Сонячна речовина
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
У дев’яностих роках вісімнадцятого століття на лондонських вулицях нерідко можна було побачити старого в довгому сюртуку, в крислатому капелюсі, з товстою вузлуватою палицею. Про його дивацтва і примхи по місту ходили легенди. Місцеве ББС (баба бабі сказала) розповідали, що він цілими днями мовчить, немов у рот води набрав. Пліткарі говорили, що він казково багатий і все своє величезне багатство витрачає на всілякі досліди і купівлю різних машин і приладів. І ще казали, що він настільки відлюдник і настільки суворий, що навіть своїх дослідів нікому не показує і про них нікому не розповідає. Досліди і відкриття він робить тільки для власного задоволення, і його анітрохи не цікавить думка його співвітчизників або іноземців. У цих оповіданнях була і частка правди. Дійсно багато відкриттів дивака – вченого Генрі Кавендіша, ім’я якого відоме тепер кожному школяреві, були опубліковані через кілька десятиліть після його смерті.
Кавендіш перший відкрив склад води, вперше обчислив вагу земної кулі. До числа його важливих відкриттів, про які він нікому не розповідав, відноситься відкриття відштовхування і притягання електричних зарядів. Ще за життя Кавендіша це ж відкриття було зроблено французьким фізиком Кулоном, але він і тоді не заявив про свою першість. Тому і тепер закон взаємодії електричних зарядів називають законом Кулона.
У 1785 році Кавендіш став вивчати властивості азоту. Вигнуту скляну трубку він наповнював сумішшю азоту і кисню і пропускав через суміш газів електричні іскри. Двадцять днів і ночей поспіль, змінюючи один одного, Кавендіш і його слуга обертали колесо електричної машини. Азот і кисень, з’єднуючись один з одним, перетворювалися на окисли азоту. Трубка наповнювалась помаранчевим димом. По мірі накопичення в трубці цього диму Кавендіш вводив в трубку піпеткою розчин їдкого натру і оксиди азоту зникали. Минуло три тижні, робота була закінчена. Весь азот з’єднався з киснем і розчинився в їдкому натрі.
Але що за дивна бульбашка «зависла» у трубці? Вона не розчинялась в їдкому натрі, її не знищили і електричні іскри, які ще раз пропустив через трубку Кавендіш. І в лабораторному журналі Кавендіша з’явився маленький запис: «Бульбашка – це був залишок азоту, який чомусь не вдалось з’єднати з киснем».
Ось цій-то бульбашці судилося через сторіччя зіграти важливу роль у відкритті англійськими вченими Рамзаєм і Релеєм невідомого тоді елемента гелію, прозваного сонячним (від грецького слова геліос – сонце). Історії відкриття гелію, виявленого спочатку на Сонці, а потім вже на Землі, присвячена відмінна книга М. Бронштейна «Сонячна речовина», написана ще у 1935 році. Рамзаю і Релею не вартувало великих зусиль розгадати таємницю бульбашки Кавендіша. Вони відразу здогадалися, що це домішка до повітря якогось газу. Повторивши дослід Кавендіша у великому масштабі, вони не тільки переконалися в цьому, а й зібрали кілька кубічних сантиметрів газу.
Тепер вже можна було вивчити його фізичні та хімічні властивості. Зваживши його на вагах, вчені дізналися, що він важчий азоту в півтора рази. Проробивши з новим газом всілякі хімічні досліди, Рамзай і Релей переконалися в тому, що він не з’єднується не тільки з киснем, але і з хлором, сіркою, фосфором, металами.
Яких тільки речовин не перепробували вчені у своїх дослідах, але ні з одним з них не з’єднувався «впертий» газ. Не було на світі тоді іншого газу, що володіє такою дивною властивістю. Тому цей газ вчені і назвали аргоном (по-грецьки – лінивий).
Пройшов рік після відкриття аргону і в одному з американських геологічних журналів з’явилась стаття, в якій говорилося, що рідкісний мінерал слюда володіє якоюсь незвичайною властивістю. Якщо його кип’ятити з сірчаною кислотою, то виділяється газ, який не горить і не підтримує горіння. Автор статті вважав, що це азот. Дізнавшись про це повідомлення, Рамзай подумав, що це, напевно, аргон. Він дістав кілька шматків мінералу і приступив до дослідів. Газ, як і аргон, не з’єднався ні з якими речовинами, але при пропущенні електричного струму через наповнену їм скляну трубку світився не блакитним полум’ям, а блідим жовтим світлом.
Ось так і був відкритий гелій, виявлений на 27 років раніше в спектрі Сонця.
Автор: Б. Розен.