В последнее время человечество вынуждено констатировать, что падение астероидов участилось.
Не так много по космическим меркам времени прошло с момента падения известного нам Челябинского метеорита, а в ряде публикаций отмечены огненные шары, падение которых было замечено в штате Айова, Индиана, Иллинойс и Миссури, а также в Бразилии и в Австралии.
А в научных кругах до сих пор нет четкого мнения даже о самом механизме процесса падения космического объекта на поверхность Земли.
В этой связи интерес представляет новая рукопись Анатолия Александровича Вотякова «Падение астероида», размещенная ниже.
Публикуется впервые.
Падение астероида
Анатолий Вотяков
Введение
О падении астероида говорят в наши дни много и бестолково.
Больше всего раздражает журналистская уловка переводить кинетическую энергию астероида в мегатонны ядерных боезарядов.
Кто это придумал трудно установить, но это страшно далеко от истины. Чтобы поступательное движение камня, при котором все его атомы движутся строго параллельно в одном направлении, не сталкиваясь друг с другом, превратить в хаотичное движение, в тепло, нужно время, а его нет.
Действительно, астероид диамет¬ром в 10 километров, мчащийся со скоростью 40 км/сек, начав светиться на высоте 100 км, через 2 секунды окажется на высоте 20 км, спустя полсекунды коснется Земли, а еще через четверть секунды станет частью Земли.
В атомной бомбе цепная реакция размножения нейтронов приводит практически к одновременному расщеплению ядер урана-235 или плутония-239, которые под действием сил кулоновского отталкивания мгновенно обретают кинетическую энергию. Пронизывая, оказывающуюся на их пути материю, они отталкивают ее от центра взрыва, с силой, пропорциональной массе и обратно пропорциональной квадрату расстояния, что приводит к формированию ударного импульса, распространяющегося со скоростью 20 тысяч километров в секунду – скоростью разлета половинок расщепленного ядра.
Перевод тепловой энергии в кинетическую осуществляют разного рода двигатели, и они успешно справляются с этим, тогда как обратная задача –преобразовать поступательное движение пули, снаряда, метеорита в тепло для обогрева чего бы то ни было, не решена.
Огромное впечатление производит красочная картина падения астероида в океан. Астероид, вздымая тучу брызг, входит в воду подобно обычному камню, свалившемуся с отвесной скалы. Его практически не видно из-за стены воды, которую он поднял…
Чтобы осознать, что такого быть не может, сравним скорости. Скорость распространения звука в воде – 1,5 км/с, значит, такой волны как на рисунке быть не должно. Действительно, 10 километровый шар, движущийся со скоростью 40 км/с, окажется ниже уровня моря уже через четверть секунды.
Вода за четверть секунды не способна переместиться более чем на 375 метров. Такой волны, которую художник рисовал для простого народа, быть не может.
Астероид как поршень сожмет оказавшуюся на его пути воду, она от этого сплющится и окаменеет, следовательно, общим случаем падения астероида является столкновение сухого камня с сухой поверхностью.
С расстояния 30 км вы увидите яркую нарастающую по интенсивности вспышку. В полнейшей тишине источник слепящего света коснется земли и тут же исчезнет и только спустя 8 секунд земля вздрогнет, а еще через 90 секунд послышится грохот.
«И встанет гриб лиловый», – гриб будет, но это будет холодный гриб. Дело в том, что после пролета астероида в атмосфере останется вакуумный канал диаметром 10 км, в который устремится окружающий воздух. Громыхнет как следует, однако, и не более того.
Голая бухгалтерия обезоруживает яркие эмоции археологов.
При скорости движения 40 км/с электроны, масса которых примерно в 2 тысячи раз меньше массы протона, а ядро содержит не только протоны, но и нейтроны, которых в ядре примерно в полтора раза больше, чем протонов, обладают 1/5000 частью (0,02%) кинетической энергии астероида.
Поэтому о том, что астероид содержит ещё и электроны, можно забыть, не существенно это. На Землю несутся длинные строго упорядоченные шеренги атомных ядер (если ядро имеет размер вишневой косточки, то атом – размер Московского университета. Никто не знает, как все это происходит на самом деле, поэтому имеет смысл рассмотреть несколько сценариев.
