Наука и техника наших дней
Ведущий Евгений Муслин

Новые теории происхождения Луны, истинная природа дельфинов, а также последние научно-технические новости - вот темы нашей сегодняшней передачи.

Новые теории происхождения луны

Иванов

Когда в Америке отмечалось недавно 30-летие высадки на Луну экипажа Аполлона-11, газеты, журналы и телевидение подчеркивали, что этот подвиг был отчасти результатом чрезвычайно дорогостоящего и напряженного политического соперничества между США и Советским Союзом. Иными словами, плодом холодной войны. Некоторые утверждали даже, что высадка на Луну не принесла никаких научных результатов. Но это конечно не так.

Как раз с изучения лунного грунта, привезенного в 1969-м - 1992-м годах американскими астронавтами, а также доставленного советскими автоматическими станциями типа "Луна" и начался переворот в нашем представлении о зарождении и развитии планетных систем. Но в первую очередь о рождении Луны.

Во времена Ньютона, да и много позже, ученые представляли себе Вселенную в виде гигантского часового механизма, в котором идеально подогнанные друг к другу шестеренки величаво вращаются, заведенные раз и навсегда.

Конечно, под влиянием новых фактов это ощущение гармонии и упорядоченности постепенно потускнело, но несмотря даже на то, что понятия катаклизма и катастрофы прочно утвердились в космологии и планетологии, идея заведенного механизма все еще была жива. "Бог не играет в кости", - возражал Эйнштейн энтузиастам квантовой механики с ее неопределенностями. Но оказалось, что играет. "Почти каждая планета демонстрирует нам свои аномалии", - говорит Дэвид Моррисон, один из ведущих планетологов НАСА. "Лунные экспедиции заставили нас думать о таких катастрофических событиях, которые раньше не могли даже прийти нам в голову", - пишет в своей книге "Плодотворные столкновения" историк науки Стефан Браш. Название для книги выбрано не случайно.

До полета "Аполлона - 11" существовали три соперничающие теории происхождения Луны. Название одной из них можно перевести как "теория сестер", название другой - как "теория матери и дочери" и третьей как "теория подхвата". По первой теории, Земля и Луна эволюционировали каждая сама по себе, но обе произошли из одного сгустка материи. Так что и сами они как бы сестры, и орбиты у них сестринские. Вторая теория исходила из того, что Луна откололась от Земли, оставив вместо себя впадину, превратившуюся в Тихий океан. И, наконец, третья теория рассматривала нашу спутницу как маленькую планету, которая блуждала по космосу без руля и без ветрил, пока Земля не подхватила ее и не увлекла в сферу своего упорядоченного воздействия.

Но вот по радио с Луны раздался голос Эдвина Олдрина: "Тут их прямо целая коллекция"! Перед астронавтами лежали куски лунной породы всевозможной формы - круглые, остроугольные, кристаллообразные. Лунный ландшафт представлял собой покрытую пылью слегка холмистую равнину, с большими и маленькими кратерами. Астронавты прихватили с собой и образцы лунной пыли, и куски скальной породы. Драгоценный груз был доставлен на Землю и вручен геохимикам, геологам, планетологам.

Сюрпризов было немало. Прежде всего, обнаружилось, что на Луне, в отличие от Земли, очень мало железа. Мало натрия, калия, серы, а воды, возможно, и нет совсем. Лунный грунт был не похож на земной. Теория сестер затрещала по швам. Не сестры, а дальние родственницы - "седьмая вода на киселе". С другой стороны, смесь изотопов кислорода, его легких и тяжелых атомов, оказалась у этих родственниц совершенно одинаковой, что полностью дезавуировало теорию подхвата. У всех метеоритов был уникальный состав изотопов, а тут полное совпадение с Землей. Нет, Луна - не пришелица из космоса. Теория матери и дочери умирала сама собой, без влияния лунных экспедиций. Исследования показывали, что Земля никогда не вертелась со столь бешеной скоростью, чтобы от нее мог оторваться кусок размером с Луну.

