Рождение миров

Следующий выстрел произведем более сильным зарядом, и, очевидно, второй снаряд пролетит дальше первого. Будем постепенно увеличивать пороховые заряды, наращивая с каждым выстрелом скорость снаряда и тем самым увеличивая дальность его полета.

Допустим, что дуло пушки направлено на север — наши снаряды, пролетая все дальше и дальше, рвутся в полярной тундре, среди арктических льдов, они проносятся над Северным полюсом, падают в районе Берингова пролива. Мы продолжаем увеличивать заряды, и снаряды начинают достигать экватора, перелетают через него, проносятся над Южным полюсом…

Опыт с пушкой.

Наконец, при скорости около 7900 метров в секунду снаряд облетит вокруг Земли и ударится о южный склон нашего холма.

Если же мы придадим снаряду скорость, равную 7912 метрам в секунду, то через 1 час 24 минуты и 16 секунд снаряд пролетит мимо пушки и станет вечно летать вокруг Земли, как ее маленький спутник, как ее вторая Луна. При такой скорости путь снаряда получится круговым — в каждую секунду полета снаряд будет падать по направлению к Земле на столько сантиметров, на сколько он удалился бы от нее, двигаясь прямолинейно, то есть он будет «падать не падая».

Продолжим наш опыт, еще более увеличим заряды, и с каждым выстрелом наша планета станет приобретать нового спутника, но орбиты этих искусственных маленьких лун получатся уже не круговые, а овальные, то есть имеющие форму эллипсов. И чем больше будет скорость снарядов, тем сильнее окажется вытянутость этих эллипсов.

Скорость движения Луны по ее орбите как раз такова, что Луна описывает вокруг Земли слабо вытянутый эллипс. Земля и все остальные планеты, астероиды и многие кометы тоже обращаются вокруг Солнца по эллипсам. Это доказывает, что и Солнце обладает силой притяжения, которая убывает с расстоянием и удерживает всех членов солнечной семьи на их орбитах.

Разрезая конус под различными углами к основанию, получают одну из четырех кривых: круг, эллипс, параболу и гиперболу. Цели разрез параллелен основанию, то получается круг; если разрез параллелен образующей конуса — парабола.

Продолжим дальше наш опыт и еще увеличим скорость снарядов. С каждым выстрелом снаряды будут описывать в пространстве около Земли все более и более удлиненные эллипсы, и, наконец, при начальной скорости в 11 200 метров в секунду снаряд покинет Землю и более никогда не вернется на нее. Он полетит уже не по эллипсу, а по кривой линии, которая называется параболой. При еще больших скоростях снаряд будет двигаться по одной из ветвей кривой линии другого вида, называемой гиперболой.

Все небесные тела в зависимости от их скорости движутся по кривым одного из этих видов — по эллипсам, параболам или гиперболам. Орбиты планет — почти круги, орбиты астероидов и многих комет — эллипсы, орбиты некоторых комет — параболы, среди метеоритов, бороздящих ночное небо золотыми искрами, есть такие, которые двигались до своей встречи с Землей по гиперболам.

Величина силы тяготения

Закону тяготения подчиняется каждая частица материи. Благодаря притяжению Земли с гор сбегают ручьи, подброшенные камни падают только вниз, легкий и подвижный воздух не разлетается в пространстве.

Притяжение Луны подымает морские воды двумя огромными валами, и они прокатываются по всем морям и океанам, образуя грозное явление прилива. А притяжение Земли удерживает Луну на ее орбите. Все планеты с их спутниками, хвостатые кометы, малютки-астероиды и мелкие камешки-метеориты обращаются вокруг Солнца. Все в мире скреплено, связано прочными узами взаимного притяжения — оно всюду и везде, и даже далекий Сириус оказывает свое влияние на Землю.

Однако в повседневной жизни мы ощущаем только притяжение Земли, совершенно не замечая притяжения предметов друг к другу. Пешеходы на улице не притягиваются к зданиям, мимо которых они проходят. Автобусы, троллейбусы и трамваи свободно встречаются и разъезжаются, не испытывая никакого притяжения друг к другу. Птицы пролетают возле гор, не притягиваясь к ним.

