Валерий Демин - Тайны Вселенной
Автор. Как будет меняться гравитационное поле Земли, если наблюдатель будет спускаться вплоть до самого ее центра по воображаемому «колодцу»?
Профессор. Для изучения этого вопроса осуществим вместе с читателем следующий мысленный эксперимент. Предположим, что в толще Земли сделан колодец глубиной до самого ее центра. При спуске в такой колодец наблюдателя с прибором, измеряющим силу тяготения Земли, обнаружим следующее: сила тяготения будет уменьшаться, а в центре Земли полностью исчезнет (рис. 113). Это объясняется тем, что по мере спуска внутрь Земли часть земной массы, расположенной выше горизонтальной плоскости O1x, проходящей через центр масс чувствительного элемента прибора, будет создавать силу тяготения Qy*, направленную вверх, и тем самым уменьшать результирующую силу Qy тяготения.
Поскольку верхняя часть 1 земной массы создает силу тяготения не вниз, а вверх, симметричная ей часть 2 массы Земли тем самым как бы исключается из тяготения. В результате этого гравитационное воздействие на прибор оказывает только остаточная часть земной массы (3 на риc. 113а). Чем глубже опускается прибор, тем меньше остается доля активной (нескомпенсированной) гравитационной массы Земли (рис. 113б). И наконец, в центре Земли силы тяготения ее масс, расположенных во все стороны симметрично, будут полностью скомпенсированы. Если представить некоторый свободный объем (лабораторию) шаровой формы в центре Земли, то помещенный в нее наблюдатель окажется в условиях невесомости. При всяком смещении центра масс наблюдателя относительно центра масс Земли он будет возвращаться к центру с некоторым ускорением, вызванным действием весьма малой силы тяготения. (В центре Земли будет состояние устойчивого равновесия.)
Автор. Можно ли форму этой удивительной гравитационной «груши» представить в аналитическом виде?
Профессор. Безусловно, можно (см. рис. 114). Уравнение формы этой «груши» можно получить в результате интегрирования всех элементарных сил тяготения, созданных материальными частицами шара 2 по всему объему. Если рассечь объем шара плоскостью Оxy, проходящей через его центр О и центр масс наблюдателя (точка В), находящегося на расстоянии R от центра шара, то любая произвольная точка Аy на линии, образованной пересечением поверхности «груши» с плоскостью Dxy, будет определяться координатами х и y, значения которых приведены на рисунке 114.
Автор. Для практических целей, особенно для космонавтики, очень важно знать закономерности распределения поля тяготения у поверхности Земли и в околоземном космическом пространстве. Какие особенности в это распределение вносит учет распределенности массы Земли?
Профессор. Если наблюдатель будет измерять гравитационную силу в пространстве над поверхностью Земли, то он обнаружит следующие эффекты. По мере увеличения высоты влияние сил тяготения распределенных масс (в первую очередь боковых) убывает, и наконец на значительном расстоянии (несколько радиусов Земли) Землю можно рассматривать уже как точечную массу (см. рис. 115). В частности, при изучении параметров орбитального движения Луны относительно Земли гравитационная модель взаимодействия точечных масс небесных тел полностью «срабатывает». Однако при наблюдении орбит низколетящих искусственных спутников Земли (высота 200–500 км) обнаруживаются некоторые особенности (появляется дополнительная прецессия перигея орбиты и др.), которые обусловлены рассмотренным выше влиянием изменения гравитационного земного поля. Изучая орбитальное движение планет вокруг Солнца, следует учитывать влияние распределенности солнечной массы на силу гравитационного взаимодействия с планетами, расположенными вблизи Солнца. В частности, уменьшение силы тяготения в окрестностях Солнца в первую очередь сказывается на орбитальном движении Меркурия и Венеры. Можно полагать, что именно по этой причине перигелий (ближайшая к Солнцу точка эллиптической орбиты планеты) Меркурия поворачивается с угловой скоростью около 43 угловых секунд за столетие. Аналогичные эффекты наблюдаются и при движении спутников других планет Солнечной системы, если их орбиты расположены на небольшой высоте (доли или единицы радиусов планет). Из рассмотренного следует, что классическая механика далеко не исчерпала своих возможностей, и она может объяснить много загадочных явлений звездного мира без привлечения каких-либо «архиреволюционных» гипотез.
