Текст книги "А что, если?.. Научные ответы на абсурдные гипотетические вопросы"

Прыг-скок!

ВОПРОС: А что, если все жители Земли встали бы рядом и разом подпрыгнули, а потом одновременно приземлились?

– Томас Беннет (и многие другие)

ОТВЕТ: Это один из самых популярных вопросов, которые задают на моем сайте. На него уже отвечали другие, включая Science Blogs и The Straight Dope. Они неплохо описывают кинетические аспекты ситуации. Однако это только часть истории.

Сначала предположим, что все население Земли магическим образом собралось в одном месте.

Вся эта толпа займет площадь, сопоставимую с площадью штата Род-Айленд. Впрочем, не вижу необходимости использовать обтекаемые обороты типа «площадь, сопоставимая с площадью»: это наш сценарий, и мы можем позволить себе любую степень точности. Итак, все человечество и в самом деле собралось в штате Род-Айленд.

Часы бьют полдень, и все одновременно подпрыгивают.

Сам прыжок не особенно повлияет на нашу планету. Земля тяжелее, чем населяющие ее люди, примерно в 10 миллиардов раз. В среднем человек может подпрыгнуть примерно на полметра. Даже если бы Земля была абсолютно жесткой и мгновенно отреагировала, мы ее оттолкнули бы меньше чем на диаметр атома.

И тут мы все снова приземляемся…

Теоретически это означает, что земной шар получит немало энергии, но она распространится по достаточно большой площади, так что все мы разве что оставим отпечатки наших ног на земле. Небольшое давление распространится по континентальной коре Северной Америки и угаснет без особых последствий. Звук всех этих ступней, ударяющихся о землю, прозвучит как громкий хлопок, который продлится несколько секунд.

В конце концов все стихает. Проходят еще секунды.

Люди смущенно переглядываются. Кто-то кашляет.

Наконец, кто-то первым достает из кармана телефон. Через несколько секунд на свет извлекаются все пять миллиардов телефонов, существующих на Земле. Все они показывают одну из версий сообщения «нет сигнала». Сотовые сети рухнули под беспрецедентной нагрузкой. Тем временем по всему миру начинают останавливаться брошенные на произвол судьбы машины и механизмы.

Аэропорт в Уорике, Род-Айленд, способен обслужить несколько тысяч пассажиров в день. Если предположить, что отправка человечества из штата была организована заранее (то есть были в том числе организованы специальные службы, призванные обеспечить аэропорты штата топливом), то аэропорту в Уорике придется работать с эффективностью 500 % в течение многих лет, но толпа практически не уменьшится. В ней даже не появится прорех.

Если включить в работу все близлежащие аэропорты, то и тогда ситуация не слишком изменится. То же касается местной системы железных дорог. Толпы людей штурмуют грузовые корабли у причалов порта Провиденс, но запасти достаточно воды и еды для долгого путешествия весьма непросто.

Полмиллиона автомобилей штата Род-Айленд мобилизованы. Спустя мгновение автострады I‐95, I‐195 и I‐295 превращаются в самую крупную пробку в истории планеты. Большая часть машин намертво застрянет, но нескольким счастливчикам удастся выбраться с автострады и искать объезда по проселочным дорогам.

Некоторые доберутся до Нью-Йорка или Бостона, прежде чем у них закончится топливо. Поскольку электричества к этому моменту уже, скорее всего, не будет, проще бросить свою машину и угнать другую, чем найти работающую заправку. Кто вас остановит? Все полицейские остались в Род-Айленде.

Своими краями толпа распространится в южный Массачусетс и в Коннектикут. Два случайных человека в толпе, вероятно, не будут знать языка друг друга, и практически никто не будет знаком с местностью. Штат Род-Айленд превратится в хаотическую мешанину возникающих и тут же рушащихся социальных связей. Жестокость станет обыденностью. Все голодны, и все хотят пить. Магазины опустошаются. Питьевую воду достать непросто, и еще сложнее ее доставить…

В течение нескольких недель Род-Айленд превратится в кладбище миллиардов людей. Выжившие расселятся по всему миру и попытаются построить новую цивилизацию на свежих руинах предыдущей. Наш вид выжил, но популяция сильно уменьшилась. Орбита Земли осталась совершенно без изменений – планета вращается точно так же, как и до того, как весь вид Homo sapiens разом подпрыгнул.

