«Красоты природы и чудеса мира, в котором мы живем»

Fig. 50.—A group of Lunar Volcanoes.

Луна, будучи намного меньше Земли, конечно, остывала гораздо быстрее, и вполне вероятно, что этим горам миллионы лет — они намного старше многих наших горных цепей. И все же никто не может смотреть на карту Луны, не поразившись суровому характеру ее горного ландшафта. Это главным образом связано с отсутствием воздуха и воды. Эти две могучие силы являются неизбежными разрушителями не только «башен, увенчанных облаками, великолепных дворцов, торжественных храмов», но и самих гор. Не только бури и ураганы, но и каждый легкий дождь, каждый снегопад стремятся сгладить наш ландшафт и понизить горные вершины. На Луне эти факторы отсутствуют, и горы стоят сегодня точно так же, как они сформировались миллионы лет назад.

Но хотя мы находим на нашем собственном земном шаре (см., например, рис. 21) вулканические области, очень похожие на лунные, на поверхности Луны есть и другие явления, для которых наша Земля пока не дает объяснения. Например, от Тихо, кратера высотой 17 000 футов и диаметром 50 миль, расходятся лучи или полосы, которые на сотни, а в некоторых случаях на две или три тысячи миль тянутся прямо через равнины, кратеры и горы. Истинная природа этих полос пока не ясна.

СОЛНЦЕ

Солнце находится более чем в 400 раз дальше, чем Луна; это могучий пылающий шар, бесконечно более горячий, чем любая земная огненная печь, в 300 000 раз тяжелее и в 1 000 000 раз больше Земли. Его диаметр составляет 865 000 миль, и оно совершает оборот вокруг своей оси за время от 25 до 26 дней. Его расстояние от нас — 92 500 000 миль. И все же это всего лишь звезда, и отнюдь не первой величины.

Поверхность Солнца — это арена яростных бурь и штормов. От него исходят и взлетают гигантские языки пламени, состоящие в основном из водорода. Профессор Янг описывает один из них, который при первом наблюдении имел высоту 40 000 миль. Внезапно он стал очень ярким и за полчаса вырос еще на 40 000 миль. В течение следующего часа он поднимался все выше и выше, достигнув в конечном итоге высоты не менее 350 000 миль, после чего медленно угас и через пару часов полностью исчез. Это, несомненно, был исключительный случай, но высота в 100 000 миль не является чем-то необычным, а скорость часто достигает 100 миль в секунду.

Пресловутые пятна на Солнце во многих отношениях напоминают то, что мы увидели бы, если бы сравнительно темная центральная масса местами обнажалась через отверстия в более ярких внешних газах, но их истинная природа все еще является предметом дискуссий.

Во время полных затмений видно, что Солнце окружено «короной», или ореолом света, состоящим из лучистых нитей, лучей и слоев света, которые расходятся во всех направлениях, и истинная природа которых до сих пор вызывает сомнения.

Еще одна грандиозная проблема, связанная с Солнцем, заключается в том, что, как учит нас геология, оно излучает почти одинаковое количество света и тепла на протяжении миллионов лет. Как это происходит? Конечно, не в результате какого-либо процесса горения, с которым мы знакомы. Действительно, если бы тепло Солнца было результатом горения, оно сгорело бы за 6000 лет. Было высказано предположение, что метеоры, которые падают на Солнце в виде потоков, восполняют излучаемое тепло. В некоторой степени, возможно, это так, но основной причиной, по-видимому, является медленное сжатие самого Солнца. Математики говорят нам, что сжатие примерно на 220 футов в год могло бы объяснить все излучаемое тепло, а поскольку нынешний диаметр Солнца составляет около 860 000 миль, потенциальный запас тепла все еще огромен.

Солнцу мы обязаны своим светом и теплом; оно является не только центром нашей планетной системы, но и источником и управителем нашей жизни. Оно испаряет воду из океана и проливает ее дождем, чтобы наполнить реки и освежить растения; оно поднимает ветры, которые очищают воздух и гонят наши корабли по морям; оно приводит в движение наши экипажи и паровые машины, ибо уголь — это лишь тепло прошлых эпох, запасенное для нашего использования; животные живут и двигаются благодаря солнечному теплу; оно вдохновляет пение птиц, раскрашивает цветы и созревает плоды. Благодаря ему растут деревья. Красотами природы, своей пищей и питьем, своей одеждой, своим светом и жизнью, самой возможностью нашего существования мы обязаны Солнцу.

Из чего состоит Солнце? Конт упоминал как проблему, которую человек никогда не сможет решить, любую попытку определить химический состав небесных тел. «Nous concevons, — говорил он, — la possibilité de déterminer leurs formes, leurs distances, leurs grandeurs, et leurs mouvements, tandis que nous ne saurions jamais étudier par aucun moyen leur composition chimique ou leur structure minéralogique». Это могло показаться безнадежным, и все же возможность была доказана, и начало было положено. В начале этого века Волластон заметил, что яркая полоса цветов, создаваемая призмой и известная как спектр, пересекается темными линиями, которые также были обнаружены и описаны более подробно Фраунгофером, в честь которого они обычно называются «фраунгоферовыми линиями». Следующий шаг сделал Уитстон, который показал, что спектр, образованный раскаленными парами, состоит из ярких линий, различающихся для каждого вещества, и поэтому может быть использован как удобный метод анализа. Фактически, с помощью этого процесса было открыто несколько новых веществ. При сравнении выяснилось, что эти яркие линии совпадают с темными линиями в спектре, и заслуга применения этого метода исследования в астрономической науке принадлежит Кирхгофу и Бунзену. Они расположили свой аппарат так, чтобы одна половина освещалась Солнцем, а другая — раскаленным газом, который они исследовали. Когда пары натрия подверглись такой обработке, они обнаружили, что яркая линия в пламени соды точно совпадает с линией в спектре Солнца. Вывод был очевиден: на Солнце есть натрий. Должно быть, это был славный момент, когда их осенила эта мысль; и это открытие вместе с его результатами является одним из величайших триумфов человеческого гения.

