Текст книги "Простые вопросы. Книга, похожая на энциклопедию"

Кому принадлежит Луна?

В 1980 году американский гражданин Деннис Хоуп оформил запрос на поверхность всей Луны, о чем уведомил Генеральную ассамблею ООН, правительство США и СССР. Власти Калифорнии не нашли причин отказать ему и выдали свидетельство о собственности. Никто на Земле даже и не шелохнулся.

Как же Хоупу удалось присвоить Луну? В 1967 году ООН ратифицировала договор «О принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела». По договору ни одна планета не может быть присвоена никаким государством и ни на одной из них не может быть размещено обеспечение и ведение военной деятельности. Например, на сходных основаниях Антарктида не может быть присвоена никаким государством. Однако в договоре ничего не сказано о частном владении землями на их поверхности. К тому же в американском законодательстве есть статья, согласно которой любой гражданин может стать собственником любого участка, если до этого на него не было никаких заявок. Хоуп присвоил также все планеты Солнечной системы и само Солнце. Всего ему принадлежит 52 небесных тела.

Приватизировав Луну, Хоуп приступил к продаже лунных участков. Стандартный лунный участок ценой в 100 долларов США – это прямоугольник 2682 × 268 м, что составляет примерно 0,7 км2. Получается, что на Луне приблизительно 53 млн таких участков, при продаже которых выдается сертификат. Таким образом, Луна стоила на тот момент около 50 млрд долларов. Сейчас участками на Луне владеют приблизительно 6 млн жителей Земли из 180 стран мира, в том числе и из России. В Москве участки в 40 соток (1 акр) продаются приблизительно по 2000 рублей.

Что же из этого следует? А вот что. Существуют планы освоения Луны, в том числе и добычи на ней полезных ископаемых. Очевидно, что если космические корабли будут садиться на чьи-то участки и тем более если на чьих-то участках начнется добыча ископаемых, то откроется поток исков в суды. В цивилизованных странах суды обладают очень высокой степенью независимости, поэтому никто не может предсказать их решений. А они между тем создадут судебный прецедент.

Юристы НАСА относятся к делу крайне серьезно, так как, исходя из опыта прошлых лет, суды США отличаются крайне жесткими решениями по искам простых граждан. Например, некая дама выиграла суд у производителя микроволновок, поскольку в инструкции не было сказано, что в них нельзя сушить мокрых кошек, а некий фермер выиграл иск, потому что в инструкции к лестнице-стремянке не было написано, что ее нельзя ставить на замерзшие коровьи лепешки.

Юристы НАСА действуют на строго формальной юридической основе. В Калифорнии есть такой закон: если человек в течение 12 лет не посещал свой участок и не обрабатывал его, то земля может быть конфискована. Вряд ли владельцы участков смогут продемонстрировать, что они там были и как-то их обрабатывали. Но встает вопрос: а кто возбудит дело о конфискации? Как это все будет устроено?

Этот курьезный пример с Луной заставляет задуматься, что мы пока еще плохо умеем жить в законодательном поле, а вокруг между тем еще много всего неприсвоенного. Если и вы захотите приобрести кусочек Луны, то у вас для этого есть все возможности, так как в России давно работает открытое Хоупом Лунное посольство. Однако помните о необходимости обрабатывать лунный участок.

Круглая ли Земля?

Конечно, Земля круглая – это знает каждый. Но, как показывает опыт, всегда находятся люди, которые не знают удивительно обычных, простых вещей.

Вместе с тем строгий научный ответ всегда подразумевает и указание точности, с которой делается утверждение. Поэтому ответ о том, что Земля круглая, нельзя считать полным и точным.

Действительно, шарообразное тело нашей планеты немного сплюснуто вдоль оси, соединяющей ее полюса. Это получилось из-за действия направленных поперек этой оси центробежных сил, обусловленных суточным вращением Земли. Рассчитать эту деформацию, существование которой предсказал Ньютон в конце XVIII века, сложно, потому что тело Земли состоит из перемежающихся твердых и жидких слоев, толщина и физические свойства которых известны лишь приблизительно. Современные измерения, произведенные с помощью орбитальных космических станций, показывают, что экваториальный радиус больше полярного примерно на 21 км, то есть примерно на 1/300, или на 0,3 %. Экваториальный радиус равен 6 378,245 км, а полярный – 6 356,863 км. При этом некоторые теоретики считают, что Южный полюс несколько ближе к экватору, чем Северный.

Не все ясно и с симметрией экваториального сечения. Наибольший и наименьший экваториальные радиусы отличаются друг от друга на 210 м.

