Анатолий Томилин - Занимательно об астрономии
Притяжение Солнца, Земли и влияние других планет солнечной системы вызывает в движении Луны значительные возмущения. Из-за них элементы орбиты нашего спутника непрерывно меняются. И каждый месяц Луна проходит новый путь среди звезд. Чтобы читатель проникся сложностью предвычислений лунных координат, скажем, что полное уравнение движения Луны, составленное Л. Эйлером, содержит более семисот членов!
Ну как, представляете себе подобную задачку…
10. Происхождение Луны
Какая из гипотез окажется правильной?
Пожалуй, самым первым научно обоснованным предположением была идея Джорджа Дарвина. (Несчастная судьба потомков знаменитых родителей. Как бы ни был сам известен, ни один автор не упустит возможности упомянуть о папе. Так вот, папой Джорджа был Чарлз Дарвин — хорошо известный всем автор теории эволюционного развития. Чтобы не светить отраженным светом, его сын выбрал область, противоположную отцовской. Джордж Дарвин был математиком и астрономом.)
Заинтересовавшись в конце прошлого века проблемой возникновения двойных звезд, он предложил гипотезу, согласно которой вращающаяся капля жидкой массы вытягивается и разрывается на две части. Эту гипотезу он применил к системе Земля — Луна, предположив, что некогда жидкая капля Протоземли разорвалась, дав начало будущему спутнику — Протолуне. Важность этой идеи заключается в том, что она утверждает одновременное возникновение обеих планет, а также то, что их общим прародителем является Солнце.
Сторонником одновременного происхождения Луны и Земли был и советский ученый О. Ю. Шмидт, автор великолепной космогонической гипотезы пятидесятых годов. Только он уже не говорил о жидкой Протоземле. Со времен Дарвина протопланеты остыли и стали (конечно, в гипотезах) разогреваться уже после того, как слепились в комки и начался радиоактивный распад тяжелых элементов.
Гипотеза Генри Беллами и Ганса Гирбигера держится совсем на другой основе. Оба считают, что Земля сама обеспечила себя спутником. В далеком прошлом, по мнению этих ученых, между орбитами Земли и Марса двигалась вокруг Солнца самостоятельная планета — Луна. Время от времени, как это следовало из законов небесной механики, планеты Земля и Луна встречались. Тяжелая Земля каждый раз все больше тянула к себе маленькую Луну. Луна теряла скорость. И вот 10–15 тысячелетий назад произошла космическая катастрофа. У Луны не хватило скорости, чтобы вырваться из земного плена, и она навсегда осталась нашим спутником.
Этот захват дорого обошелся обеим планетам. Ведь недаром многочисленные легенды и мифы говорят о том, что именно в это время, 10–15 тысяч лет назад, на Земле произошли страшные события: землетрясения и наводнения.
Примерно к этому времени относится и гибель таинственной Атлантиды — страны, поиски и споры о которой до сих пор тревожат многих людей.
Примерно к тому же времени относят легенды и всемирный потоп…
Конечно, вряд ли фантастические сюжеты мифов можно считать основой научного доказательства. Но… наука движется. Посмотрим, что скажет она дальше.
Во всяком случае, если такой захват состоялся, то особенно пострадать от него, конечно, должна была Луна.
Кое-кто из космогонистов склоняется к тому, что раньше на Луне, как на самостоятельной планете, могла быть вода в морях и атмосфера над поверхностью. Но при катастрофе, которая произошла при захвате, ни атмосфера, ни гидросфера не могли удержаться на маленьком небесном теле, обладающем ничтожным притяжением.
Наконец, есть и еще одна гипотеза. В ней первопричиной появления у Земли спутника является сама Земля и… И еще какое-то таинственное, неизвестное пока космическое явление, послужившее причиной того, что в один прекрасный момент скорость вращения Земли резко упала и один из ее материков — назовем его Лунным — вырвался из материнского тела и покинул его в направлении вращения Земли.
Так возникла Луна.
Авторы этой гипотезы нашли даже место, откуда произошел гипотетический выброс. Посмотрите на карту мира. В центральной части Атлантического океана находится единственное на Земле море без берегов. Море, границы которого меняются от сезона к сезону, а вода так прозрачна, что даже с шестидесятиметровой глубины аквалангисты видят днище плавающего на поверхности корабля. Вы, конечно, догадались, что речь идет о Саргассовом море, получившем свое название из-за огромного скопления плавающих в голубой воде водорослей.