Откуда же взялась Луна? Ученые терялись в догадках. И тут со своей гипотезой выступил Уильям Хартман, молодой астроном из университета Аризоны, который еще до рейса "Аполло-11" размышлял над фотографиями Луны. Как и большинство ученых, он был уверен, что лунные кратеры возникли не от вулканической активности недр, а от падения метеоритов. Наблюдения, сделанные астронавтами на Луне, подтвердили эту точку зрения. Даже очень большие кратеры были образованы не застывшей лавой, а ударами небесных тел, которые сплавляли пыль и камни в твердую скальную породу. Толчок к дальнейшему развитию идеи дали Хартману, по его собственному признанию, работы советского ученого Виктора Сафронова, который утверждал, что космическая пыль и камни, крутившиеся вокруг Солнца, беспрерывно сталкиваясь, сплавлялись в более крупные образования, вроде астероидов, из которых, в конце концов, выросли планеты Солнечной системы.

Но Хартман пошел дальше. Тогда в начале 70-х, он работал в Институте планетологии в Тайсоне, в штате Аризона. Вместе со своим коллегой, Дональдом Дэвисом, они разработали теорию происхождения Луны в результате аналогичного столкновения, только очень мощного. Четыре с половиной миллиарда лет назад, утверждали Хартман и Дэвис, мчащийся на всех парах космический странник величиной в Марс врезался в Землю и раскололся вдребезги, от чего его осколки вместе с отбитыми кусками земной коры разлетелись вокруг, образовав вертящийся вокруг Земли пояс. Постепенно осколки срастались друг с дружкой и, в конце концов, превратились в Луну. Вот почему на Луне нет или почти нет воды, нет и летучих элементов. Все это во время столкновения выкипело и испарилось.

В 1974-м году на конференции в Корнелльском университете Хартман впервые обнародовал свою идею. Он ждал возражений и скептических замечаний. Но взявший слово первым Эластейр Камерон, глава гарвардских астрофизиков, энергично поддержал Хартмана. Камерон сообщил присутствовавшим, что он и его юный коллега Уильям Уорд пришли, хотя и иным путем, к тем же выводам, что и Хартман с Дэвисом. Единственное, в чем Камерон мог упрекнуть Хартмана, это в недостаточном математическом обосновании теории: у них с Уордом оно точнее и убедительнее.

Несмотря на мощную поддержку со стороны Камерона, большинство ученых сначала игнорировало теорию Хартмана-Дэвиса (Камерона из уважения к прежним заслугам к авторам теории как бы не причисляли). Слишком уж она казалась радикальной даже тем, кто признавал возможности катастроф огромного масштаба, но преимущественно в рамках библейской традиции, вроде всемирного потопа или гибели Содома и Гоморры. За пределы Земли эти ученые, гордо именовавшие себя катастрофистами, взор свой не обращали.

Однако, мало-помалу отношение к хартмановской теории менялось, чему больше всего способствовало компьютерное моделирование. Столкновение гигантов оказывалось не такой уж безумной идеей, или, вернее, безумной, но в том положительном смысле, который придавал этому слову Нильс Бор, то есть дерзкой, но единственно верной. На этих моделях получалось, например, что железное ядро пришельца слилось с железным ядром Земли, отчего будущей Луне железа достались лишь жалкие крохи.

В 1984-м году, спустя 12 лет после шестой и последней экспедиции на Луну, планетологи собрались на Гавайях, чтобы обсудить происхождение Луны. Теория Хартмана-Дэвиса-Камерона-Уорда была признана единственно правильной. "На сей раз были проигнорированы не только другие теории, все еще теплившиеся, - вспоминал потом в своей книге "К скалистой луне" лунный геолог Дон Уихелмс, - но даже и роскошные гавайские пляжи. Все мы с волнением обсуждали тот уже бесспорный факт, что наша спутница Луна оказалась дочерью не одного, а двух родителей. Земля перестала быть матерью-одиночкой - у ребенка появился отец". Но это было еще не все. Джордж Уезерилл, вашингтонский планетолог, рассказал собравшимся, что если верить компьютерным моделям, то тогда же, 4,5 миллиарда лет назад, около 20 небесных тел размером с небольшую планету промчались через юную Солнечную систему, причем дело без столкновений скорее всего не обошлось А из этого следует, сказал Уезерилл, что нам следует еще раз приглядеться к процессам образования планет.

Коллеги вняли призыву Уезерилла и стали приглядываться. Вскоре же поднялась суматоха вокруг Меркурия: у него, вопреки традиционным взглядам, кора оказалась чересчур тонкой. Выяснилось так же, что Венера вертится не как планета ее группы, а в противоположную сторону, а у Урана какая-то странная ориентация. У большинства планет ось вращения более или менее перпендикулярна к плоскости Солнечной системы, ось же Урана наклонена на целых 97 градусов.