Но еще поверхность Земли шероховата, потому что на ней есть горы и океанские впадины. Наиболее высокая точка на Земле – вершина горы Джомолунгма в Гималаях – около 9000 м. Высота Джомолунгмы (Эвереста) – 8848 м. Наибольшую глубину имеет Марианская впадина в Тихом океане – 11 034 м. Таким образом, максимальная амплитуда рельефа земной поверхности составляет около 20 км, то есть имеет масштабы, сопоставимые с приплюснутостью (также примерно 0,3 % от радиуса). Апельсин, к примеру, гораздо более шероховат. Шероховатость большей величины оказывается невозможной из-за того, что твердая земная оболочка, имеющая под горами толщину несколько десятков километров, продавливается их тяжестью, и происходит так называемое изостатическое выравнивание рельефа.

Знанию о том, что Земля шарообразна, не менее 2000 лет. Эта идея высказывалась еще Пифагором в V веке до н. э. и Аристотелем в III веке до н. э. Не исключено, что она звучала и ранее.

В III веке до н. э. радиус Земли впервые был измерен. Это сделал Эратосфен, хранитель знаменитой Александрийской библиотеки. Современники, в том числе и Архимед, признавали его мудрецом. Метод Эратосфена основывался на измерении длины теней от солнца в Александрии в момент летнего солнцестояния, когда в другом египетском городе Сиене (Асуан, на юге Египта) солнце оказывалось точно над головой и тени не отбрасывало. Эратосфен смог определить диаметр Земли с ошибкой всего 80 км.

Две тысячи лет назад знание о том, что Земля круглая, действительно было доступно лишь мудрецам. Сегодня всякий может взглянуть на фотографию, сделанную со спутника, и своими глазами безо всяких рассуждений удостовериться, что она и вправду круглая.

За прошедшие две тысячи с лишним лет наука добыла огромное количество знаний, без которых нельзя обустроить нашу жизнь. Люди привыкли пользоваться плодами этих знаний, и привычку часто отождествляют со знанием. Поэтому и на многие вопросы отвечают по привычке и не задумываясь, то есть, по существу, на основе предрассудков.

Кто изобрел колесо?

В этой истории интересно не только то, кто изобрел колесо, но и то, кто не сумел этого сделать.

Дисковое колесо, то есть без обода и спиц, и тележка были изобретены на 1000 лет позже лодки и весел, приблизительно в середине IV тысячелетия до н. э. В это же время были приручены лошади, используемые в транспортном процессе.

Постепенно конструкция колеса совершенствовалась, и во II веке до н. э. стали появляться первые колеса со спицами, ступицей и гнутым ободом. Еще позже для придания необходимой прочности и долговечности обод сделали металлическим.

Колесо изобрели праиндоевропейцы. К IV веку до н. э. они создали отлично налаженное сельское хозяйство, и численность населения довольно быстро росла. Возникала необходимость в постоянном освоении новых земель. Это известно из сходных мифов древних греков, иранцев и индусов о поисках пахотных территорий. В частности, к ним относят миф об аргонавтах, искавших золотое руно в Колхиде.

Необходимость в освоении новых земель обострилась, когда к середине IV века до н. э. значительно снизилась температура воздуха и одновременно усилилась континентальность климата, что привело к падению продуктивности и надежности сельского хозяйства индоевропейцев. Вначале они мигрировали вдоль рек и иногда для перемещения хозяйственных грузов использовали волокуши и катки, которые, в сущности, были вариантами пахотных орудий, применяемых для сельскохозяйственных нужд.

Именно каток стал прообразом колеса, так как, чтобы он ехал более управляемо, у него делали тоньше серединную часть, например выжигали. Получалось что-то вроде катушки. Потом уже догадались отделить диск от оси.

Ухудшение плодородия земель привело к необходимости развития скотоводства. А это требовало пастбищных земель, которых было много в степях Евразии. Колесный транспорт позволил племенам со скотоводческим укладом хозяйства перейти к кочевому образу жизни. Он обеспечил передвижение с домашним инвентарем, женщинами и детьми на большие расстояния. Отгонно-пастбищному скотоводству была присуща периодичность кочевания, а теперь племена могли не возвращаться на место поселения, двигаясь все дальше и дальше. Так изобретение колеса и повозки резко усилило миграционные возможности праиндоевропейцев, и они расселились по всему евро-азиатскому континенту.

А вот в Америке необходимости в такой мощной миграции не было, да и лошади там были неизвестны. Поэтому стимулы для изобретения колеса отсутствовали, и североамериканская цивилизация колеса так и не дала.