Таким образом, было доказано, что Солнце содержит водород, натрий, барий, магний, кальций, алюминий, хром, железо, никель, марганец, титан, кобальт, свинец, цинк, медь, кадмий, стронций, церий, уран, калий и т. д. — всего 36 наших земных элементов, в то время как в отношении некоторых других доказательства не являются окончательными. Мы пока не можем сказать, что какие-либо из наших элементов отсутствуют, и хотя существуют различные линии, которые пока нельзя с уверенностью отнести к какому-либо известному веществу, у нас нет четких доказательств того, что Солнце содержит какой-либо элемент, которого нет на нашей Земле. В целом, таким образом, химический состав Солнца, по-видимому, очень близок к составу нашей Земли.

ПЛАНЕТЫ

Сирийские пастухи, наблюдавшие за своими стадами по ночам, давно заметили — и они, вероятно, были не первыми, — что есть пять звезд, которые не следуют обычному курсу остальных, а, по крайней мере, по видимости, движутся беспорядочно. Их они метко назвали планетами, или странниками.

Дальнейшие наблюдения показали, что эта нерегулярность их пути лишь кажущаяся и что, подобно нашей собственной Земле, они на самом деле вращаются вокруг Солнца. К пяти первым наблюдавшимся — Меркурию, Венере, Марсу, Юпитеру и Сатурну — с тех пор добавились две большие планеты, Уран и Нептун, а также группа малых тел.

На следующих двух диаграммах представлены относительные орбиты планет.

Fig. 51.—Orbits of the inner Planets.

МЕРКУРИЙ

Возможно, и даже вероятно, что существует внутренняя планета, но, насколько нам известно наверняка, Меркурий — ближайшая к Солнцу планета, его среднее расстояние составляет 36 000 000 миль. Он намного меньше Земли, его вес составляет лишь около 1/24 части нашего. Меркурий — робкий, хотя и красивый объект, ибо, будучи так близко к Солнцу, он нелегко различим; однако его обычно можно увидеть в то или иное время года как утреннюю или вечернюю звезду.

Fig. 52.—Relative distances of the Planets from the Sun.

ВЕНЕРА

Настоящая утренняя или вечерняя звезда, однако, — это Венера, несравненная и капризная Венера.

Венеру, возможно, «не замечали, о ней не думали много месяцев. Стоит прекрасный ясный вечер; солнце только что зашло. Любитель природы оборачивается, чтобы полюбоваться закатом, как это сделает любой любитель природы. В золотом сиянии запада виден сверкающий прекрасный драгоценный камень; это вечерняя звезда, планета Венера. Неделю или две спустя можно увидеть еще один прекрасный закат, и теперь планета — уже не просто мерцающая точка низко над горизонтом; она поднялась высоко и остается ярким объектом еще долго после того, как опустились сумерки. Еще немного времени, и Венера достигла своего полного блеска и великолепия. Все небесное воинство — даже Сириус и Юпитер — должно померкнуть перед великолепным сиянием Венеры, несравненной королевы небосвода».

Венера примерно такого же размера, как наша Земля, и в моменты своего самого яркого сияния затмевает примерно в пятьдесят раз самую яркую звезду. Тем не менее, как и все остальные планеты, она светится лишь отраженным солнечным светом и, следовательно, проходит через фазы, подобные лунным, хотя мы не можем видеть их невооруженным глазом. Венере мы также главным образом обязаны возможностью определить расстояние, а следовательно, и величину Солнца.

ЗЕМЛЯ

Наша собственная Земля была предметом предыдущих глав. Поэтому я лишь обращу внимание на ее движения, в которых мы, конечно, хотя и неосознанно, участвуем. Во-первых, Земля вращается вокруг своей оси за 24 часа. Ее окружность у тропиков составляет 24 000 миль. Следовательно, человек в тропиках движется в этом отношении со скоростью 1000 миль в час, или более 16 миль в минуту.

Но более того, астрономы установили, что вся Солнечная система совершает великое путешествие сквозь пространство, двигаясь к точке в созвездии Геркулеса со скоростью не менее 20 000 миль в час, или более 300 миль в минуту.

Но и это еще не все: мы ежегодно вращаемся вокруг Солнца по могучей орбите длиной 580 000 000 миль. В этом отношении мы движемся со скоростью не менее 60 000 миль в час, или 1000 миль в минуту — скорость, далеко превосходящая, конечно, в 100 раз, скорость пушечного ядра.

Как мало кто из нас знает, как мало мы все осознаем, что мчимся сквозь пространство с такой огромной скоростью.

МАРС

Невооруженным глазом Марс выглядит как красноватая звезда первой величины. У него есть два спутника, которые были удачно названы Фобос и Деймос — Страх и Ужас. Он немногим более чем вдвое меньше Земли, и, хотя обычно находится гораздо дальше, иногда приближается к нам на расстояние 35 000 000 миль. Это позволило нам изучить его физическое строение. Кажется весьма вероятным, что на Марсе есть вода, а два полюса покрыты белым цветом, словно ледяными и снежными шапками. Он также представляет собой ряд примечательных параллельных линий, истинная природа которых пока не ясна.

МАЛЫЕ ПЛАНЕТЫ

Взгляд на рис. 51 и 52 покажет, что расстояния планет от Солнца подчиняются определенному правилу.

Если мы возьмем числа 0, 3, 6, 12, 24, 48, 96, где каждое (после второго) вдвое больше предыдущего, и прибавим четыре, мы получим этот ряд.

4 7 10 16 28 52 100

Теперь расстояния планет от Солнца выглядят следующим образом:

Mercury.Venus.Earth.Mars.Jupiter.Saturn. 3.97.21015.252.995.4

Для этой последовательности, которая была впервые замечена Боде и известна как закон Боде, пока не найдено объяснения. Конечно, сразу было замечено, что между Марсом и Юпитером одно место пустует, и теперь установлено, что оно занято поясом малых планет, первая из которых была открыта Пиацци 1 января 1801 года, что стало достойным прелюдией к череде научных открытий, составляющих славу нашего века. В настоящее время известно более 300, но, безусловно, это лишь самые крупные среди огромного множества, некоторые из которых, несомненно, являются просто пылью.

