Посвящается легендарному астрофизику Сергею Николаевичу Вернову, научные исследования которого открыли широкие возможности покорения космоса.
Планета Земля – огромный живой организм в системе космического пространства. Ее существование напрямую зависит от стабильности этой системы, равновесия всех её составляющих. Находясь в неизбежном взаимодействии с космосом, Земля испытывает его постоянное влияние, как на своей поверхности, так и в её недрах.
Исследования этих воздействий позволяют человечеству использовать их в различных научных целях и, главным образом, предопределять негативные воздействия на Землю. Область этих научных изысканий – прерогатива астрофизиков.
Среди таких ученых известно имя Сергея Николаевича Вернова, российского и советского физика, академика АН СССР, Героя Социалистического Труда, лауреата Сталинской и Ленинской премий. Его научные заслуги лежат в области исследования физики космических лучей и открытия внешнего радиационного пояса Земли.
Сегодня, 11 июля, исполняется 110 лет со дня его рождения.
Путь к своим научным вершинам Сергей Николаевич начал с поступления в 1931 году на физико-механический факультет Ленинградского политехнического института. Продолжив образование сначала в аспирантуре Ленинградского радиевого института им. В.Г. Хлопина, а затем в докторантуре Физического института им. П.Н. Лебедева АН СССР, он стал одним из ведущих специалистов в области воздействия космических лучей, их спектра на планету.
Учёный проводил исследования высотных космических лучей (1930-е годы) с помощью запуска радиозондов на различных геомагнитных широтах, используя магнитное поле Земли как спектрометр. Именно в этих исследованиях впервые был получен спектр основной части космических лучей.
Заслугам Вернова принадлежит также создание в МГУ уникальной установки для исследования космических лучей сверхвысоких энергий, результатом которого стало важное открытие: характер взаимодействия протонов с веществом.
Сергей Николаевич Вернов был одним из пионеров-руководителей в экспериментах по исследованию космических лучей на первых искусственных спутниках Земли и автоматических межпланетных станциях. Результатом этих экспериментов стало крупнейшее открытие – обнаружение внешнего радиационного пояса Земли, которое внесено в Государственный реестр научных открытий СССР под № 23 с приоритетом от июля 1958 года.
Участие Вернова в этих и многих других открытиях позволило в дальнейшем приподнять завесу тайн многих глобальных проблем. К примеру, как космические лучи влияют на жизнь на Земле?
Оказывается - напрямую. Они создают ионизацию атмосферы Земли, влияют на радиационный фон. Если изучить количество радиоизотопов на разных глубинах льдов Антарктики или Гренландии, то можно понять, какая была интенсивность космических лучей несколько миллионов лет назад.
Сейчас нам известно, что на Земле было несколько периодов массового вымирания живых существ. Как минимум одно из них учёные связывают с интенсивным космическим облучением, последствия которого привели к высокой ионизации атмосферы, образованию густого облачного покрова и резкому изменению климата.
Произошло это примерно 2,6 млн лет назад: взрыв сверхновой звезды осветил небо нашей планеты с расстояния около 150 световых лет. Спустя сотни лет, когда звезда уже исчезла с небосвода, космические лучи достигли Земли.
Недавно ученые выявили связь массового вымирания животных, обитавших в то время на Земле, с этим космическим явлением: было установлено совпадение «морского мегафаунного вымирания» с поступлением потенциально смертельного потока радиации, исходящего от взрыва сверхновой звезды рядом с Землей. Эта вспышка, как полагают ученые, привела к тому, что около 36% видов (включая мегалодона), обитающих в прибрежных водах, вымерли.
Исследователи считают, что убийственное излучение достигло Земли в виде космических лучей, состоящих из быстро движущихся мюонов – элементарных частиц с отрицательным зарядом, масса которых в несколько сотен раз превышает массу электрона.
Ученые подсчитали, что, если бы это событие состоялось в наше время, то риск развития рака у представителей Homo Sapiens увеличился бы примерно на 50%. А поскольку высокоэнергетические мюоны могут проникать глубоко под воду, они вполне могли оказать смертельное влияние на морских обитателей, став причиной их массового вымирания. Издание Discover приводит слова авторов исследования о том, что мюоны в двести раз массивнее электрона и проникают повсюду. Сегодня многие мюоны проходят через нас, не нанося никакого вреда, но около одной пятой дозы радиации, получаемой человеком, приходится именно на них.
Сейчас также активно ведутся исследования влияния космических лучей на климат: если мы будем знать, что происходит в Галактике, от чего зависит интенсивность космического излучения, то, вероятно, сможем раскрыть секрет глобального потепления и попытаться предотвратить отрицательные последствия климатических изменений.
Ольга Якунина,
заведующая отделом выставочной деятельности МГЦС
