В общем, получается, что к 2020 году, когда планируется повторная высадка на Луну, а затем начнется подготовка пилотируемой экспедиции на Марс, лишь жители США потратят только на картофельные чипсы большую сумму, чем потребуется для высадки людей на Марс.
Так неужели человечество поскупится на дальнейшее развитие космонавтики? Будем надеяться, что Луна еще послужит своеобразным трамплином для исследований глубин космоса, окраин Солнечной системы…
С. СЛАВИН
Лунная поверхность — сущий клад полезных ископаемых.
КОЛЛЕКЦИЯ ЭРУДИТА
Планета замедляется?!
Согласно последним научным данным. Земля вращается все медленнее. Так, по вычислениям китайских ученых, за последние 1,3 млрд. лет длительность года на Земле увеличилась на 660 часов!
Эти данные удалось получить в результате многолетнего изучения окаменелых остатков древних синезеленых водорослей (их еще называют синезелеными бактериями или цианобактериями). Они строго определенным образом реагируют на смену времени суток: на свету они принимают вертикальное положение, и свет их становится ярче, а в темноте стелются горизонтально и блекнут. Так что по внешнему виду этих микроорганизмов можно делать весьма точные выводы о смене дня и ночи в тот период, когда они были живыми.
Окаменелые остатки синезеленых водорослей, которые стали предметом изучения китайских ученых, обнаружили при раскопках у подножия горы Янь-Шань на севере Китая. Был установлен возраст микроорганизмов — 1,3 млрд. лет. Удалось определить и ритм их роста, что позволило сделать вывод о разнице продолжительности дня и ночи в ту далекую эпоху и сегодня.
Китайцы утверждают, что некогда Земля поворачивалась вокруг своей оси за 13–14 месяцев, или за 540 дней. При этом в месяце было 42 суток, а в сутках — 15 часов. Есть также данные, что за последние 2,5 тысячи лет продолжительность суток увеличивается в среднем на 0,00242 секунды в столетие. Если бы Земля замедляла свое вращение в этом ритме и поныне, то к нашему времени год увеличился бы примерно на 520 часов, а не на 660.
ПО СЛЕДАМ СЕНСАЦИЙ
«Светофор» для света
О необычном изобретении Мэтью Байгелоу заговорили совсем недавно, накануне 100-летия со времени опубликования Альбертом Эйнштейном своей специальной теории относительности, с которой, собственно, и началось построение здания современной физики. Вместе с коллегами из Университета города Рочестер (штат Нью-Йорк) ученый создал довольно простой прибор для уменьшения скорости света до «черепашьей» (по космическим понятиям) — примерно с 1 млрд. км/ч до 200 км/ч.
Ученым и раньше удавалось замедлить свет или даже остановить его совсем (см. подробности, например, в «ЮТ» № 9 за 1999 г.). Однако до сих пор существовало два способа замедления света: с помощью экзотических материалов, таких, например, как пары рубидия, или с использованием суперсложного холодильного оборудования, понижающего почти до абсолютного нуля температуру среды, сквозь которую проходил луч. Лазерная технология, предложенная Байгелоу, работает уже при комнатной температуре.
«Давно известно, — рассказал сам ученый, — что скорость света в разных средах неодинакова. Она зависит от показателя преломления материала. Так, если в вакууме свет распространяется со скоростью приблизительно 300 тыс. км/с, то, скажем, в стекле его скорость уменьшается примерно до 200 тыс. км/с».
Дальнейшее замедление удавалось осуществить, лишь замораживая фотоны разными экзотическими способами. В частности, самому Байгелоу еще в студенческие годы удалось таким образом замедлить свет до скорости 57 м/с — немногим больше 200 км/ч. Однако уже тогда Байгелоу не оставляла идея отыскать такой материал, который бы сам по себе, словно стекло, только в еще большей степени, замедлял распространение светового луча. Он стал методично перебирать всевозможные прозрачные материалы, определяя, как изменяется в них скорость света.
Даже известие о том, что в 2002 году группе исследователей Австралийского национального университета под руководством профессора Пинг Кой Лама удалось создать ловушку, в которой фотоны света исчезают совсем, чтобы затем появиться в пространстве на расстоянии метра от места исчезновения, не остановило его опытов. «Австралийцы осуществили эксперимент по квантовой телепортации — то есть мгновенному перемещению фотонов в пространстве, а вовсе не по поимке и замедлению света», — пояснил Байгелоу свое решение.
И вот наконец пришла долгожданная победа. Ученому, успевшему исследовать уже тысячи материалов, удалось заметить уникальные свойства александрита — драгоценной разновидности минерала хризоберилла.
Поначалу он обратил внимание на одну странность александрита: он кажется зеленым при свете дня и красным при свете ламп накаливания. Дальнейшие исследования показали, что странности расцветки кристалла определяются его внутренней структурой, которая пропускает волны света лишь определенной длины, удерживая остальные. Да и пропускаемые волны можно как бы притормозить с помощью интерференции, смешивая основную частоту с аналогичными волнами из лазера с подстраиваемой частотой излучения.
В итоге Мэтью Байгелоу удалось построить относительно несложную установку. Один лазер испускает основной луч света, а второй — его контролирует, словно светофор на автомобильной трассе. Взаимодействие между двумя частотами создает маленькие интервалы в полосе световых частот — основной луч как бы «притормаживает» на перекрестке, замедляя свою скорость в 5 млн. раз! И это не предел, полагает исследователь.
Впрочем, даже достигнутое замедление уже нашло себе применение на практике. Говорят, что изобретение Байгелоу сыграет положительную роль в… ускорении передачи данных по Интернету. Дело в том, что с ростом объема передаваемой информации растет и количество «пробок» в сети, возникающих, когда в одном коммуникационном узле сходятся пакеты информации из разных точек.
Для уменьшения нагрузки оптико-волоконной линии часть данных приходится тогда переправлять окольными путями или переводить на линии задержки. Примерно так самолеты в перегруженном аэропорту отправляют на запасные аэродромы или заставляют кружить над посадочной полосой, ожидая, когда она освободится. Однако сами по себе такие линии задержки довольно громоздки — каждая требует около 1,5 км кабеля. «Замедлитель света» Байгелоу в тысячи раз более компактен.
Кроме того, как полагают, новый инструмент поможет лучше познать мир квантовой оптики. Заодно, возможно, и удастся наглядно показать, как это два световых луча, даже складывая свои скорости, все равно не могут дать в сумме больше с 300 000 км/с? Или Эйнштейн, быть может, все же ошибался?..
В. АНДРЕЕВ
ОТНОСИТЕЛЬНО НАУЧНЫЙ РЭП.
Своеобразный способ популяризации теории относительности Эйнштейна придумали британские преподаватели. В перечень мероприятий школьной кампании, проводящейся по случаю столетнего юбилея знаменитой теории, они включили исполнение песни «Einstein (Not Enough Time)» известного в Англии музыканта, работающего в стиле рэп, Джона Вадера. В свою относительно короткую композицию он умудрился вплести рифмованное описание проявлений основ физики и теории относительности в окружающем нас мире.
Узнав о признании своего произведения педагогами, музыкант, как и Эйнштейн, не проявлявший особого рвения к учебе в школьные годы, сказал, что будет просто счастлив, если его произведение сможет заинтересовать подрастающее поколение.