ЮПИТЕР

За малыми планетами мы подходим к грандиозному Юпитеру, масса которого в 300 раз, а размер в 1200 раз больше нашей Земли — он больше, чем все остальные планеты вместе взятые. Он, вероятно, не является твердым и из-за своих огромных размеров все еще сохраняет значительную часть первоначального тепла, если можно так выразиться. Юпитер обычно показывает ряд поясов, которые, как предполагается, возникают из-за облаков, плавающих над поверхностью и имеющих тенденцию располагаться полосами или поясами из-за вращения планеты. У Юпитера четыре луны, или спутника.

САТУРН

Fig. 53.—Saturn.

Следующим за Юпитером по размеру, как и по положению, идет Сатурн, который, хотя и значительно уступает в размерах, гораздо превосходит в красоте. Невооруженным глазом Сатурн кажется яркой звездой, но когда Галилей впервые увидел его в телескоп, ему показалось, что он состоит из трех тел в ряд: центрального шара с маленьким телом с каждой стороны. Гюйгенс в 1655 году впервые показал, что на самом деле Сатурн окружен серией колец (см. рис. 53). Их три: внутреннее очень тусклое, а внешнее разделено на две части темной линией. Эти кольца на самом деле представляют собой огромные скопления мельчайших тел, вращающихся вокруг планеты и делающих ее, пожалуй, самым удивительным и красивым из всех небесных тел.

В то время как у нас одна Луна, у Марса — два спутника, а у Юпитера — четыре, у Сатурна их не менее восьми.

УРАН

Долгое время считалось, что Сатурн — самое удаленное тело, принадлежащее Солнечной системе. Однако 13 марта 1781 года Уильям Гершель исследовал звезды в созвездии Близнецов. Одна из них поразила его тем, что имела отчетливый диск, в то время как настоящие неподвижные звезды, какими бы яркими они ни были, даже в самый мощный телескоп остаются лишь точками света. Сначала он подумал, что это может быть комета, но тщательные наблюдения показали, что это действительно новая планета. Хотя она была открыта Гершелем, ее часто видели и раньше, но ее истинная природа оставалась нераскрытой. Ее диаметр составляет около 31 700 миль.

Были открыты четыре спутника Урана, и они представляют собой удивительную особенность: в то время как все остальные планеты и их спутники вращаются почти в одной плоскости, спутники Урана движутся почти под прямым углом, что указывает на наличие какого-то местного и исключительного влияния.

НЕПТУН

Изучение Урана вскоре показало, что он движется по пути, который невозможно объяснить влиянием Солнца и других известных тогда планет. Поэтому возникло подозрение, что это вызвано каким-то другим, еще не открытым телом. Рассчитать, где должно находиться такое тело, чтобы объяснить эти нерегулярности, было сложнейшей и труднейшей задачей, которая могла показаться почти безнадежной. Однако она была решена почти одновременно и независимо Адамсом в этой стране и Леверье во Франции.

Нептун, насколько нам известно, самый удаленный из наших спутников, имеет диаметр 35 000 миль, а его среднее расстояние от Солнца составляет 2 780 000 000 миль.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ПЛАНЕТНОЙ СИСТЕМЫ

Теорию происхождения планетной системы, известную как «небулярная гипотеза», которая была впервые предложена Кантом и развита Гершелем и Лапласом, можно по праву считать достигшей высокой степени вероятности. Предполагается, что пространство, ныне занимаемое Солнечной системой, было заполнено вращающимся сфероидом чрезвычайной разреженности и огромной температуры, возникшей, возможно, в результате столкновения двух изначально раздельных тел. Однако тепло постепенно излучалось в пространство, газ остывал и сжимался к центру, которому суждено было стать Солнцем. Под действием центробежной силы газообразное вещество также сплющивалось у двух полюсов, принимая форму, несколько напоминающую диск. В течение некоторого времени стремление к сжатию и центробежная сила уравновешивали друг друга, но в конце концов наступил момент, когда последняя взяла верх, и внешняя зона отделилась от остальной части сферы. Одно за другим подобные кольца отбрасывались, а затем, распадаясь, образовывали планеты и их спутники.

То, что каждая планета и спутник изначально образовывали кольцо, мы до сих пор видим на примере удивительных и прекрасных колец Сатурна, которые, однако, по всей вероятности, со временем образуют сферические спутники, подобные остальным. Таким образом, наша Земля была изначально частью Солнца, к которому ей суждено однажды вернуться. М. Плато экспериментально показал, что при вращении шара из масла в смеси воды и спирта той же плотности этот процесс можно фактически повторить в миниатюре.

Эта блестящая и в то же время простая гипотеза согласуется со многими другими обстоятельствами, связанными с положением, величиной и движениями планет и их спутников, и объясняет их.

Планеты, например, лежат более или менее в одной плоскости, они вращаются вокруг Солнца и вокруг своей оси в одном направлении — ряд совпадений, которые не могут быть случайными и которые эта теория могла бы объяснить. Опять же, скорость остывания, конечно, зависела бы от размера; маленькое тело остывает быстрее, чем большое. Луна холодная и твердая; Земля твердая на поверхности, но чрезвычайно горячая внутри; Юпитер и Сатурн, которые несравненно больше, все еще сохраняют значительную часть своего первоначального тепла и имеют гораздо меньшую плотность, чем Земля; и астрономы говорят нам на других основаниях, что само Солнце все еще сжимается и что именно этому оно обязано поддержанием своей температуры.

Хотя, таким образом, нельзя сказать, что небулярная гипотеза была абсолютно доказана, она, безусловно, была доведена до высокой степени вероятности и в своих основных чертах общепринята среди астрономов.