Зато теперь мы знаем ответ.

Моль кротов

ВОПРОС: А что, если собрать моль кротов[21]21
  В оригинале игра слов, mole of moles. – Примеч. пер.


[Закрыть] в одном месте?

– Шон Райс

ОТВЕТ: Последствия будут просто кошмарными.

Сначала несколько определений. Моль – это единица измерения. Однако это не стандартная единица. В сущности, это просто число – как «дюжина» или «миллиард». Если у вас есть моль чего-то, это значит, что у вас есть 602 214 129 000 000 000 000 000 этих штук (обычно записывается как 6,022×10²³). Это число столь велико[22]22
  Один моль – это приблизительное число атомов в грамме водорода. Случайным образом это также вполне достойная оценка количества песчинок на Земле.


[Закрыть], потому что его используют для подсчета молекул, которых обычно очень много.

Крот – это норное млекопитающее. Существует несколько видов кротов, и некоторые из них поистине ужасающие создания.[23]23
  См., например: ru.wikipedia.org/wiki/Звездонос.


[Закрыть]

Так как же будет выглядеть моль кротов – 602 214 129 000 000 000 000 000 зверьков разом?

Давайте начнем с самых диких допущений. Вот каков был бы приблизительно ход моих мыслей еще до того, как я взял бы в руки калькулятор. Давайте попытаемся ощутить порядок этого числа – а оно столь огромно, что по сравнению с ним числа 10, 1 и 0,1 кажутся совсем близкими одно к другому, практически равными. Давайте допустим, что они равны.

Крот достаточно маленькое животное, чтобы я мог взять его и подбросить в воздух [^{источник не указан}]. Допустим, что предмет, который я могу подбросить, весит один фунт. Допустим далее, что один фунт равен одному килограмму. Число 602 214 129 000 000 000 000 000 выглядит в два раза длиннее триллиона, то есть это примерно триллион триллионов. Насколько я помню, триллион триллиона килограммов – это как раз столько, сколько весит наша планета.

…Если кто-нибудь у вас поинтересуется: я не утверждал, что вычислять подобным образом правильно.

В общем, ясно, что мы имеем дело с кучей кротов размером примерно с планету. Это довольно грубая оценка, так как она может колебаться на несколько порядков в обе стороны.

Давайте подсчитаем точнее.

Восточноамериканский крот (Scalopus aquaticus) весит около 75 граммов, то есть моль таких кротов равен:

Это чуть больше половины массы нашей Луны.

Млекопитающие по большей части состоят из воды. Объем килограмма воды – один литр, так что если кроты весят 4,52×10²² килограмма, то их объем примерно равен 4,52×10²² литра. Вы наверняка заметили, что мы игнорируем зазоры между кротами. Через секунду вы поймете почему.

Кубический корень из 4,52×10²² л – 3562 км, то есть речь идет о сфере с радиусом в 2210 км или кубе с гранями по 2561 км.

Если бы эти кроты оказались на поверхности Земли, они бы покрыли ее слоем толщиной 80 км, верхняя граница которого проходила там, где (прежде) заканчивалась атмосфера.

Этот душный океан сдавленного мяса уничтожил бы своей тяжестью большую часть жизни на планете, так что проделывать все это на Земле, очевидно, плохая затея.

Вместо этого давайте выведем наших кротов в межпланетное пространство. Гравитация соберет их в сферу. Мясо не очень хорошо сжимается под давлением, так что под влиянием гравитации кроты лишь слегка уменьшатся в объеме, и у нас получится кротовая планета чуть больше Луны.