Энтузиасты теории рождения Луны из встречи двух планет все еще уточняют детали. Робин Кэнап из Колорадского университета в Боулдере и уже известный нам Эластейр Камерон, объявили, например, недавно, что "отец Луны" был величиной не с Марс, а с добрых три Марса. Между прочим, по данным Кэнап, точнее ее новейшего компьютера, гигантские столкновения небесных тел в ранние годы Солнечной системы случались сплошь и рядом, отчего должно было сформироваться множество лун. Но большинство из них не дожило до наших дней, потому что их орбиты были нестабильны.

Сомнения насчет теории столкновения остаются в основном у геохимиков. Об этом в одном из недавних выпусков журнала "Science" - "Наука", написали Алекс Холидей, швейцарский геохимик и Майкл Дрейк, планетолог из Аризонского университета. С другой стороны, появляются факты, подтверждающие теорию. По данным, которые собрал аппарат "Lunar Prospector", крошечное железное ядро Луны точно соответствует сценарию столкновения (у Луны оно составляет не более двух процентов всей массы, в то время, как у Земли на железное ядро приходится тридцать процентов.). Алан Биндер из Института лунных исследований в Тайсоне считает это "решающим открытием".

Истинная природа дельфинов

Сиротин

Наверное, почти всем людям нравятся дельфины - веселые, дружественные по отношению к человеку, умные морские животные, не раз спасавшие моряков. Дельфины уже много лет являются героями кинофильмов, телесериалов, представлений на воде.

В наше время на различных курортах и во время морских круизов тысячи туристов платят за то, чтобы поплавать с дельфинами - ручными или дикими. В рекламных брошюрах, зазывающих туристов во Флориду, на Азорские острова и в Новую Зеландию, расписываются удивительные природные свойства дельфинов, общение с которыми лечит эмоциональные недуги человека. Однако, ученые, изучающие физиологию дельфинов, пришли к совершенно неожиданному выводу: дельфины далеко не такие счастливые и не такие мирные создания, как мы привыкли думать.

Растут доказательства того, что одна из разновидностей этих огромных морских животных длиной до четырех и более метров убивает своих млекопитающих собратьев, используя в качестве орудия убийства острые зубы и тяжелый клюв.

В отличие от большинства хищников, которые убивают, чтобы съесть свою жертву, дельфины убивает не для утоления голода. Есть свидетельства даже убийства детенышей. У берегов Шотландии, например, ученые испытали настоящий шок, когда увидели, как взрослый дельфин в течение целого часа многократно поддевал клювом, подбрасывал вверх и бил о воду дельфиненка, пока тот не перестал сопротивляться и не пошел ко дну. У берегов штата Вирджиния исследователи обнаружили девять убитых детенышей дельфинов. Одна туша была покрыта следами зубов взрослых животных.

"У человечества сложилось мнение о дельфинах как о добрейших и милейших существах - говорит доктор Дейл Данн, патологоанатом-ветеринар из вашингтонского Института Патологии при Министерстве Обороны США, - Поэтому новые данные о поведении дельфинов, честно говоря, огорчают".

Но больше всего ученых и представителей властей беспокоят факты нападения дельфинов на людей. Случаи ранений и даже убийств людей пока редки, но могут участиться по мере развития туристических программ, включающих близкое общение с дельфинами, их кормление и плавание с ними взрослых и детей.

"Дикая природа может быть опасной, - напоминает Тревор Спрадлин, федеральный эксперт по дельфинам, - но люди смотрят на морских млекопитающих иначе, особенно на дельфинов, будто все они "Флипперы", лучшие друзья человека, способные только играть с нами, а не нападать на нас".

Сотрудники национальной службы морского рыболовства при Министерстве торговли США, где работает Тревор Спрадлин, развернули информационно-образовательную кампанию с рассылкой материалов, предупреждающих об опасности общения с дельфинами.

В одной из таких рассылаемых брошюр говорится, что накоплены десятки свидетельств нападений дельфинов на людей. Дельфины кусают купальщиков, тянут их под воду. Женщина, которая кормила двух дельфинов, а потом прыгнула в воду, чтобы с ними поплавать, была ими избита. "Я буквально вырвала свою ногу из их пасти", - рассказывала женщина, которая после этого провела неделю в больнице.