Часто задавался вопрос, обитаемы ли какие-либо небесные тела, и до сих пор невозможно дать какой-либо определенный ответ. Априори представляется вероятным, что миллионы солнц, которые мы видим как звезды, должны иметь спутники и что некоторые из них, по крайней мере, могут быть обитаемы. Что касается нашей собственной системы, то Солнце, конечно, слишком горячо, чтобы служить местом обитания для каких-либо существ с телами, подобными нашим. То же самое можно сказать и о Меркурии, который временами, вероятно, в десять раз горячее наших тропиков. Внешние планеты, по-видимому, все еще находятся в парообразном состоянии. На Луне нет ни воздуха, ни воды.

Марс находится в состоянии, которое наиболее близко напоминает наше. Однако все, что можно сказать, это то, что, насколько мы можем судить, существование живых существ на Марсе не является невозможным.

КОМЕТЫ

Солнце, Луна и звезды, какими бы величественными и удивительными они ни были, хотя к ним и относятся с большим интересом, а в некоторых случаях им поклонялись как божествам, возбуждали воображение наших предков меньше, чем можно было бы ожидать, и даже сейчас привлекают сравнительно мало внимания из-за того, что они всегда с нами. Кометы же, напротив, как редкие и случайные гости, из-за своих огромных размеров и быстрых изменений в древние времена воспринимались с трепетом и изумлением.

Некоторые кометы обращаются вокруг Солнца по эллипсам, но многие, если не большинство, действительно являются гостями, ибо, однажды обогнув Солнце, они снова уходят в пространство, чтобы никогда не вернуться.

Внешний вид, который обычно считается характерным для кометы, — это голова с центральным ядром и длинный хвост. Однако многие из более мелких комет не имеют хвоста, и, по сути, кометы представляют собой почти бесчисленные различия. Более того, одна и та же комета быстро меняется, так что при возвращении их идентифицируют вовсе не по внешнему виду, а по пути, по которому они движутся.

Кометы почти можно считать призраками небесных тел. Головы в некоторых случаях могут состоять из отдельных твердых фрагментов, хотя астрономы по этому поводу отнюдь не пришли к единому мнению, но хвосты, во всяком случае, на самом деле обладают почти невообразимой разреженностью. Мы знаем, что облака толщиной в несколько сотен футов достаточно, чтобы скрыть не только звезды, но даже само Солнце. Комета имеет тысячи миль в толщину, и все же даже чрезвычайно мелкие звезды можно видеть сквозь нее без заметного уменьшения яркости. Эта крайняя разреженность комет, кроме того, проявляется в их малом весе. Несмотря на их огромные размеры, я помню, как сэр Дж. Эри говорил, что в крикетном мяче, вероятно, больше материи, чем в комете. Однако никто сейчас не сомневается, что вес должен измеряться тоннами; но он настолько мал по отношению к размеру, что практически неощутим. Если бы они действительно были сопоставимы по массе даже с планетами, мы бы уже давно погибли. Безопасность нашей системы обусловлена тем, что планеты вращаются вокруг Солнца в одном направлении, почти по круговым орбитам и почти в одной плоскости. Кометы же входят в нашу систему во всех направлениях и под всеми углами; они настолько многочисленны, что, как говорил Кеплер, комет в небе, вероятно, больше, чем рыб в море, и если бы не их крайняя разреженность, они бы уже давно направили нас на Солнце.

Когда они впервые появляются в поле зрения, у комет, как правило, нет хвоста; он растет по мере приближения к Солнцу, от которого всегда направлен в противоположную сторону. Это не просто оптическая иллюзия; но в то время как комета в целом притягивается Солнцем, хвост, как или почему мы не знаем, отталкивается. Более того, как только он отброшен, притяжения кометы недостаточно, чтобы вернуть его, и, следовательно, возможно, у многих комет сейчас нет хвостов.

Комета Донати, великая комета 1858 года, была впервые замечена 2 июня как слабое туманное пятно. В течение трех месяцев она оставалась совершенно незаметной, и даже в конце августа была едва видна невооруженным глазом. В сентябре она быстро выросла, и к середине октября хвост простирался не менее чем на 40 градусов, после чего она постепенно исчезла.

Сколь бы слабым ни был свет, излучаемый кометами, он все же является их собственным, и спектральный анализ обнаружил в них присутствие углерода, водорода, азота, натрия и, вероятно, железа.

Таким образом, кометы остаются такими же удивительными и почти такими же загадочными, как и прежде, но нам больше не нужно рассматривать «комету как знак надвигающегося бедствия; мы можем скорее рассматривать ее как интересного и прекрасного гостя, который приходит, чтобы порадовать нас и научить нас, но никогда не угрожать или разрушать».

«Самым удивительным зрелищем, которое я помню, — говорит Хамертон, — как эффект спокойствия, было отражение кометы Донати в 1858 году, в те ночи, когда она была достаточно близко к горизонту, чтобы приблизиться к неровным очертаниям Грейгануни и отразиться под ними в озере Лох-Эйв. В небе был огромный эгрет из алмазного огня, в воде — второй эгрет, едва ли менее великолепный, с его блестящим острием, направленным вверх, и широкой, теневой оконечностью, бесконечно уходящей в глубину. Быть одному на озере в крошечной лодке и позволить ей неподвижно покоиться на зеркальной воде с этим несравненным зрелищем перед глазами — это был опыт, который запомнился на всю жизнь. С того далекого года я видел много славных зрелищ, но ничто не сравнится с ним в сочетании торжественности и великолепия».