Ускорение свободного падения на поверхности планеты кротов составит примерно 1/16 от земного, приблизительно как на поверхности Плутона. Планета сначала была бы слегка теплой – температура, вероятно, чуть выше комнатной, а затем гравитационное сжатие нагреет внутреннее пространство на несколько градусов.

И тут произойдет нечто весьма странное.

Планета кротов будет представлять собой гигантскую сферу из мяса. У нее много латентной энергии (в кротовой планете будет достаточно калорий, чтобы обеспечить нынешнее население Земли энергией на 30 миллиардов лет вперед). Обычно, когда органика разлагается, она выделяет большую часть этой энергии в виде тепла. Но в глубине планеты давление будет выше 100 мегапаскалей, и этого достаточно, чтобы уничтожить все бактерии и стерилизовать таким образом останки кротов, что просто не останется микроорганизмов, которые могли бы разлагать ткани.

Ближе к поверхности, где давление будет ниже, разложению будет препятствовать почти полное отсутствие кислорода. Без кислорода обычное разложение невозможно, и единственные бактерии, которые смогут обеспечить этот процесс, анаэробные, то есть те, которым кислород не требуется. Анаэробное разложение не очень эффективно, но выделяет довольно много тепла. Если этому процессу ничто не будет препятствовать, он сможет раскалить планету до температуры кипения.

Но разложение вскоре начнет контролировать себя само. Мало какие бактерии могут выжить при температурах выше 60 °C, так что, когда температура повысится, бактерии начнут умирать и разложение замедлится. По всей планете трупики кротов будут постепенно превращаться в кероген, органический материал, который в конце концов, будь планета еще горячее, стал бы нефтью.

Внешняя поверхность планеты будет излучать тепло в космос, остынет и заледенеет. Поскольку кроты в буквальном смысле образуют вокруг планеты меховое манто, то, когда замерзнет верхний слой, он изолирует внутреннюю часть планеты и замедлит потерю тепла. Однако потоками тепла в жидком ядре в основном будет управлять конвекция. Потоки горячего мяса и пузыри газов наподобие метана, а также воздух из легких скончавшихся кротов станут периодически пробиваться сквозь замерзшую кору кротовой планеты. В результате возникнут вулканические выбросы, настоящие гейзеры смерти, извергающие в пространство тела кротов, из которых состоит наша планета.

После нескольких веков или тысячелетий кротовая планета успокоится и охладится в достаточной степени, чтобы промерзнуть насквозь. Внутреннее ядро окажется под таким давлением, что вода в нем кристаллизируется в экзотические формы льда, такие как лед III и лед V, а в конце концов лед II и лед IX.[24]24
  Совпадение с названием вымышленного вещества из романа Курта Воннегута «Колыбель для кошки» – случайность.


[Закрыть]

Как ни крути, получается довольно печальная картинка. К счастью, возможен и другой вариант развития событий.

Я не знаю, каков размер всемирной популяции кротов (или в принципе объем биомассы мелких млекопитающих), но наугад прикинем, что на каждого человека на Земле приходится хотя бы пара десятков мышей, крыс, полевок и прочих мелких зверьков.

С другой стороны, в нашей галактике должны быть миллиарды планет, пригодных для обитания. При их колонизации мы бы точно завезли с собой мышей и крыс. Если бы даже одна планета из сотни была заселена мелкими грызунами в количестве, сопоставимым с земным, то спустя несколько миллионов лет совсем недолго по меркам эволюции общее количество когда-либо живших грызунов превысило бы число молекул в моле.

В общем, хотите развести моль кротов – постройте себе космический корабль…

Фен в ящике

ВОПРОС: А что, если засунуть постоянно работающий фен в воздухонепроницаемый ящик размером метр на метр на метр?

– Dry Paratroopa

ОТВЕТ: Обычный фен потребляет 1875 Вт энергии.

