Вы здесь: Главная > Вселенная > Это элементарно

Это элементарно

.

Периодическая таблица химических элементов, которую в течение последних двух столетий с любовью составляли химики и физики всего мира, отражает собой принцип организации, лежащие в основе свойств и поведения всех известных нам элементов Вселенной, включая те, которые нам еще только предстоит обнаружить. По этой причине следует воспринимать эту таблицу как культурный феномен, наглядно демонстрирующий умение нашего общества организовывать имеющиеся у него знания. Таблица служит свидетельством того, что вся мировая научная инициатива — это одно большое всечеловеческое приключение, и приключение не только в лабораториях, но и в ускорителях частиц, а также на передовых линиях пространства и времени целой Вселенной.


Среди заслуживших признание, а значит, и свое законное место в периодической таблице элементов время от времени тот иной Поражает воображение даже состоявшегося ученого, словно особо странный экземпляр в зоопарке уникальных зверьков, придуманных и претворенных в реальность доктором Сьюзом. Судите сами: как такое возможно, чтобы из натрия — смертельно опасного реактивного метала, который можно легко разрезать ножом для масла, и чистого хлора — мерзко пахнущего и тоже смертоносного газа — можно было получить хлорид натрия, безобидное соединение, без которого трудно представить себе жизнь на Земле и которое более широко известно как поваренная соль? Как насчет водорода и кислорода, двух самых широко распространенных элементов не только на Земле, но и во всей Вселенной? Один из них — это взрывоопасный газ, а другой — проповедник яростного горения при интенсивном окислении; при этом сочетание данных элементов позволяет получить жидкость — воду, способную тушить огонь.
Среди всех многочисленных взаимодействий, представленных в замечательной лавке возможностей периодической таблицы, есть такие, которые имеют наибольшее значение для космоса. Они предлагают нам возможность взглянуть на таблицу глазами астрофизика. Мы непременно этой возможностью воспользуемся и прогуляемся по таблице, торжественно отдавая честь наиболее приметным ее элементам и восхищаясь некоторыми ее странностями.
Периодическая таблица подчеркивает тот факт, что каждый из встречающихся в природе элементов отличается от других своим порядковым номером, «атомным числом», которое отражает количество протонов (положительных электрических зарядов) в ядре этого элемента. В полноценном атоме всегда есть и электроны (отрицательные электрические заряды), вращающиеся вокруг его ядра. Их столько же, сколько и протонов, поэтому суммарный заряд атома составляет нуль. Разные изотопы каждого конкретного элемента обладают тем же самым количеством протонов и электронов, но различаются по количеству нейтронов в своем составе.
Водород, в ядре которого есть только один протон — это самый легкий и простой элемент, весь его вселенский запас появился в первые несколько минут после Большого взрыва. Из тех 94 элементов, что встречаются в природе в естественных условиях, на долю водорода приходится более двух третей всех атомов в теле человека и более 90 % всех атомов во Вселенной, включая Солнце и его гигантские планеты. Водород в ядре самой крупной планеты Солнца — Юпитера — подвергается столь высокому давлению окружающих его слоев газа, что ведет себя скорее как электромагнитный металл-проводник, чем газ, создавая самое сильное магнитное поле из всех, что окружают планеты Солнечной системы. Английский химик Генри Кавендиш открыл водород в 1766 году, проводя эксперименты с H2O — водой. Английское и латинское название hydrogen (ium) позаимствовано из греческого «гидро-генес», что означает «образующий воду»; а частица «ген» знакома вам, к примеру, по слову «генетика». Однако с точки зрения астрономии главное достижение Кавендиша, снискавшее ему славу, заключается в том, что он стал первым человеком в истории, которому удалось точно вычислить массу Земли, измерив гравитационную постоянную G из знаменитой формулы всемирного тяготения Ньютона. В недрах Солнца, где температура достигает 15 миллионов градусов по шкале Цельсия, каждую секунду каждого дня и ночи 4,5 миллиарда тонн мельтешащих ядер водорода (протонов) сталкиваются друг с другом, вследствие чего образуются ядра гелия. Около 1 % всей массы атомов, что участвуют в этом синтезе, преобразуется в энергию; в гелий же превращаются остальные 99 %.