ПАДАЮЩИЕ ЗВЕЗДЫ

Почти в любую ясную ночь, если мы понаблюдаем некоторое время, какая-нибудь звезда внезапно покажется падающей со своего места и после короткого рывка исчезнет. Это явление, однако, отчасти иллюзорно. В то время как настоящие звезды — это огромные тела на колоссальном расстоянии, падающие звезды очень малы, возможно, не больше булыжника, и не видны, пока не войдут в пределы нашей атмосферы, от трения с которой они загораются и рассеиваются. В некоторые ночи их гораздо больше, чем в другие. С 9 по 11 августа мы проходим через одно скопление, известное как Персеиды; а 13 и 14 ноября — через еще большую группу, называемую астрономами Леонидами. Леониды обращаются вокруг Солнца с периодом в 33 года по эллиптической орбите, один из фокусов которой находится примерно на том же расстоянии от Солнца, что и мы, а другой — примерно на расстоянии Урана. Рой звезд огромен; его диаметр не может быть менее 100 000 миль, а длина — многие сотни тысяч. Действительно, по всей орбите разбросаны одиночные метеоры, с некоторыми из которых мы сталкиваемся каждый год, но через основную массу мы проходим три раза в столетие — в последний раз в 1866 году — захватывая каждый раз миллионы. Один из таких случаев был наглядно описан Гумбольдтом:

«С половины третьего утра в восточном направлении наблюдались самые необычайные светящиеся метеоры. М. Бонплан, который встал, чтобы насладиться свежестью воздуха, заметил их первым. Тысячи тел и падающих звезд сменяли друг друга в течение четырех часов. Их направление было очень регулярным — с севера на юг. Они заполнили пространство в небе, простирающееся от востока на 30° к северу и югу. В амплитуде 60° метеоры поднимались над горизонтом на востоко-северо-востоке и на востоке, описывали более или менее протяженные дуги и падали к югу, следуя направлению меридиана. Некоторые из них достигали высоты 40°, и все превышали 25° или 30°. Никаких следов облаков не было видно. М. Бонплан утверждает, что с момента первого появления явления на небосводе не было пространства, равного по протяженности трем диаметрам луны, которое не было бы каждое мгновение заполнено болидами и падающими звездами. Первых было меньше по количеству, но так как они были разных размеров, невозможно было установить границу между этими двумя классами явлений. Все эти метеоры оставляли светящиеся следы длиной от пяти до десяти градусов, как это часто бывает в экваториальных регионах. Фосфоресценция этих следов, или светящихся полос, длилась семь или восемь секунд. Многие из падающих звезд имели очень отчетливое ядро, размером с диск Юпитера, из которого вылетали искры яркого света. Тела, казалось, взрывались; но самые крупные, диаметром от 1° до 1° 15', исчезали без мерцания, оставляя после себя фосфоресцирующие полосы (trabes), превышающие в ширину пятнадцать или двадцать минут. Свет этих метеоров был белым, а не красноватым, что, несомненно, следует приписать отсутствию пара и чрезвычайной прозрачности воздуха».

Прошлая история Леонид, которую Леверье проследил с большой вероятностью, если не доказал, очень интересна. Он считает, что они не приближались к Солнцу до 126 года н. э., когда во время своего движения через небеса они случайно оказались рядом с Ураном. Если бы не влияние этой планеты, они обогнули бы Солнце и затем навсегда удалились. Однако под действием его притяжения их курс изменился, и теперь они будут продолжать вращаться вокруг Солнца.

Существует замечательная связь между звездными дождями и кометами, которая, однако, еще не до конца понятна. Несколько звездных дождей следуют путями, которые также являются путями комет, и вывод кажется почти неоспоримым, что эти кометы состоят из падающих звезд.

Нам говорят, что ежегодно на землю падает 150 000 000 метеоров, включая только те, которые видны в умеренный телескоп. Во всяком случае, не может быть сомнений в том, что каждый год миллионы из них захватываются землей, тем самым составляя заметную, а с течением веков — постоянно увеличивающуюся часть твердого вещества земного шара.

ЗВЕЗДЫ

В первой части этой главы мы имели дело с цифрами и расстояниями настолько огромными, что нам совершенно невозможно их осознать; и все же нам предстоит рассмотреть другие, по сравнению с которыми даже солнечная система незначительна.

Во-первых, количество звезд огромно. Когда мы смотрим на небо ночью, они кажутся почти бесчисленными; так что, подобно песку морскому, звезды небесные всегда использовались как эффективные символы множества. Однако общее число видимых невооруженным глазом в действительности составляет всего около 3000, в то время как число, видимое в телескоп, — около 100 000 000. Фотография, однако, открыла нам существование других, которые не может показать ни один телескоп. Мы не можем, долго глядя на небеса, увидеть больше, чем вначале; на самом деле, первый взгляд — самый острый. В фотографии, напротив, никакой свет, падающий на пластинку, как бы слаб он ни был, не теряется; он поглощается и накапливается. За час эффект в 3600 раз больше, чем за секунду. Поэтому, экспонируя фотопластинку в течение нескольких часов и даже в течение последовательных ночей, эффект света как бы суммируется, и становятся видимыми звезды, свет которых слишком слаб, чтобы его мог показать какой-либо телескоп.

Расстояния и величины звезд так же поразительны, как и их количество: Сириус, например, примерно в двадцать раз тяжелее самого Солнца, в 50 раз ярче и не менее чем в 1 000 000 раз дальше; в то время как, подобно другим звездам, он кажется нам неподвижным, на самом деле он несется через небеса со скоростью 1000 миль в минуту; Майя, Электра и Альциона, три из Плеяд, считаются соответственно в 400, 480 и 1000 раз ярче Солнца, Канопус — в 2500 раз, а Арктур, как бы невероятно это ни казалось, даже в 8000 раз, так что, по сути, Солнце отнюдь не является одной из самых больших звезд. Даже мелкие звезды, не видимые отдельно невооруженным глазом, и миллионы тех, что составляют Млечный Путь, считаются в среднем вполне равными Солнцу по блеску.

Арктур, насколько нам известно в настоящее время, является самой быстрой, яркой и большой из всех. Его скорость превышает 300 миль в секунду, говорят, что он в 8000 раз ярче Солнца и в 80 раз больше, в то время как его расстояние настолько велико, что его свет достигает нас за 200 лет.

