«Советский Хэнк Пим и сумеречные лучи»: физическая оптика будущего в трудах Г. В. Розенберга

https://forum.uraic.ru/blog/wp-content/gallery/owl/thumbs/thumbs_nndhdh-dhdhdh-dhndhdhdh.jpg

Хэнк Пим — вымышленный учёный-биофизик, спасший эту статью

Когда этот научный труд только-только попал ко мне в руки, первой моей реакцией было: «О, круто! Это должно быть дико интересно, щаз сделаем «лютую» статью!». Чуть позже, полистав книгу и поискав информацию об авторе (которой, кстати, оказалось ничтожно мало), мысли мои стали метаться где-то между «О, боже! Я ничего не понимаю!» и «Но книга же все равно интересная – значит, это вызов!». Так или иначе, но — пришлось смириться с тем, что в аэродинамической физике я не понимаю решительно ни-че-го. Мне буквально не от чего было оттолкнуться, пока в один промозглый вечер на глаза не попался мелькавший по экрану ТВ марвеловский блокбастер «Человек-Муравей». Слава поп-культуре! Теперь я хотя бы приблизительно могу рассказать о том, кем был Г. В. Розенберг (ведь речь-то пойдет именно о нём).https://forum.uraic.ru/blog/wp-content/gallery/owl/thumbs/thumbs_dhdh-ndhdhdhudhdhdhundh-dhdhnnndhun.jpg
Единственное фото учёного, которое удалось найти

Георгий Владимирович Розенберг (1914 – 1982гг.) родился в далёком Смоленске, и все свои детство и юность был страстно увлечён физикой. То, с какой скоростью вращается наша планета, какие силы заставляют двигаться всё вокруг, почему день сменяется ночью и что происходит между этими двумя фазами – все эти вопросы долгие годы заставляли его сердце «гореть» несбыточными идеями о попытках постичь процессы и явления, до этого лишь поверхностно описанные в трудах древних греков. Именно поэтому основной своей специальностью он выбрал математику и физику.
Окончив физический факультет МГУ в 1938-м году, Г. Розенберг начал работу в Физическом институте АН СССР, под руководством не менее талантливого ученого – Г. С. Ландеберга. Именно последний дал молодому учёному тот научный «старт», благодаря которому Розенберг увлёкся такими специфическими теориями, как «дисперсные системы и их влияние на пространственные слои», «теория аэрозолей», «оптические иллюзии в природе и их взаимосвязь с метеорологией верхних атмосферных слоёв Земли».

Увлечение пограничными атмосферными явлениями привело Г. Розенберга в лабораторию атмосферной оптики Института теоретической геофизики АН СССР, где и трудился ученый вплоть до 1941 г. Когда началась война, молодой физик-оптик пошел на фронт вместе со всеми. К сожалению, нет практически никаких сведений о том, как и в каком батальоне служил ученый – однако факт остается фактом: он не только выжил и вернулся, но и продолжил свою научную работу на благо человечества. Уже только по одному этому поступку мы можем судить о том, насколько погружен был этот человек в свое дело, и как многого для человечества хотел с его помощью добиться.
https://forum.uraic.ru/blog/wp-content/gallery/owl/thumbs/thumbs_dhdhdhdhndhnfndhnn.jpg

Примерно так выглядит «верхний слой» дисперсной системы. Внутри каждого шарика может быть еще 70 штук таких же, один меньше другого. Физики называют эти шарики наночастицами

С 1956-го по 1982гг. – Г. Розенберг был заведующим Отделом атмосферной оптики, переименованного позже в Отдел физики атмосферного аэрозоля Института физики атмосферы АН СССР. Параллельно с этим, в 1968-м, Георгий Владимирович получает звание профессора МФТИ – и вот с этого-то момента начинается самое интересное.

Не случайно в начале статьи был упомянут вымышленный ученый Хэнк Пим – созданный Стэном Ли в 1962-м году, персонаж некоторым образом похож по характеру на самого Г. В. Розенберга. Оба они были отчаянными мечтателями и стремились познать секреты нашей планеты, находящиеся, можно сказать, на расстоянии вытянутой руки, но не замечаемые обычными людьми в силу своей обыденности. И оба ученых добились в своей сфере просто пионерских результатов, став первопроходцами там, где до них таковой была лишь научно-фантастическая литература.