Гелий, второй по распространенности химический элемент во Вселенной, на Земле можно найти лишь в нескольких подземных месторождениях, где он словно заперт в ловушке. У многих из нас гелий ассоциируется лишь с его развлекательными свойствами, знакомства с которыми нужно всего лишь приобрести его в магазине. Когда вы вдыхаете гелий, его низкая плотность по сравнению с другими атмосферными газами увеличивает частоту вибраций вашего горла, из-за чего голос начинается напоминать Микки-Мауса. Во Вселенной гелий представлен в объеме, в четыре раза большем, чем все остальные элементы, вместе взятые (не считая водорода). Один из столпов, на которых держится космология Большого взрыва, — это предположение, что во всей Вселенной атомы гелия составляют в общей сложности не менее 8 %: они образовались во время краткой первичной раскаленной агонии космоса, последовавшей сразу за большим взрывом. Так как термоядерный синтез водорода внутри звезд образует дополнительные запасы гелия, в некоторых регионах космоса может в заданный момент времени накапливаться более 8 % гелия, однако — что соответствует модели Большого взрыва — никому еще не удавалось найти такой регион нашей еще какой-нибудь галактики, в которой гелия было бы меньше.
За 30 с лишним лет до того, как им удалось обнаружить и выделить гелий в отдельный химический элемент на Земле, астрофизики умудрились вычислить его наличие на Солнце с помощью анализа спектра солнечного излучения во время полного затмения в 1868 году. Разумеется, они назвали этот ранее неизвестный им элемент в честь Гелиоса, древнегреческого бога Солнца. Подъемная сила гелия в воздухе составляет 92 % от подъемной силы водорода, но при этом он не обладает характерным для водорода взрывным нравом (незнание этого факта погубило в свое время немецкий дирижабль «Гинденбург»); поэтому гелий — лучший газ для заполнения огромных надувных шаров и персонажей парада в честь Дня благодарения американского торгового центра Macy’s, что делает его вторым в мире потребителем гелия по количеству тонн в год, впереди которого только военные структуры США.
Литий, третий по простоте строения элемент во Вселенной, содержит в своем ядре три протона. Как водород и гелий, он образовался вскоре после Большого взрыва, но, в отличие от гелия, запасы которого с тех пор регулярно пополняются в последующих ядерных реакциях, литий разрушается в результате ядерного синтеза, протекающего в звездах. По этой причине мы не рассчитываем когда-либо найти объекты регионы, в которых лития было бы больше, чем в среднем по Вселенной (0,0001 % от общего числа атомов, образованных в ее глубоком младенчестве). Наша модель предполагает, что образование элементов протекало лишь в первые полчаса существования Вселенной, и никому еще не удалось найти галактику, в которой лития было бы больше его максимального предельного значения. Такое сочетание предельных значений для лития и гелия ставит нас в рамки мощного двойного ограничения при проверке космологической теории Большого взрыва. Есть и другой подобный тест этой модели, который она всегда проходит с блестящими результатами: в нем сравнивают число ядер дейтерия, в каждом из которых содержатся один протон и один нейтрон, с количеством обычного водорода. В первые несколько минут синтеза были образованы оба этих типа ядра, но обычного водорода (с одним протоном) получилось в разы больше, чем дейтерия (где, помимо протона, есть еще и нейтрон).
Как и литий, следующие два элемента периодической таблицы — бериллий и бор (по четыре и пять протонов в ядре каждого соответственно) — в первую очередь обязаны своим происхождением термоядерному синтезу в ранней Вселенной и встречаются в ней в относительно скромных количествах. Из-за дефицита на Земле этих трех самых легких химических элементов после водорода и гелия случайный их прием внутрь — далеко не самая лучшая и даже опасная идея: ведь наша эволюция протекала, по сути, без их участия. Но, что удивительно, соответствующие дозы лития при этом способны приносить облегчение в борьбе с рядом умственных расстройств.