Расстояния до небесных тел определяются с помощью того, что известно как «параллакс». Предположим, что эллипс (рис. 54), отмеченный янв., апр., июль, окт., представляет путь Земли вокруг Солнца, а A и B — две звезды. Если в январе мы смотрим на звезду A, мы видим ее спроецированной на передний план неба, отмеченный 1. Три месяца спустя она будет казаться находящейся в точке 2, и таким образом, по мере того как мы движемся по нашей орбите, сама звезда кажется движущейся по эллипсу 1, 2, 3, 4. Более далекая звезда B также кажется движущейся по похожему, но меньшему эллипсу; разница возникает из-за большего расстояния. Размер эллипса обратно пропорционален расстоянию, и, следовательно, поскольку мы знаем величину земной орбиты, мы можем вычислить расстояние до звезды. Трудность заключается в том, что кажущиеся эллипсы настолько малы, что измерить их можно лишь в очень немногих случаях.

Fig. 54.—The Parallactic Ellipse.

Расстояния до неподвижных звезд, проверенные таким образом, оказываются огромными и, по сути, в большинстве случаев неисчислимыми; настолько великими, что в большинстве случаев, смотрим ли мы на них с одного конца нашей орбиты или с другого — хотя разница в нашем положении, соответствующая точкам, отмеченным как январь и июль на рис. 54, составляет 185 000 000 миль, — никакого видимого изменения положения заметить нельзя. У некоторых, однако, параллакс, хотя и очень мал, все же приблизительно измерим. Первой звездой, к которой этот тест был применен успешно, была та, что известна как 61 Лебедя, которая, таким образом, оказалась на расстоянии не менее 40 миллиардов миль от нас — во много тысяч раз дальше, чем мы от Солнца. Ближайшей из звезд, насколько нам пока известно, является α Центавра, расстояние до которой составляет около 25 миллиардов миль.

Плеяды считаются находящимися на расстоянии почти 1500 миллиардов миль.

Что касается химического состава звезд, то, кроме того, очевидно, что мощный инструмент исследования, предоставленный нам спектроскопом, отнюдь не ограничивается веществами, составляющими часть нашей системы. Раскаленное тело можно таким образом исследовать, независимо от того, насколько велико его расстояние, лишь бы свет был достаточно сильным. То, что этот метод теоретически применим к свету звезд, действительно очевидно, но практические трудности очень велики. Сириус, ярчайший из всех, находится, в круглых числах, в ста миллионах миллионов миль от нас; и, хотя он так же ярок, как пятьдесят наших солнц, его свет, когда он достигает нас после шестнадцатилетнего путешествия, в лучшем случае в две тысячи миллионов раз слабее. Тем не менее, еще в 1815 году Фраунгофер распознал фиксированные линии в свете четырех звезд; в 1863 году Миллер и Хаггинс в нашей стране и Резерфорд в Америке преуспели в определении темных линий в спектре некоторых из более ярких звезд, тем самым показав, что эти прекрасные и таинственные огни содержат многие из материальных веществ, с которыми мы знакомы. В Альдебаране, например, мы можем предположить присутствие водорода, натрия, магния, железа, кальция, теллура, сурьмы, висмута и ртути. Как и следовало ожидать, состав звезд не является однородным, и представляется, что их можно разделить на несколько четко выраженных классов, указывающих на различия в температуре или, возможно, в возрасте.

Таким образом, мы можем заставить звезды обучать нас своему собственному составу с помощью света, который начал свой путь от источника много лет назад, во многих случаях задолго до нашего рождения.

Спектральный анализ также пролил неожиданный свет на движения звезд. Обычное наблюдение, конечно, бессильно сообщить нам, приближаются они к нам или удаляются. Спектральный анализ, однако, позволяет нам решить эту проблему, и мы знаем, что некоторые приближаются, некоторые удаляются.

Fig. 55.—Displacement of the hydrogen line in the spectrum of Rigel.

Если бы звезда, скажем, например, Сириус, была неподвижна, или, вернее, если бы она сохраняла постоянное расстояние от Земли, линии Фраунгофера занимали бы в спектре точно такое же положение, как и в спектре Солнца. Напротив, если бы Сириус приближался, линии были бы слегка смещены к синему концу, или, если бы он удалялся, — к красному. Рис. 55 показывает смещение водородной линии в спектре Ригеля, обусловленное тем, что он удаляется от нас со скоростью 39 миль в секунду. Солнце предоставляет нам отличный тест этой теории. Поскольку оно вращается вокруг своей оси, один край всегда приближается, а другой удаляется от нас с известной скоростью, и наблюдение показывает, что линии, даваемые светом двух краев, соответственно различаются. Так же и в отношении звезд мы получаем аналогичный тест, основанный на движении Земли. Вращаясь по своей орбите, мы приближаемся к любой данной звезде или удаляемся от нее, и, зная скорость нашего движения, мы получаем второй тест. Результаты, полученные таким образом, удовлетворительно выдержали проверку, и, по мнению Хаггинса, на них можно полагаться с точностью до одной английской мили в секунду. Эффект этого движения, кроме того, не зависит от расстояния. Боковое движение, скажем, в 20 миль в секунду, которое у более близкого объекта казалось бы колоссальной скоростью, у звезд становится совершенно незаметным. Движение такой же быстроты, с другой стороны, по направлению к нам или от нас, смещает темные линии одинаково, независимо от того, каково расстояние до объекта. Мы можем тогда утверждать, что Сириус, например, удаляется от нас со скоростью около 20 миль в секунду. Бетельгейзе, Ригель, Кастор, Регул и другие также удаляются; в то время как некоторые — Вега, Арктур и Поллукс, например — приближаются к нам. Тем же процессом показано, что некоторые группы звезд связаны друг с другом лишь по видимости. Так, в Большой Медведице некоторые звезды приближаются, другие удаляются.

Я уже упоминал, что Сириус, хотя он кажется, подобно другим звездам, настолько неподвижным, что мы называем их «неподвижными», на самом деле несется со скоростью 1000 миль в минуту. Даже эта огромная скорость превышается в других случаях. Одна из них, которая пронумерована как 1830 в Каталоге звезд Грумбриджа и поэтому известна как «Грумбридж 1830», движется со скоростью не менее 12 000 миль в минуту, а Арктур — 22 000 миль в минуту, или 32 000 000 миль в день; и все же расстояния до звезд настолько велики, что 1000 лет едва ли внесли бы какое-либо изменение в вид небес.