Сценарий первый.
Столкновение астероида с твердой поверхностью напоминает столкновение двух щёток.
Одна щетка, двигаясь навстречу другой щетке, повышает плотность материала в два раза.
В принципе, можно было бы рассматривать случай, при котором астероид, достигнув поверхности земли, за четверть секунды формирует под поверхностью Земли тело двойной плотности.
Если бы это был тринитротолуол, выделилось бы очень много газа, и последовал бы жуткий взрыв.
Однако камни в газ не превращаются, как их не сжимай, поэтому из этой зоны двойного уплотнения, после ее образования, станет выделяться расплавленная смесь астероида и смешавшегося с ним материала Земли, формируя что-то вроде громадной коровьей лепешки.
Ввиду того, что таких образований пока что никто не наблюдал, перейдем к следующему сценарию.
Сценарий второй.
Позволим материалу сжиматься не в два раза, а до плотности какого-то реального объекта, скажем, звезды типа «белый карлик».
«Плотности белых карликов огромны 104—105 г/см3».
Применительно к нашей проблеме, десяти километровый астероид мог бы за четверть секунды расплющиться до «лепешки» толщиной в 10 сантиметров, которая после этого начнет расширяться, увеличивая свои размеры в «корень кубический из 100 тысяч» раз, грубо говоря, в 46 раз.
В результате получится лепешка толщиной 4 метра 60 сантиметров, диаметром 460 метров.
Хотя нечто подобное иногда можно увидеть на Луне, тем не менее, рассмотрим еще один сценарий.
Сценарий третий.
Настало время позволить лепешке быть еще и неоднородной.
Астероид вбивает в ее поверхность шеренги атомов и плотность зоны контакта увеличивается в два, четыре, восемь, шестнадцать, тридцать два раза…
Однако продолжаться вечно это не может – наступает момент, когда плотность атомов на границе становится настолько высокой, что материал астероида становится своего рода газом относительно границы, больше не вбивается в нее, а начинает обтекать.
Скорость обтекания границы может быть раз в 10 меньше скорости движения астероида, зато плотность потока раз в 10 больше, чем у материала астероида.
В этой ситуации «зона контакта» сформирует тонкий диск, в котором плотность материала раз в 10 выше, чем у астероида, а скорость – в десять раз ниже (4 км/с).
Расширяясь, этот диск сметет все на своем пути до самого горизонта, сваливая все, что оказалось на его пути, за эту воображаемую линию.
В результате получается идеально гладкая плоская площадка, окруженная специфическим валом.
Со стороны площадки он является ее идеальным продолжением, а по другую сторону – обычный отвал, вызывающий искреннее недоумение: «Кому понадобилось весь этот огород городить на Луне»?
На Земле эта площадка постепенно заполняется водой, образуя идеально круглое озеро. Третий сценарий, похоже, срабатывает.
Монотонно уплотняясь, зона контакта переходит в особое состояние вещества («пятое состояние»), для которого обычный камень, с какой бы скоростью он не двигался, ничем не отличается от газа – начинает обтекать зону контакта, формируя какое-то подобие сверхплотной жидкости, сметающей на своем пути все до самого горизонта.
Большая часть кинетической энергии астероида превращается при этом в жесткое гамма излучение. Земля получает мощный, но одновременно мягкий удар, удар такой же силы получает падающий на нее астероид.
Астероид – это перспективное оружие и, как показывают снимки из космоса, это оружие уже применялось в прошлом. Орбиту астероида можно изменять – это же не планета. Более того сам факт воздействия на камень невозможно обнаружить. Несколько мягких импульсов и 10 километровый камень с ювелирной точностью поражает заданную точку планеты, возникая как бы из ниоткуда, со стороны Солнца.
Мы живем в эпоху, когда нации равноправны, государства тоже более или менее равноправны, тогда как национальные интересы очень сильно поляризованы – это несправедливо. Значит, эта несправедливость скоро канет в небытие.