Начиная с углерода, элемента номер шесть, периодическая таблица расцветает пышным цветом. Количество молекул, в составе которых есть хотя бы один атом углерода (по шесть протонов в ядре каждого), превышает количество всех остальных, вместе взятых молекул мира, углерод не содержащих. Вселенская насыщенность ядрами углерода — он образуется в ядрах звезд, выводится к их поверхности и затем отправляется в огромных количествах в галактику Млечный Путь — в сочетании с его дружелюбной готовностью образовывать химические соединения с другими атомами делает углерод лучшим элементом-основой для формирования природной химии и разнообразия жизненных форм. Минимально опережая углерод по своей распространенности в мире, кислород (восемь протонов в ядре) тоже представляет собой высоко реактивный и распространенный элемент, чьи мировые запасы также образуются как внутри стареющих звезд (и выводятся ими в космос), так и внутри взрывающихся сверхновых. Кислород и углерод — важнейшие ингредиенты жизни на Земле, жизни в привычном для нас виде. Аналогичные процессы участвуют в создании и распространении во Вселенной азота, элемента номер семь, который также встречается в мире в огромных количествах.
Как насчет жизни в непривычном нас виде? Могут ли другие формы жизни использовать другие элементы в качестве основы своих сложных структур? Как насчет жизни, основанной на кремнии, элементе номер 14? В периодической таблице кремний расположен непосредственно под углеродом: это означает, что кремний способен создавать химические соединения того же плана, что и углерод, занимая в них, по сути, место углерода. В конце концов, углерод оказывается выше кремния, и не только потому, что в мире его в десять раз больше, но и потому, что химические связи, образуемые кремнием, получаются намного сильнее ощутимо слабее, чем углеродные связи, то есть ведут себя менее однообразно. Собственно, сила связи кремния и кислорода приводит к образованию крепких скальных пород, в то время как сложным молекулам на основе кремния трудно выживать в условиях экологического стресса, который нипочем соединениям на основании углерода. Эти факты не останавливают писателей научной фантастики, активно отстаивающих права кремния в своих произведениях; заодно это держит биологию внеземной жизни в постоянном напряжении — и мы непрестанно думаем о том, какой могла бы быть по-настоящему чуждая нам внеземная жизнь (и ее формы).
Помимо того что он является активным ингредиентом столовой соли, натрий (11 протонов в ядре) освещает поверхность нашей чудесной Земли[45] в качестве горячего натриевого газа, которым наполнено множество уличных фонарей. Такие фонари «горят» ярче и дольше, потребляя меньше энергии, чем традиционные лампы накаливания. Они бывают двух видов: распространенные лампы высокого давления, светящиеся желто-белым, и менее распространенные лампы оранжевого цвета с низким уровнем давления. В принципе, любой свет создает помехи в обзоре для астрономов, но натриевые лампы с низким давлением наносят меньше вреда благодаря тому, что создаваемый ими фон (гораздо более узкого спектра) можно легко вычислить и извлечь из полученных телескопами данных. Демонстрируя прекрасный пример отзывчивости к астрономам, целый город Тусон, штат Аризона — самый крупный муниципалитет по соседству с Национальной обсерваторией в Китт-Пике, — перевел все свои улицы без исключения на натриевые лампы низкого давления; это, кстати, еще и оказалось эффективным с точки зрения потребления энергии и помогает городу на ней экономить.
Алюминий (13 протонов в ядре) составляет почти 10 % земной коры, однако он долгое время оставался неизвестным древнему человеку и даже нашим дедушкам и бабушкам исключительно потому, что невероятно удачно сочетается с другими элементами. Выделить его в отдельный элемент удалось только в 1827 году, а в быту алюминий не получил широкого распространения вплоть до конца 1960-х годов, когда оловянные банки и оловянная фольга уступили место алюминиевым. Благодаря тому что полированный алюминий практически идеально отражает видимый свет, сегодня астрономы покрывают все без исключения зеркала своих телескопов тонкой пленкой из атомов алюминия.
Хотя плотность титана (22 протона в ядре) на 70 % выше плотности алюминия, он в два с лишним раза прочнее. Эта прочность и относительно малый вес делают титан — девятый по распространенности элемент земной коры — современным фаворитом во множестве областей, включая производство запчастей военных самолетов, которых необходим легкий и прочный металл.
