Невероятное совпадение случайностей

 

Гипотезу Джинса признало большинство ученых, мало кто обратил внимание на то, что гипотеза представляет собой чудовищное нагромождение невероятных случайностей.

Учеными исследовано несколько тысяч звезд – известны их размеры, расстояния, направление движения в пространстве и скорости движения. Вот для примера сведения о четырех ближайших и ярких соседях Солнца:

 

Сириус и Процион проходят расстояние, равное своему поперечнику, за 34–33 часа. Толимак и Альтаир– за 18–15 часов. Трудно назвать такое движение стремительным. Самая ленивая, самая дряхлая черепаха или улитка, по сравнению со звездами, покажется резвым рысаком. Улитка проползает расстояние, равное длине своего тела, за 20–30 секунд, а звезды делают то же самое за сутки. А расстояния, разделяющие звезды, огромны.

Скорость движения звезд по сравнению с их размерами во много раз уступает скорости улиток.

 

Представим себе, что по территории европейской части СССР ползает пять маленьких улиток. Одна из них изображает Солнце и находится где‑нибудь возле Москвы. Улика, изображающая Сириус, окажется в Витебске, улитка‑Процион – в районе Минска, улитка‑Толимак – около Бологое, а улитка‑Альтаир – в Воркуте. Каждая из них движется со свойственной звездам скоростью – свой диаметр проползает за 15–30 часов. Ползут они все в разные стороны. Спрашивается, через сколько миллиардов лет какая‑нибудь из улиток‑звезд встретится с улиткой‑Солнцем? Да и возможна ли такая встреча?

Среди всех звезд, известных астрономам, а их число определяется десятками тысяч, нашлась одна‑единственная звезда, которая летит, направляясь в сторону Солнца. Сейчас до этой безымянной и слабенькой звездочки 39 световых лет.[6]

Наши далекие потомки увидят новую соседку Солнца во всем ее блеске через 500 тысячелетий.

Тогда она станет «проксимой», то есть ближайшей к Солнцу звездой и будет сверкать на небе примерно так же, как сверкает сейчас Сириус.

Звезда пройдет возле Солнца на расстоянии в 1850 миллиардов километров и затем начнет удаляться. Такое далекое сближение звезд, разумеется, нельзя назвать встречей.

При помощи теории вероятности астрономы высчитали, что действительная встреча двух звезд может случиться один раз за сто квадриллионов лет. Следовательно, встреча двух звезд – событие почти невероятное.

И вот такое невероятное событие было положено Джинсом в основу своей гипотезы.

Но допустим, что, невзирая на все возражения теории вероятности, встреча все же произошла.

И оказывается, что джинсовская звезда пролетела мимо Солнца именно на том расстоянии, на каком она могла вызвать образование планет. Промчись она чуть дальше или чуть ближе – ничего не получилось бы. Но звезда «случайно» двигалась так, как хотелось автору гипотезы.

Мало того, вызвать рождение планет могла звезда, более массивная, чем Солнце.

Если описать вокруг Солнца сферу радиусом в 16 световых лет, то внутри этой сферы окажутся 4 звезды, примерно равных Солнцу по массе, – Сириус, Процион, Толимак и Альтаир – и 48 звезд‑карликов. Чтобы захватить хотя бы одного гиганта, надо описать сферу радиусом в 33 световых года. Массивных звезд во Вселенной очень мало. Если встреча со звездой‑карликом возможна раз в 100 квадриллионов лет, то встреча со звездой‑гигантом – событие еще более невероятное.

Большинство ближайших соседей Солнца – звезды‑карлики.

 

Однако по мысли Джинса такая счастливая случайность произошла – встретившаяся звезда была в несколько раз массивнее Солнца и не уступала ему в плотности.

Удивительное совпадение случайностей на этом не прекращается. Согласно гипотезе, струя вещества была вырвана из приливного горба на Солнце потому, что тяготение звезды пересилило тяготение Солнца. Сгусток солнечного вещества двигался по направлению к звезде, он падал на нее, но оказывается, – звезда двигалась с такой скоростью, что этот сгусток не успел догнать звезду и упасть на нее. Он почему‑то остался возле Солнца.

Все это – странное, поразительное стечение обстоятельств. Оно невольно заставляет думать, что звезда, послужившая вторым родителем планет, была выбрана и подготовлена к своему предназначению божественным провидением, а образование планет – плод того невероятного совпадения случайностей, которое называется чудом.

