С. Лем. О «неопознанных летающих объектах»
Как ни интригующе звучит объяснение НЛО с помощью призрачных и шаровых молний, эти редкие явления явно не «закрывают» всю соответствующую статистику наблюдений. Какой же еще природный феномен может объяснить стремительно перемещающиеся в стратосфере мерцающие диски и эллипсоиды? Ну конечно же свечение ионосферного слоя магнитосферы Земли! Этот поразительный процесс тщательно исследуется уже более двух столетий и в нашем полушарии хорошо известен как сполохи северного сияния. Собственно говоря, укоренившееся название «северное сияние» не совсем правильно. Над Южным полюсом также можно наблюдать фантастические переливы ионосферного света. Поэтому следует использовать термин «полярное сияние». Полярные сияния в Северном полушарии обычно движутся на запад со скоростью примерно один километр в секунду.
По яркости сияния разделяются на четыре класса, отличающиеся друг от друга в десять раз. В первый класс попадают еле заметные сияния, сходные по своей яркости с Млечным Путем. Сияния же четвертого класса по яркости можно сравнить с полной Луной.
Несмотря на призрачность предмета исследований, внимание многих ученых уже много десятилетий приковано к далеким заоблачным высям. Дело в том, что среда полярных сияний содержит электрически заряженные частицы – ионы и электроны. Это и придает им поразительные световые свойства. Если в приземном слое сухой воздух является качественным изолятором, то в ионосфере он – хороший проводник.
Биосфера человека расположена на суше, в пограничной области поверхности водного океана и дна океана воздушного. Со всех сторон она окружена благодатной воздушно-водяной средой, поддерживающей жизнь. Плотность атмосферы резко падает по мере удаления от поверхности Земли. В верхних ее слоях разреженный воздух непригоден для дыхания, но зато он задерживает губительные излучения, идущие от Солнца и из космического пространства.
Верхняя атмосфера (стратосфера) Земли служит своеобразным воздушным щитом для отражения многочисленных метеоритов. Такие метеорные тела, даже небольшого размера, вследствие их огромной скорости, обладают большой разрушительной силой. Сталкиваясь с газовыми частицами атмосферы, они сильно разогреваются и испаряются, оставляя в небе характерные следы «падающих звезд».
Верхняя атмосфера (стратосфера) Земли служит своеобразным воздушным щитом для отражения многочисленных метеоритов. Такие метеорные тела даже небольшого размера вследствие огромной скорости обладают большой разрушительной силой. Сталкиваясь с газовыми частицами атмосферы, они сильно разогреваются и испаряются, оставляя в небе характерные следы «падающих звезд».
Выше пятидесяти километров над поверхностью Земли расположен тот ярус воздушной оболочки, который называется ионосферой. Ионосфера простирается до высот в несколько сотен километров, плавно переходя в мантию плазмосферы. Воздушная среда здесь существенно меняет свой состав, растет относительная концентрация легких газов, среда становится в миллиарды раз более разреженной. У поверхности Земли воздух в основном состоит из двухатомных молекул азота, кислорода и углекислого газа, а на большой высоте – в ионосфере – молекулы этих газов под воздействием жесткого излучения Солнца распадаются на отдельные атомы. На высотах в тысячи километров основными элементами экзосферы (внешней атмосферы) становятся водород и гелий.
Среда ионосферы все время находится в бурном движении, перерастающем в настоящие ураганы, правда незаметные на земной поверхности.
Однажды ученые даже наблюдали загадочные облакообразные полярные сияния, мчавшиеся со скоростью свыше трех тысяч километров в час.
Поскольку на границе экзосферы плотность газов ничтожна мала, молекулы и атомы могут беспрепятственно разгоняться до второй космической скорости. При такой скорости любое тело преодолевает земное притяжение и уходит в космос. То же самое происходит с газовыми частицами водорода и гелия. Но, несмотря на утечку легких газов из земной атмосферы, ее состав не меняется, так как происходит непрерывный процесс восполнения за счет газов земной коры и испарения океанов. К тому же часть тех же атомов и молекул поступает из межпланетной среды при обтекании земной экзосферы.
Видный радиофизик Ф. И. Честнов в научно-популярной книге «В глубинах ионосферы» писал:
Высокое небо. Прозрачный воздух. На первый взгляд кажется, что на большой высоте царят покой и безмятежность. Но если бы мы обрели волшебную способность видеть молекулы и атомы, нас поразило бы зрелище мира, который поистине никогда не знает покоя. Часто случаются взрывы и катастрофы. Разрушаются одни частицы, рождаются другие. И виновником этих непрекращающихся превращений является Солнце. <…> Много сил затратили ученые, чтобы раскрыть основные черты ионосферы и нарисовать ее «портрет». Каждый шаг в этом направлении требовал новых экспериментов, остроумных гипотез и сложных вычислений. Подобно древним воинам, ученые настойчиво осаждали заоблачные выси. Но вместо боевого оружия они пользовались физическими приборами, а правила военного искусства заменили строгой логикой математики. Портрет ионосферы, который предстает перед нашими глазами, – не застывшая картина. Он все время меняется, и не только из-за того, что сама ионосфера изменчива, а в основном потому, что все более и более богатыми и достоверными становятся наши знания.
Изучение свойств и процессов, происходящих в верхних воздушных слоях, в ионосфере – одна из важнейших задач современной науки. Недаром в последние годы оформилась и быстро развивается новая область научного знания, занимающаяся этой проблематикой, – аэрономия . Несомненно, у нее большое будущее. Вполне возможно, что именно бурное развитие физики ионосферы подтолкнуло в свое время известного фантаста Фредерика Брауна к созданию оригинального рассказа «Волновики». В нем повествуется о новой «полевой» форме жизни, проявляющей себя в виде электромагнитных волн радиодиапазона. Вот как их описывает автор от имени одного из главных героев – профессора Хелметца:
– Ведь космические пришельцы – это, в сущности, настоящие радиоволны. Единственная их особенность заключается в том, что у них нет источника излучения. Они представляют собой волновую форму живой природы, зависимую от колебаний поля, как наша земная жизнь зависит от движения, вибрации вещества.
– Какой они величины? Одинаковые или все разные?
– Все они имеют разную величину. Причем измерять их можно двояко. Во-первых, от гребня до гребня, что дает так называемую длину волны. Приемник ловит волны определенной длины какой-то одной точкой диапазона. Что же касается пришельцев, то для них шкалы радиоприемника просто не существует. Им одинаково доступна любая длина волны. А это означает, что либо они по самой своей природе могут появляться на любой волне, либо могут менять длину волны произвольно, по собственному желанию. Во-вторых, можно говорить о длине волны, определяемой ее общей протяженностью. Допустим, что радиостанция ведет передачу одну секунду, тогда соответствующий сигнал имеет протяженность, равную одной световой секунде, что составляет приблизительно 187 000 миль. Если передача длится полчаса, то протяженность сигнала равна половине светового часа и т. д. и т. п.