В большинстве регионов космоса количество атомов кислорода превышает количество атомов углерода. В звездах, как только каждый атом углерода ухватится за доступный атом кислорода, чтобы образовать молекулу окиси углерода (угарный газ) или двуокиси углерода (углекислый газ), оставшиеся атомы кислорода соединяются с другими элементами, включая титан. Спектр излучения звезд красных гигантов наполнен отзвуками свойств, которые проявляются из-за наличия в нем двуокиси титана (молекул TiO2), встречающегося, кстати, и в «земных звездах»: звездчатые сапфиры и рубины обязаны своими сияющими астеризмами примесям в своих кристаллических решетках двуокиси титана, в то время как примеси алюминия обогащают их оттенки. Двуокись титана также входит в состав белой краски, которой покрывают купола телескопов, — она обладает способностью очень эффективно выделять инфракрасное излучение, что, в свою очередь, позволяет существенно снизить тепло, накапливающееся внутри купола в течение светового дня. В ночное время, когда купол открыт, температура воздуха около телескопа падает быстрее, чем температура ночного воздуха, что уменьшает атмосферное преломление и позволяет свету, излучаемому звездами и другими космическими объектами, достигать наблюдателя с большей точностью и ясностью. Свое имя титан получил от титанов древнегреческой мифологии — как, впрочем, и крупнейшая из лун Сатурна — Титан.
Может, углерод и является самым распространенным элементом в формировании жизни, но во многих других смыслах железо, элемент номер 26, можно назвать одним из самых важных в природе. Звезды с высокой массой синтезируют элементы в своих ядрах, перебирая поочередно один элемент периодической таблицы за другим по мере возрастания количества протонов в их ядрах: от гелия до углерода, кислорода и неона вплоть до железа. Содержащее в себе 26 протонов и как минимум столько же нейтронов железо отличается одной особенностью, следующей из законов квантовой механики, которая управляет взаимодействием протонов и нейтронов: у ядер железа самая высокая энергия связи из расчета на одну ядерную частицу (протон нейтрон). Вот что это значит: если вы хотите раздробить ядро железа (в физике это называется расщеплением), вам потребуется дополнительная энергия. С другой стороны, если вы возьметесь соединять атомы железа (это называется синтезом или сплавлением), они тоже будут поглощать энергию. Получается, энергия нужна и для того, чтобы соединять атомы железа друг с другом, и для того, чтобы расщеплять их.
Для всех остальных элементов справедливо лишь одно из двух: они поглощают энергию либо только при синтезе, либо только в процессе расщепления.
Звезды тем временем заняты превращением массы в энергию согласно постулату E = mc2: это необходимо им для того, чтобы противостоять коллапсу под воздействием своей собственной гравитации. Когда внутри звезд синтезируются атомные ядра, природа требует — и получает — ядерный синтез, при котором выделяется энергия. К тому времени, как массивная звезда превратит большую часть своего содержимого в железо, у нее заканчиваются способы выделения энергии в процессе термоядерного синтеза, потому что весь последующий синтез будет только поглощать энергию, но никак не создавать ее. Лишенное источника энергии, коим был для нее все это время термоядерный синтез, ядро звезды в итоге коллапсирует под своим собственным весом, после чего моментально возрождается в громадном взрыве, известном как сверхновая звезда: ее сияние будет гореть ярче миллиарда Солнц на протяжении как минимум недели. Такие сверхновые звезды рождаются исключительно благодаря удивительному свойству железа — его нежеланию соединяться или делиться на части без дополнительной инъекции энергии.
Мы описали основные свойства водорода и гелия; лития, бериллия и бора; углерода, азота и кислорода; алюминия, титана и железа; таким образом, мы изучили практически все ключевые элементы, благодаря которым космос и жизнь на Земле сегодня существуют.