Все эти 1875 Вт должны быть на что-то потрачены. Что бы ни происходило в ящике, но если внутри него потребляется 1875 Вт электроэнергии, то в конце концов они должны преобразоваться в 1875 Вт тепловой энергии.

Полезно иметь в виду, что это касается любого устройства, потребляющего энергию. Люди беспокоятся, оставив дома в розетке какое-нибудь зарядное устройство: не потребляет ли оно энергию? На этот вопрос легко ответить, потрогав прибор, включенный в сеть: если зарядка не теплая на ощупь, значит, она потребляет электричества меньше чем на пенни в день. Маленькая зарядка для телефона, если она холодная на ощупь, потребляет меньше чем на пенни в год. Это верно почти для любого электрического устройства.[25]25
  Но совсем не обязательно верно для зарядных устройств, подключенных к другому прибору. Если зарядка соединена со смартфоном или ноутбуком, то электроэнергия может утекать из розетки через зарядку в устройство.


[Закрыть]

Но вернемся к нашему ящику.

Тепло пойдет от фена в ящик. Допустим, что наш фен нельзя сломать, уничтожить или разрушить. Тогда ящик будет разогреваться изнутри до тех пор, пока его наружная поверхность не достигнет температуры примерно 60 °C. При этой температуре ящик будет излучать тепло с той же скоростью, с которой фен его выделяет, и система будет находиться в равновесии.

Он теплее моих родителей! Теперь он – мои новые родители.

Температура, при которой будет достигнуто равновесие, может быть чуть меньше, если на ящик веет ветерок или если ящик стоит на влажной или металлической поверхности, которая хорошо отводит тепло.

Если ящик сделан из металла, он будет достаточно горячим, чтобы обжечь вашу руку, если вы положите ее на ящик дольше, чем на пять секунд. Если у нас деревянный ящик, то в течение некоторого времени на нем можно будет держать руку, но есть опасность, что те его части, которые соприкасаются с феном, рано или поздно вспыхнут.

Внутри ящик будет похож на духовку. Температура, которой он достигнет, зависит от толщины стенок: чем более толстые стенки у ящика и чем хуже они проводят тепло, тем выше будет температура. Понадобятся не слишком толстые стенки, чтобы создать температуру, при которой фен сгорит.

Но предположим еще раз, что наш вообще не поддается разрушению. И если уж у нас есть такая классная штука, как неразрушимый фен, было бы просто глупо ограничивать его мощность жалкими 1875 Вт.

Если наш фен будет потреблять (и излучать) в десять раз больше – 18 750 Вт, то температура поверхности ящика превысит 200 °C (это как сковородка на слабом огне).

Интересно, насколько нам хватит шкалы на переключателе.

Пока что на шкале пугающе много места.

Теперь поверхность ящика раскалилась до 600 °C – достаточно, чтобы она начала светиться красным.

Если наш ящик сделан из алюминия, ящик начнет плавиться внутри. Если из свинца, то он начнет плавиться и снаружи. Если он из дерева, то пожар вам обеспечен. Но совершенно неважно, что происходит вокруг фена, – сам-то он у нас не поддается разрушению.

Двухмегаваттного лазера достаточно, чтобы уничтожить летящую ракету.

При температуре 1300 °C ящик станет примерно таким же горячим, как жидкая лава.

Добавим-ка еще.

Фен, возможно, не предназначался для этого…

Теперь в ящик течет 18 мегаватт энергии.

Поверхность ящика достигла температуры 2400 °C. Будь он сделан из стали, она бы уже расплавилась. Если же наш ящик изготовлен из чего-то вроде вольфрама, то он сможет протянуть чуть дольше.

Еще чуть-чуть, и придется остановиться.

Мощности 187 мегаватт достаточно, чтобы ящик раскалился добела. Немногие материалы могут уцелеть в подобных условиях, так что придется предположить, что наш ящик тоже не поддается разрушению.

Пол превратился в лаву.

К сожалению, про пол этого не скажешь.