Этот район до сих пор считается неустановившейся частью нашей планеты. Землетрясения и извержения вулканов — частые явления в разных частях «голубого континента».
С запада Саргассово море окружено полукольцом Американского континента. На востоке лежат Африка и Европа. Место вполне подходящее для того, чтобы именно отсюда, подобно пушечному ядру, вылетела Луна. Место — да. Правда, эта гипотеза не совсем в ладах с математикой. В наше время мало просто высказать любопытное предположение. Нужно, чтобы оно еще соответствовало математическим законам, не противоречило существующим истинам.
Но тем не менее гипотеза есть, обходить ее молчанием не стоит.
Итак, тайна происхождения вечного спутника тоже ждет своего раскрытия.
11. Астрономические константы
Закон тогда закон, когда он не меняется от местоположения. Но закон ничто, если люди не договорятся об эталонах и образцах, годных для подражания.
Если вам придется побывать в Англии, обратите внимание, там не найдется ни одного лысого аптекаря! Не должно быть!.. (Эту осторожную фразу автор написал потому, что сам он в Англии не был.) А почему не должно быть?
Разбирая имперскую систему мер и весов, итальянский ученый Росси больше всего удивляется, как английские аптекари не травят своих больных, ибо в «доброй старой Англии» существует 46 названий мер веса. Причем пяти из них соответствуют по три разные единицы. Британский провизор постоянно держит в уме три системы весовых единиц. Торговой он пользуется, продавая количества больше 1/2 унциии 1/2 пинты. Метрической — для всех современных лекарств и медикаментов. И аптекарской — для всего остального. При этом, если вы переезжаете из Англии в Америку, где меры носят одинаковые названия, то не удивляйтесь, если ваш груз катастрофически потяжелеет. Просто английская тонна на 10 процентов тяжелее американской, а мера жидкости — английский галлон — на 20 процентов больше американского. Кроме того, не вздумайте перепутать драхм и драм. Потому что, несмотря на то, что в английской речи оба названия звучат совершенно одинаково, драм в системе торговых единиц равен 27,34375 грана, в то время как драхм жидкости весит 54,6875 грана. Да не забудьте еще и то, что гран — единица аптекарского веса — сам по себе равен 62,209 миллиграмма.
«Возможностей перепутать очень много, — говорит итальянский ученый, призывая англичан присоединиться к метрической системе. — Видимо, поэтому у английских аптекарей развилась привычка чесать в затылке. А так как подобный массаж головы может служить превосходным средством против облысения, можно, пожалуй, прийти к выводу, что пышный рост волос у английских аптекарей является неожиданным и приятным следствием имперской системы мер и весов». Так что, несмотря на все уважение к родине Ньютона и Гершеля, а также невзирая на заботу о сохранении собственной прически, мы будем пользоваться привычной нам метрической системой.
Пусть не думает простодушный читатель, что, уморившись во взвешивании, англичане усовершенствовали меры длины. Положение станет ясным, если перечислить их названия: миля, линия, фут, ярд, палм (ладонь), спэн (пядь), нейл (гвоздь), хенд (кисть руки), фэсом, армейский шаг, геометрический шаг, поль (он же перш, род, лаг), поль лесной, поль экономический, фарлонг, линк (звено), чейн (цепь), кабельтов, легальная миля, английская миля, морская миля, лига, адмиральская миля… При этом соотношения могут просто привести в ярость с непривычки: 1 легальная миля = 8 фарлонгам = 320 родам = 1760 ярдам = 5280 футам = 63 360 дюймам…
Однако не думайте, что, приняв единую метрическую систему, астрономы уже счастливы. Произведя астрономические расчеты, они неожиданно встречаются с трудностями чисто вычислительного характера. Предположим, надо выразить массу Солнца. В системе СГС от нас требуется оперирование с граммами, но тогда мы получим число: 1 990 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 граммов. А в пределах Галактики есть звезды, во много раз превышающие массы нашего светила. Как быть? И тогда астрономы ввели массу Солнца в качестве одной из констант звездного мира. Массу Земли — для мира планет. А массу Луны — для спутников. Потом взялись за расстояния. Сантиметр не очень удобная мера для вселенной; его заменили световым годом, а также парсеком. А чтобы помнить о том, что все эти константы собой представляют, их свели в таблицу:
