Написать текст

Больше, чем физика. Часть 22. По лезвию бритвы

Александр Чушков



Рассвет с закатом станут вновь едины
И будет сызнова забыто равновесье

(Екатерина Мирошниченко «Мистерия спящего»)


Начиная проект «Больше, чем физика», я ориентировался на тех немногих, кто обращает внимание не на форму подачи материала, а на его содержание и его смысл. Я делаю это для тех, кому интересно, что я говорю, зачем я это говорю? На тех, кто ведёт со мной мысленный диалог, кто спорит со мной, кто выдвигает свои идеи. Я ни в коем случае не хочу сказать, что делаю что-то элитарное, я вообще считаю, что само понятие элитарного, в наше время, не более чем маркетинговый ход. Но и раньше это понятие было нужно, в основном, тем, кто хотел потешить своё тщеславие. Ничего элитарного в моём проекте нет, всё, что я говорю, рассчитано на самую широкую аудиторию. Чтобы понимать то, о чём я говорю, достаточно элементарных школьных знаний.

Поскольку в школе учились все, то все обладают тем минимумом, который позволяет воспринимать то, чему в школе не учат. В школе не учат ни диалектике, ни метафизике. Зато в школе учат физике. В частности, в школе проходят такой раздел физики как статика (не путать со статистикой). В школьной программе ему уделяется немного времени, буквально два-три урока, поэтому многие его даже не замечают. Но, если напомнить, то, думаю, вспомнят все. В этом разделе изучаются, в частности, рычаги. И уж точно все в детстве катались на качелях, и знают, когда качели находятся в равновесии, и что надо сделать, чтобы вывести их из состояния равновесия?

Есть статическое равновесие, это, когда на одной чаше рычажных весов лежат гирьки, а на другой, скажем, картошка. Если грузы уравновешены, то весы неподвижны. Если что-то перевешивает, то чаша весов под ним опустится вниз, и весы снова будут неподвижны, но уже в другом состоянии. В статике различают три вида равновесия: устойчивое, неустойчивое и безразличное. Пример устойчивого равновесия — это шарик в яме, пример неустойчивого — шарик на холме, и пример безразличного — шарик на ровном полу. Думаю, понятно, почему они так называются? Названия говорят сами за себя, а, если кому-то интересны строгие определения, он без труда может найти их самостоятельно.

Статическое равновесие играет большую роль в конструировании, в строительстве, в архитектуре, но помимо статического равновесия существует ещё и динамическое. Это более сложный случай, когда равновесие наблюдается в движении. Есть две популярные детские игрушки: неваляшка и юла. Неваляшка — это пример статического равновесия (если в нормальном положении, то устойчивого, если поставить на голову, то неустойчивого, а если положить на бок, то безразличного), а юла, приведенная в движение, это — пример динамического равновесия. На научном языке юла называется — гироскоп, вращающееся тело, которое обладает устойчивостью, благодаря тому, что оно вращается. Можно ещё вспомнить велосипед, который находится в устойчивом положении, пока едет. Велосипед — это тоже пример динамического равновесия.

Динамическое равновесие не всегда связано с каким-то движением. Бывает и так, что в динамическом положении находятся и неподвижные системы. К примеру, что такое звезда? Для нас звезда — это точка на небе, а в реале — это огромный газовый шар, в котором происходят термоядерные реакции. Тут я позволю себе небольшое отступление.

Есть такая диалектическая проблема. С одной стороны я должен рассказывать так, чтобы было понятно каждому. С другой стороны, есть такое выражение: «Объяснишь так, что поймёт любой дурак, и только дурак захочет тебя слушать». Приезжала как-то к нам в Донецк одна известная киевская поэтесса, и начала рассказывать про Альбера Камю. Донецкая публика очень сильно на это обиделась. Что она, вообще, о нас думает? Неужели ей в голову могло прийти, что мы не знаем, кто такой Альбер Камю? А человек приехал, наверное, с самыми добрыми намерениями. А всё потому, что надо уважать своего слушателя. И лучше о чём-то недосказать, чем сказать больше, чем надо.