Рассказывают, что когда глава римско‑католической церкви папа Пий XIV и его приближенные ознакомились с гипотезой Джинса, – один из кардиналов сказал: «Se non é vero é ben trovato» – «если это и неправда, то ловко придумано».

Из гипотезы Джинса следует неизбежный вывод: солнечная система создана чудом и является во всей Вселенной единственным и неповторимым образованием.

Гипотеза получила благословение церкви, поддержку и признание всех идеалистически настроенных ученых. Ее включили все учебники и приняли как достоверную, потому что она оказалась наиболее приемлемой для господствующего в буржуазном обществе религиозного мировоззрения.

 

Попытки поправить Джинса

 

Американский астроном Ресселл, желая вырвать честь создания новой космогонической гипотезы из рук английских астрономов, выступил с критическими замечаниями. Он подсчитал, какое количество движения могли заимствовать планеты от проходящей мимо звезды.

Результаты вычислений огорошили ученых. Момент количества движения, которым располагают в настоящее время планеты, раз в десять превышает тот момент, какой они могли получить от звезды.

Возражение, погубившее гипотезу Лапласа, неожиданно обратилось против Джинса.

Ресселл выдвинул новый и очень сложный вариант гипотезы встречи. По его мысли у Солнца имелся спутник. Оно было двойной звездой. Проходившая мимо массивная звезда столкнулась со вторым солнцем. Произошла двойная катастрофа – из Солнца была вырвана струя вещества и разбит спутник. И это привело к образованию планет.

Даже буржуазным астрономам такая двойная катастрофа показалась невероятной. Гипотезу Ресселла не приняли, а на его здравые замечания не обратили внимания.

Другой английский астроном – Джеффрис, дополняя и совершенствуя гипотезу Джинса, пришел к выводу, что причиной образования планет могло быть не сближение Солнца и звезды, а их частичное столкновение. Звезда задела краем Солнце и как бы срезала с него длинную стружку, которая пошла на образование планет солнечной системы.

После этих двух попыток «починить» слабую гипотезу стало ясно, что она боится не только критических замечаний и проверки, но и доброжелательных поправок и дополнений. Гипотеза оказалась построенной по типу карточного домика: «не тронь – рассыплется». Любое дополнение к гипотезе вскрывало ее беспомощность и беспочвенность.

Буржуазные ученые оставили гипотезу Джинса в покое. Пусть существует, какая есть. Она и без поправок прекрасно служила интересам религии, так как подкрепляла церковное учение об исключительном, избранном положении Земли во Вселенной. Она доказывала, что Земля – единственное и неповторимое творение бога. Таким образом буржуазная наука замкнула круг, она снова вернулась к средневековью.

Фридрих Энгельс, характеризуя ту мрачную эпоху, писал: «До того же времени наука была смиренной служанкой церкви, и ей не позволено было выходить за рамки, установленные верой: короче – она была чем угодно, только не наукой. Теперь наука восстала против церкви…»[7]

Это восстание против мировоззрения, освященного церковью, начал великий польский ученый Николай Коперник. Он доказал, что Земля не является центром Вселенной. «Святая» инквизиция изымала книги Коперника и сжигала их на кострах.

Страстный проповедник нового мировоззрения и один из величайших мыслителей XVI века Джордано Бруно развил и углубил учение Коперника. Он писал: «Существуют бесчисленные солнца, бесчисленные земли, которые кружатся возле своих солнц, подобно тому, как наши семь планет кружатся вокруг нашего Солнца»[8].

Джордано Бруно отрицал исключительное, привилегированное положение Земли во Вселенной.

«Святая» инквизиция схватила великого мыслителя, угрозами и пытками палачи пытались заставить Бруно отречься от своего учения. Они не смогли сломить могучую волю ученого и приговорили к смерти – «без пролития крови». 18 февраля 1600 года на площади Цветов во Флоренции Джордано Бруно сожгли на костре.

33 года спустя в Риме перед судом кардиналов предстал престарелый Галилео Галилей. Его обвиняли в «коперниканской ереси». Инквизиторы вынудили Галилея дать письменное отречение.

Казни и преследования ученых не укрепили авторитета церкви. Учение Коперника завоевывало мир. Наука, освободившись от оков церковного мракобесия, развивалась самостоятельно и плодотворно. Все передовые ученые XVII и XVIII веков не признавали церковной догмы об избранном положении Земли.