ТАЙНЫ СВЕТА И ТЬМЫ
Космос — неисчерпаемый источник света, энергии, движения, чудесных превращений, круговорота жизни и смерти. Есть, однако, еще немало древних тайн, которые в последнее время почему-то стали выпадать из поля зрения и круга интереса исследователей. Современная физика и базирующаяся на ней космология ввели в научный оборот множество новых понятий без установления какого бы то ни было точного соответствия их объективной действительности. Таковы, к примеру, понятия уже проанализированных кривизны, сингулярности, суперструн и т. п. Зато достаточно простые и имеющие всеобщую значимость явления, с которыми человек сталкивается повседневно на протяжении всей жизни и исторического развития, совершенно игнорируются и не объясняются. Таковы свет, тьма и огонь (пламя), о которых наука прошлого и настоящего ничего вразумительного до сих пор не сказала.
Ответ на вопрос: что такое огонь (или тьма), невозможно отыскать ни в учебниках, ни в справочниках, ни в энциклопедиях (за исключением толковых или мифологических словарей, где дается либо объяснение терминов, либо сведения о донаучных верованиях и представлениях). В Большой советской энциклопедии (3-е издание) статья «Огонь» поражает отсутствием каких-либо разъяснений, что же такое огонь с точки зрения естествознания (вместо этого говорится об использовании огня в человеческой практике со времен неандертальцев). Химия и физика дают нам описание процессов, происходящих при горении, ядерных и термоядерных реакциях, но описание это является узким и не раскрывает сущности огня (пламени) и его космической природы. Фактически в познании огня современный человек не ушел намного дальше своих первобытных предков; разница лишь в том, что донаучное познание описывало огонь в поэтическо-мифологизированной форме, а современная наука — с помощью сухих и далеко не полных формул, также являющихся плодом творческого воображения.
Таинство и непредсказуемость огненной стихии лучше всего демонстрирует ежегодное снисхождение Благодатного Огня накануне Святой Пасхи в Храме Гроба Господня в Иерусалиме. В присутствии тысяч молящихся (и, безусловно, не без помощи их энергетическо-волевого воздействия) на священном камне, где некогда перед воскресением покоилось снятое с креста тело Спасителя, вспыхивает нерукотворный Огонь, который с помощью двух пучков свечей патриарх Иерусалимский передает всем собравшимся верующим. Понятно, что здесь имеет место религиозное таинство, то есть тот самый случай, когда человеку не дано и категорически не рекомендуется осмысливать физическую сущность наблюдаемого явления и рационально объяснять его природу. Но факт налицо: огонь выступает посредником между ожидающими чуда людьми и тем неведомым и недосягаемым для обыденного сознания миром, проникнуть в который науке до сих пор не удавалось.
Скорее всего, механизм взаимосвязи между Макрокосмом и Микрокосмом, а также в структуре самого Микрокосма запрограммирован в законах природы с самого начала и является своего рода ее самоохранительным началом. Человеку изначально раз и навсегда не дано переступать некоторую запретную границу, он обречен представлять (познавать) глубинные законы материи и Космоса только посредством разного рода символов, включая и мысленные абстракции. Выход за этот символический барьер возможен, но только с помощью теоретического воображения, а оно само по себе также представляет лишь оперирование символами. Воображение питает и фольклорные образы, а также символы-мифологемы.
И античный мудрец, и ведийский жрец, и славянский волхв, и современный жрец от науки говорят примерно об одном и том же, пытаясь описать одну и ту же объективную реальность, но используя при этом различные системы символов и построенных на их основе языков. Здесь, кстати, лишний раз подтверждается известный тезис А. Ф. Лосева, сформулированный в его классическом труде «Диалектика мифа»: всякая наука сопровождается и питается мифологией, черпая из нее свои исходные интуиции. С точки зрения единых закономерностей выражения и постижения действительности через символы, современная наука столь же мифологична, сколь научна всякая мифология.
Современные естественно-математические науки, включающие космологию и ее ответвления, ничто без упорядоченных математических символов. Посредством этих символов создается научная картина мира, с их помощью она и прочитывается. Убрать символы — и останется одна пустота, ничто. Тайна космического мышления не в последнюю очередь заключена в символах. Познай их — и ты познаешь все. Приятно это кому бы то ни было или неприятно, но следует набраться мужества и признать: человек, познавая действительность, практически никогда не имеет дел непосредственно с этой действительностью, но лишь с набором некоторых символов и кодов, включая собственные ощущения, более чем опосредованно данную действительность отражающие. И безразлично, в какой именно форме искажается объективная действительность, представляя в мозгу то в виде мифологических картин и сцен, то в виде поэтических или фантастических образов, то в виде метафизических схем, то в виде математических формул.