Ради общекосмического интереса давайте быстро пробежимся и по гораздо более странным участникам периодической таблицы элементов. Вам почти наверняка никогда не доведется владеть сколько-нибудь серьезными объемами этих элементов, но для ученых они не только яркие и загадочные всплески на зеркальной глади природных химических щедрот, но и невероятно ловкие в определенных условиях помощники. Возьмем, к примеру, мягкий металл галлий (31 протон в ядре). Температура плавления галлия настолько мала, что ему хватит тепла человеческого тела, чтобы расплавиться прямо у вас на ладони. Галлий также развлекает астрофизиков, исполняя роль активного ингредиента вещества хлорида галлия — вариации на тему столовой соли (хлорида натрия), что принимает ценное участие в экспериментах по обнаружению нейтрино. Чтобы зафиксировать ускользающие от них нейтрино, астрофизики берут стотонный бак жидкого хлорида галлия и помещают его глубоко под землей (нивелируя воздействие других менее проникающих частиц), после чего внимательно наблюдают за ним, чтобы отследить результаты любых столкновений между нейтрино и ядрами галлия. Такие столкновения ведут к образованию ядер германия по 32 протона каждое. Любое преобразование галлия в германий сопровождается выделением фотонов рентгеновского излучения, которое можно обнаружить и измерить каждый раз, когда на ядро приходится удар. С помощью подобных «нейтриновых телескопов» из хлорида галлия астрофизики разрешили загадку, которую они называли проблемой солнечных нейтрино. Она заключалась в том, что по ранее необъясненным причинам предыдущие поколения детекторов нейтрино обнаруживали их меньше, чем предполагала теория термоядерного синтеза в звездном ядре Солнца.
Каждое ядро элемента технеция (атомное число 43) является радиоактивным, распадаясь за несколько мгновений за несколько миллионов лет на другие типы ядер. Ничего удивительного в том, что на Земле обнаружить технеций в природе нельзя — разве что в ускорителях частиц, где его можно изготовить на заказ. В силу обстоятельств, которые пока не поддаются нашему пониманию, технеций обитает в атмосферах определенного ряда красных гигантов. Как было отмечено в предыдущей главе, это ни за что не взволновало бы астрофизиков, если бы не период полураспада технеция 2 миллиона лет; а это намного меньше, чем предполагаемая продолжительность жизни тех звезд, у которых он был обнаружен. Это доказывает, что звезды не могли сформироваться с готовыми запасами технеция, ведь, если бы это было так, никакого технеция в них уже не осталось бы. Астрофизики также не знают такого механизма, который позволил бы звезде синтезировать технеций в своем ядре и затем доставить его на свою поверхность, где они и имеют честь его наблюдать. Причины наличия технеция в атмосфере таких звезд до сих пор не разгаданы, из-за чего в данной области иногда рождаются весьма экзотические теории, ни одна из которых, впрочем, пока не получила единодушного одобрения в сообществе астрофизиков.
Наряду с осмием и платиной иридий является одним из трех самых плотных элементов периодической таблицы: два кубических фута[46] иридия (атомное число 77) весят как один хороший «Бьюик», и поэтому из него получаются лучшие пресс-папье в мире — офисные сквозняки и напольные вентиляторы им нипочем. Иридий также представляет собой самое веское в мире неопровержимое доказательство прошлых событий в истории Земли — вроде дымящегося пистолета в руке стрелявшего: тонкий слой материала с высоким содержанием иридия покрывает всемирный геологический слой на знаменитой границе К-Т, которая сформировалась около 65 миллионов лет назад. По мнению большинства биологов, это не просто совпадение, что именно в ту эпоху все виды наземных существ размером с хлебницу и крупнее, включая легендарных динозавров, вымерли. Иридий на поверхности Земли встречается редко, зато в десять раз чаще его можно обнаружить на металлических астероидах. Какой бы теории о вымирании всех динозавров планеты вы ни придерживались ранее, смертоносный астероид диаметром 10 миль, прилетевший к нам из космоса и способный поднять на воздух плотную светонепроницаемую пелену всевозможного мусора, который несколько месяцев спустя прольется осколочным дождем обратно на Землю, больше не кажется таким уж невероятным вариантом.