Гениальный Ломоносов писал об окружающем нас звездном мире:

 

Уста премудрых нам гласят:

Там разных множество светов,

Несчетны солнца там горят,

Народы там и круг веков.

 

Церковные учреждения энергично боролись против идей Ломоносова. Священный Синод требовал от царского правительства примерного и сурового наказания для Ломоносова, «дабы никто отнюдь ничего писать и печатать как о множестве миров, так и о всем другом вере святой противном… не отваживался».

В XVIII веке никто из передовых людей не сомневался, что у солнц, сверкающих в глубокой синеве мирового пространства, тоже есть планеты, тоже есть земли, населенные разумными существами.

Так было. За три столетия, которые прошли после суда над Галилеем, многое изменилось. Буржуазия утратила свою прогрессивную роль в обществе. Она стала реакционной и консервативной. Вместе с ней стала реакционной и буржуазная наука.

Джинс, Джеффрис, Ресселл оказались преемниками не Коперника, Бруно и Галилея, а тех палачей, которые уничтожали книги Коперника, сожгли Бруно и судили Галилея.

Буржуазные ученые снова превратили науку в служанку религии, и их наука опять стала чем угодно, но только не наукой.

 

Мир остается без гипотезы

 

В 1943 году советский ученый профессор Н. Н. Парийский подверг гипотезу Джинса строгому математическому анализу. Парийский предположил, что встреча звезды и Солнца якобы произошла в действительности, а затем исследовал, что случится со сгустком вещества, исторгнутым из Солнца притяжением проходившей мимо звезды.

В зависимости от массы звезды и от расстояния, на котором она огибала Солнце, вещество в струе, вырвавшейся из приливного выступа на Солнце, должно было двигаться с различной скоростью. Чем больше тяготение, тем выше скорость.

Парийский рассмотрел различные варианты этого явления. Оказалось, что при скорости сгустка свыше 750 километров в секунду, он пролетит мимо звезды и исчезнет во мраке мирового пространства. Никаких планет при этом не образуется.

При скорости менее 750 километров в секунду сгусток догонит проходящую звезду и упадет на нее. И в этом случае планеты очевидно не возникнут.

При скорости менее 400 километров в секунду сгусток опишет возле Солнца вытянутую дугу и упадет обратно на Солнце.

Только при скорости в 520 километров в секунду струя вещества, вырванная из Солнца, сможет остаться возле него. Но это будет не мощная струя, растянувшаяся на шесть миллиардов километров, а маленькая, причудливо изогнутая струйка, «поросячий хвостик», из которого никаких планет образоваться не может.

Но если даже вообразить, что из этой струйки получится нечто похожее на планеты, то поперечники их орбит должны быть в семь раз меньше поперечника орбиты Меркурия. Планеты‑уродцы должны будут кружиться возле самого Солнца и в конце концов неминуемо упадут на него.

Точные, неоспоримые, тщательно проверенные вычисления Парийского уничтожили гипотезу Джинса. Ни автор гипотезы, ни его многочисленные последователи ничего не могли сделать для ее спасения.

Вдобавок выяснилось еще одно важное обстоятельство. В верхних слоях Солнца газы настолько разрежены, что материала для образования планет они доставить не могут. Очевидно, струя должна была вырваться из более глубоких слоев Солнца. Но в глубине Солнца температура исчисляется сотнями тысяч и даже миллионами градусов, а давление – десятками тысяч атмосфер. Если бы проходящая звезда помогла газам, находящимся в недрах Солнца, вырваться наружу, то получился бы вихрь, смерч, огненный фонтан, взлетевший над поверхностью Солнца со взрывом чудовищной силы. Все выброшенное вещество тут же разлетелось бы без остатка, и никаких планет не образовалось. Незадолго до смерти Джинс признал, что его гипотеза построена на математической ошибке.

Буржуазная наука потерпела крах. Она оказалась несостоятельной, но не потому, что создание правдивой космогонической гипотезы – дело слишком трудное, и не оттого, что в распоряжении ученых еще мало фактов, а потому что наука в буржуазных странах скована реакционным, религиозным мировоззрением и бессильна, – «не колодец глубок, а веревка коротка», – гласит по этому поводу китайская пословица.

 

Спор о пользе гипотез

 

Советская наука – подлинная, передовая наука – сокрушила реакционную, идеалистическую гипотезу Джинса.

Мир остался без гипотезы о происхождении Земли. К этому положению в науке ученые отнеслись по‑разному.

