Сейчас Земля напоминает слоеный пирог. Внутри – жидкое ядро с твердым ядрышком, выше – мантия, еще выше – твердая корочка. Но чтобы правильно приготовить пирог, нужно знать состав исходных продуктов. Каким он был? Это важный вопрос, от которого зависит наше с вами будущее.

Но прежде ответим на другой вопрос: откуда автор знает, что происходило четыре с половиной миллиарда лет тому назад с Солнечной системой, если он там не был? Отвечу: от науки. Наука над этой проблемой очень много билась.

Науке, например, давно было известно, что 98 % момента количества движения Солнечной системы сосредоточено в ее планетах, хотя масса планет составляет только 1/700 долю от массы Солнца (момент количества движения – это произведение массы на скорость и на расстояние до центра вращения: М = mvr). И было совершенно непонятно, каким же образом небуле удалось сбросить часть вещества вместе с моментом количества движения для дальнейшего производства из него планетной системы. Этот больной вопрос очень долго не находил ответа, пока английский астрофизик Фред Хойл не предположил, что в сбросе лишней массы туманности могло помочь ее собственное магнитное поле.

Как только магнитное поле включилось и заставило туманность вращаться, как единое целое, то есть с одной угловой скоростью, так сразу момент количества движения, выраженный через эту самую угловую скорость (w), приобрел следующий вид: М = mwr². В формуле появился квадрат! То есть в системе, которая вращается с одной угловой скоростью, момент количества движения «сам по себе» сместился к краю системы. Именно поэтому и произошел отрыв. А когда от экватора небулы оторвался газовый бублик, вместе с ним ушел и «лишний» момент количества движения. Каковой мы сегодня имеем удовольствие наблюдать и рассчитывать. Прекрасное объяснение!

Догадке Хойла долго не верили. Дело в том, что молодые звезды, которые только-только зажглись, не имеют магнитного поля, выходящего за пределы самой звезды. А для сброса бублика нужно было поле, протянувшееся на сотни миллионов километров от протосолнца! И это смущало. Но ведь Хойл и не говорил ничего про уже зажегшуюся звезду, он говорил именно о протозвезде – небуле. И его догадка о том, что в рождении планетной системы решающую роль сыграла короткая вспышка магнитного поля небулы, позже была успешно дополнена физическим механизмом того, как именно оно могло включиться и выключиться (очень упрощенно мы этот механизм описали главкой выше).

Вообще, Фред Хойл претерпел много несправедливостей в своей жизни. И отношение к нему научного сообщества не всегда было однозначным. Хойл вообще не походил на строгого кабинетного ученого – ни внешне, ни внутренне. По наружности он напоминал не профессора, а скорее рабочего – этакий простой парень с мясистым носом. В очках, правда… Еще он писал научно-фантастические рассказы, что не считается в кругу ученых серьезным занятием, да и, занимаясь научной деятельностью, допускал порой рискованные шутки, а также высказывал странные идеи.

Родился Хойл в 1915 году в Йоркшире. Его отец торговал шерстью, а сына больше тянуло к звездам. Окончив колледж, парень попал в хорошие руки Поля Дирака – знаменитого физика, открывателя антиматерии, который и вылепил из Хойла настоящего ученого. Хойл почти сразу же после появления на научном горизонте начал потрясать научную общественность всякими интересными штуками. Например, он на пару с коллегой разработал весьма странную теорию стационарной Вселенной. Тут нужно кое-что пояснить.

В начале века, когда Хойл еще только учился в школе, в науке господствовала точка зрения, будто Вселенная вечна и бесконечна. Эта теория была настолько проста и антибожественна, что на ура принималась всеми учеными. Если Вселенная вечна, значит, никакого сотворения не было, и вопрос с Богом можно закрыть. XIX век своими величайшими открытиями во всех науках – физике, химии, биологии, геологии – постепенно приучил ученых к тому, что библейская точка зрения на мир смешна и антинаучна. Сейчас в это мало кто поверит, но еще в начале XIX века большинство ученых-геологов, например, всерьез разделяло теорию Всемирного потопа!.. Привыкнув за сто лет бить Бога и Библию по всем фронтам, ученые были несколько обескуражены, когда на их горизонте появились данные о том, что Вселенная расширяется и, возможно, когда-то она вся была сосредоточена в одной точке, которую и нужно считать началом мира. Начало мира – это что, сотворение, что ли? Нехорошо.

