В стальных трубах ускорителей исследователи разгоняют до небывалой скорости протоны, из которых состоят атомы, а затем ставят на их пути препятствие. Летящие с невероятной скоростью — 250 тысяч километров в секунду — протоны от удара о мишень разбиваются на еще более мелкие частицы. Исследователи фотографируют следы этих частиц на фотопленку, а затем изучают по полученным снимкам их особенности.
Но легкие протоны никогда не наберут нужной скорости, если им придется по пути сталкиваться с тяжелыми частицами воздуха. Поэтому в трубе ускорителя должно быть безвоздушное пространство.
Вот почему так натужно гудят пятьдесят мощных и сложных насосов, подключенных к трубе на всем ее протяжении. Они должны обеспечивать настолько высокое разрежение воздуха в камере ускорителя, чтобы оставшиеся в ней отдельные частицы газов не помешали протонам мчаться вперед, к мишени.
Только научившись создавать в ускорителях почти полный вакуум, ученые смогли открыть много различных мельчайших частиц, из которых состоят атомы, и еще глубже узнать строение всего нашего мира.
В безвоздушном пространстве
Но нельзя ли найти в мире почти полный вакуум, не прибегая ни к каким насосам?
Можно! Сегодня мы знаем это совершенно точно.
Уже давно люди заметили, что чем выше поднимаешься в горы, тем труднее становится дышать — не хватает воздуха. При помощи различных приборов ученые установили, что чем дальше от поверхности Земли, тем слабее давление воздуха.
Значит, та воздушная подушка, которая лежит над Землей, чем выше, тем менее плотна и становится все легче.
Где же кончается окутывающая Землю воздушная пелена? Где начинается подлинное безвоздушное пространство, подлинный вакуум?
Первым решился это проверить французский физик Гастон Тиссандье.
Профессор Парижского университета Тиссандье был не только ученым, но и спортсменом. Он, например, так увлекался воздухоплаванием, что нередко отменял свои лекции, чтобы совершить очередное путешествие на воздушном шаре и поглядеть на Землю сверху.
В 1870 году, во время войны Франции с Германией, немцы окружили столицу Франции сплошным кольцом войск. Ни один человек не мог пробраться из осажденного города.
И тогда Тиссандье надул свой воздушный шар, пролетел на нем над головами вражеских солдат и добрался до Норвегии. Оттуда он смог сообщить французскому командованию, каково положение в Париже и долго ли еще удастся оборонять город.
А через пять лет Тиссандье решил побывать на самой большой высоте, на какую только способен подняться воздушный шар.
Утром 15 апреля 1875 года со двора парижского газового завода стартовал аэростат. В плетеной ивовой корзине для пассажиров были три воздухоплавателя — Тиссандье и два его помощника.
Когда шар поднялся на высоту в семь километров, все трое стали задыхаться. Им не хватало воздуха. Пришлось дышать предусмотрительно взятым с собой в баллонах кислородом.
Наконец подъем прекратился. Чтобы подняться еще немного выше, исследователи постепенно выбросили за борт все лишнее — одеяла, личные вещи, даже запасные баллоны с кислородом. Они настолько увлеклись наблюдениями, что не прекращали подъема, пока не свалились без чувств на дно своей корзины.
Дольше всех держался сам Тиссандье. Он даже продолжал записывать происходящее в бортовой журнал.
Последняя запись почти неразборчивыми каракулями гласила:
«Мы спускаемся. Температура — 8 градусов. Бросаю балласт».
И последним усилием ученый сбросил остатки балласта, чтобы шар поднялся еще немного.
Но спутники ученого были уже мертвы. Высота их погубила. Да и сам он едва успел открыть клапан спуска, как потерял сознание. А ведь поднимался Тиссандье всего на восемь с половиной километров и до безвоздушного пространства, конечно, не добрался.
Как же летом 1974 года советский летчик А. Федотов поднялся на своем самолете на 36 километров 240 метров и поставил мировой рекорд высоты? Чем же он дышал?
Для этого кабины современных высотных самолетов герметизированы. Это значит, что они закрыты со всех сторон так плотно, что заполняющий их земной воздух никуда не уходит. Если же полет будет долгим или случится авария и герметизация нарушится, на этот случай у каждого летчика также есть свой запас кислорода в баллоне. Летчик наденет соединенную с баллоном маску и будет дышать этим кислородом.
Костюмы у летчиков-высотников тоже особенные. Они также герметизированы и не выпускают наружу тот воздух, который окружает тело летчика и пропитывает каждую клеточку его организма. Более того, когда давление воздуха в кабине самолета падает, эти костюмы спасают летчика. Они так туго обжимают его тело, что оно испытывает такое же давление, к какому человек привык на Земле.