E=mc2

Здесь, на Земле наполняющие атмосферу атомы водорода просто пролетают один мимо другого. Даже если их придавливает обрушившаяся гора, они друг к другу не прилипают. Однако, оказавшись вблизи центра Солнца, испытывая давление слоя вещества высотой в тысячи миль, ядра водорода могут притискиваться так близко одно к другому, что, в конце концов, они соединяются, образуя химический элемент, именуемый гелием.

Если бы происходило только это, ничего особо важного тут не было бы. Но Бете и другие исследователи показали, что каждый раз, как четыре ядра водорода прижимаются друг к другу, срабатывает могучая субатомная арифметика, подобная той, которую как-то под вечер, среди снегов Швеции, разработали Майтнер и ее племянник Фриш. Массу четырех ядер водорода можно записать как 1+1+1+1. Однако, когда они соединяются, образуя гелий, суммарная масса оказывается не равной 4! Тщательно измерьте массу ядра гелия, и вы увидите, что она на 0,7 процента меньше, то есть составляет 3,993 единиц массы четырех ядер водорода. Утраченные 0,7 процента обращаются в ревущую энергию.

Такая величина кажется незначительной, но ведь Солнце во много тысяч раз больше Земли и содержит колоссальное количество доступного в качестве топлива водорода. Взорванная над Японией бомба разрушила целый город, обратив в энергию всего лишь несколько унций урана. Причина мощи Солнца состоит в том, что оно каждую секунду перекачивает 4 миллиона тонн водорода, обращая его в чистую энергию. «Взрывы», происходящие на нашем Солнце, можно ясно наблюдать со звезды альфа Центавра, отделенной от нас 24 триллионами миль, — как и с недоступных воображению планет, которые обращаются вокруг звезд, разбросанных по спиральной ветви нашей галактики.

Солнце перекачивало массу в энергию вчера, — в тот момент, когда вы только-только проснулись, 4 миллиона тонн водорода «продавливались» сквозь знак равенства, стоящий в уравнении, которое Эйнштейн записал в 1905 году, со стороны массы на сторону энергии, умножаясь попутно на огромную величину c²

, — оно проделывало тоже самое на заре, разгоравшейся над Парижем пять столетий назад, и в тот день, когда Магомет обрел пристанище в Медине, и когда в Китае утвердилась династия Хань. Энергия, полученная из миллионов исчезающих тонн, каждую секунду с ревом проносилась над головами динозавров — сама Земля пестовалась, согревалась и ограждалась этим яростным пламенем столько времени, сколько она провела на своей орбите.

Глава 15. Сотворение Земли

Работа Сесилии Пэйн помогла показать, что наше Солнце и прочие звезды небесные суть огромные насосные станции, чья работа основана на принципе E=mc²

. Однако само по себе пережигание водорода в гелий способно было с легкостью привести к возникновению серой, мертвой вселенной. На ранних этапах ее истории состоящие из водорода звезды могли ярко пылать, создавая гелий. Однако с ходом времени изначальный водород должен был попросту выгореть, а тепло и свет, создававшиеся в соответствии с E=mc², постепенно угасли бы, оставив после себя лишь гигантские летающие кучи пепла — использованного гелия. И ничто иное возникнуть не смогло бы.

Для создания вселенной, какой мы ее знаем, должно было существовать некое устройство, способное вырабатывать углерод, кислород, кремний и все остальные химические элементы, из которых состоят планеты и от которых зависит существование жизни. Атомы этих элементов крупнее и сложнее того, что могла создать простая машина пережигания водорода в гелий.

Пэйн была женщиной достаточно независимой, чтобы бросить вызов всеобщей уверенности в том, что звезды состоят из железа, и это позволило сделать первый шаг к пониманию вселенной: показать, что в звездах, находящихся далеко за пределами нашей атмосферы, достаточно водорода, обеспечивающего постоянный выброс энергии в согласии с формулой «1+1+1+1 = не совсем 4», формулой, которая, собственно, и поддерживает сгорание звезд. Однако на возникновении гелия все и остановилось. Кому хватило бы дерзости и независимости, чтобы пойти дальше, показать, что формула E=mc² способна создавать обычные элементы, из которых состоит наша планета и на которой построена наша повседневная жизнь?

В 1923 году, когда Пэйн только-только появилась в Гарварде, семилетний йоркширский мальчуган был уличен школьным инспектором в том, что он прогулял бóльшую часть прошедшего учебного года, посещая вместо занятий местный кинотеатр. И хотя юный Фред Хойл убедительно доказал, что хождение в кино пошло ему только на пользу, — следя за титрами, он научился читать, — он был вынужден против собственной воли вернуться в школу. Вот этому мальчугану и предстояло, в конечном счете, сделать следующий крупный шаг в объяснении того, как устроено Солнце.