Хэнк Пим изучал субатомную физику и связи между мельчайшими частицами, названия которых даже не было в те времена в научном словаре. В итоге, он открыл ключ к физическому изменению пропорций тела в пространстве и перехода с его помощью на некие, «межпространственные слои», внутри которых могла находиться целая вселенная со своими законами и своей экосредой. Так что, по сути, изучал Пим явления нашего с вами, физического мира и мечтал впоследствии сделать их пригодными для получения человечеством альтернативных природных ресурсов тогда, когда все земные будут уже исчерпаны.
https://forum.uraic.ru/blog/wp-content/gallery/owl/thumbs/thumbs_dhcnfdhdhundhdh-dhndhn1-001.jpg

Расчёты «советского» Хэнка Пима: на фото представлен фрагмент таблицы гамма-излучения предвечернего неба

Г. В. Розенберг создал полуэмпирическую (то есть доказанную наполовину с помощью физических экспериментов, а наполовину – с помощью сложнейших теоретических расчётов) теорию переноса атомного излучения между многочисленными слоями земной атмосферы при помощи дисперсных сред. В частности, так называемых «аэрозолей» — мельчайшей многоуровневой субстанции, образующейся при механическом измельчении и распылении твёрдых тел или жидкостей.  И он же создал основы спектроскопии дисперсных сред – то есть методы физического изучения этого сложнейшего явления. Учёным было доказано, что каждая микросфера такой среды может содержать в себе до 10 в минус 7-й степени мини-микросфер, в каждой из которых, словно в матрёшке, может находиться своя собственная атмосфера. Если хотя бы в одной из таких мини-микросфер начнется тепловая реакция – за доли секунды она распространится на всю дисперсную среду (спойлер: вот почему не рекомендуется подносить баллончики с дезодорантом к огню).
https://forum.uraic.ru/blog/wp-content/gallery/owl/thumbs/thumbs_dhnndhdhdhdhnoe-ndhndh.jpg

Пузырёк духов легко способен превратиться в огнемёт, если не соблюдать меры предосторожности. Так что «брызгаться» рядом с работающим тостером всё же не стоит =)

Кому как, а мне все это напомнило попытку Хэнка Пима установить связь между слоями пространства в нашем мире, ведь перешагнув барьер непонимания извечных законов физической природы окружающих нас явлений – мы поистине способны будем «попасть в будущее», что и происходит постепенно, благодаря трудам таких значимых ученых, как Г. В. Розенберг.

https://forum.uraic.ru/blog/wp-content/gallery/owl/thumbs/thumbs_dhcnfdhdhundhdh-dhndhn2-001.jpg

Расчёты падения света на земную поверхность, «Сумерки» (1963)

«При чём же здесь сумерки?» — спросите Вы. Всё очень просто: дисперсные среды в естественных условиях очень часто образуются при пограничных состояниях природы, таких как смена дня и ночи, или период между дождём и высыханием почвы после него, или при резкой смене температурных условий (например, внутри жерла вулкана).

В изданной в 1963-м году монографии «Сумерки», Г. В. Розенберг делает первый в мире (!) на тот момент – полнейший разбор данного оптического явления, предлагая его в качестве одного из практических средств исследования земной атмосферы. Целью книги ученый видит попытку дать самое современное рассмотрение вопроса, опираясь при этом на ряд собственных исследований, проведенных в течение ряда лет в Лаборатории атмосферной оптики Института физики атмосферы, входящей на тот момент в состав Академии наук СССР.
https://forum.uraic.ru/blog/wp-content/gallery/owl/thumbs/thumbs_dhcnfdhdhundhdh-dhdhdh1-001.jpg

Монография Г. В. Розенберга «Сумерки» — первый мировой труд по изучению пограничного состояния неба между днём и ночью

Ученый считает, что ежедневная смена дня и ночи принадлежит к числу тех природных процессов, которые, вследствие своей регулярной повторяемости, накладывают существенный отпечаток на строение организмов и образ жизни всех обитателей планеты Земля. Дважды в сутки происходит разительное изменение освещенности, влекущее за собой качественную перестройку структуры энергетического баланса земной поверхности и окутывающей ее атмосферы. Атмосфера же, благодаря своей способности рассеивать свет, смягчает этот переход. Что касается перехода, то совершается он не мгновенно, а растягивается на более-менее длительный период, охватываемый понятием «сумерки», и заполненный множеством быстротечных и  поразительно разнообразных по своей природе явлений.
https://forum.uraic.ru/blog/wp-content/gallery/owl/thumbs/thumbs_nfnfdhdhundhdh1.jpg