Изменения, однако, конечно, были бы. Даже за то короткое время, в течение которого у нас есть наблюдения, некоторые из них уже зафиксированы. Одно из самых интересных — угасание 7-й Плеяды, вызванное, согласно Овидию, скорбью по поводу взятия Трои. Опять же, «огненный Пёс», каким он был раньше, теперь, и был на протяжении веков, является чисто белым.

Звезда, известная как Новая Лебедя — «новая звезда в созвездии Лебедя», — была впервые замечена 24 ноября 1876 года доктором Шмидтом из Афин, который исследовал эту часть неба всего четыре дня назад и уверен, что тогда такой звезды не было видно. В момент своей наибольшей яркости это была блестящая звезда третьей величины, но это длилось всего несколько дней; через неделю она перестала быть заметным объектом, а через две недели стала невидимой без телескопа. Ее внезапное великолепие, вероятно, было вызвано столкновением двух тел и было, вероятно, немногим, если вообще, меньше, чем у самого Солнца. До сих пор остается загадкой, как столь великий пожар мог так быстро угаснуть.

Но хотя мы называем некоторые звезды особо переменными, они, несомненно, все претерпевают медленные изменения. Было время, когда их не было, и придет время, когда они перестанут светить. Каждая, действительно, имеет свою собственную историю жизни. Некоторые, несомненно, представляют собой сейчас то, чем другие были когда-то, и чем многие станут когда-нибудь.

Ибо, помимо светящихся небесных тел, мы не можем сомневаться, что существуют бесчисленные другие, невидимые для нас, некоторые из-за их большего расстояния или меньшего размера, но другие, несомненно, из-за их более слабого света; действительно, мы знаем, что существует много темных тел, которые сейчас не излучают света или излучают сравнительно мало. Так, в случае с Проционом существование невидимого тела доказано движением видимой звезды. Опять же, я могу сослаться на любопытные явления, представленные Алголем, яркой звездой в голове Медузы. Звезда светит без изменений в течение двух дней и тринадцати часов; затем за три с половиной часа уменьшается со звезды второй до четвертой величины; а затем, еще через три с половиной часа, восстанавливает свой первоначальный блеск. Эти изменения привели астрономов к выводу о наличии непрозрачного тела, которое через равные промежутки времени перехватывает часть света, излучаемого Алголем; и Фогель теперь показал с помощью спектроскопа, что Алголь действительно вращается вокруг темного, а значит, невидимого спутника. Спектроскоп, по сути, открывает нам присутствие многих звезд, которые не мог бы обнаружить ни один телескоп.

Таким образом, пол небес не только «густо инкрустирован пластинами яркого золота», но и усеян потухшими звездами, когда-то, вероятно, такими же блестящими, как наше собственное Солнце, но теперь мертвыми и холодными, как говорит нам Гельмгольц, каким будет и наше Солнце через семнадцать миллионов лет.

Такие темные тела, конечно, нельзя увидеть, и их существование, хотя мы не можем в нем сомневаться, является вопросом расчетов. В одном случае, однако, этот вывод получил весьма интересное подтверждение. Движения Сириуса привели математиков к заключению, что у него есть также могучий и массивный сосед, относительное положение которого они вычислили, хотя такое тело никогда не было видно. Однако в феврале 1862 года господа Элван Кларк из Кембриджпорта заканчивали свое 18-дюймовое стекло для Чикагской обсерватории. «Отец, — воскликнул младший Кларк, — у звезды есть спутник». Отец посмотрел, и там была слабая звезда прямо к востоку от яркой, на расстоянии около десяти секунд. Это было точно предсказанное направление для того времени, хотя первооткрыватели ничего об этом не знали. Когда новость облетела мир, многие наблюдатели обратили свое внимание на Сириус; и тогда выяснилось, что, хотя его никогда раньше не замечали, спутник действительно был виден при благоприятных обстоятельствах в любой мощный телескоп. Он, по сути, составляет половину размера Сириуса, хотя его яркость составляет лишь 1/10000 часть.

Звезды, как мы знаем, бывают разных величин и разных степеней славы. Они также бывают разных цветов. Большинство, действительно, белые, но некоторые красноватые, некоторые румяные, некоторые интенсивно красные; другие, но их меньше, зеленые, синие или фиолетовые. Возможно, что относительная редкость этих цветов объясняется тем, что наша атмосфера особенно поглощает зеленый и синий цвета, и примечательно, что почти все зеленые, синие или фиолетовые звезды являются одной из пар двойной звезды, и во всех случаях — меньшей из двух, в то время как большая — красная, оранжевая или желтая. Одной из самых изысканных является β Лебедя, двойная звезда, большая из которых золотисто-желтая, а меньшая — светло-голубая. В телескоп эффект очень красив, но он должен быть великолепен, если бы только можно было увидеть его с меньшего расстояния.

Двойные звезды встречаются в значительном количестве. В некоторых случаях, действительно, связь может быть только кажущейся, когда одна звезда находится далеко впереди другой. В очень многих случаях, однако, ассоциация реальна, и они вращаются вокруг друг друга. В некоторых случаях период может достигать тысяч лет; ибо расстояние, которое их разделяет, огромно, и даже когда в мощный телескоп оно обозначается лишь узкой темной линией, оно составляет сотни миллионов миль. Полярная звезда сама по себе двойная. Андромеда — тройная, возможно, с четвертым темным, а значит, невидимым спутником. Эти темные тела представляют особый интерес, поскольку невозможно не задаться вопросом, не обитаемы ли некоторые из них, по крайней мере. В ε Лиры их две, каждая из которых, в свою очередь, сама является двойной. ξ Рака и, вероятно, также θ Ориона состоят из шести звезд, и от такой группы мы переходим к звездным скоплениям, в которых число звезд весьма значительно. Скопление в Геркулесе состоит из 1000–4000 звезд. Звездный рой в Южном Кресте содержит несколько сотен звезд различных цветов: красных, зеленых, зеленовато-синих и синих, тесно сгрудившихся вместе, так что их сравнивали с «великолепным произведением ювелирного искусства».