Однако, доктор Эми Сэмюэльс, сотрудница Океанографического института Вуд Холл в штате Массачусетс, изучающая отношения дельфинов к человеку, сказала, что раны нанесенные людям дельфинами до сих пор были не слишком серьезными, но то, что дельфины улыбаются, вовсе не означает, что они лишены агрессивности.

В США нет строгих правил, ограничивающих бизнес развлечений, связанных с дельфинами. В других странах таких правил вообще нет. В Америке запрет на кормление диких дельфинов, как правило, не соблюдается морскими туристами и экипажами туристических судов. Дельфинов прикармливают с тем, чтобы максимально приблизить их к людям, которые, надев маски и ласты, хотят поплавать рядом с животными. Федеральные правила поведения с дельфинами были разработаны впервые лишь в прошлом году. И они вызвали возражения у туристических агентств и центров подводного плавания.

Многие эксперты считают, что туристов дельфины будут привлекать до тех пор, пока не получит широкую огласку какой-нибудь трагический случай.

"Дельфины - это крупные дикие животные, и мы не должны забывать об этом", - говорит Эндрю Рид - биолог из Морской лаборатории университета Дока, изучающий случаи нападения дельфинов на людей.

Конечно, жестокость дельфинов не идет ни в какое сравнение с жестокостью людей, убивающих дельфинов сотнями и тысячами во время ловли тунца. Дельфины, которые дышат воздухом, погибают, когда попадают в рыболовные сети.

Дельфины принадлежат к отряду китов. Семейство дельфиновых насчитывает тридцать два вида, среди которых крупнейшие (до десяти метров в длину) - косатки, отличающиеся агрессивностью в охоте. Обычные дельфины в среднем имеют до двух - двух с половиной метров в длину, а бутылконосые (Турсиопс трункатус) доходят до трех с половиной - четырех метров. У большинства дельфинов продолговатая морда, спинные плавники и довольно острые зубы. Питаются дельфины рыбой и кальмарами.

Человека всегда притягивала загадочная улыбка дельфина. Древние греки описывали альтруизм дельфинов и утверждали, что они спасали заблудившихся мореплавателей. Древнегреческие живописцы украшали дельфинами мозаику, фрески и скульптурные ансамбли.

Дельфины очень общительны. Друг с другом они общаются с помощью сложной голосовой сигнализации, включающей разнообразные пощелкивания, свисты и писк на высокой частоте( до 170 кгц). Хотя ученые утверждают, что у дельфинов нет сложного языка общения, дельфины все же умнее собак и близки по уровню интеллекта к шимпанзе ( в коре больших полушарий мозга у них находятся многочисленные извилины с почти тридцатью миллиардами нервных клеток).

В брошюрах туристических агентств утверждается, что дельфины обладают неким особым духовным влиянием на человека. Об этом пишет, например, Мэри-Хелен Роуссел на интернетном веб-сайде, где она приглашает за тысячу шестьсот долларов совершить в ее группе шестидневное плавание на паруснике вокруг Бимини - одного из Багамских островов для оздоровительных встреч с дельфинами. Ее партнер Свами Ананд Будха, бывший спасатель из штата Луизиана, говорит, что он познал бесконечность любви, покоя и блаженства, когда впервые взглянул прямо в глаза дикому дельфину.

Но теперь подобные утверждения подвергаются сомнению. Этому способствуют данные научных исследований, начавшихся в 1990-м году после того, как были обнаружены случаи массовой гибели дельфинов и других морских животных. В Европе и в США начались широкие исследования биологических, экологических и поведенческих особенностей поведения диких дельфинов.

Ключ к разгадке намеренного убийства, совершенного дельфинами у северовосточных берегов Шотландии, предложили профессор Бен Уилсон, эксперт по дельфинам из университета Абердина и Гарри Росс, профессор ветеринарии из Шотландского Сельскохозяйственного колледжа. Это они исследовали тушу полутораметрового дельфина с многочисленными повреждениями черепа, позвоночника и внутренних органов. Начались поиски причин гибели. Судовые винты? Рыбацкие сети? Но в 1994-м году исследователи обнаружили на тушах погибших дельфинов следы зубов взрослого бутылконоса.

