Айзек Азимов - Царство Солнца. От Птолемея до Эйнштейна
Однако и это было не все. Самая увлекательная история о спутниках еще не рассказана.
ПОСЛЕДНИЙ ВЗГЛЯД И УДАЧНАЯ ДОГАДКА
В этой истории участвует американский астроном Лсаф Холл. Начало жизни у Холла было трудное. Когда ему было тринадцать лет, у него умер отец, и Холлу прошлось бросить школу, чтобы помогать семье. После этого он занимался самообразованием, приобретая знания как получалось — то тут, то там.
Однако Холл был твердо намерен стать астрономом и в 1857 г. (в возрасте двадцати восьми лет) отправился в Кембридж (штат Массачусетс), чтобы стать ассистентом Бонда в обсерватории Гарварда с жалованьем в три доллара в неделю (Бонд открыл Гиперион, один из спутников Сатурна).
Стремление Холла было непоколебимым. В 1863 г. он проявил себя так, что его сделали профессором астрономии Военно-морской обсерватории Соединенных Штатов в Вашингтоне. Например, в 1876 г. Холл открыл белое пятно на поверхности Сатурна и с его помощью показал, что Сатурн делает оборот вокруг своей оси за 10¼ часа. После отставки в 1895 г. он вернулся в Гарвард, на этот раз в качестве профессора астрономии.
Но его самое впечатляющее открытие было сделано тогда, когда он работал в Вашингтоне.
Хотя к 1877 г. были известны четыре спутника у Юпитера, восемь — у Сатурна, четыре—у Урана и один — у Нептуна, ни одного спутника, за исключением нашей собственной Луны, не было обнаружено ни у одной из внутренних планет. У Меркурия и Венеры спутников не было, у Земли была только Луна. У Марса тоже не было спутников.
Очевидно, что, если у какой-то из этих планет и имелись неоткрытые спутники, они должны были быть совсем крошечными, чтобы остаться незамеченными. И уж если у Земли не было открыто второго спутника, его, скорее всего, и не существовало.
Что до Меркурия и Венеры, то, когда они располагались очень близко от Земли, то находились между нами и Солнцем, так что их не было видно. А когда они становились ясно видны — в период наибольшей элонгации, — то оказывались очень далеко от нас. Следовательно, было бы крайне трудно обнаружить небольшие спутники, которые у них могли бы оказаться (до наших дней не открыто ни одного).
А вот с Марсом дело обстояло иначе. Он подходил к Земле близко — на 55 миллионов километров, — и тогда Солнце не мешало его рассматривать.
Конечно, Марс достаточно редко приближается к Земле на 55 миллионов километров. Его орбита имеет некоторый эксцентриситет, и степень приближения зависит от того, на какой части орбиты находится Марс, когда его догоняет Земля. В 1877 г. Земля должна была догнать Марс в той точке, где их орбиты максимально сближались, и Марс должен был оказаться к Земле ближе, чем в любое другое время в течение тридцати лет. Холл решил, что это время великого противостояния подходит для того,чтобы тщательно рассмотреть всю область вокруг Марса и раз и навсегда решить вопрос о его спутниках.
Холл начал свой поиск в начале августа, на довольно большом расстоянии от Марса, и систематически продвигался по направлению к нему. K 11 августа он оказался настолько близко к Марсу, что его свечение начало мешать наблюдениям. Марс явно не имел спутников. Печально: было бы очень приятно стать открывателем нового спутника. Однако Холл принял решение и, вернувшись домой, сообщил о нем жене.
И тогда, как рассказывают, миссис Холл сказала: «Попробуй понаблюдать еще одну ночь!»
Ради миссис Холл он согласился провести наблюдения еще одну ночь. Он отправился обратно, посмотрел в телескоп — и там что-то оказалось!
К несчастью, собрались облака, и Холлу пришлось выжидать еще пять дней, пока ему не представилась новая возможность продолжить наблюдения. 16 августа он снова посмотрел — и увидел спутник, а 17 августа нашел еще один. У Марса оказалась не одна луна, а две. Холл назвал их Фобос и Деймос, по именам сыновей Марса из греческих мифов. «Фобос» по-гречески значит «страх», а «деймос» — «ужас»: достойные сыновья бога войны. Фобос и Деймос оказались двумя самыми странными спутниками во всей Солнечной системе. Во-первых, они были самыми мелкими объектами из всех, которые были к тому времени открыты. Внутренний спутник имел диаметр 18 километров, а внешний — всего 7 километров. Неудивительно, что раньше их не видели!