В Киргизии найдены наскальные рисунки, на которых изображается конная повозка: видны два колеса, собственно повозка, лошадь и возница. Композиция рисунка еще вполне примитивная и беспомощная, но как ясно представлены важнейшие детали!

Изобретение колеса способствовало развитию многих ремесел. Оно нашло применение, например, в гончарном круге, мельнице, прялке, токарном станке. Каждое из этих изобретений – настоящая революция.

В нынешнее время диапазон использования колеса огромен. Оно входит в состав практически всех механизмов – от гигантских турбин до крохотных часиков. Без преувеличения можно сказать, что наша цивилизация мчится на колесах.

Легко ли слетать в космос?

Обычно, когда задают вопрос о том, легко ли слетать в космос, имеют в виду два обстоятельства: большие перегрузки при старте/приземлении и невесомость. Действительно, это два очень важных фактора, которые сильно действуют на человека. Но если вы спросите самих космонавтов, то, к удивлению, узнаете, что они обращают внимание совсем на другие вещи. Да, перегрузка есть, но, в конце концов, можно натренироваться и как-то это перенести. Что касается невесомости, то в первые часы и сутки полета трудно, потому что дезориентированы движения, к тому же из-за рассогласованности работы рецепторов бывают головокружение, тошнота. Из-за невесомости кровь приливает к голове, так как нет противодействия гидростатического столба. Но к этому организм адаптируется. Это не самое главное.

В космосе мы попадаем в ограниченную среду обитания. Возникает множество неожиданных проблем. Например, формируется определенный состав микрофлоры и микрофауны, зависящий от того, кто в этом пространстве живет. Это происходит иным образом, чем на Земле, потому что здесь много открытого пространства, хотя и «всякая кухня пахнет по-своему». Эта среда может неожиданно повлиять на нового посетителя космической станции. Например, во время первых посещений космической станции мне рассказывали, что в Центре управления полетами совершенно серьезно решали, могут ли космонавты поцеловаться, или им можно позволить только обнять друг друга.

Вообще, задача жизнеобеспечения в полете очень сложная. Это огромная научно-инженерная работа.

Важным оказывается и то, что люди испытывают голод чувств (по-научному это называется сенсорная депривация). На Земле мы не замечаем, как к нам поступает абстрактная и чувственная информация, и просто не понимаем своей зависимости от этого. Есть такие опыты, когда людей помещают в воду, темноту и беззвучие. Все подобрано так, чтобы не было никаких возбуждений: вода не холодная, не горячая, тело в воде нисколько не весит. Оказывается, люди очень плохо выносят такие условия, разрушается личность. Причем страх и дискомфорт все начинают испытывать очень быстро: некоторые через несколько минут, другие выдерживают часы. Но они совершенно теряются: какое время, где находятся, что происходит. Конечно, в космосе не так, однако существенный голод ощущений все-таки есть.

В корабле приходится долго находиться в неизбежном контакте с одними и теми же людьми. И это приводит к тому, что возрастает созависимость. Приходится терпеть чужие привычки. Волей-неволей утекает какая-то информация, люди много друг о друге узнают. В этих условиях любое неосторожное обращение может привести к конфликту.

Еще в космосе обычно выполняется очень трудная и ответственная работа, результаты которой сильно влияют на то, как человек воспринимает свою жизнь. Да еще надо все время поддерживать себя в форме, чтобы благополучно перенести приземление. Гимнастика в космическом корабле – это не по парку пробежаться, а потом в душ. Один из уважаемых мной космонавтов говорил, что на всю жизнь возненавидел гимнастику и сына своего не будет к этой муке приучать.

Таким образом, мы видим, что факторы, действующие там, довольно неожиданные, не те, о которых мы подумали с самого начала. Но самое удивительное, что такие факторы встречаются и в нашей жизни. Мы ходим на одну и ту же работу, сидим в одной и той же комнате, переживаем за результаты нашего труда. И получается, что в космос нелегко слетать, потому что и жить, в принципе, нелегко. А там это проявляется в гипертрофированной форме. На такую работу способны лишь выдающиеся люди.

Сейчас появились космические туристы, но при тех технологиях, которые используются в космонавтике, полет в космос по-прежнему остается нелегким делом. Однако поживем – увидим. Еще век назад на самолетах тоже летали только выдающиеся люди.

Много ли на Земле воды?