Неясно, как к этому отнесся бы сам Альберт Эйнштейн, но, когда в продуктах взрыва первой пробной водородной бомбы в Тихоокеанском регионе в ноябре 1952 года физики обнаружили ранее неизвестный им химический элемент, они назвали его эйнштейнием в честь великого ученого. Хотя что-то вроде «армагеддоний» было бы более уместно.
В то время как гелий получил свое название непосредственно от Солнца, еще десять элементов периодической таблицы позаимствовали свои названия у объектов, вокруг Солнца вращающихся.
Фосфором, что с греческого переводится как «несущий свет», в древности называлась планета Венера, появлявшаяся в рассветном небе незадолго до восхода Солнца.
Селен отсылает нас к «селене» — греческой «луне»; он был назван так потому, что всегда встречается в природе в обнимку с другим элементом — теллурием, в свою очередь получившим название в честь Земли (на основе латинского слова tellus).
1 января 1801 года, в первый день XIX века, итальянский астроном Джузеппе Пьяцци открыл новую планету, вращавшуюся вокруг Солнца и расположенную на подозрительно большом пустом участке неба между Марсом и Юпитером. Не отступая от традиции, которая предлагает нарекать планеты в честь древнеримских богов, Пьяцци назвал этот объект Церерой в честь богини урожая (что затем также легло в основу английского слова cereal, означающего «злак»). Научное сообщество настолько взволновало открытие Пьяцци, что следующий же новый обнаруженный химический элемент был назван церием. Два года спустя была обнаружена еще одна планета — примерно на том же расстоянии от Солнца, что и Церера. Ее назвали Палладой — в честь богини мудрости Афины Паллады, и, как и в случае с церием, следующий новый элемент в периодической таблице получил в честь нее название палладий. Кружок интересов по придумыванию названий закрылся несколько десятилетий спустя, когда в одном и том же регионе было открыто еще несколько дюжин подобных планет. Более подробный анализ дал понять, что эти объекты были во много раз меньшего размера, чем самые маленькие из известных планет. В Солнечной системе было обнаружено целое поколение новых объектов, состоявших из маленьких и неровных кусков камня и металла. Церера и Паллада оказались не планетами, а астероидами, в размере не превышающими несколько сотен миль от края до края. Они обитают в поясе астероидов, который, как мы уже знаем сегодня, состоит из миллионов объектов: астрологи тщательно внесли их все в каталоги (более 15 тысяч!) и переписали, дав им порядковые номерные названия — это, конечно, побольше, чем количество элементов в периодической таблице.
Металл ртуть (англ, mercury), который принимает форму вязкой жидкости при комнатной температуре, обязан своим именем древнеримскому богу-вестнику в крылатых сандалиях. Как и планета Меркурий — самая быстро движущаяся в Солнечной системе.
Название торию дал Тор — скандинавский бог молнии и грома, аналог громовержца Юпитера из мифологии древнеримской. Клянемся именем громовержца: недавние снимки полярных регионов Юпитера, полученные космическим телескопом Хаббла, демонстрируют мощные электрические вспышки внутри его турбулентных облаков.
Сатурн — любимая всеми нами планета — не подарил названия ни одному химическому элементу, зато Уран, Нептун и Плутон представлены в периодической таблице в полной мере. Элемент уран, открытый в 1789 году, был назван в честь планеты Уильяма Гершеля, которую тот зафиксировал всего восемью годами ранее. Все изотопы урана нестабильны, они спонтанно, но медленно распадаются на более легкие элементы, в процессе чего выделяется энергия. Если вам удастся ускорить этот распад за счет «цепной реакции» ядер урана, у вас на руках будет достаточно взрывной энергии, чтобы соорудить бомбу. В 1945 году США взорвали первую урановую бомбу (ее более известное название — атомная бомба) в рамках военных действий, выжигая японский город Хиросиму. В каждом ядре урана содержится 92 протона: так что уран получает награду как самый крупный и тяжелый элемент из встречающихся в природе в естественных условиях, хотя в местах разработки и добычи урана можно найти и следы более крупных и тяжелых элементов.