Предположим, что, прежде чем ящик прожег пол насквозь, кто-то бросит рядом с ним воздушный шарик, наполненный водой. Струя пара немедленно вышвырнет ящик через входную дверь на улицу.[26]26
  Если мы с вами когда-нибудь окажемся запертыми в горящем здании, пожалуйста, игнорируйте мои идеи о том, как нам оттуда выбраться.


[Закрыть]

Так, теперь у нас тут 1875 гигаватт (я соврал, сказав, что мы остановимся). Если верить фильму «Назад в будущее», сейчас у фена достаточно мощности, чтобы он смог путешествовать во времени.

Ящик светится ослепительно ярко, и подойти к нему ближе, чем на несколько сотен метров, нельзя из-за сильного жара. Вокруг разрастается озеро лавы. Все, что находится в радиусе 50–100 метров, вспыхивает. Столб жара и дыма поднимается в воздух. Периодические взрывы газа под ящиком подбрасывают его в воздух, и там, где он приземляется, начинаются новые пожары и возникают новые озера лавы.

Но мы продолжаем поворачивать переключатель.

При мощности 18,7 гигаватт происходящее вокруг ящика начинает напоминать запуск космического корабля. Ящик бросают из стороны в сторону мощные восходящие потоки, которые он сам же и создает.

В 1914 году Герберт Уэллс описывал похожие приспособления в книге «Освобожденный мир»: бомба, которая вместо того, чтобы взорваться один раз, взрывается непрерывно – медленно разгорающийся ад, превращающий города в костры, которые невозможно потушить. Эта мрачная история предвосхищает развитие ядерного оружия 30 лет спустя.

Теперь наш ящик парит в воздухе. Каждый раз, вновь приближаясь к земле, он мгновенно разогревает поверхность, и стремительно расширяющийся раскаленный воздух снова подбрасывает его вверх.

Энергия 1875 тераватт сравнима с энергией взрыва склада динамита размером с большой дом, при этом склад продолжает взрываться ежесекундно.

В окрестностях ящика бушуют огненные бури – гигантские пожары, которые раздувает созданная ими же система потоков раскаленного воздуха.

Мы взяли новый рубеж: теперь фен, как ни невероятно это звучит, потребляет больше энергии, чем все остальные электроприборы на планете, вместе взятые.

Ящик, парящий высоко над поверхностью земли, каждую секунду излучает энергию, сравнимую с мощностью ядерного испытания «Тринити».[27]27
  Первый в мире взрыв атомной бомбы, 16 июля 1945 года, штат Нью-Мексико. – Примеч. ред.


[Закрыть]

К этому моменту дальнейший ход событий ясен. Эта штука будет летать по атмосфере, пока не уничтожит планету.

Давайте попробуем что-то изменить.

Переключим мощность на ноль, когда ящик будет пролетать над Северной Канадой. Быстро остывая, ящик начнет падать, пока в облаке пара не плюхнется в Большое Медвежье озеро.

А затем…

В данном случае это 11 петаватт.

Короткое отступление

Официальный рекорд скорости объекта, созданного человеком, поставил зонд «Гелиос‐2», который разогнался примерно до 70 км/с на орбите вокруг Солнца. Но возможно, что на самом деле этот титул по праву принадлежит металлической крышке люка весом две тонны.

Эта крышка закрывала шахту подземного ядерного полигона в Неваде во время испытаний в 1957 году. Когда в шахте был взорван заряд мощностью в одну килотонну, шахта превратилась, по сути, в ствол ядерной пушки, всей своей мощью вытолкнувшей вверх крышку люка. Камера, нацеленная на крышку, сделала только один кадр, прежде чем крышка исчезла из поля зрения, то есть она двигалась как минимум со скоростью 66 км/с. Эту крышку потом так и не нашли.