Однако число достоверных астрономических данных о том, что галактики разлетаются прочь друг от друга, год от году росло. Вслед за этим росло и число сторонников теории разлета Вселенной – в основном среди молодых ученых, которым легче принимать новое. А монстры и зубры типа Хойла психологически еще сопротивлялись этому, выдумывая новые объяснения новых фактов в рамках старой парадигмы.

Да, Хойл не был сторонником теории разлета, которая сегодня является главенствующей в астрофизике. Напротив, высмеивая эту теорию, именно он и дал ей смешное с его точки зрения название – теория Большого взрыва (по-английски это звучит действительно забавно – Big Bang). Но название это оказалось столь точным, что закрепилось в науке официально, и сегодня уже никому не кажется смешным.

Между прочим, сомнения Хойла в том, что Вселенная имеет начало, были основаны не на пустом месте: до 1950 года астрофизики сильно занижали расстояния до соседних галактик, и в сочетании с теорией разлета галактик это давало возраст Вселенной меньший, чем возраст Земли. Абсурд! Поэтому Хойл вместе с Бонди и Гол-дом сразу после войны нарисовали другую модель Вселенной, которая хоть и расширяется (спорить с накопленными фактами, говорящими о том, что расстояния между галактиками растут, было невозможно), но при этом не имеет начала. Как же Хойл и его приятели вышли из положения? Они постулировали, что на освободившихся после разбега галактик местах образуется новое вещество, из которого потом вновь появляются звезды и галактики. Причем зарождение вещества происходит с такой скоростью, что средняя плотность Вселенной всегда остается постоянной величиной, несмотря на ее расширение.

Образование вещества из пустоты? Это было уже не просто смело, это было нагло! Это противоречило законам сохранения. И потому было подвергнуто резкой критике. Тем не менее работа Хойла долгое время оставалась одной из самых цитируемых в мире астрофизики, потому что прекрасно описывала все известные на тот момент факты.

Но потом сторонники теории Большого взрыва сделали рискованное предположение, которое должно было или опрокинуть или подтвердить их теорию. Они предсказали, что после Большого взрыва должны были остаться следы – остаточная температура. И в шестидесятые годы эта температура (реликтовое излучение) было найдено! С тех пор интерес к теории стационарной Вселенной пропал сам по себе.

Любопытно, однако, что сам Хойл вовсе не отказался от своей теории, хотя, возможно, и поддерживал ее уже из чисто спортивного интереса. Тем не менее в 2000 году в издательстве Кембриджского университета вышла его книга с оригинальным названием: «Другой подход к космологии: от Статической Вселенной через Большой Взрыв к Реальности». В этой книге старичок реанимировал теорию стационарной Вселенной. Только теперь она у него все время пульсирует.

Однако не нужно думать, что Хойл всю жизнь только и делал, что производил эксцентричные идеи. Нет. Он был добротным теоретиком, весьма уважаемым в научном сообществе. Именно Хойл впервые вплотную занялся вопросом происхождения химических элементов. Известно, что звезды состоят на 75 % из водорода и на 23 % из гелия. Эти вещества – два главных химических элемента Вселенной. И лишь пара процентов остается на остальные полторы сотни элементов периодической таблицы. Почему именно так?

Хойл ответил на этот вопрос. Он взял железный арифмометр и рассчитал всю цепочку реакций, протекающих в недрах звезд, получив прекрасные результаты, обладающие предсказательной силой. Из теории ядерных реакций Хойла следовало, что у углерода-12 должен быть один совершенно неочевидный энергетический уровень, равный 7,82 МэВ. Этот уровень позже был обнаружен экспериментально. Труд Хойла о термоядерном синтезе в недрах звезд считается классическим, у него даже есть свое сокращенное название, как у старого приятеля: физики фамильярно называют эту работу «B2FH». Именно она легла в основу нового раздела космогонии – ядерной астрофизики.