Некоторые говорили: астрономия пока еще не располагает тем количеством сведений, которые необходимы для создания серьезной, продуманной и хороню обоснованной гипотезы. Мы слишком мало знаем. Фантазировать попусту, сочинять надуманные, искусственные или, как говорят, спекулятивные гипотезы – напрасное дело. Лишняя трата сил. Такие гипотезы бесполезны, все равно их впоследствии придется отбросить. Время для создания гипотезы еще не пришло. Лучше подождать. Надо накапливать факты и наблюдения, а там будет видно.

Другие решили иначе: мы действительно знаем не очень много, но все же кое‑что нам известно; строительных материалов для создания обоснованной гипотезы маловато, но кое‑что имеется. Дом строить пока еще нельзя. Но если нет материала для всего здания целиком, – можно заготавливать отдельные детали будущей постройки, обтесывать бревна для балок, делать окна, двери и т. п.

Нужно искать причины и пути образования зодиакального света, метеоритов, комет, астероидов, изучать взаимодействие тел солнечной системы, их атмосферы и различные особенности. Эти труды затем войдут в здание будущей гипотезы и будут полезны.

Многие не согласились ни с первыми, ни со вторыми. Советская наука обладает тем, чего нет у буржуазных ученых. Фундамент, на котором надо воздвигать здание будущей гипотезы, создан. Это марксистско‑ленинское учение о природе. Философия – диалектический материализм дает руководящие идеи для плодотворной творческой работы. Подлинно научное, материалистическое мировоззрение позволяет нам создавать космогоническую гипотезу. Гипотеза необходима, без нее немыслимо успешное развитие науки.

Фридрих Энгельс писал: «Формой развития естествознания, поскольку оно мыслит, является гипотеза. Наблюдение открывает какой‑нибудь новый факт, делающий невозможным прежний способ объяснения фактов, относящихся к той же самой группе. С этого момента возникает потребность в новых способах объяснения, опирающегося сперва только на ограниченное количество фактов и наблюдений. Дальнейший опытный материал приводит к очищению этих гипотез, устраняет одни из них, исправляет другие, пока, наконец, не будет установлен в чистом виде закон. Если бы мы захотели ждать, пока материал будет готов в чистом виде для закона, то это значило бы приостановить до тех пор мыслящее исследование, и уже по одному этому мы никогда не получили бы закона»[9].

Современник Фридриха Энгельса, великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев также указывал на важную роль гипотез в науке: «Они дают стройность и простоту, каких без их допущения достичь трудно. Вся история наук это показывает. А потому можно смело сказать: лучше держаться такой гипотезы, которая может оказаться со временем неверной, чем никакой. Гипотезы облегчают и делают правильной научную работу – отыскание истины, как плуг земледельца облегчает выращивание полезных растений».

«Искать что‑либо, грибы или научную истину, можно только смотря и пробуя. Дерзать, искать и пробовать – должен человек».

Пусть не хватает материалов наблюдений, пусть остаются незаконченными многие работы. Ждать нельзя. Если полководец станет ждать, когда пришьют последнюю пуговицу к мундиру последнего солдата, он никогда не начнет сражения.

Гипотезы всегда были и будут сочетанием твердо установленных фактов и смелого взлета фантазии. Иногда гениальная догадка приносит науке больше пользы, чем томы добросовестнейших вычислений.

Владимир Ильич Ленин писал о значении фантазии в науке: «Напрасно думают, что она нужна только поэту. Это глупый предрассудок! Даже в математике она нужна, даже открытие дифференциального и интегрального исчислений невозможно было бы без фантазии. Фантазия есть качество величайшей ценности»…[10]

Космогоническая гипотеза необходима науке. Пусть даже она окажется только приближением к истине, все равно гипотеза принесет огромную пользу. И не только астрономии. Еще в большей степени она нужна геологам, геофизикам, геохимикам. Для наук о Земле учение о происхождении Земли является краеугольным камнем, опорой всех исследований. Без подлинно научной космогонической гипотезы немыслимо плодотворное развитие этих наук.

Геология, геохимия, геофизика – науки, тесно связанные с практикой, с определением богатств земных недр, с разведкой полезных ископаемых, со строительством гигантских сооружений нашей сталинской эпохи. Поэтому советская передовая наука не может довольствоваться побасенками о сотворении Земли или откладывать решение вопроса на неопределенно долгий срок. Гипотеза нужна, и она должна быть создана.

