ЛУНА
Коперник и Карпатские горы.
THE MOON
A POPULAR TREATISE
By
GARRETT P. SERVISS
D. APPLETON AND COMPANY
NEW YORK
1907
Copyright, 1907, by
D. APPLETON AND COMPANY
Published October, 1907
ПРЕДИСЛОВИЕ
Читатель, знакомый с астрономической литературой, несомненно, заметит определенное сходство между планом, по которому написана эта книга, и планом «Бесед о множественности миров» Фонтенеля — французской классики XVIII века. Автор охотно признает, что именно воспоминание об удовольствии, которое он получил от чтения книги Фонтенеля много лет назад, побудило его принять отчасти похожий план для этого описания Луны. Но, за исключением того, что в обоих случаях используется метод беседы, большого сходства между представленным здесь материалом и трудом остроумного француза найти не удастся.
Получив от издательства Messrs. Appleton & Co. предложение подготовить небольшой том, основанный на серии лунных фотографий, представляющих Луну такой, какой она видна в последовательные вечера в течение целого лунного месяца, автор счел, что работа должна быть максимально увлекательной. Поэтому он избегал технических сложностей, стараясь при этом изложить все самые существенные факты, известные о нашем спутнике. Написанное им предназначено для широкого круга читателей, которые желают узнать о результатах великих достижений в астрономии, не слишком утруждая себя научными методами, с помощью которых эти результаты были достигнуты.
Насколько известно автору, это первый случай, когда серия лунных фотографий, показывающих наш спутник в его различных аспектах от новолуния до старой Луны, представлена в книге в сопровождении описания гор, равнин, вулканов и других образований, видимых на каждой последовательной фотографии. Читатель получает возможность, так сказать, оказаться в обсерватории первого класса, оснащенной мощнейшими астрономическими приборами, и в течение целого месяца наблюдать за Луной в ее меняющихся фазах.
Воспроизведенные здесь фотографии были сделаны в Йеркской обсерватории, и автор выражает глубочайшую признательность ее директору, профессору Эдвину Б. Фросту, за великодушное согласие на их использование для этой цели. На это его могло побудить лишь желание увидеть, как плоды замечательной работы, проделанной его сотрудниками, станут достоянием все более широкого круга лиц.
Серия фотографий, представляющих Луну в последовательные вечера, была сделана с помощью 12-дюймового телескопа Йеркской обсерватории мистером Джеймсом Уоллесом, который использовал светофильтр, сконструированный им специально для этого телескопа, обладающего визуальным, а не фотографическим объективом. Фотографии в более крупном масштабе, представляющие некоторые выбранные области на Луне, были сделаны мистером Ричи, ныне сотрудником Солнечной обсерватории Карнеги на горе Вильсон в Калифорнии, с помощью большого 40-дюймового телескопа Йеркской обсерватории. Нет необходимости говорить об исключительном качестве этих фотографий, которыми восхищались астрономы во всех странах.
Пожалуй, следует добавить, что, хотя директор Йеркской обсерватории проявил доверие к автору, доверив ему использование этих фотографий, ни профессор Фрост, ни мистер Уоллес и мистер Ричи не несут никакой ответственности за утверждения, сделанные в этой книге. Автор приложил усилия, чтобы быть точным, но если вкрались какие-либо ошибки в фактах или мнениях, то винить в них следует только его.
Garrett P. Serviss.
Шато д’Арсо,
Кот-д’Ор, Франция, июнь 1907 г.
