Анатолий Томилин - Занимательно об астрономии
Итак, по Ньютону, пространство — сундук, в котором можно сколько угодно времени хранить старый хлам под названием «материя». По Эйнштейну же, пространство — это сам хлам, сложенный во временный штабель по форме ньютоновского сундука. Разберите хлам — штабеля-сундука не останется: вместе с ним исчезнет и время его существования. Это и означает связь пространства-времени с материей. Тела, обладающие массой, искривляют пространство-время, и это искривление мы обнаруживаем и фиксируем в виде тяготения. (Видите, как все просто.) В искривленном Солнцем пространстве Земля и планеты вынуждены двигаться не по законам доброй старой геометрии Эвклида, а по иным, «искривленным» законам. В сфере действия Земли искривление пространства заставляет бежать по кругу Луну, а яблоко падать на подвернувшуюся макушку.
Кстати, законы геометрии искривленного пространства были задолго до появления теории относительности выведены нашим соотечественником казанским профессором математики Николаем Лобачевским в 1826 году.
Теперь остается выяснить, как же передается сила тяготения от одного тела к другому. Если 200 лет назад все происходило при помощи жидкостей, переливавшихся из пустого в порожнее, то теперь причиной всему поля и волны. Действительно: Эйнштейн и Дирак, В. А. Фок и Уилер, Д. Д. Иваненко и Вебер склонялись в пользу волн тяготения. Только почему «склонялись»? Дело в том, что пока эти волны еще никто не обнаружил в природе. Только у теоретиков на бумаге гравитационный океан шумит и плещет.
Но на бумаге уже были и эфир, и вихри Декарта, и теплород с флогистоном.
Сейчас поимка гравитационной волны является голубой мечтой любого физика. Бытует мнение, что поможет в этом новая нейтринная астрономия. За многие миллиарды лет существования в нашей вселенной накопилось множество гравитационных волн, испускаемых всеми видами рассеянной и сконцентрированной материи. Нейтринная астрономия выловит их и снимет богатейший урожай с древа познания. А чтобы получить информацию о гравитационных волнах, надо сначала создать нейтринную астрономию. Между тем проблема ловли частиц, не имеющих ни массы покоя, ни заряда, ни магнитного момента, еще менее перспективна, чем охота на ядовитых змей… предположим, на Невском проспекте. (Задача поймать нейтрино действительно сложнее потому, что в 1966 году во время реставрационных работ на крыше Казанского собора гадюка все же была поймана. Казанский собор, как известно, находится на Невском проспекте, и тайна гадюки продолжает оставаться нераскрытой.)
Пока задача только сформулирована. Правда, исходя из наших тезисов, это значит, что она будет непременно решена. Так что, кто хочет принять участие в этой охоте, — торопитесь.
Эта книга была уже набрана, когда в одной токийской газете появилось сообщение о том, что группой американских физиков под руководством доктора Джозефа Вебера из физического отдела Мэрилендского университета были обнаружены гравитационные волны. Исходят они, по предположению ученых, от развивающихся звезд Млечного Пути, расположенных на большом удалении от нашего Солнца. В статье не приводятся ни принцип действия, ни подробности конструкции гравитационного прибора. Зато авторы и комментаторы открытия не скупятся на прогнозы. Однако сам доктор Вебер крайне осторожен. Он настойчиво говорит о необходимости дальнейших проверок, подтверждающих эксперимент.
Конечно, приводить газетную статью в качестве доказательства существования нового научного открытия — занятие несолидное. Автор это отчетливо понимает. Но он просто не может удержаться от того, чтобы лишний раз не подчеркнуть актуальность описываемых проблем и «взрывного характера» современной науки, в частности астрономии. Не прошло и года с той поры, как чернила на страницах рукописи стали сохнуть, и уже в корректуре требуются изменения и дополнения. Поистине скорость реализации даже самых сокровенных идей науки в наше время невероятна.
Глава пятая
Про то, чего мы о Земле наверняка не знаем
Разве осталось что открывать?
Г. КирхгофЭта глава будет очень короткой. Во-первых, в силу того, что мы еще не достигли той высшей ступени знания, на которой могли бы заявить, что «знаем, чего мы не знаем». Во-вторых, из природной скромности: кто согласится выставлять на всеобщее обозрение свое неведение?
