105 лет со дня рождения Якова Зельдовича

«Человек универсальных интересов», — ​писал о нем Андрей Сахаров. «Генератор блестящих идей», — ​восхищался Лев Ландау. «Ученый с фантастическим интеллектом», — ​говорил Юлий Харитон. 105 лет назад родился выдающийся ученый, один из создателей легендарной «катюши», участник атомного проекта, космолог и исследователь загадок Вселенной Яков Зельдович.

Текст: Александр Южанин / Фото: Анатолий Морковкин / ТАСС

Ученый без диплома

Яков Зельдович родился 8 марта 1914 года в Минске в семье юриста. В том же году семья перебралась в Петербург. В 1924 году Яков поступил сразу в третий класс школы, после окончания которой устроился лаборантом в Институт механической обработки полезных ископаемых.

Его научные таланты проявились рано. Однажды, отправившись на экскурсию в физико-химический сектор Ленинградского физико-технического института (будущий Институт химической физики им. Семенова), 17-летний юноша произвел своими вопросами столь сильное впечатление, что ему предложили работу. Удивительно, но, не имея диплома о высшем образовании (он учился на заочном отделении ЛГУ, слушал лекции в Политехническом институте, но ни один вуз так и не окончил), Яков Зельдович выполнил ряд блестящих теоретических и экспериментальных работ в области адсорбции, химической кинетики, горения и детонации. Занимаясь поисками эффективных фильтров для противогазов, он углубился в проблему адсорбции, и развитая им теория стала классической, вошла в учебники.

В 1936 году Зельдович блестяще защитил кандидатскую диссертацию, получив разрешение Высшей аттестационной комиссии на защиту без вузовского диплома. В это время ему было всего 22 года. В 25 лет он стал доктором физико-математических наук, обобщив свои работы по проблеме окисления азота в горячем пламени.

Позже он начал заниматься ядерной физикой. Вместе с Юлием Харитоном выполнил и опубликовал цикл работ по урану, одна из которых была посвящена возможности цепной реакции в природных залежах урана. В частности, в 1939 году Зельдович и Харитон впервые осуществили расчет цепной реакции деления урана, что позволило определить критический размер реактора.

Создатель «катюши»

С 1938 года Зельдович заведовал лабораторией в Институте химической физики. В это время он занимался теорией горения. Ученый сформировал новый подход, органически объединивший химическую кинетику с анализом тепловой картины, а затем и гидродинамической, учитывающей движение газа, что позволило сделать теорию горения и теорию детонации количественной.

Вскоре работы по теории горения и взрыва пригодились на практике. Когда началась война, институт был эвакуирован в Казань, где Яков Зельдович исследовал горение пороха реактивных снарядов для «катюш», так как оно зимой было нестабильным. Задача была решена в самые короткие сроки. В 1943 году за цикл работ по теории горения ученому присудили Сталинскую премию. Фактически Зельдович открыл новый тип горения пороха и за несколько месяцев создал внутреннюю баллистику заряда легендарной «катюши», что заложило основы теории ракет на твердом топливе.

Заряд в миллион атмосфер

С 1948 по 1965 год Зельдович работал начальником отдела в КБ‑11, заместителем научного руководителя. Был активным участником разработки и испытания первого атомного заряда. «А все-таки Яшка гений!» — отзывался о нем Игорь Курчатов.

Яков Зельдович дарит папе римскому Иоанну Павлу II свою монографию. Ватикан, 1986 год

Реализация идеи создания атомного заряда потребовала изучения поведения вещества при давлении в несколько миллионов атмосфер, когда металлы уже текут как жидкость. Зельдович и коллектив, которым он руководил, были одними из авторов и активными участниками работ по созданию последующих вариантов атомных зарядов и первой водородной бомбы. Большое внимание ученый уделял физике элементарных частиц. Он предсказал новый тип распада элементарных частиц — пионов, нашедший полное подтверждение в работах экспериментаторов в Дубне. В 1958 году Яков Зельдович был избран академиком АН СССР.

Космические тайны

В последние годы жизни ученый занимался астрофизикой и космологией. Большой цикл его работ посвящен старению звезд разной массы — тому, что происходит с ними после выгорания ядерного горючего, когда давление уже не может противостоять силам гравитации, сжимающим звезду. Наиболее крупным вкладом Зельдовича в современную космологию галактик является его знаменитая теория, где описывается развитие гравитационной неустойчивости в расширяющемся мире. В работах Якова Зельдовича по космологии основное место занимала проблема образования крупномасштабной структуры Вселенной. Ученый исследовал начальные стадии ее расширения. Вместе с сотрудниками построил теорию взаимодействия горячей плазмы расширяющейся Вселенной и излучения, создал теорию роста возмущений в горячей Вселенной в ходе космологического расширения.

В 1970 году Зельдович пришел к выводу, что вращающаяся черная дыра способна спонтанно испускать электромагнитные волны. Эти результаты подготовили открытие Стивеном Хокингом явления квантового испарения черных дыр. Кстати, знаменитый английский физик до знакомства с российским коллегой полагал, что Зельдович — псевдоним группы ученых (как Никола Бурбаки — коллективный псевдоним группы французских математиков), так велико было количество полученных им результатов.

Ряд предсказанных Зельдовичем эффектов получил экспериментальное подтверждение. В конце XX — начале XXI века были открыты гигантские пустые области во Вселенной, окруженные сгущениями галактик, и обнаружено понижение яркостной температуры реликтового радиоизлучения в направлениях на скопления галактик с горячим межгалактическим газом (эффект Сюняева — Зельдовича).