Скопление в рукоятке Меча Персея содержит бесчисленное множество звезд, многие из которых, несомненно, так же блестящи, как наше Солнце. Мы сами, вероятно, являемся частью такого скопления. Млечный Путь, как мы знаем, полностью окружает нас; очевидно, поэтому, что Солнце и, конечно, мы сами фактически находимся в нем. Это, следовательно, звездное скопление, одно из бесчисленного множества, содержащее наше Солнце как единую единицу.

До сих пор невозможно было определить даже приблизительно расстояние до этих звездных скоплений.

ТУМАННОСТИ

От звезд мы незаметно переходим к туманностям, которые находятся так далеко, что их расстояние в настоящее время совершенно неизмеримо. Все, что мы можем сделать, — это установить минимум, и он настолько велик, что выражать его в милях бесполезно. Астрономы поэтому берут скорость света в качестве единицы. Он движется со скоростью 180 000 миль в секунду, и даже с этой огромной скоростью ему потребовались сотни лет, чтобы достичь нас, так что мы видим их не такими, какие они есть сейчас, а такими, какими они были сотни лет назад.

Неудивительно поэтому, что во многих из этих скоплений невозможно различить отдельные звезды, из которых они состоят. Однако по мере совершенствования наших телескопов все больше и больше скоплений разрешаются. Фотография также приходит нам на помощь, и, как уже упоминалось, при длительной экспозиции можно сделать видимыми звезды, которые совершенно незаметны для глаза даже с помощью самого мощного телескопа.

Спектральный анализ также, по-видимому, показывает, что такая туманность, как туманность в Андромеде, которая с нашими самыми мощными инструментами выглядит лишь как простое облако, на самом деле является огромным скоплением звездных точек.

Это, однако, отнюдь не относится ко всем туманностям. Спектр звезды — это яркая полоса цвета, пересеченная темными линиями; спектр газообразной туманности состоит из ярких линий. Этот тест был использован и указывает на то, что некоторые из туманностей на самом деле являются огромными массами раскаленного и очень разреженного газа; очень возможно, однако, в состоянии, с которым мы не имеем опыта, и расположенными в виде дисков, полос, колец, цепей, клочьев, узлов, лучей, кривых, овалов, спиралей, петель, венков, вееров, кистей, брызг, кружев, волн и облаков. Хаггинс показал, что многие из них на самом деле являются колоссальными массами светящегося газа, особенно водорода и, возможно, азота, в то время как спектр также показывает другие линии, которые, возможно, могут указывать на некоторые элементы, которые, насколько касается нашей Земли, по-видимому, отсутствуют между водородом и литием. Многие из туманностей необычайно красивы, а их цвет очень разнообразен.

В некоторых случаях, кроме того, туманности, по-видимому, постепенно конденсируются в группы звезд, и во многих случаях трудно сказать, следует ли нам рассматривать данную группу как скопление звезд, окруженное туманной материей, или как газообразную туманность, сконденсировавшуюся здесь и там в звезды.

«Помимо одиночного Солнца, — говорит Проктор, — вселенная содержит группы, системы и потоки первичных солнц; существуют галактики малых светил; существуют скопления звездных агрегаций, демонстрирующие всякое разнообразие богатства, фигуры и распределения; существуют все различные формы звездных облачков, разрешимых и неразрешимых, круговых, эллиптических и спиральных; и, наконец, существуют неправильные массы светящегося газа, цепляющиеся причудливыми извивами вокруг звезд и звездных систем. И небезопасно утверждать, что другие формы и разновидности структуры будут еще открыты, или что существуют сотни других, которые мы, возможно, никогда не надеемся распознать».

И не только в отношении величины и расстояний небесных тел мы теряемся в изумлении и восхищении. Течение времени — более грандиозный элемент в астрономии, чем даже в геологии, и уходит корнями далеко в прошлое, задолго до того, как начинается геология. Мы должны представить себе время, когда твердая материя, которая сейчас составляет нашу Землю, была частью непрерывного и интенсивно нагретого газообразного тела, которое простиралось от центра Солнца до орбиты Нептуна и имело, следовательно, диаметр более 6 000 000 000 миль.

По мере того как оно медленно сжималось, Нептун отделился, сначала, возможно, как кольцо, а затем как сферическое тело. Спустя века после этого отделился Уран.

Затем, после еще одного неисчислимого периода, последовал Сатурн, и здесь тенденции к сцеплению и разрушению были настолько уравновешены, что по сей день часть его циркулирует в виде колец вокруг основного тела, вместо того чтобы быть разбитой на спутники. Опять же, после последовательных интервалов Юпитер, Марс, астероиды, Земля, Венера и Меркурий — все прошли через те же удивительные фазы. Время, которое потребовалось бы для этих изменений, должно было быть неисчислимым, и все они, конечно, предшествовали, и предшествовали снова после еще одного неисчислимого периода, самому началу той геологической истории, которая сама по себе указывает на течение времени, большее, чем может осознать человеческое воображение.

Таким образом, как бы далеко мы ни проникали во времени или в пространстве, мы обнаруживаем, что окружены тайной. Точно так же, как во времени мы не можем составить никакого представления о начале, никакого предвидения конца, так и пространство простирается вокруг нас, безграничное во всех направлениях. Наша маленькая Земля вращается вокруг могучего Солнца; само Солнце и вся солнечная система движутся с невообразимой скоростью к точке в созвездии Геркулеса; вместе со всеми ближайшими звездами оно образует скопление на небесах, которое предстает нашим глазам как Млечный Путь; в то время как за пределами нашего звездного скопления существуют бесчисленные другие, которые далеко превосходят, как по величине, так и по грандиозности и расстоянию, слабые способности нашего конечного воображения.

СНОСКИ:

[66] Болл, «История небес».

[67] Болл, «История небес».

[68] Некоторые авторитеты оценивают его еще выше.

[69] Болл.

[70] Хамертон, «Ландшафт».

[71] Гумбольдт, «Путешествия».

[72] Кларк, «Система звезд».

[73] «Космос».