Отвечая этой насущной потребности, советские ученые: академики В. А. Амбарцумян, В. Г. Фесенков, О. Ю. Шмидт, профессора Л. Э. Гуревич, В. А. Крат, А. И. Лебединский и многие другие приступили к работе. Они накапливали факты и наблюдения, создавали частные гипотезы, исследуя происхождение комет, метеоритов, зодиакальною света, и строили главное здание космогонической гипотезы.

 

 

Глава пятая

ПРИРОДА ЗОДИАКАЛЬНОГО СВЕТА

 

 

 

Косматые великаны

 

Кроме планет и астероидов, Солнцу подвластно многочисленное племя очень своеобразных светил, которые за свой необычайный вид названы кометами, то есть косматыми или волосатыми звездами.

Пока комета находится вдали от Солнца, она имеет вид туманного пятнышка, иногда с небольшим обрубком хвоста. Это пятнышко заметно перемещается среди звезд – кометы движутся очень быстро. На расстоянии в 150 миллионов километров от Солнца они развивают скорость около 40 километров в секунду.

Приближаясь к Солнцу, кометы постепенно меняют облик – хвост увеличивается, а спереди вырисовывается нечто вроде головы с ярким ядром в центре.

Наибольшим хвостом обладала комета 1843 года. Он простирался на 300 миллионов километров. Его можно было бы дважды протянуть от Земли до Солнца.

Столь же велики и головы комет. Голова сравнительно небольшой кометы– 1908‑III имела 300 тысяч километров в поперечнике – иначе говоря, в этой комете могли бы уместиться все планеты солнечной системы вместе взятые. Поперечник головы кометы 1811‑I равнялся миллиону километров, эта комета по объему соперничала с Солнцем. Комета 1729 года была больше Солнца. Кометы – самые большие тела солнечной системы.

Несмотря на необычайные размеры хвостатые светила обладают совершенно ничтожными массами. Один астроном назвал кометы «видимым ничто», а другой окрестил их еще менее лестным прозвищем: «мешок пустоты». И в самом деле, того количества воздуха, которое содержится в футбольном мяче, хватило бы для образования кометного хвоста объемом в 35 кубических километров.

Сентябрьская комета 1940 года 26 числа была совсем маленьким, еле заметным пятнышком. Приближаясь к Солнцу, она быстро росла, становилась ярче, ее хвост – длиннее.

 

21 мая 1910 года Земля зацепила край хвоста кометы Галлея, а может быть, даже прошла сквозь него, но никто на Земле ничего не заметил. Самые тщательные анализы состава воздуха не могли обнаружить в нем каких‑либо примесей кометных веществ.

Не только хвосты комет, но и их головы прозрачны, и сквозь них просвечивают звезды.

В 1910 году комета Галлея прошла между Землей и Солнцем. Напрасно астрономы старались понаблюдать это своеобразное затмение Солнца кометой. Любое твердое тело размером более 50 километров в поперечнике казалось бы маленькой черной точкой, мошкой ползущей по солнечному диску. Но, увы, на солнечном диске ничего не было видно.

Комета 1811 года над Москвой (по рисунку того времени).

 

В 1927 году одна из комет прошла близко от Земли. Астрономы рассматривали ее ядро при самом большом увеличении. Но, несмотря на все старания, в ядре кометы не удалось рассмотреть ничего мало‑мальски крупного. Московский астроном Б. А. Воронцов‑Вельяминов разработал точные способы определения размеров, масс и строения ядер больших комет. Исследования Б. А. Воронцова‑Вельяминова показали, что комета Галлея имеет ядро поперечником в 60 километров, которое может состоять из отдельных глыб или обломков, камней разного размера, песка и пыли. Общая же масса кометы примерно в несколько миллиардов раз меньше массы Земли. Но комета Галлея – одна из самых крупных и массивных комет. Большинство же этих небесных странниц очень невелико по массе.

Следовательно, голова кометы – это всего лишь груда обломков, скал, камней, песка и льдинок, окруженная облаком пыли и газов, а хвост – поток сильна разреженных газов и паров, смешанных с мельчайшей пылью.

Ученые обнаружили в составе вещества пометных хвостов присутствие угарного газа – окиси углерода, ядовитого газа‑циана, метана и много молекул других соединений водорода, азота, кислорода и углерода.

Когда комета приблизится к Солнцу на расстояние около 100 миллионов километров, под действием жара солнечных лучей в ядре кометы начинают испаряться легкоплавкие вещества – в хвосте кометы появляются признаки паров натрия.

