Цвет пустоты: что общего у блэк-метала, квантовой физики и Вселенной

Я люблю тяжелую музыку. Хотя кто-то считает, что эта музыка агрессивна, а кто-то — что это вообще не музыка. Согласен, гроул — это довольно экстремальная форма вокала сродни горловому пению и приятна она далеко не всем. Впрочем, некоторые люди считают любовь к тяжелой музыке признаком высокого интеллекта. Я слушал много разного и в конечном итоге оказался постоянным слушателем блэка. Или блэк-метала, если называть этот жанр по имени и отчеству.

Так вот. Слово «блэк» по-английски означает «черный». А черного цвета, как известно, не существует. Тут надо сделать важное отступление. В квантовой физике к полям прилагаются частицы. Эти частицы — переносчики взаимодействия. Давайте представим две лодки на реке. В каждой лодке сидит по человеку. И один из них бросает другому тяжелый рюкзак. Что произойдет с лодками? Они начнут разъезжаться. В данном случае переносчиком взаимодействия выступает рюкзак, а само взаимодействие заключается в том, что лодки начинают «отталкиваться» друг от друга (тут все дело в законе сохранения импульса, но мы не будет слишком придираться к этой аналогии).

Переносчики взаимодействия называются квантами. Для электромагнитного поля — а свет имеет электромагнитную природу — это фотон, который выступает таким рюкзаком. У фотона есть несколько характеристик, одна из которых — длина волны. Здесь включается еще одна тонкость квантовой механики — частицы обладают свойствами волн. Так вот, длина волны фотона тесно связана с цветом. Например, 700 нанометров — это красный цвет, 500 нанометров — зеленый, а 400 нанометров — фиолетовый.

Цвет объекта мы воспринимаем благодаря отраженному свету. Скажем, когда мы видим красный чайник, это означает, что какие-то фотоны, испущенные Солнцем или лампочкой, отразились от чайника и проникли внутрь глаза сквозь отверстие в радужной оболочке под названием зрачок, сфокусировались на кристаллике и попали на сетчатку. Там сработали фоторецепторы, которые передали возбуждение в мозг, чтобы он выдал нам картинку красного чайника.

Черному цвету не соответствует ни одна частота. Черных фотонов, как и рецепторов черного цвета, не существует. То, что мы видим черным, — это отсутствие излучения. Грубо говоря, так наш мозг заполняет пустоту, откуда на сетчатку не поступают никакие фотоны.

Забавный факт: если сфотографировать человека, который нанес солнцезащитный крем, в ультрафиолетовом свете (этому свету соответствуют фотоны с длиной волны меньше 380 нанометров) мы увидим абсолютно черного человека. Крем устроен так, что поглощает фотоны с соответствующей длиной волны, чтобы они не попадали на кожу. То есть в ультрафиолетовом свете любой пляж на любом курорте нашей планеты заполнен людьми в корпспейнте.

В отличие от «блэка», металл, упомянутый в названии любимого мною сейчас жанра, конечно же, существует. Хотя жанровые споры тут похлеще, чем в музыкальном комьюнити: в химии металлами называют элементы, атомы которых способны отдавать электроны с верхнего энергетического уровня, превращаясь в катионы — положительно заряженные ионы. Например, катионы калия легко найти в минеральной воде. А с точки зрения промышленности металлы делятся на цветные, тяжелые и — иногда — благородные.

Но самое интересное определение металла встречается в астрофизике. Она записывает в металл все, что тяжелее гелия. Представляете? То есть водород, гелий и металлы.

У астрофизиков на это, понятное дело, есть свои причины. Где-то 13,5 миллиарда лет назад случился Большой взрыв и появилась наша Вселенная. Спустя некоторое время, когда Вселенная достаточно остыла, произошло рождение материи. Космос заполнился водородом и гелием. Он был абсолютно темным, никаких звезд не было. Через 100–200 миллионов лет под воздействием гравитации из этого водорода образовались первые светила.

Это были звезды во всех смыслах этого слова — они горели ярко, но недолго. Дело в том, что время существования звезды определяется ее массой. Чем она массивнее и ярче, тем меньше она живет. Например, Солнце сейчас в середине своего жизненного цикла, который занимает примерно 9 миллиардов лет. Так вот, первые звезды сгорали за десятки миллионов лет. В конце жизни они взрывались, разбрасывая себя по всему космосу. В процессе горения внутри звезд образовывались более тяжелые элементы. Из остатков древних звезд собирались новые. Они были не такие яркие, но внутри содержали то, что осталось от их великих предков.

Если нарисовать график распространенности элементов в космосе, то он будет убывающим: чем тяжелее элемент, тем реже он встречается в космосе. Но убывание будет идти по-разному до железа и после. Это так называемый железный пик. Оказывается, элементы тяжелее железа не могут образовываться внутри звезд — их источником является именно процесс гибели светил. Во время взрыва происходит так называемый R-процесс, который и наполнил мир настоящей тяжестью. Спустя какие-то миллиарды лет предоставленные сами себе останки звезд изобрели физику, интернет и увековечили своих предков в учебниках по астрофизике.

Один из таких останков по имени Ричард Фейнман писал: «Поэты утверждают, что наука лишает звезды красоты, для нее, мол, звезды — просто газовые шары. Ничего не "просто". Я тоже любуюсь звездами и чувствую их красоту. Но кто из нас видит больше? Обширность небес превосходит мое воображение... Затерянный в этой карусели, мой маленький глаз способен видеть свет, которому миллион лет. Безбрежное зрелище Вселенной... И я сам — ее часть... Быть может, вещество моего тела извергнуто какой-нибудь забытой звездой, такой же, как вон та, чей взрыв я вижу сейчас».

У моего текста нет цели сделать из читателя любителя блэка. Нет даже желания этим жанром заинтересовать. Я просто воспользовался своими музыкальными предпочтениями как поводом рассказать что-то интересное. Ну и параллельно послушать музыку, пока буду писать про фотоны и звезды. Заканчиваю эту колонку под прекрасную русскую группу «Уводь».