Раз уж Уран заслужил, чтобы в его честь назвали химический элемент, то и Нептун обделить было бы нехорошо. Однако, в отличие от урана, который был обнаружен вскоре после давшей ему имя планеты, нептуний был получен лишь в 1940 году в ускорителе частиц под названием «циклотрон Беркли»: прошло 97 лет с тех пор, как немецкий астроном Иоганн Галле обнаружил Нептун на том участке неба, на который пророчески указал французский математик Йозеф ле Верье, изучавший необъяснимое орбитальное поведение Урана и пришедший к выводу о том, что за ним расположена еще одна планета. Нептун в Солнечной системе следует за Ураном, и нептуний стоит сразу за ураном в периодической таблице химических элементов.
Физики, изучавшие поведение частиц в циклотроне Беркли, обнаружили еще полдюжины с лишним элементов, не встречающихся в природе. В их числе плутоний, идущий следом за нептунием в периодической таблице и носящий имя Плутона. Он был обнаружен молодым астрономом Клайдом Томбо в 1930 году на фотографиях, сделанных в аризонской обсерватории Лоуэлла. Как и с открытием Цереры 129 годами ранее, волнение научного сообщества было велико. Плутон был первой планетой, открытой гражданином США, и, за отсутствием данных каких-либо наблюдений, был признан планетой, размером и массой в целом соответствующей Урану и Нептуну. По мере совершенствования наших измерительных инструментов размер Плутона становился все меньше и меньше. Наше понимание его истинных размеров не утряслось, пока в конце 1970-х годов не настало время миссий «Вояджера» к окраинам Солнечной системы. Теперь мы знаем, что холодный льдистый Плутон — это самая маленькая планета Солнечной системы, более того, она меньше, чем шесть крупнейших лун этой системы. Как и в случае с астероидами, астрономы позднее нашли сотни подобных объектов в подобных регионах (то есть на окраинах Солнечной системы), которые выполняют орбиты подобно Плутону. Они позволили выделить в отдельный класс ранее не зарегистрированное множество льдистых объектов, которые сегодня называются поясом комет Койпера. Перфекционисты имеют полное право утверждать, что, как и Церера и Паллада, Плутон проскользнул в сетку названий периодической таблицы на ложных основаниях.
Наряду с ураном, ядра плутония радиоактивны. Они легли в основу атомной бомбы, сброшенной на японский город Нагасаки всего через три дня после того, как урановая бомба уничтожила Хиросиму, что поставило точку во Второй мировой войне. Ученые могут применять незначительные объемы плутония, который выделяет энергию стабильно и не очень быстро, в качестве топлива для радиоизотопных термоэлектрических генераторов (сокращенно РТГ) — ими оснащены космические корабли, которые курсируют к окраинам Солнечной системы, где солнечного света уже недостаточно для того, чтобы синтезировать энергию с помощью солнечных панелей. Один фунт[47] плутония создает 10 миллионов киловатт тепловой энергии. Этого достаточно для того, чтобы обычная лампочка горела у вас в прихожей на протяжении 11 тысяч лет чтобы человек «функционировал» примерно столько же. Продолжая черпать энергию из своих запасов плутония, чтобы отправлять на Землю сообщения, два корабля «Вояджер», отправленные в космос в 1977 году, уже давно оставили позади орбиту Плутона. Один из них, находясь на расстоянии от Солнца, почти в сто раз большем, чем расстояние от него до Земли, начал понемногу входить в подлинное межзвездное пространство, покидая тот «пузырь», который создает отток с Солнца электрически заряженных частиц.
Что ж, мы заканчиваем свое космическое путешествие по периодической таблице химических элементов на самом краю Солнечной системы. По причинам, которые нам еще предстоит определить, многим людям не нравятся химикаты, из-за чего движение за изъятие их из наших продуктов питания постоянно набирает обороты. Возможно, напыщенные и неудобопроизносимые названия и термины звучат для кого-то слишком угрожающе. Но в этом стоит винить исключительно химиков, никак не сами химические элементы. Лично нам они очень нравятся, ведь наши любимые звезды, как и наши лучшие друзья, сплошь и насквозь состоят именно из них.

Комментирование записей временно отключено.