Из ста пяти обнаруженных в Шотландии трупов дельфинов, сорок два были явными жертвами бутылконосых дельфинов. Ученые еще больше укрепились в своем мнении после того, как стали опрашивать свидетелей агрессивного поведения дельфинов. Два убийства, совершаемых группой дельфинов, были сняты на видеопленку.

В 1996-м году появилась первая публикация об этом в британском научном журнале "Труды Королевского общества" Факты убийств накапливаются, но причины остаются непонятными. Драка за пищу? Защита детенышей? Борьба из-за самки? Пока неизвестно.

Вообще, убийства детенышей в животном мире встречаются довольно часто, но в отряде китов, в семействе дельфиновых они обнаружены впервые.

Тем не менее, представители федеральных властей США считают, что в дельфинариях и специальных бассейнах, где люди плавают вместе с дельфинами, любителям такого плавания ничего не грозит: дельфины прошли здесь дрессировку и находятся под постоянным наблюдением экспертов. За последние пятнадцать лет количество бассейнов для плавания с дельфинами возросло в США с четырех до восемнадцати. Планируется открытие еще нескольких.

По словам Барбары Кон, ветеринара из инфекционной службы здоровья животных и растений при Министерстве сельского хозяйства США, статистика последних пяти лет показывает, что случаев нападения дельфинов на человека с травмами почти нет. Так что, общение с дельфинами в специальных водоемах и морских бассейнах остается безопасным. Опасность грозит лишь тем любителям плавания, которые купаются с дикими дельфинами и вне специально отведенных для этого мест. В Америке такой рискованный вид спорта и отдыха становится все популярнее. Именно это и заставило федеральные власти предупредить людей об опасности.

Научные новости

Муслин

В заключение нашей передачи сообщение о новых разработках НАСА.

6-тонный межпланетный зонд "Кассини", не так давно запущенный к Сатурну и его спутнику Титану, и обошедшийся в два миллиарда долларов - это последний столь дорогостоящий беспилотный летательный аппарат. На смену таким вымирающим исследовательским "динозаврам", не укладывающимся в теперешние бюджетные ограничения, идут миниатюрные и гораздо более эффективные роботы-автоматы.

Первым таким космическим лиллипутом, использующим последние успехи микроэлектроники, станет самоходная телеуправляемая танкетка "МЮЗЕС-Си-Эн", которая сейчас разрабатывается в Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадине в Калифорнии, и которая будет запущена к астероиду Нерей в 2002-м году. Длина танкетки пятнадцать сантиметров, а вес всего 1260 граммов. Тем не менее, работая на солнечной энергии, она сможет ползать и прыгать по поверхности этого полуторакилометрового астероида, собирая важные научные данные. И это только начало. Сотрудники НАСА разрабатывают сейчас космические танкетки весом всего 250-300 граммов, а также миниатюрные аппараты, которые смогут вгрызаться в поверхность космических тел и вести, так сказать, подпланетные исследования. Естественно, такая миниатюризация многократно снижает и необходимую грузоподъемность ракет.

Так называемая микроракетная группа НАСА разрабатывает крошечные летательные аппараты весом меньше килограмма, которые можно будет по несколько штук запускать на дешевых ракетах типа "Пегас". Такие аппараты, разлетаясь в разные стороны, смогут образовать целую сеть, своего рода космический "Интернет" и вести координированные исследования - рассматривать, например, астероиды сразу с нескольких сторон или выполнять роль составного гигантского телескопа с разрешающей способностью, многократно превышающей параметры орбитального телескопа Хаббла. Испытательные полеты описанных аппаратов начнутся уже через пару лет.

Легкие, как перышко, аппараты нужны, чтобы эффективно использовать солнечные паруса. Солнечные лучи смогут разгонять такие аппараты до колоссальной скорости. Первые эксперименты с солнечными парусами будут проведены уже в этом году.

Некоторые исследователи занимаются уже совершенно фантастическими проектами. Так, изобретатель Форрест Бишоп из Технического института атомных масштабов проектирует устройства, предназначенные для полетов к другим звездным системам. Подлетев к планете, удаленной на расстояние в несколько световых лет от Земли, такое устройство отыщет нужные химические элементы, синтезирует требуемые молекулы, воссоздаст из них заданную конструктивную систему с соответствующими датчиками, антеннами, передатчиком и исполнительными органами и начнет передавать изображения и научную информацию на далекую Землю.