История науки сложна и увлекательна. И очень часто самое интересное — не то, что было найдено или объяснено, учеными, а то, как это было сделано.
Большой ошибкой современных популяризаторов науки является слишком частое забвение этого «как». То и дело приходится читать в газете или журнале: «Ученый Н...» или «Профессор К. выдвинул гипотезу...», но нигде не пишут, как, на основании чего ученый пришел к открытию или гипотезе.
Открытое письмо писателей-фантастов Г. Альтова и В. Журавлевой ставит вполне закономерный вопрос: «А тем ли путем мы идем?». В отличие от А. П. Казанцева, который свои фантазии превратил в «гипотезу» о ядерном взрыве межпланетного корабля и стал затем факты приспосабливать к этой «гипотезе», авторы письма не выдвигают сами никаких гипотез. И очень хорошо делают. Потому что настоящие научные гипотезы должны вытекать из фактов, объяснять эти факты и предсказывать новые явления. Иначе — если гипотеза не может быть проверена фактами, она не нужна, бесполезна.
С этой точки зрения между научными гипотезами о природе Тунгусского взрыва— метеоритной и кометной, с одной стороны, и фантастическими гипотезами — ядерной и межпланетной, с другой стороны, — принципиальная разница. Первые исходят из тщательного анализа фактов: показаний очевидцев, записей приборов, изучения разрушений на местности, анализов проб почвы, спилов деревьев и т. д. Вторые исходят из фантастического предположения, более или менее вероятного (авторы письма довольно убедительно показывают, что скорее менее, чем более), а главное — не поддающегося проверке. Если же какие-то пути проверки находятся то фантастическая гипотеза рушится, как карточный домик.
Как же обстоит дело с научным объяснением природы Тунгусского метеорита? Прежде всего, никакого противоречия в том, что этот метеорит мог быть ядром кометы, не содержится. Дело в том, что метеоритом принято называть тело космического происхождения, падающее на Землю. Его прошлое — другой вопрос. Это мог быть маленький астероид или его осколок, ядро кометы или часть его, и даже (почему бы нет?) — вулканическая бомба, выброшенная при помощи извержения с какой-нибудь планеты.
Теперь попробуем ответить на главный вопрос: что могло вызвать взрыв Тунгусского тела в воздухе? Для этого нужно проследить движение этого тела, не вводя никаких гипотез, а используя весь аппарат современной гиперзвуковой аэродинамики и физики ударных волн.
Вот таким путем мы и пошли. Еще в 1960 г. я сделал серию расчетов движения сквозь земную атмосферу тел самых различных масс — от 100 тысяч до 10 миллионов тонн — и с самыми различными скоростями—от 12 до 60 км/сек.
Расчеты показали, какими должны были быть наиболее вероятная начальная и конечная скорость и масса влетевшего тела. Тело слишком большой массы пробило бы атмосферу и врезалось в землю, образовав кратер (которого на месте катастрофы не оказалось), тело слишком малой массы затормозилось бы на значительно большей высоте. Можно считать поэтому, что масса влетевшего тела составляла несколько миллионов тонн, а в момент взрыва — десятки тысяч тонн. Скорость движения была от 30 — 40 км/сек, в начале до 16 — 28 км/сек, в конце траектории.
Но это был лишь первый шаг. Ведь проведенные расчеты ничего не могли рассказать о природе взрыва. А между тем профессор К. П. Станюкович и В. П. Шалимов сделали следующий шаг. Они пытались рассчитать, какое количество тепла получало тело, летевшее с космической скоростью, от образованной им ударной волны, и куда это тепло расходовалось. Расчет теплового баланса показал, что ни железный, ни каменный метеорит не мог «сам собой» взорваться в воздухе, какую бы мощную ударную волну он ни образовал. Ho ледяное тело (например, ядро кометы) на нижнем участке траектории могло испаряться так интенсивно, что это было бы подобно взрыву.
Выводы К. П. Станюковича и В. П. Шалимова подтверждались наблюдениями за полетом алюминиевых пулек, выпущенных с почти космическими скоростями {до 7 км/сек.), о чем рассказал профессор Г. И. Покровский. Эти пульки взрывались в воздухе, так сказать, «сами собой».
Но алюминий способен гореть, а лед гореть не может. У некоторых ученых модель «теплового взрыва» вызвала сомнение. Чтобы подойти к решению этой проблемы, нужно было с головой погрузиться в необычный мир — мир ударной волны, образуемой быстро летящим в воздухе телом — безразлично, метеоритом, ядром кометы или космическим кораблем.
Да, да, не фантастическим, а самым реальным космическим кораблем, нашим советским кораблем, возвращающимся из полета к Марсу или к Венере. Что его ждет при входе в атмосферу? Как будет плавиться или испаряться его оболочка?
При взлете в земную атмосферу с гиперзвуковой скоростью любое тело образует ударную волну — скачок уплотнения, где давление воздуха возрастет в десятки тысяч раз, а температура — в тысячи раз. Воздух за фронтом ударной волны приобретает свойства плазмы — электронно-ионного газа.
Впрочем, здесь материала достаточно и для поэзии, и для расчетов на электронно-счетных машинах. И такие расчеты скоро будут проведены на одной из самых быстродействующих машин — на электронно-счетной машине М-20, делающей 20 000 операций в секунду. Но даже эта машина не может поспеть за темпом событий, протекающих в ударной волне. Ведь установление равновесной ионизации требует при некоторых условиях лишь миллионной доли секунды.
Передача тепла телу происходит тремя различными путями конвективным переносом, излучением и электронной теплопроводностью. Все они должны быть изучены, рассчитаны. А ход плавления и испарения тела: железного, каменного, ледяного? Тут расчетов мало, потребуются эксперименты (некоторые из них уже проведены). До гипотез ли тут, дорогие товарищи?
Я не хочу преуменьшать роль гипотез. Безусловно, они нужны. Но они должны знать свое место. И решение Тунгусской проблемы будет зависеть не от того, кто больше напишет в пользу своей гипотезы, а от того, что скажут факты и законы природы. Я уверен, что ответ дадут законы, уже известные нашей науке. Вряд ли стоит искать какие-то новые законы для объяснения одного-единственного явления природы, притом, родственного другим, хорошо изученным. Нужно глубже исследовать круг этих явлений! во всем их разнообразии, и тогда решение проблемы придет само. Пути науки трудны и многообразны, но они безусловно приведут к успеху.
В. БРОНШТЭН,
научный консультант Московского планетария.