже до 10 ¹²градусов, то есть до триллиона градусов. На второй день «творения» средняя температура Вселенной понизилась до каких-то вполне сносных 30 миллионов градусов. («И увидел Бог, что это хорошо. И был вечер, и было утро: день второй».) Сегодня эта цифра равна всего 3 градусам Кельвина. Космос охладился почти до нуля.

Конечно, средние показатели не исключают того, что отдельные, крохотные участки Вселенной внезапно разогреваются до невероятных температур. Такое происходит, например, при вспышке сверхновой, то есть при взрыве какой-либо массивной звезды. В этот момент ее температура на короткое время подскакивает почти до десяти миллиардов градусов. Этого достаточно, чтобы из элементарных частиц образовались новые элементы (углерод, кислород, железо, азот). Все они стремительно разлетаются прочь от взорвавшейся звезды. Именно эти элементы, рожденные в горниле многочисленных космических плавилен, являются основой всех органических веществ — в том числе и тех, что способствовали зарождению жизни.