1. Сначала о форме
Итак, в ходе довольно длительных рассуждений мы пришли к выводу, что Земля определенно асимметрична. (Помните грушу Бергамот?)
Но в следующем разделе мы с таким же успехом пришли к «жидкому внутреннему содержанию» нашей планеты.
А теперь попробуйте объединить эти два качества и ответить, как удается вращающемуся «жидкому» телу сохранить симметричную форму, а не превратиться в одно из идеальных тел вращения?
Автор заранее искренне поздравляет тех, кто сумеет ответить на заданный вопрос. Потому что до сих пор сделать это никому не удавалось.
2. Потом о содержании
О нем мы тоже говорили достаточно много. Мысленным взором препарировали планету, представляя ее в различном виде в зависимости от вкусов эпохи. Запланировали на будущее грандиозные скважины сверхглубокого бурения. И в результате расписались в том, что пока вопрос о внутреннем строении Земли остается открытым. Мы не знаем, что у нас под ногами. Одной из причин такого отставания, по мнению члена — корреспондента Академии наук СССР В. В. Белоусова, является чрезвычайная разобщенность наук о Земле.
Раньше всеми вопросами занималась геология. Однако ее методы не позволяют людям углубиться более чем на несколько километров в тело Земли. В нашем столетии возникли геофизика и геохимия. Область их интересов начинается как раз там, где кончаются владения геологов. Казалось бы, как хорошо объединиться! Нет! Между всеми тремя отраслями одной науки лежат непроходимые пропасти, вырытые людьми.
Наука о Земле почти не знает и современных способов математического моделирования и анализа. Некому заняться. Короче говоря, о том, что представляют собой недра нашей планеты, мы имеем весьма смутное представление.
3. И наконец, вокруг да около
Почему магнит притягивает? Пока это никому не ясно. Как рождается его сила? А для Большого магнита, как с легкой руки Гильберта вот уже более трех с половиной столетий называют Землю, не только «как?», но и «где?» берет начало магнетизм?
Вопросы без ответов.
О притяжении и говорить не стоит. Типичный «кот в мешке». Тут мы не знаем не только природы явления или механизма передачи действия от одного тела к другому. До сих пор ученые не могут прийти к единому мнению даже в споре: постоянна ли сила гравитации во времени? Ведь если принять эйнштейновский взгляд на пространство-время-материю, гравитация не может зависеть только от массы, также она обязана подчиняться влиянию времени и пространства. А время-то идет вперед. А пространство нашей вселенной увеличивается. Не значит ли это, что гравитация год от году стареет и ослабевает?
Наконец, загадка атмосферы, которой мы здесь даже не коснулись.
То, что атмосфера Земли — весьма загадочная область, в этом у читателя не должно быть никаких сомнений. Мы в нашей книжке даже не решились ее касаться. Не по теме. А ведь как соблазнительно поговорить о серебристых и перламутровых облаках и спутниках — «охотниках за ураганами». О свечении ночного неба и «летающих тарелках». О загадке различной плотности атмосферы на одной и той же высоте, зарегистрированной спутниками. Что это? Ошибки приборов или «дыхание» Земли, своеобразные приливы и отливы воздушных масс? Много можно задать вопросов, каждый из которых сам по себе лаком.
В ящике Пандоры приготовлено немало сюрпризов, на каждый из них не жаль положить целой жизни. Да что представляет собой век человеческий по сравнению с жизнью планеты? И все-таки именно человек дерзает вопрошать Бесконечность.
Слава дерзающему!
Глава шестая
«Проклятые» вопросы
Если Брама, Зороастр, Пифагор, Фалес, кроме многого множества других греков, французов и немцев, строили свои системы, то почему же и мне таковую не построить? Каждый имеет право разгадывать загадки.
Вольтер1. Генеалогия планеты
А теперь давайте вернемся к основному вопросу. Вы, конечно, догадались, что речь пойдет о рождении Земли. Автор специально отложил его на потом, ибо из всего, с чем мы только что познакомились, вопрос о происхождении нашего мира имеет самую длинную и самую запутанную историю. Это тема, на которой встретились основные интересы человечества. И она решалась неоднократно драматически и кроваво.