Так вот, хотя 66 км/с – это в шесть раз больше, чем вторая космическая скорость, маловероятно, чтобы крышка достигла космического пространства (что бы ни гласили по этому поводу разные популярные спекуляции). Расчеты показывают, что крышка либо была полностью уничтожена при столкновении с воздухом, либо в конце концов замедлилась и упала обратно на землю. Но если бы крышке все-таки удалось выйти с такой скоростью в космос, она смогла бы покинуть Солнечную систему лет через двадцать.

Когда мы снова включим фен, наш ящик, бултыхающийся в озере, переживет нечто аналогичное. Раскаленный пар под ним начнет расширяться, и, когда ящик станет подниматься в воздух, вся поверхность озера обратится в пар. Пар, раскаленный потоком излучения до состояния плазмы, будет ускорять ящик все больше и больше.

Фотография из архива командира МКС Хэдфилда

Вместо того чтобы врезаться в плотный слой воздуха, как крышка от люка, ящик пролетит через сферу расширяющейся плазмы, которая окажет ему очень мало сопротивления. Затем выйдет из атмосферы и продолжит лететь, медленно угасая, превращаясь из второго солнца в тусклую звездочку. Да, большая часть Северо-Западных территорий Канады сгорит, зато сама Земля уцелеет!

Представьте, кое-кто все равно останется этим недоволен.

Странные (и тревожные) вопросы из папки «Входящие» сайта «А что, если?» (вторая порция)

ВОПРОС: А что, если бы в чернобыльский реактор во время аварии сбросили антиматерию? Он прекратил бы плавиться?

– Эй-Джей

ВОПРОС: Можно ли плакать так долго, что наступит полное обезвоживание организма?

– Карл Уилдэрмут

Последний свет человечества

ВОПРОС: А что, если бы все люди одновременно исчезли с лица Земли? Через сколько времени погаснет последний искусственный источник света?

– Алан

ОТВЕТ: На титул «последнего огонька» будет много претендентов.

Прекрасная книга Алана Вейсмана «Земля без людей» подробно описывает, что произошло бы с домами, дорогами, небоскребами, фермами и домашними животными, если бы люди внезапно исчезли. Научно-популярный сериал «Жизнь после людей» посвящен аналогичной теме. Однако ни в книге, ни в сериале нет ответа на данный конкретный вопрос.

Начнем с очевидного: большая часть искусственных источников света долго не протянет, потому что основные электромагистрали довольно быстро разрушатся. Тепловые электростанции, которые обеспечивают большую часть электричества на Земле, требуют постоянной подачи топлива, а для этого именно люди должны принимать какие-то решения.

В отсутствие людей уменьшится потребность в энергии, но термостаты в наших квартирах будут продолжать работать. Угольные шахты и нефтяные вышки отключатся в первые же несколько часов, остальные предприятия подхватят у них эстафету. Эту ситуацию сложно решить даже с участием людей. В результате начнется нарастающая лавина отключений, которая приведет к полному параличу всех основных энергосетей.

Однако немало электричества исходит из источников, которые не зависят от основных сетей тепловых электростанций. Давайте взглянем на некоторые из них и посмотрим, когда они могут отключиться.

Дизельные генераторы

Многие люди, живущие, к примеру, на далеких островах, получают энергию при помощи дизельных генераторов. Эти устройства будут работать, пока у них не закончится топливо, а этот срок в большинстве случаев составит от нескольких дней до нескольких месяцев.

Геотермальные электростанции

Источники электроэнергии, которым вообще не нужно топливо, поставляемое людьми, окажутся в более выигрышной ситуации. Например, геотермальные станции, использующие тепло недр планеты, некоторое время обойдутся без вмешательства людей.

Однако инструкция по эксплуатации геотермальной станции на острове Свартсенги в Исландии гласит, что раз в шесть месяцев необходимо заменять масло в трансмиссиях и смазывать все электрические моторы и сочленения. Без обслуживающего персонала, способного это сделать, некоторые станции проработают еще несколько лет, но в конце концов все механизмы разрушатся.

Ветряные турбины

Машинам, действие которых основано на силе ветра, повезет больше. Ветряки специально конструируют таким образом, чтобы они не требовали постоянного ухода, по той простой причине, что их много и залезать на них – большая морока.