Так вот, я не буду рассказывать о том, что такое термоядерный синтез? Скажу только о том, за счёт чего он происходит в звезде? Происходит он за счёт того, что звезда большая. Но «большая», как вы понимаете, это не научный термин. Как говорил один из моих преподавателей: «большая, по сравнению с чем?». Звезда большая, по сравнению с планетой. Но и этого мало сказать. Главное в физике сказать, большая, для чего? Звезда, в отличие от планеты, достаточно большая для того, чтобы в ней происходил термоядерный синтез. Внутри планеты термоядерный синтез не происходит, или, если происходит, то не играет существенной роли.

Термоядерный, как видно из названия, это такой ядерный синтез, который происходит при высокой температуре. За счёт чего в звезде достигается высокая температура? За счёт высокого давления. Те, кто пользовался ручным насосом, знают, что он имеет свойство перегреваться во время работы. Звезда разогревается ровно по той самой причине. Вещество, из которого состоит звезда, своей массой создаёт внутри звезды огромное давление, которое, в свою очередь создаёт огромную (в миллионы градусов) температуру. При такой температуре могут происходить реакции термоядерного синтеза.

В планете не могут. Ни для кого не секрет, что внутри нашей Земли температура относительно высокая. Шахтёры могут подтвердить. Но температура внутри Земли недостаточно высокая для того, чтобы там происходил термоядерный синтез. Земля меньше Солнца, соответственно, внутри Земли давление меньше, чем внутри Солнца, и температура меньше. Существенно меньше. В центре Солнца — это миллионы градусов, а в центре Земли — всего лишь какие-то тысячи градусов. Железо от такой температуры расплавиться может, а вот до термоядерного синтеза очень и очень далеко.

Так вот, до каких пор существует звезда? До тех пор, пока сила давления внутри звезды уравновешена силой гравитации. Как мы помним, гравитацией обладает любое тело, но только в космических масштабах гравитация играет существенную роль. Звёзды — это достаточно большие тела для того, чтобы в их устройстве существенную роль играла гравитация. Сила гравитации направлена внутрь звезды, а изнутри направлена точно такая же по величине сила давления звёздных газов. В борьбе этих сил и рождается термоядерный синтез, благодаря которому звезда выделяет свет и тепло.

Если сила давления превысит силу гравитации, то звезда взорвётся, её вещество разлетится по космосу. Если гравитация превысит силу давления, то наступит гравитационный коллапс, звезда провалится сама в себя, сожмётся в малом объёме и, при достаточной массе, превратится в чёрную дыру. Таким образом, звезда, на протяжении всех миллиардов лет своего существования, балансирует по тонкой грани динамического равновесия гравитации и давления, между коллапсом и взрывом. Если вспомнить Гомера, то движется между Сциллой и Харибдой. Я, опять-таки, не буду объяснять, кто такие Сцилла и Харибда, чтобы никого не обидеть.

И это касается не только звезды. Физика — это наука о наиболее простых закономерностях, поэтому баланс сил проще всего объяснять на примерах из физики. Но вся наша жизнь построена на балансе сил. Все, наверное, знают, что наше кровяное давление уравновешивает давление земной атмосферы. А ведь подобное равновесие наблюдается внутри каждой клетки нашего тела. И любое из нарушений всех бесчисленных равновесий может привести к фатальному исходу.

А, кроме человека, есть ещё и общество — более сложная система, чем человек. И в обществе тоже существуют свои балансы сил, своё динамическое равновесие, при нарушении которого происходят общественные катаклизмы. Человечество тоже постоянно балансирует между Сциллой и Харибдой. К примеру, между Сциллой анархии и Харибдой фашизма, и не только.

Но, как мы помним, человечество — открытая система, человечество постоянно обновляется. А потому внутри человечества действуют механизмы ещё более сложные, чем динамическое равновесие. В человечестве действует такой механизм как саморазвитие. И совершается это развитие как путём эволюции, то есть, устойчивого развития, так и путём революций, то есть, через социальные катаклизмы. И нельзя сказать, что социальные катаклизмы — это всегда зло, ведь они тоже приводят к развитию.

Можно ли развиваться без социальных потрясений? Пока что учёные не знают ответа на этот вопрос.

Подпишитесь на наш канал в Telegram, чтобы читать лучшие материалы платформы и быть в курсе всего, что происходит на сигме.

Автор

Александр Чушков
Александр Чушков
Подписаться