Без воды на Земле не было бы жизни. И нас бы не было. Сейчас, когда изучают Марс и думают о том, есть или была там жизнь, то, прежде всего, ищут следы воды или ее воздействия на окружающую среду. Ищут и ответ на вопрос, откуда взялась вода на Земле. Вода – вещество сложное и таинственное. Она обладает многими удивительными свойствами, но мы сегодня поговорим только о ее количестве.

Воды на Земле чуть больше 1 млрд км3. Много это или мало? Если бы она была разлита по Земле ровным слоем, то его толщина равнялась бы примерно двум километрам. Впечатляет! Но, с другой стороны, это почти в 1000 раз меньше объема Земли. Если сопоставить Землю с яблоком, то такая пропорция означает, что толщина водного слоя была бы тоньше яблочной шкурки.

Эти цифры поражают, притом что океан считается грозной стихией. А про океан мы говорим, потому что в нем, по разным оценкам, находится основной объем земной воды – от 96 до 97,5 %. И эта вода соленая. Кстати говоря, океанская вода почти тождественна плазме крови человека. В океане обитает 80 % всех живых существ – более 150 000 биологических видов, в том числе около 10 000 видов водорослей.

Остальная часть воды, гораздо меньшая – примерно 2–2,5 %, досталась суше.

И совсем мало воды, меньше 0,04 %, содержится в атмосфере. Много пара в воздухе не может быть по физическим условиям. Но это очень важная вода, которая формирует погоду и обеспечивает значительную часть круговорота всей земной воды. Объем осадков, выпадающих из атмосферы за год, примерно в 30 раз превышает объем воды, содержащейся в атмосфере. Хотя круговорот обеспечивается еще и за счет медленного стока подземных вод.

Примерно половина воды суши приходится на подземные воды, а половина – на ледники. Глубоко под землей находятся буквально целые моря. Есть они и на территории России. Грунтовая вода найдена даже под Сахарой.

Примерно 1 % воды суши, то есть 0,02 % от всей воды Земли, хранится в таких важных для растений и живых существ источниках, как реки, озера и болота. Удивительно то, что их суммарный объем меньше, чем объем воды, содержащейся в атмосфере.

В последнее время все чаще говорят, что воды не хватает. Это обосновано статистическими данными солидных международных организаций. Однако следует заметить, что на самом деле пригодной для употребления воды не хватает. Отчасти это связано с тем, что человечество пользуется малой толикой вод Земли, поскольку в основном ее берут из рек и озер, а отчасти с тем, что люди не умеют применять воду рационально. Активность человека в потреблении воды уже такова, что становится сопоставима с объемами природного круговорота. Люди вмешиваются в него, загрязняют. Промышленная активность человека заметно сказывается на режимах существования рек и озер.

Есть попытки использовать и подземную воду. Например, в Мехико, расположенном достаточно высоко в горах, потребляется именно подземная вода. Естественный обмен подземной воды и океана занимает тысячи лет, и поэтому скоропалительное вмешательство человека может иметь плохо предсказуемые долгосрочные последствия. Например, под тем же Мехико непрерывно оседает почва.

Так все-таки много ли на Земле воды? В абсолютных цифрах 1 млрд км3, которые мы непроизвольно сопоставляем с бытовыми объемами, – поразительно большая цифра. По сравнению с объемом Земли не так уж и много. Но этой воды вполне достаточно, чтобы нормально жить. Надо только поскорее научиться правильно ею пользоваться.

Много ли на Земле нефти?

Сто лет назад такой вопрос мало кого взволновал бы. В XX же веке главным источником энергии стало ископаемое топливо – уголь, нефть, природный газ. В настоящее время доля ископаемого топлива в энергетике составляет около 90 %, при этом доля нефти превышает 50 %. Людей все время волнует, хватит ли им нефти для нормального существования и развития.

По оценкам специалистов, разведанные запасы в 2012 году составляли примерно 1500 млрд баррелей. Нефтяной баррель равен 159 л. Таким образом, разведанные запасы составляют около 260 млрд тонн. Неразведанные запасы, по оценкам экспертов, составляют 300–1500 млрд баррелей.

Географическое распределение запасов нефти крайне неравномерно. Так ⅔ нефти находится на Ближнем Востоке. Россия располагает приблизительно 4 % мировых запасов.

Оценки, на какое время хватит нефтяных запасов, осложняются тем, что до сих пор нет научной ясности о происхождении нефти. По этому поводу существует две концепции – биогенная и минералогическая.

Биогенная теория предполагает, что исходным веществом для образования нефти и газа становятся продукты распада биогенного материала – отмерших остатков живых организмов, обитавших на Земле в прошлые геологические эпохи. Эта теория подтверждается тем, что 99 % месторождений нефти и газа сосредоточено в породах, образовавшихся из донных отложений древних водных бассейнов, в которых развивалась жизнь.