Большая комета 1882‑II прошла около Солнца на расстоянии всего лишь в 500 тысяч километров. Вещество в ее ядре нагрелось до 3000 градусов, и в хвосте светились пары не только натрия, но и железа, никеля и хрома.

 

Загадка безвоздушного ветра

 

В 1746 году один из крупнейших ученых XVIII века, петербургский академик и друг Ломоносова, Леонард Эйлер в споре с Ньютоном о природе света высказал предположение, что свет давит на каждое тело, на которое он падает. Современники не согласились с Эйлером. Ученые тогда даже представить себе не могли, как это свет, нечто легкое, невесомое, эфирное и вдруг давит, гнетет, как сыплющийся песок, как струя воды или воздуха. Ведь это же все‑таки свет, а не песок и не струя какого‑то вещества. Разве свет может давить?

Яркая искорка гениальной догадки, мелькнувшая в науке, не разгорелась в пламя, но и не угасла. Она не могла угаснуть, – кометы, эти хвостатые небесные странницы, при каждом своем появлении возле Солнца, напоминали ученым, что в природе существует отталкивательная сила, и эта сила исходит из Солнца, так же как и его свет!

Еще в глубокой древности было замечено, что хвосты комет всегда поворачиваются в сторону, противоположную Солнцу. Римский философ Сенека писал: «Хвосты комет бегут пред солнечными лучами». А китайский летописец Мин Туань‑линь, живший 8 начале нашего тысячелетия, упоминает в своей хронике о комете, являвшейся в марте 837 года и сообщает о законе, установленном китайскими астрономами: «У кометы, которая находится к востоку от Солнца, хвост по отношению к ядру направлен к востоку, если же комета является на западе, то и хвост направлен к западу».

Хвост кометы не тянется за ее головой, как дым за паровозом в тихую погоду. Хвост всегда откинут в том же направлении, в каком падает тень от ядра кометы. Поэтому, когда хвостатая гостья огибает Солнце, ее хвост летит рядом с ней; потом, когда комета начинает удаляться, хвост отворачивается все круче и круче; он обгоняет голову, и комета летит хвостом вперед. Хвост удаляющейся кометы напоминает луч света от фары, которая освещает космической страннице путь во тьму межзвездного пространства.

Хвост кометы всегда направлен в сторону, противоположную Солнцу.

 

Словом, хвост кометы поворачивается, как флюгер, – так, как будто от Солнца дует сильный ветер.

Но ведь в межпланетном пространстве ветра нет. Откуда взяться ветру там, где нет воздуха.

Ученые терялись в догадках, пытаясь понять природу «безвоздушного ветра». И многие вслед за Эйлером склонялись к мысли, что в межпланетном пространстве роль ветра играют солнечные лучи.

Знаменитый русский астроном Федор Александрович Бредихин определил величину отталкивательных сил, вызывающих образование хвоста.

Под влиянием жара солнечных лучей в ядре кометы тают льдинки, вскипают замерзшие газы, и начинают испаряться легкие металлы. Частицы газов, паров и пыли, клубящиеся в голове кометы, попадают под влияние отталкивательной силы. Эти силы для маленьких частиц оказываются более значительными, чем тяготение Солнца, они отгоняют – «сдувают» с ядра кометы все мелкие частицы в сторону.

При этом таинственная отталкивательная сила действует на разные частицы по‑разному: на мелкие – сильнее, на более крупные – слабее. Бредихин установил, что в зависимости от размера частиц образуются хвосты трех различных типов.

Первый тип – прямые. Эти хвосты направлены почти в точности в. сторону, противоположную Солнцу. Их вещество удаляется прочь, от ядра кометы со скоростью около 10 километров в секунду, потому что сила отталкивания по меньшей мере раз в восемнадцать превышает силы тяготения.

Второй тип – искривленные, изогнутые наподобие сабли или рога. В этих хвостах вещество движется со скоростью около 2 километров в секунду, так как отталкивание примерно раза в два превышает тяготение.

И, наконец, третий тип хвостов – короткие, сильно изогнутые и похожие на сноп или на метлу. Вещество в этих хвостах движется медленно, а силы отталкивания лишь незначительно превышают тяготение.

Бредихин установил, что частицы кометного вещества, образующие хвосты первого рода, – очень легки. Это атомы газов. Хвосты второго рода состоят из более тяжелых частиц, а хвосты третьего рода – из самых тяжелых – вроде пылинок или песчинок.