Красочное небо на закате является молчаливым «полигоном» для исследователей в сфере физической оптики

Стоит отметить, что около четверти времени человечество живет и трудится, по сути, в сумеречных условиях. Например, в тропиках, где Солнце круче опускается к горизонту, время это меньше – около 10-15% от всего дня. Тогда как на высоких широтах время сумерек возрастает до 30-40% от всей длительности года (речь идёт о феномене «белых ночей»). В полярных же районах, в весенний и осенний периоды, непрерывные сумерки длятся неделями! К подобному, «переменному» освещению приходится приспосабливать и транспорт, и графики полевых работ, и режим искусственного освещения – а нередко, и весь распорядок жизни людей в целом.

Однако, при всей важности изучения этого природного явления, знание о нем всегда существенно отставало от науки об исследовании тех же дня и ночи. Одну из причин этого Г. В. Розенберг видел в сложности и разнообразии сумеречных явлений как таковых, и в их резко выраженной динамичности. Последнее не только сильно затрудняло научный анализ, но и требовало для его осуществления привлечения весьма и весьма высокотехнологичных практических и теоретических средств. Под последними подразумевались особые приборы для измерения и фиксации явлений, которых тогда еще просто не существовало в природе.
https://forum.uraic.ru/blog/wp-content/gallery/owl/thumbs/thumbs_dhcnfdhdhundhdh-dhndhn3-001.jpg

Нарастание градиента сумеречного неба. Г. В. Розенберг, «Сумерки» (1963)

Заглядывая далеко вперёд, Розенберг считал, что развитие теории земных сумерек, а также методов их использования для исследования земной атмосферы – следует рассматривать одновременно и как подготовку для изучения атмосферы других планет, в частности, возможность изучения её (атмосферы) извне – с космического корабля. Учёный полагал, что в дальнейшем, изучение планетарных атмосфер образует один из важнейших разделов экспериментальной и теоретической астрофизики. Что, в общем-то, и воплотилось сегодня в жизнь с помощью цифрового оборудования и специальных программ NASA.
https://forum.uraic.ru/blog/wp-content/gallery/owl/thumbs/thumbs_nfnfdhdhundhdh2.jpg

А есть ли сумерки на Юпитере?..

Вместо заключения, хотелось бы немного обобщить всю ценность трудов Г. В. Розенберга. Георгий Владимирович внёс значительный вклад в развитие методов оптического зондирования земной атмосферы. Исследуя атмосферный аэрозоль, он создал оптическую модель аэрозоля и построил его кинетическую теорию. Под руководством ученого была реализована многоплановая программа исследования атмосферного аэрозоля как климатообразующего и экологического фактора. В целом, Г. В. Розенбергом было опубликовано более 200 (двухсот) статей и четыре монографии, в том числе «Оптика тонкослойных покрытий» (1958г) и «Прожекторный луч в атмосфере» (1971г.).

Что из работ Г. В. Розенберга есть у нас:

Сумерки / Москва, Физматгиз, 1963. – 380 с. Инв. номер 1125508 – КХ.

Оптика тонкослойных покрытий / Москва, Государственное изд-во физико-математической литературы, 1958. – 570 с. Инв. номер 860831 – КХ, 878015 – КХ.

2 комментария к заметке '«Советский Хэнк Пим и сумеречные лучи»: физическая оптика будущего в трудах Г. В. Розенберга'

  1. Анна пишет,

    6 сентября, 2019 в 18:54

    Какая необычная тема для исследования. Сумерки. Не зря говорят, что удивительное рядом. Совершенно обыденные для нас вещи, которые мы пропускаем мимо сознания, влияют на нас сильнее, чем мы думаем…

  2. Owl пишет,

    6 сентября, 2019 в 20:07

    Анна, спасибо за отклик! Действительно это так, ибо зачастую оказывается, что всё самое удивительное находится от нас на расстоянии вытянутой руки. Мы же этого банально не замечаем..