Миры Роджера Желязны Том двенадцатый
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ПОЛЯРИС»
Издание подготовлено АО «Титул»
Издание осуществлено совместно с ТОО «ТП»
Вспышка
Этот роман с уважением и восхищением посвящен памяти ДЖОРДЖА СТЮАРТА Его идеи живут
Часть 1 За десять миллионов лет до вспышки…
Глава 1 Причинно-следственные превращения
Пим!
Пим!
Пим!
Пим!
Или любой иной звук, который могут испустить два ядра водорода, два голых протона, беспрерывно сталкивающиеся при давлении в двести миллиардов атмосфер и температуре пятнадцать миллионов градусов Кельвина.
Именно такое давление и температуру таят в своих недрах желтые звезды G-класса. Стоит оговориться, что величины, которыми определяются параметры звезд, имеют отношение лишь к небольшому стабильному периоду времени на маленькой зеленой планете, вращающейся в ста пятидесяти миллионах километров от поверхности этой звезды.
Пим!
Пим!
Пим!
Пим!
Под такими давлением и температурой протоны являют собой крохотные твердые ядрышки, каждое из которых составлено из кварков, разнообразных по форме и весьма непростых. В зависимости от вашей точки зрения вы можете считать кварки или строительным материалом, или переходным этапом между материей и энергией. В любом случае выбор за вами.
Поскольку протоны обладают положительным зарядом — опять же термин, используемый лишь в земных лабораториях или при описании электрической цепи, — и поскольку одноименные частицы отталкиваются друг от друга с силой, превосходящей человеческое понимание, протоны после столкновения немедленно разлетаются в разные стороны.
Стоит заметить, что каждый протон в среднем должен сорок триллионов раз столкнуться с себе подобным, прежде чем что-либо может произойти. При частоте столкновений сто миллионов в секунду, под огромным давлением и при невероятной температуре в среднем один протон из ядра звезды может раз в четырнадцать миллиардов лет изменить свою физическую структуру, а такой промежуток времени в три раза превышает возможную продолжительность жизни звезды. Посему затерявшийся в недрах звезды обычный протон скорее всего будет вести напряженную, но небогатую событиями жизнь, прыгая словно теннисный мячик.
Однако один раз в сорок триллионов лет два протона при столкновении соединятся. Один из них испустит позитрон (или положительно заряженный электрон) и нейтрино, похожее на фрагмент субатомного соединительного вещества, превратившись в нейтрон.
Поскольку положительно заряженные и нейтральные частицы могут держаться вместе, то они образуют ядро дейтерия, или «тяжелого» водорода, поскольку к ядру добавился нежданный нейтрон.
Всякий может предположить, что поскольку слияние протонов — столь диковинная вещь, то следующим этапом непременно будет их распад. В одну стомиллионную долю секунды ядро дейтерия с веселым стуком разлетится. Нейтрон, прорвавшись сквозь густые ряды окружающих частиц, настигнет позитрон и нейтрино, которые за столь небольшой отрезок времени не успеют убежать далеко, подберет беглецов и продолжит жить как полноправный протон.
Но так не случится. Союз протона и нейтрона длится около шести секунд, или всего-навсего шестьсот миллионов столкновений, пока к ним не присоединится еще один протон.
БАМ!
При столкновении частицы не изменятся, однако испустят заряд энергии: нейтральный, лишенный массы фотон, пульсирующий на высоких частотах гамма-излучения. Фотон полетит своим путем, оторвавшись от вновь образовавшегося ядра «легкого» гелия, ибо до нормальной структуры ему недостает одного нейтрона.
В это же время испущенный фотон, похожий на гамма-излучение, не примет больше участия в различных комбинациях. Отпущенный на свободу во время первого столкновения позитрон скоро столкнется со свободным электроном из плазменного поля и исчезнет вместе с ним. В ходе аннигиляции еще парочка фотонов, излучающих гамма-радиацию электромагнитного спектра, отправится в путешествие.
Итак, пока внутри звездного ядра шесть протонов образуют в течение долгого срока ядро гелия и два свободных протона, на волю попадут три заряженных мощной энергией фотона.
Три искорки света вспыхнут на значительном расстоянии и в разных временных интервалах среди триллионов прочих столкновений, не испускающих зарядов энергии, подобных сакраментальному «Пим!» Эти искорки затеряются в толще настолько густой и темной материи, что сами атомы теряют там электронные облака и плывут подобно кинетической плазме. Разве вы не знаете, что ядро желтой звезды G-типа темнее, чем самая темная точка пространства?
Темнее, но не холоднее. На своем пути три энергетических фотона добавят свое тепло к жару звезды, отталкиваясь от протонов и легких ядер гелия.
У хаотично движущихся фотонов нет определенного курса. Каждый фотон ударяется и отскакивает от больших частиц, или, говоря научным языком, поглощается и мгновенно испускается подобно сумасшедшему танцору, рвущемуся к двери. Ввиду отсутствия цели ни один из них не может выскользнуть из вихря частиц и отойти в сторонку. Каждый фотон проходит путь величиной в долю сантиметра (еще один термин, применимый только к Земле) до столкновения с новой частицей и отскока в другом направлении.
Хотя ни один из фотонов не помышляет покинуть ядро звезды и направиться в верхние слои, малая часть из них именно так и поступает, являясь представителями «исходящей» энергии, то есть объема теплоты, превышающего необходимый уровень для поддержания давления и удержания звездного ядра от коллапса под грузом гравитации верхних слоев. Эти несколько вырвавшихся фотонов покидают мельтешащий хоровод и устремляются к поверхности звезды.
Попав в густые темные слои звездной материи над ядром, каждый фотон продолжает игру лицедейства и перевоплощения, делая шаг вперед и два назад. По мере проникновения в более холодные слои фотон теряет часть своей энергии, и частота вибраций в среднем становится меньше, а длина волны — больше. Некоторые фотоны, хотя, конечно, не все, могут сохранять свой потенциал достаточно долго. В целом гамма-лучи ядра звезды превращаются в средних слоях в рентгеновские, затем в ультрафиолетовые и становятся на поверхности видимым светом, говоря земным языком.
В двух третях пути до звездной поверхности звездные газы охлаждаются с пятнадцати миллионов градусов до двух. Эти холодные газы становятся практически светонепроницаемыми, поэтому расстояние, проходимое фотоном во время своих превращений, для нас несущественно. В то же время в данной области разнос температур между глубинными и поверхностными слоями значительно увеличивается, да и более холодные газы в этой сфере менее густы, а значит, и менее стабильны. Таким образом, горячая материя из звездных недр поднимается ввысь, подобно пузырькам на поверхности кипящей воды. Этот процесс называется конвекцией, и суть его в том, что более холодная и сравнительно менее густая материя в поверхностном слое звезды оседает вниз, в нескончаемое бурление.
Итак, в густом поле внутри звезды фотоны перестают двигаться скачками, сантиметр за сантиметром, а вместе с резвящимися атомами поднимаются в конвекционный слой, словно на скоростном лифте, едущем к солнечной поверхности. Всякий фотон тратит около десяти миллионов лет на путь от первоначального столкновения-слияния до исчезновения в качестве видимого света с поверхности звезды. Все это долгое время фотон путешествует вверх-вниз по глубинным слоям и за более короткий период поднимается вверх в темных колоннах кипящих газов, не прикладывая никаких усилий.