Г.И. Мишкевич - Доктор занимательных наук
В книге особенно широко используется метод неожиданного сопоставления масштабов, касающихся Вселенной. «К числу вещей, которые никак нельзя изобразить на бумаге, принадлежит точный план нашей Солнечной системы. Изберем для земного шара самую скромную величину - булавочную головку, т.е. пусть Земля изображается шариком около 1 миллиметра в поперечнике. Луну в виде крупинки диаметром 1/4 миллиметра надо будет поместить в 3 сантиметрах от булавочной головки. Солнце величиной в мяч (10 сантиметров) должно отстоять на 10 метров от Земли. Исполин Юпитер будет представлен шариком величиной с орех (1 сантиметр) и помещен в 52 метрах от Солнца-мяча. Планету Сатурн в виде орешка поперечником 8 миллиметров придется отодвинуть на 100 метров от Солнца. Уран в нашей модели отброшен на 196 метров от Солнца. В 300 метрах от центрального шара-Солнца медлительно совершает свой путь Нептун. Еще дальше обращается Плутон, расстояние до которого в нашей модели Вселенной выразится в 400 метрах».
Подобный метод наглядного моделирования развивает у читателей пространственное воображение; он гораздо более доходчив, чем оперирование академическими понятиями «световой год», «парсек» и прочее. Ведь все так просто: булавочная головка, орешек, мяч… А за ними - необозримость Вселенной! Это и делает чтение «Занимательной астрономии» увлекательным.
Перелистаем последнее прижизненное издание (1935 г.) книги. В ней 5 глав, повествующих о форме и движении Земли, о планетах, Луне, звездах и всемирном тяготении. Все эти сведения не выходят за рамки школьного курса астрономии, однако уже первые строки книги убеждают читателя, что его ожидает астрономия необычная.
Вот ее начало. Учитель предлагает начертить кратчайший путь между двумя точками, намеченными мелом на доске. Школьник начинает выводить замысловатую кривую и на недоуменный вопрос педагога отвечает: «Так ездит наш сосед, он шофер такси».
Эта шутка дала повод для серьезного разговора о прокладке кратчайших расстояний на меркаторской карте [27]] . Выясняется, что путь пролегает вовсе не по параллели, как кажется, а по дуге большого круга. Дается совет: вооружившись ниткой и глобусом, самому проложить наиболее короткие маршруты между различными пунктами.
«Коварный» вопрос о том, в какую сторону горизонта полетел Амундсен, возвращаясь с Северного полюса, и в какую - с Южного? - позволяет обрисовать околополюсные пространства Земли. Тут же ссылка на сатиру Козьмы Пруткова, рассказавшего «о турке, попавшем в самую восточную страну: и впереди восток, и сзади восток, и с боков восток; запада, севера и юга в этой стране нет, всюду только восток».
Книга полна парадоксов. Два одинаковых поезда идут с одинаковой скоростью в противоположных направлениях: один на запад, другой на восток. Какой из поездов… тяжелее? Оказывается, тот, который идет против вращения Земли, то есть с востока на запад. На сколько? На 60 килограммов.
Чрезвычайно интересен раздел «Три если бы…». Что произошло бы с Землею, будь ее ось перпендикулярна плоскости орбиты? Полярная звезда перестала бы быть Полярной, времена года круто изменились бы и т.д. А если ось наклонить на 45 градусов? Земля станет обращаться вокруг Солнца «лежа», на полюсах воцарятся вечные сумерки, Солнце будет всходить и заходить по спирали и т.д. Третий случай - совпадение оси с плоскостью орбиты. Жаркий пояс сольется с полярным, полярная ночь в Москве зимой станет длиться неделями.
Вторая глава посвящена Луне. Читателю предлагается разобраться, почему Луна под действием силы притяжения не падает на Солнце. Обсуждается гипотеза астронома Пти о наличии у Земли еще одной Луны (об этом писал и Жюль Верн в романе «Вокруг Луны»). В ней, говорит Перельман, нет ничего невероятного, однако наблюдениями пока не установлено наличие второго спутника у Земли. Любопытен математический расчет, касающийся причин отсутствия на Луне атмосферы: напряжение силы тяжести там настолько мало, что не в состоянии удержать атмосферу.
Глава о планетах начинается с… азбуки. Почему каждой из планет Солнечной системы присвоено особое буквенное начертание? Знак Юпитера, оказывается, - это начальная буква греческого названия планеты - «Зеус». Знак Урана (кружок с буквой «аш» наверху) напоминает об открывшем эту планету астрономе Гершеле и т.д.
Удивительно интересно, буквально детективно рассказано об открытии колец Сатурна: «В 1920 г. разнесся у нас сенсационный слух, будто Сатурн лишился своих колец! Мало того, обломки разрушенных колец летят в мировое пространство по направлению к Солнцу и по пути должны обрушиться на Землю. Называли даже день, когда должно произойти катастрофическое столкновение».
Действительно, в 1920 году кольца Сатурна на некоторое время перестали быть видимы, потому что они очень тонки и, повернувшись ребром к Земле, «исчезли».
Но на этом рассказ о кольцах Сатурна не обрывается. Однажды кольца исчезли из поля зрения телескопа Галилео Галилея (он близко подошел к разгадке достопримечательностей этой планеты), что весьма смутило великого итальянского ученого.
В те времена открытия закреплялись за авторами любопытным способом. Чтобы никто не смог опередить первооткрывателя, он зашифровывал новинку в виде анаграммы (фразы с переставленными буквами) и лишь после того, как открытие подтверждалось, раскрывал шифр. Так поступил и Галилей: заявив о своем открытии, он засекретил его совершенно бессмысленной вереницей из 39 букв. Друг Галилея, астроном Кеплер, решив, что Галилей открыл два спутника Марса, по-своему разгадал буквенную абракадабру: «Привет вам, близнецы Марса порождение». Но - ошибся. Галилей сам раскрыл тайну шифра: «Высочайшую планету тройною наблюдал». «Тройною» потому, что слабый телескоп не позволил ему явственно разглядеть кольца.
Прошло полвека, и другой астроном, Христиан Гюйгенс, вновь открыл кольца Сатурна. В его распоряжении был телескоп уже посильнее. Ученого ошеломило открытие, и он тоже зашифровал его анаграммой (из 58 букв); позднее он раскрыл ее: «Кольцом окружен тонким, нигде не соприкасающимся, к эклиптике наклоненным».
Чем не детективная история?
Перельман показал, как, пользуясь математической теорией соединений, можно расшифровать обе анаграммы.
Испытываешь истинное удовольствие, читая очерк о том, как «взвесили» Землю. Это взвешивание - наиболее удивительное достижение астрономической науки. Но как взвесить небесное тело, не имеющее точки подвеса и ни на что не опирающееся? Стало быть, земной шар невесом? Ученые, вычислив массу Земли (исходя из ее геометрических размеров, физических и геологических характеристик), подсчитали, с какой силой она должна была бы давить на воображаемую опору. Чтобы доказать гипотезу опытным путем, астрономы Рихарц и Кригар Менцели в 1898 году построили прибор, с помощью которого вычислили силу, с какой масса в 1 килограмм притягивается свинцовым кубом массой 100 тонн. Подсчет показал, что эта сила составляет всего лишь 2,733 миллиграмма. «Такая ничтожная величина и решила всю задачу», - заключает Перельман и дает пересчет для массы Земли: 6·10в21 тонн.