Некоторые ветряные турбины могут работать очень долго без вмешательства людей. Гедсерский ветряк в Дании был установлен в конце 1950-х и вырабатывал энергию в течение 11 лет без единого ремонта. Современные турбины обычно рассчитаны на 30 000 часов (3 года) непрерывной работы без технического обслуживания, и, без сомнения, некоторые из них проработают еще десятилетия. И хотя бы в одном из них наверняка будет светиться хотя бы один жидкокристаллический экран на панели какого-нибудь индикатора.

Но в конце концов большая часть ветряных турбин остановится по той же причине, что и геотермальные станции: их движущиеся части заклинит без смазки.

Гидроэлектростанции

Генераторы, превращающие энергию падающей воды в электричество, продолжат какое-то время работать. Документальный сериал «Жизнь после людей» показывал интервью с оператором электростанции на плотине Гувера, который сказал, что, если бы все сотрудники ее покинули, она проработала бы еще несколько лет на автопилоте. Рано или поздно станция, скорее всего, станет жертвой либо засоров в системе забора воды, либо тех же механических поломок, что убьют ветряки и геотермальные станции.

Батарейки

Огоньки, использующие электричество батареек, погаснут в течение одного-двух десятилетий. Даже если батарейка не используется, она все равно постепенно разряжается. Некоторые типы батарей проживут дольше остальных, но даже те из них, которые, согласно рекламе, приспособлены для длительного хранения, смогут удерживать заряд всего десять-двадцать лет.

Есть несколько исключений. В Кларендонской библиотеке Оксфордского университета есть колокольчик на батарейке, который работает с 1840 года. Его звон практически не слышен, а на каждый удар молоточка тратится микроскопическая доля заряда. Никто толком не знает, какая именно батарея используется в колокольчике, потому что никто ни хочет разбирать его.

К сожалению, никакого света колокольчик не дает.

Ядерные реакторы

Долговечность ядерного реактора – непростой вопрос. Перейдя в режим низкой мощности, реактор может работать почти бесконечно – так высока удельная энергоемкость ядерного топлива.

Как сказано в одном интернет-комиксе:

К сожалению, на практике реакторы все равно проработают недолго. Как только хоть что-нибудь пойдет не так, ядро реактора автоматически перейдет в режим остановки. Возможно, это произойдет довольно быстро; причиной могут стать разные факторы, но наиболее вероятным будет отключение подачи энергии на реактор.

Может показаться странным, что для работы энергетической станции требуется внешний источник энергии, но каждая часть управляющей системы ядерного реактора спроектирована так, чтобы любой сбой немедленно заставил реактор остановиться. Как только извне перестанет поступать энергия – из-за того ли, что внешняя электростанция перестанет работать, или у запасных генераторов закончится топливо, – реактор отключится.

Космические зонды

Из всех творений человека наши космические аппараты могут оказаться самыми долговечными. Некоторые из них останутся на орбите на миллионы лет, но их электрическое оборудование не проживет так долго.

Пройдут столетия, и наши марсоходы будут погребены глубоко в пыли. К тому времени многие спутники рухнут обратно на землю, сойдя с орбиты. Спутники GPS на дальних орбитах протянут дольше, но со временем даже самые стабильные орбиты будут искажены под влиянием Луны и Солнца.

Многие космические аппараты работают за счет солнечных панелей, другие – за счет энергии радиоактивного распада. Марсоход «Кьюриосити», к примеру, использует энергию тепла, выделяемого кусочком плутония: этот радиоактивный материал находится в контейнере, укрепленном на вертикальном штоке.

«Кьюриосити» мог бы получать электроэнергию в течение более чем ста лет. В конце концов напряжение станет слишком слабым для его работы, но скорее всего, другие детали машины износятся еще раньше.

Итак, «Кьюриосити» выглядит многообещающе. Есть одна проблема – у него отсутствуют какие-либо осветительные приборы.

Строго говоря, у «Кьюриосити» есть фары – он использует их, чтобы подсвечивать образцы и проводить спектроскопию. Однако они включаются только тогда, когда проходят измерения. Без соответствующих инструкций (которые должны дать люди) у него не будет повода их включать.

Если на борту нет людей, космическому аппарату не очень-то нужны источники света. Зонд «Галилео», который исследовал Юпитер в 1990-е, был снабжен несколькими светодиодами в механизме устройства, записывавшего информацию о полете. Но поскольку они излучали волны в инфракрасном диапазоне, называть их «огнями» не вполне корректно. Да и в любом случае «Галилео» больше нет – как и было запланировано, зонд врезался в Юпитер в 2003 году.[28]28
  Падение на Юпитер было необходимо, чтобы безопасно уничтожить зонд и не допустить заражения близлежащих небесных тел – например, спутника Юпитера Европы, на которой есть вода – земными бактериями.


[Закрыть]

На других наших аппаратах тоже имеются источники света. Например, некоторые спутники GPS используют ультрафиолетовые светодиоды, чтобы контролировать статическое напряжение на поверхности оборудования, и эти элементы работают от солнечных батарей. Теоретически они могут работать столько, сколько будет светить Солнце. К сожалению, большая их часть не протянет хотя бы столько, сколько «Кьюриосити», и рано или поздно будет уничтожена в результате столкновения с космическим мусором.

Но солнечные батареи используются не только в космосе.

Солнечная энергия

Телефонные будки для экстренных вызовов, стоящие вдоль дорог в отдаленных местностях, часто работают на солнечной энергии. Обычно они оборудованы фонариком, который горит по ночам.

Так же как и ветряки, эти заброшенные в глуши устройства довольно хлопотно обслуживать, поэтому они спроектированы в расчете на длительную работу. Если солнечные панели периодически очищать от пыли и мусора, они проработают так же долго, как и электроника, которая к ним подключена.

Провода и электрические контакты рано или поздно разъест коррозия, но солнечные панели, находящиеся в сухом месте и подключенные к качественной электронике, смогут спокойно вырабатывать энергию в течение столетия, особенно если ветер или дождь время от времени будут очищать их от пыли.

Если следовать четкому определению понятия «свет», то огни, получающие питание от солнечных батарей в удаленных уголках планеты, могли бы оказаться последним уцелевшим источником искусственного света.[29]29
  В СССР строили маяки, работавшие на радиоактивном распаде, но они уже не функционируют.


[Закрыть]

Но есть еще один претендент, и он довольно странный.

Эффект Вавилова – Черенкова

Обычно радиоактивность невидима.

Когда-то циферблаты часов покрывали слоем радия, чтобы они светились. Однако светилась не сама радиоактивность, а фосфоресцирующая краска, наносившаяся поверх радия и испускавшая свет под действием излучения. С годами краска осыпалась, и хотя эти часы все еще радиоактивны, они уже не светятся.

Однако циферблаты – не единственный радиоактивный источник света.

Когда радиоактивные частицы проходят через материалы наподобие воды или стекла, они светятся, поскольку движутся быстрее скорости света в этой среде (но, конечно, медленнее скорости света в вакууме). Это называется эффектом Вавилова – Черенкова, его пример – узнаваемое голубое свечение ядра ядерного реактора.

Некоторые из наших радиоактивных отходов, например цезий‐137, расплавляют и смешивают со стеклом, затем охлаждают в плотные бруски, которые обматывают изоляцией для безопасной транспортировки и хранения.

В темноте они светятся синим.

Цезий‐137 имеет период полураспада 30 лет, значит, спустя двести лет они все еще будут светиться с мощностью в 1 % от изначальной радиоактивности. Свет будет угасать со временем, но сохранит тот же синий цвет.

Вот и ответ. Спустя столетия в безлюдных бетонных бункерах будет по-прежнему светиться синим светом наш радиоактивный мусор.