Минералогическая концепция, основоположником которой считается универсальный ученый Менделеев, объясняет происхождение нефти и природного газа сугубо геологическими процессами с участием углерода, 99 % которого, между прочим, расположено вне донных отложений. Среди них есть и такая теория, по которой нефть – это промежуточный продукт круговорота углерода. Согласно этому подходу нефть при разумном расходовании не закончится никогда.

С учетом того, что текущий спрос на нефть составляет около 80 млн баррелей в день, при сохранении этого уровня потребления разведанных запасов хватит примерно на 40 лет. Такие же сведения приводит и компания British Petroleum, известная, кроме всего прочего, как мировой лидер в области управления знаниями.

Специалисты не сомневаются, что вместо углеводородов достаточно скоро будут использоваться альтернативные источники энергии, работа над которыми уже сейчас идет очень активно. Например, во Франции на атомную энергетику приходится около 44 %.

Поэтому гораздо более важной, чем запасы нефти, представляется проблема допустимого объема безопасного энергопотребления. За прошедшие 100 лет производство выросло приблизительно в 20 раз, что потребовало десятикратного увеличения потребления энергии. Сейчас оно всего в несколько тысяч раз меньше солнечной энергии, поступающей на верхнюю границу атмосферы. При таком темпе очень скоро влияние людей на эволюцию Земли станет сопоставимым с воздействием природных факторов, и глобальные процессы могут непредсказуемо измениться, не оставив человеку места на Земле. Есть о чем подумать, пока не поздно.

Может ли Солнце погаснуть?

Со всей определенностью можно сказать – не только может, но и обязательно погаснет. Вот как это произойдет.

Сейчас нашему Солнцу примерно 4,5 млрд лет. Оно возникло из газопылевого облака, неустойчивое однородное состояние которого было возмущено то ли прохождением сильной ударной волны после взрыва сверхновой, то ли из-за воздействия проходившего примерно 5 млрд лет назад мимо нашей области пространства одного из рукавов Галактики. В пользу обоих вариантов есть значительные аргументы, но к нашему вопросу это не имеет отношения.

К настоящему моменту за счет реакций термоядерного синтеза половина атомов водорода, сконцентрированных в центральной части – ядре Солнца, выгорела и превратилась в атомы гелия. Температура в центре Солнца составляет 16 млн градусов, а на поверхности – около 6000 градусов. Начался процесс выгорания поверхностной части водорода. Он продлится еще примерно 5 млрд лет. За первые 1,5 млрд лет заметных отличий от нынешнего состояния не произойдет. При этом, однако, ядро будет сжиматься, а оболочка расширяться, и Солнце начнет превращение в красного гиганта. Через 1,5 млрд лет размер Солнца увеличится примерно в три раза, а температура на Земле повысится где-то на 100 градусов. Все океаны испарятся, и жизнь станет невозможной. Таким образом, жизнь на Земле, зародившаяся примерно 3 млрд лет назад, использовала ⅔ отпущенного ей срока.

Через 5 млрд лет начнется выгорание гелия с превращением его в углерод и кислород. Так как Солнце имеет пограничные параметры, нельзя предсказать в деталях, плавным или резким будет переход к гелиевому горению. Оно займет примерно 1 млрд лет. Когда оно станет подходить к концу, Солнце снова станет красным гигантом, даже сверхгигантом. Далее в силу все той же критичности размеров Солнца оно либо станет белым карликом и примерно за 1 млрд лет остынет, превратившись в уголек гигантского пожара – черного карлика, либо произойдет взрыв сверхновой. За счет ядерного синтеза оно обогатит пространство химическими элементами вплоть до трансурановых. Ударная волна от взрыва может породить образование новой звезды, и вся история с той или иной степенью точности повторится.

Безусловно, драматизм эволюции Солнца захватывает. Однако мы должны давать себе отчет о собственном положении и несоизмеримости масштабов космического и человеческого времени. Если даже оценивать историю человечества в 1 млн лет, хотя возраст цивилизации не превышает нескольких десятков тысяч лет, то впереди еще время, достаточное для десятков тысяч таких цивилизаций. Более того, это время, в котором многократно появляются и исчезают биологические виды. Это время гораздо больше, чем длительность путешествия от звезды до звезды даже при нынешних скоростях.

Мне кажется, не наше дело, да и не по силам искать здесь выход. Наше дело – передать оптимизм будущим поколениям.