Во-вторых, их расстояние до планеты было меньшим, чем у всех остальных спутников системы. Внутренний спутник отстоял от поверхности Марса всего на 5400 километров, а внешний — на 21 500 километров. Они походили на две больших горы, которые оторвались от поверхности Марса и стали носиться вокруг него.
Самым странным у этих спутников было их движение. Деймос, внешний спутник, обращается вокруг Марса примерно за 30 часов, двигаясь с запада на восток. Однако сам Марс вращается вокруг своей оси с запада на восток примерно за 24½ часа. Это значит, что Деймос почти успевает за вращением Марса. Наблюдатель с поверхности Марса увидел бы, как он встает на востоке и очень медленно движется на запад. От восхода до захода Деймоса проходит примерно 60 часов.
Еще более странно то, что Фобос, внутренний спутник, делает оборот вокруг Марса за очень короткий период: 7 часов 40 минут. В действительности он обходит вокруг Марса быстрее, чем Марс поворачивается вокруг своей оси. Фобос постоянно догоняет марсианскую поверхность, так что человеку, стоящему на Фобосе, показалось бы, что Марс вращается в обратную сторону, с востока на запад. А наблюдателю на Марсе показалось бы, что в обратную сторону вращается Фобос. Он бы всходил на западе и заходил на востоке.
Ни один естественный спутник во всей Солнечной системе, известный к тому времени или открытый позже, не ведет себя так, как Фобос. Ни один из них не вращается вокруг другого тела быстрее, чем это тело вращается вокруг своей оси.
А теперь мы подходим к самой таинственной вещи, которая относится не к астроному, а писателю и книге, написанной за 150 лет до открытия Асафа Холла. В 1726 г. в Англии вышла книга, названная «Путешествия в некоторые отдаленные страны света» Лемюэля Гулливера. Оказалось, что ее написал Джонатан Свифт, и сейчас ее знают как «Путешествия Гулливера».
Возможно, вы ее читали. Если это так, то вы, наверное, помните, что она делится на четыре части. В каждой части Свифт использует выдуманные путешествия Гулливера, чтобы высмеивать английское общество. В первой и самой известной части описываются лилипуты, шестидюймовые карлики. Во второй речь идет о жителях Бробдингнега, огромных великанах. В третьей рассказывалось о лаиутянах, народе, интересующемся наукой. Свифт воспользовался возможностью посмеяться над учеными.
Вскользь Свифт упоминает о том, что лапутяне изобрели телескопы, которые превосходят те, которые имеются в Европе. С помощью этих отличных телескопов они открыли у Марса два спутника, которых европейцы не знают. Далее Свифт описывает орбиты и размеры этих лун, и его описания оказались поразительно близкими к тому, что затем обнаружил Холл. В частности, Свифт заявил, что внутренняя луна вращается вокруг Марса быстрее, чем сама планета, так что марсианам казалось бы, что она встает на западе и садится на востоке.
Это — поразительное совпадение. Конечно, Свифт мог рассуждать таким образом. В тот момент, когда он писал свою книгу, было известно, что у Земли есть один спутник, у Юпитера — четыре, а у Сатурна — семь. Было вполне разумно предположить, что у Сатурна есть еще одна, восьмая, луна, которая где-то прячется, и в этом случае, если бы у Марса оказалось две луны, то получился бы красивый ряд чисел. По мере движения от Солнца, начиная с Земли, число спутников для каждой планеты будет 1, 2, 4, 8. Затем, луны Марса должны были оказаться маленькими и располагаться близко от планеты, иначе даже европейцы с их «плохими» телескопами их бы уже обнаружили.
До этого момента за рассуждениями Свифта можно проследить. Однако его догадка о том, что Фобос будет всходить на западе и заходить на востоке из-за скорости его вращения, кажется совершенно сверхъестественной. Это, несомненно, самая удачная догадка в литературе.
«ЗАДЕВАЮЩИЕ ЗЕМЛЮ»
Сейчас известен тридцать один спутник. У Земли — один, у Марса — два, у Юпитера — двенадцать, у Сатурна — девять, у Урана — пять и у Нептуна — два. Если «Троянцы» существует еще какие-то, то они настолько невелики, что не представляют никакого интереса. Значит ли это, что все достойные внимания тела Солнечной системы уже открыты?
Не совсем. Во-первых, остаются еще малые планеты. Как я уже сказал в главе 8, сейчас известно 1500 таких планет, но еще, возможно, остается открыть свыше 40 000. Может показаться, что открытие еще одной или двух не имеет никакого значения — и в большинстве случаев это так. Если малые планеты обычные.