Силы отталкивания действительно похожи на обычный ветер. Если на ветру сыпать тонкой струйкой песок, мелкие пылинки полетят в сторону почти по прямой линии, пылинки покрупней, описав дугу, упадут поодаль, а песчинки как самые тяжелые будут падать почти вертикально, словом, получатся те же три типа кометных хвостов.

Три типа кометных хвостов.

 

О природе этой удивительной силы, исходящей от Солнца, Бредихин не высказал никаких предположений. Почему она не оказывает влияния на всю комету, но действует исключительно на мелкие частицы, почему, чем легче частицы, тем сильнее они отталкиваются – ни Бредихину, ни другим ученым было тогда непонятно.

Продолжая свои исследования кометных хвостов, Бредихин убедился, что при первом определении величины отталкивательных сил он несколько преуменьшил ее значение. В некоторых случаях эти силы превышают тяготение не в восемнадцать, а почти в тысячу раз.

Эти работы Ф. А. Бредихина составили целую эпоху в изучении комет, и каждый раз, когда из бездонной глубины звездного свода спускается к нам небесная странница, огромный круг людей повторяет имя Бредихина.

 

Могущественная сила природы

 

В 1891 году молодой ученый Петр Николаевич Лебедев проходил практику в Страсбурге. Он только что закончил работу над своей диссертацией, успешно ее защитил и снова вернулся к той теме, которую наметил для исследования еще в 1889 году. Лебедев решил доказать, что солнечный свет и есть та самая таинственная отталкивательная сила, которая откидывает кометные хвосты в сторону, противоположную Солнцу.

До Лебедева многие ученые пытались измерить силу давления световых лучей. Они делали вертушки, наподобие мельничных колес, направляли на их лопасти сильный свет и наблюдали, что получится. У некоторых ничего не получалось, у других световые мельнички начинали вертеться, но при проверке неизменно оказывалось, что вертятся они не под действием света, а совсем от других‑ причин. И доказать существование светового давления никто не мог. Эта задача была не по силам ученым конца прошлого века.

Лебедев тоже изготовил вертушку, но она не походила на мельничное колесо, ее лопасти имели форму маленьких кружков. Свой прибор Лебедев заключил в стеклянный баллон.

Для успеха опыта вертушка должна находиться в безвоздушном пространстве, то есть из баллончика предстояло выкачать весь воздух без остатка, а вот это‑то, как оказывается, сделать невозможно.

В одном кубическом сантиметре воздуха при 0° и нормальном давлении содержится 2687·10¹⁶ молекул газа. Самые лучшие насосы, какие тогда существовали, могли уменьшить плотность воздуха в десять тысяч раз. Следовательно, после того, как из баллона будет выкачано 0,9999 воздуха, в каждом кубическом сантиметре все‑таки останется 2687·10¹² – два миллиона шестьсот восемьдесят семь тысяч миллиардов молекул! И полностью избавиться от них нельзя. Ни один насос на свете не в состоянии выкачать все молекулы до одной. А они‑то и портят все дело.

Лебедев изучил причины неудач, постигших его предшественников. Их беда заключалась в том, что оставшиеся в баллоне молекулы оказывали поистине медвежью услугу. Они вредили тем, что усиленно помогали световым лучам вертеть крылышки вертушки.

Как известно, частицы газов способны оседать на поверхности металла и даже впитываться в его поры.

Свет, падая на лопасти вертушки, нагревал их. Теплота передавалась молекулам газа, приставшим к поверхности металла. Нагревание заставляло молекулы покидать «насиженные» места. Они срывались и стремительно улетали прочь.

Скорость движения молекул велика. При температуре в 15° молекулы азота и кислорода движутся со скоростью около 450 метров в секунду. Это составляет свыше 1600 километров в час. Скорость гаубичного снаряда!

Когда снаряд вылетает из дула, ствол орудия в силу отдачи откатывается назад. Когда человек выскакивает из лодки на берег, лодка отходит от берега. Отдача, откат – это проявление третьего закона движения. Он действителен для всех движущихся тел, в том числе и для молекул.

Когда молекулы газа, приставшие к поверхности металла, срываются и отлетают с «артиллерийской» скоростью в одну сторону, они одновременно и довольно сильно толкают крылышко в противоположном направлении. Вертушка начинает вращаться.