Силы, возникающие в этих случаях, оказываются слишком незначительными, чтобы их можно было заметить. И это показывает сравнительно простой расчет.

Законом тяготения установлено, что каждые две частицы материи притягиваются друг к другу с силой, пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Этот закон может быть выражен в виде математической формулы такого вида: F = K(М₁М₂)/r².

Буквой F обозначена искомая сила тяготения. М₁М₂ — массы тел, r — расстояние между центрами тяготеющих масс, К — коэффициент, называемый постоянной тяготения.

Канат, способный заменить силу тяготения между Землей и Луной, должен иметь толщину в 500 километров.

Проделав множество опытов, ученые установили, что две частицы, каждая весом по одному грамму, помещенные на расстоянии одного сантиметра друг от друга, притягиваются с силой, равной 1/15 000 000 миллиграмма. Это и есть К — постоянная тяготения.

Пользуясь формулой закона, высчитаем, чему равна сила тяготения между двумя автобусами.

Автобусы весят по 9 тонн, т. е. 9 000 000 граммов. Расстояние между ними 3 метра = 300 сантиметров.

F = K(М₁М₂)/r² = 1/15 000 000 x (9 000 000 x 9 000 000)/3002 = 60 мг, то есть 60 миллиграммов.

Сила тяготения, возникающая между двумя автобусами, исключительно ничтожна. Чтобы преодолеть ее, нужно приложить столь же ничтожное усилие. Оно немногим больше того усилия, которое надо приложить к паутине, чтобы разорвать ее. Ясно, что сила притяжения между двумя автобусами совершенно незаметна.

Несколько иной результат получится, когда попробуем наглядно представить себе величину силы тяготения, связывающей Землю и Луну.

Масса Земли — 5,95·10²⁷ граммов. Масса Луны — 7,33·10²⁵ граммов. Расстояние между Землей и Луной — 3844·10⁷ сантиметров.

Выполнив соответствующие действия, получим, что сила тяготения между Луной и Землей примерно равна 20 миллионам миллиардов тонн. Если мысленно заменить силу тяготения тросом, свитым из капроновых нитей или из стальной проволоки, предназначенной для рояльных струн, то понадобится трос толщиной в 500 километров.

Сила же, удерживающая Землю на ее орбите возле Солнца, еще больше. В этом случае трос должен иметь в толщину 6700 километров! Это половина земного поперечника!

Однако как ни велика эта сила, но она сдвигает Землю по направлению к Солнцу только на 3 миллиметра в секунду, тогда как вдоль по орбите Земля пролетает в одну секунду 30 километров.

30 километров и 3 миллиметра!

Вопрос о первом толчке

Ньютон нашел причину, заставляющую Землю двигаться по направлению к Солнцу со скоростью около 3 миллиметров в секунду — «улиточным шагом».

Но что же заставило Землю помчаться по инерции вокруг Солнца со скоростью 30 километров в секунду? Что подтолкнуло ее?

Так возник вопрос о «первом толчке», о причине, вынудившей планеты обращаться вокруг Солнца. И этот «проклятый» вопрос преследовал ученых на протяжении почти что трех столетий. Астрономы, философы, математики пробовали по-разному отвечать на него и неизменно ошибались.

Настоящее научное решение вопроса о «первом толчке» было найдено только в нашу эпоху, советскими учеными, вооруженными марксистской философией — диалектическим материализмом.

Ньютон его решить не мог, да и не хотел.

В биографии Ньютона есть одна характерная особенность. Все крупнейшие ученые Западной Европы в XVI и XVII веках не могли ладить со служителями церкви. Книги Коперника беспощадно истребляли, Кеплер скитался из города в город, Галилей последние годы жизни провел в заключении, Джордано Бруно сожгли на костре, Роджер Бекон писал свои труды в темнице, сочинения Рене Декарта были запрещены.