Тільки фізика, тільки хардкор!

Перед вами - фрагмент чергової книги з лонг-листа премії науково-популярної літератури «Просвітитель» 2017 року. Це «Тільки фізика, тільки хардкор!» Дмитра Побединського, випущена видавництвом АСТ у 2016 році. Ми вибрали другий розділ з третього розділу, який називається «Таємниці електрики». З неї ви дізнаєтеся, що станеться, якщо електрика зникне... ні, не з розеток, а взагалі з нашого життя.

Що буде, якщо електрика зникне?

Погодьтеся, найпотрібніше в нашому житті працює на електриці: холодильник, плазма, приставки, кулер в офісі, електроблинниці, зрештою... Серйозно, без електрики ми б померли! Адже по наших нервових клітинах протікають електричні імпульси. Серце б'ється завдяки ім. Так що, якщо електрики не буде, наше життя стане просто неможливим. Але уявімо собі, що відбуватиметься у всесвіті, якщо електрика раптом зникне. Тут потрібно уточнити. Більшість наших приладів - ноутбук, чайник, млинця - працюють на електричному струмі. Це спрямований рух електричних зарядів. Але вони також можуть бути і нерухомі. Тоді ми маємо справу зі статичною електрикою. Давайте уявимо, що зникне не струм, а саме електричні заряди. Тоді, звичайно ж, всі електроприлади перестануть працювати. Перестануть йти грози, припиниться фотосинтез, та більше того, зупиниться будь-яке життя! Адже багато процесів у клітинах регулюються електрикою: синтез АТФ, проникність мембран, рух органелл. А в багатоклітинних організмах вся нервова система влаштована на електричних імпульсах. Без цього ми не будемо такими нервовими, проте в живих ми теж не залишимося.

Магнітне поле

Але якщо заглибитися в питання, все ще цікавіше. Справа в тому, що магнітне поле теж виникає завдяки електричним зарядам! Точніше, завдяки їхньому руху. Навколо дротів з струмом завжди є магнітне поле, так влаштовані електромагніти. Та навіть у звичайному магніті поле створюється електрикою, адже електрони в атомах рухаються, і навколо них виникають маленькі магнітні поля, які складаються у велике магнітне поле. Можна навіть говорити про єдине електромагнітне поле, а електрика і магнетизм - це різні його прояви. Ви тільки уявіть, як тільки зникне електрика, всі магнітики з холодильників відваляться. Замочки на сумочках стануть марні. Та й взагалі зникне магнітне поле Землі. Через це частину атмосфери знесе сонячним вітром, посилиться доза радіації від сонця, отримувана людьми, перелітні птахи будуть збиватися зі шляху. Загалом відбудеться багато дрібних, але не найприємніших змін.

Атоми

Але це ще не найстрашніше. При зникненні електричних зарядів ми всі просто розпадемося на атоми! Дійсно, будь - яка хімічна сполука ґрунтується на тому, що «+» одних атомів притягуються до «-» інших атомів, і навпаки. Саме завдяки цим силам утворюється кристалічна решітка і тверді тіла зберігають свою форму. Якщо ці сили зникнуть, то молекули розпадуться і всі ми моментально перетворимося на пил! До того ж самі атоми теж розпадуться, адже зникне тяжіння між негативними електронами і позитивним ядром. Це буде справжній апокаліпсис!

Нейтронна матерія

Але і це ще далеко не все! На всі тіла у всесвіті завжди діє гравітація. Окремі складові притягуються один до одного, тому гравітація намагається стиснути тіла. Цьому зазвичай протистоїть відштовхування електронів в атомах, оскільки вони мають однаковий заряд. Але якщо ця стримувальна сила зникне, гравітація може стиснути будь-яке тіло до неймовірно мікроскопічних розмірів. У результаті ми отримаємо настільки щільну матерію, що одна чайна ложка її буде важити як 25000 останкінських телевеж. Така матерія називається нейтронною. Подальшому стисненню перешкоджає відштовхування нейтронів атомів, але це сили вже іншої природи, не електричної. Астрономи виявили в далекому космосі багато об'єктів з такої матерії і назвали їх нейтронними зірками. Так що якщо зникне електрика, то ми всі станемо маленькими зірочками... в якомусь сенсі.

Фотони

Але все-таки побачити красу всієї цієї катастрофи ми не зможемо. І не тільки тому, що всі наші атоми розваляться. Справа в тому, що всі фотони, частинки світу, зникнуть, згідно з сучасними уявленнями, поля, електромагнітні та інші, являють собою концентрації віртуальних частинок. Електрони, протони, нейтрони перекидаються віртуальними частинками і таким чином відштовхуються або притягуються. І кожному виду поля відповідають свої віртуальні частинки. У електромагнітного поля це фотони, частинки світла. Тобто раз електромагнітне поле зникне, то зникнуть і фотони, зникне світло. Тільки уявіть собі це: темрява поглине весь всесвіт від краю до краю...

Темна матерія

На щастя, електромагнітні взаємодії навряд чи зникнуть. Експериментально ще не вдалося довести, що вони можуть кудись подітися. Але варто зазначити, що існує матерія, яка не сприйнятлива до електромагнетизму. Фотони спокійно проходять крізь неї, вона для них абсолютно прозора. Тому її називають темною матерією. Цілком можливо, що ми повністю оточені темною матерією. Але її частинки не відштовхуються і не притягуються до наших атом, тому пролітають крізь нас абсолютно непомітно. Адже причина, через яку одна людина не може пройти крізь іншу, - це електричне відштовхування електронних оболонок. Більше того, завдяки електриці жодна людина не може доторкнутися до іншої: піднесіть долоню до іншої людини - ваші електрони будуть відштовхуватися від її електронів. А от якби ми складалися з темної матерії, електрика для нас не грала б ніякої ролі. І якби воно зникло, ми б взяли попкорн і з задоволенням спостерігали за цим видовищем.

Тільки фізика, тільки хардкор! Видавництво АСТ, 2016. - 320 с.