Ударившись о стенки стеклянного баллона, молекулы, подобно мячикам, отскакивают назад. Некоторые из них налетают на лопасти вертушки и тоже подталкивают их – вертушка ускоряет свое движение.

Все эти явления разыгрываются на освещенной плоскости крыльев. Толчки молекул направлены в ту же сторону, в какую действует свет. Ученые, пытавшиеся измерить световое давление, видели, что мельнички вертятся, и думали, что их вертят световые лучи, а лучи‑то были не при чем – сказывалась «медвежья услуга» газовых молекул.

Надо было избавиться от непрошенной помощи. А как это сделать, – никто, кроме Лебедева, придумать не мог.

Лебедев блестяще преодолел все затруднения, которые мешали работе его предшественников. Он сделал лопасти вертушки из листочков платины, толщиной всего лишь в 0,02 миллиметра. Они были тоньше папиросной бумаги. Такой металлический кружок под действием лучей прогревается насквозь. Поэтому молекулы, приставшие к поверхности металла, должны были срываться одновременно и с освещенной, и с теневой стороны крылышек. Их толчки, направленные в противоположные стороны, взаимно уничтожались.

Стеклянный баллон Лебедев взял попросторнее, чтобы большинство молекул, отскакивающих от стенок, не могло возвращаться и подталкивать лопасти его вертушки.

Вертушки из прибора П. Н. Лебедева.

 

На вертушке Лебедев укрепил несколько пар крыльев. Одни из них он отполировал до зеркального блеска, другие – зачернил; одни сделал полегче, другие – потяжелее. Посылая луч света то на одну пару крылышек, то на другую, Лебедев мог сравнивать, какое действие оказывает свет на каждую пару крылышек. А это, в свою очередь, позволяло ему учитывать и исключать влияние помех, грозивших исказить результаты опыта.

Между фонарем с электрической дугой и баллоном Лебедев поместил высокую плоскую банку с водой. Вода поглощает «теплые» инфракрасные лучи, они сильно нагревают все тела, на которые падают. Это предохранило лопасти вертушки от излишнего нагрева.

Однако Лебедев понимал, что все эти предосторожности имеют смысл только при условии, что в баллоне останется как можно меньше молекул воздуха. И с этой задачей Лебедев успешно справился, – если воздух из баллона не удается выкачать, то его можно оттуда вытеснить!

Лебедев налил на дно баллона немного ртути, затем присоединил к баллону воздушный насос и включил электрический мотор. Через несколько часов насос стал работать почти вхолостую, он уже взял все, что мог. Тогда Лебедев направил на вертушку, висевшую на стеклянной нити в центре баллона, луч яркого света. Свет нагрел платиновые кружки и согнал часть молекул газов, прилепившихся к поверхности металла. Насос продолжал откачивать.

Лебедев подогрел стенки баллона, чтобы поторопить те молекулы, которые гнездились на стекле. Насос откачал еще немножко воздуха.

Затем Лебедев применил главное средство: он поставил спиртовку под дно баллона, ртуть стала испаряться, ее пары, подымаясь, вытесняли молекулы воздуха и гнали их к насосу. Насос получил работу – он начал выкачивать пары ртути, а вместе с ними и молекулы воздуха.

На следующий день работа продолжалась в том же порядке. Насос качал. Лебедев с помощником освещали баллон электрической дугой, подогревали баллон спиртовкой. Ртуть испарялась. И на третьи сутки было то же самое – свет, нагревание…

Так ученый работал несколько дней до тех пор, пока не убедился, что ни насос, ни свет, ни пары ртути более не могут выгнать из баллона ни одной молекулы. Теперь оставалось избавиться от остатков ртутных паров. Это уж было совсем просто. Воздушный насос остановили, а баллон обложили толченым льдом с солью. Температура в баллоне резко упала. Ртутные пары вымерзли и осели.

Таким образом давление газов в баллоне удалось довести до миллиардных долей атмосферы. Можно было приступить к опыту.

Однако прежде чем его начать, Лебедев измерил плотность светового потока в приборе, то есть узнал, сколько света пошлет его фонарь на лопасти вертушки, и вычислил, с какой силой лучи света будут давить на платиновые кружочки. Опыту Лебедев хотел оставить только скромную роль: подтвердить и уточнить его теоретические расчеты.

Исторический опыт начался.

Прибор Лебедева был устроен так, что световой луч можно было направлять попеременно то на правые, то на левые крылышки. У