Теорія неймовірності - Максим Іванович Дідрук
Але найбільша проблема з космічними променями полягає в іншому. Ми навіть не уявляємо, звідки вони надходять.
15 жовтня 1991 року небо над штатом Юта прорізала частинка, яку вчені назвали Oh-My-God. У приблизному перекладі з англійської останнє звучить як частинка «ні-фіга-собі». (Кажу ж вам, у фізиків реально туго з фантазією.) Частинка мала енергію 320 ексаелектронвольтів. Екса є одним із префіксів на позначення дуже великих чисел. Наприклад, кіло — це тисяча, мега — мільйон, гіга — мільярд. Так ось, для чисел із префіксом екса- назви в мові не знайти. Йдеться про одиницю з вісімнадцятьма нулями. А тому ще раз: 320 ексаелектронвольтів. Енергія частинок, які летять до нас від Сонця, коливається в межах від мільйона до мільярда електронвольтів. Відтак енергія космічної частинки, яка врізалася в атмосферу над Ютою, була щонайменше в мільярд разів більшою. Уявіть, що крихітний шматочок матерії мчав зі швидкістю, настільки близькою до швидкості світла, що за рік відставав від безмасових фотонів тільки на одну тисячну товщини людської волосини. Ніхто з учених не очікував, що щось у космосі може втиснути стільки енергії в таку крихітну частинку. Зважаючи на все, що нам відомо про Всесвіт, максимальна енергія будь-якої частинки в космосі не має перевищувати кількасот петаелектронвольтів (пета — це префікс, який позначає число з п’ятнадцятьма нулями). А це в тисячу разів менше від енергії частинки «ні-фіга-собі».
Також візьміть до уваги, що під час руху в космічному просторі внаслідок взаємодії з фотонним туманом заряджена частинка втрачає енергію та сповільнюється. Так, частинка з енергією в сотні ексаелектронвольтів, подолавши лише кілька мільйонів світлових років, сповільниться до лічених ексаелектронвольтів. Це означає, що джерело таких частинок не може бути надто далеко від нас, інакше початкова їхня енергія була б абсолютно абсурдною.
І таких джерел насправді багато. Астрофізики підрахували: щороку майже 500 мільйонів частинок з енергією в сотні ексаелектронвольтів влучають у Землю. Це понад мільйон на день. Триста за секунду. А проте ми не знаємо нічого в Усесвіті, що могло б розганяти частинки до таких енергій. Злиття чорних дір, колапс надмасивних сонць, зіткнення нейтронних зір — ніщо з переліченого не здатне породжувати аж такі потужні космічні промені.
Якийсь час учені припускали, що частинки надходять від надмасивних чорних дір у центрах сусідніх галактик. Газ і пил довкола таких чорних дір не падає в них напряму. Він закручується, розігрівається та перетворюється на розжарену плазму, що генерує доволі потужне випромінювання. Однак аналіз напрямків, із яких прилітали космічні промені, таке припущення не підтвердив. Джерела зафіксованих частинок не збігалися з активними ядрами галактик.
І це насправді дивовижно. Це доводить, що десь там у космосі є об’єкт, про який ми поки що нічого не знаємо. І він порівняно близько. Нам тільки треба його знайти.
А може, все значно неймовірніше? Може, космічні промені, які ми спостерігаємо, є результатом експериментів, які проводять учені позаземної цивілізації на надпотужному колайдері? Може, ця цивілізація давно знайшла нас на зоряному небі й, розуміючи, що радіосигнал на таку відстань не проб’ється, робить спроби з нами зв’язатися? Може, космічні промені з енергією, в тисячу разів більшою, ніж у будь-яких природних частинок, — єдиний спосіб надіслати нам повідомлення? Промовити щось на кшталт: «Агов! Привіт! Ми вас бачимо».
Хіба не фантастично було би про таке дізнатися?
Молоді дерева й атмосферний вуглець
Ліси важливі. Вони є одним з основних джерел атмосферного кисню на Землі. Наступна фраза вже стала заїждженою метафорою, проте ліси справді є легенями планети (чи то пак однією легенею, бо функції другої виконує світовий океан). Ліси пом’якшують погоду, захищають від повеней, запобігають опустелюванню. Ліси слугують домівкою для безлічі видів тварин, птахів, плазунів і комах. Одначе зараз ідеться про інше. У процесі вироблення кисню дерева поглинають вуглекислий газ. Половину їхньої маси становить вуглець, який вони ввібрали з атмосфери. Та, власне, все що ви бачите в лісі, — це наполовину вуглець. Гілки, стовбури, кора, листя, голки. Як активний поглинач вуглекислоти ліси начебто мали запобігати глобальному потеплінню. Це один з аргументів, який використовують екоактивісти у своїх виступах проти вирубування дерев. Ось тільки із цим не все так просто. Так, ліси корисні та потрібні, проте вони не лише поглинають, а й активно виділяють вуглець. Це природний процес.
Як усе відбувається? Крізь мікроскопічні отвори на поверхні листків вуглекислий газ проникає всередину листя. Там за участю фотонів, що надійшли від сонця, з частини цього вуглецю створюються нові клітини. Цей процес відомий зі школи та називається фотосинтезом. Але ліс також постійно позбувається вуглецю. Вуглець виділяється через коріння. Коли листя опадає чи коли дерево гине та згниває, ґрунтові бактерії переробляють органічний матеріал, вивільняючи вуглець назад у повітря. Там він з’єднується з киснем, формуючи той самий CO2.
Це безперервний цикл, одна з ланок колообігу вуглецю на планеті: дерева забирають CO2 з атмосфери, бактерії з ґрунту повертають його назад. Учені знали про це давно, проте не в деталях. Щоб ліс хоч якось упливав на глобальне потепління, він має фотосинтезувати вуглець швидше, ніж бактерії викидають його назад. Досить довго серед ботаніків панувало переконання, що ліси загалом є вуглецево нейтральними. Тобто в довготривалій перспективі кількість поглинутого ними вуглецю дорівнює кількості вуглецю, перенесеного в атмосферу з ґрунту. Проте достеменно це нікому не було відомо. Учені просто не знали, яким є реальне співвідношення між кількістю вуглецю, продукованого бактеріями, та кількістю вуглецю, поглинутого з атмосфери.
Так було, поки на сцені не з’явилася докторка Беверлі Ло з Університету штату Орегон. Вона виявилася першою науковицею, яка виміряла реальні вуглецеві флуктуації в лісі, щоби зрозуміти, чи ліси відіграють якусь роль у боротьбі