CONTENTS
PAGE
Introduction 3
I. —New Moon to First Quarter 47
II. —First Quarter to Full Moon 83
III. —Full Moon to Old Moon 131
IV. —Great Scenes on the Moon 181
Appendix 239
Index 243
СПИСОК ИЛЛЮСТРАЦИЙ
FULL-PAGE ILLUSTRATIONS
Copernicus and the Carpathian Mountains Frontispiece
PHOTOGRAPHS OF THE MOON SHOWING PHASES OF CHANGE
PAGE
No. 1, February 19, 1904; Moon’s Age 3.85 Days 50
No. 2, September 24, 1903; Moon’s Age 3.87 Days 56
No. 3, July 29, 1903; Moon’s Age 5.54 Days 66
No. 4, November 24, 1903; Moon’s Age 5.74 Days 72
No. 5, July 1, 1903; Moon’s Age 6.24 Days 74
No. 6, November 26, 1903; Moon’s Age 7.75 Days 78
No. 7, July 2, 1903; Moon’s Age 7.24 Days 90
No. 8, August 31, 1903; Moon’s Age 9.22 Days 94
No. 9, August 2, 1903; Moon’s Age 8.97 Days 102
No. 10, November 30, 1903; Moon’s Age 11.78 Days 106
No. 11, December 1, 1903; Moon’s Age 12.98 Days 112
No. 12, September 4, 1903; Moon’s Age 13.27 Days 118
No. 13, September 5, 1903; Moon’s Age 14.40 Days 122
No. 14, August 26, 1904; Moon’s Age 15.65 Days 132
No. 15, August 28, 1904; Moon’s Age 17.41 Days 134
No. 16, August 29, 1904; Moon’s Age 18.62 Days 138
No. 17, October 10, 1903; Moon’s Age 20.06 Days 142
No. 18, September 29, 1904; Moon’s Age 20.50 Days 144
No. 19, August 16, 1903; Moon’s Age 23.81 Days 150
No. 20, August 17, 1903; Moon’s Age 24.84 Days 158
No. 21, August 19, 1903; Moon’s Age 26.89 Days 168
PHOTOGRAPHS OF THE MOON SHOWING SIGNIFICANT FEATURES
PAGE
Bullialdus and the Mare Nubium 182
Tycho, Clavius, and their Surroundings 192
The Great Southwest on the Moon 198
The Giant Ring Mountain Theophilus and its Neighbors. 206
Two Great Lunar “Seas”—the Mare Serenitatis and a Part of the Mare Imbrium 218
DIAGRAMS IN TEXT
PAGE
Phases and Rotation of the Moon 14
The Moon’s Path with Respect to the Sun and the Earth 17
The Moon and the Tides 23
Effect of Moon, Varying Velocity in Orbit Producing Libration in Longitude 58
Lunar Volcano, in Section 85
Terrestrial Volcano, in Section 85
Diagram Showing Why the Winter Moon Runs High 170
Diagram Showing Why Moon Rises Later Every Night 173
Diagram Illustrating the Harvest Moon 174
INTRODUCTION
ВВЕДЕНИЕ
ОДНИМ ясным вечером, когда полная Луна, медленно поднимаясь над верхушками деревьев, начала разливать по ландшафту то особое сияние, которое, наполовину открывая и наполовину скрывая, смягчая все очертания и придавая некую таинственность самым привычным предметам, одновременно завораживает взор и воображение, я прогуливался со своей знакомой, дамой очаровательного ума, в частном парке, примыкающем к старому особняку в одном из красивейших районов центральной части штата Нью-Йорк. Долгое время мы оба хранили молчание, любуясь открывавшимся перед нами видом, столь отличным во всех отношениях от того, как он выглядел при дневном свете, — каждый был погружен в мысли, которые навевает такое зрелище. Внезапно моя знакомая повернулась ко мне и сказала:
«Скажите мне — ибо, как и тысячи других, я практически ничего не знаю об этих небесных тайнах, — скажите, что это за Луна? Что астрономы на самом деле знают о ней?»
«Но, — ответил я, — вы, безусловно, преувеличиваете свое невежество. Вы, должно быть, читали то, что так много книг рассказывали о Луне».
«Ни слова, — последовал ответ, — или, по крайней мере, то, что я читала, не произвело на меня особого впечатления. Я читаю мало научных книг; обычно они отталкивают меня. Но, оказавшись лицом к лицу с этой чудесной Луной, я нахожу ее неотразимой, и мое желание узнать о ней становится острым. Я помню что-то о затмениях и что-то о приливах, с которыми, как я полагаю, связана Луна. Я помню утверждение, что на Луне нет атмосферы, но есть огромные горы и вулканы. Однако в моей памяти эти вещи настолько перемешаны с техническими терминами, которые не смогли меня заинтересовать, что мое невежество, по правде говоря, остается глубоким. Но я слышала, что в последнее время было сделано много удивительных открытий относительно Луны и что астрономам удалось сделать замечательные фотографии сцен лунного мира. Я действительно видела копии некоторых из этих фотографий, но, кроме пробуждения любопытства своими причудливыми эффектами света и тени, они мало впечатлили меня, полагаю, из-за недостатка информации об их значении. Прошу вас, расскажите мне, что на самом деле известно о мире Луны. Вот она; я вижу ее; я испытываю восхитительные впечатления, которые производит ее свет, — но, в конце концов, что это такое и что бы мы увидели, если бы могли отправиться туда? Однажды я читала роман Жюля Верна о путешествии на Луну, но, к сожалению, его герои так и не добрались туда, и я закончила чтение с острым чувством разочарования, потому что в итоге он рассказал так мало о самой Луне. Что касается профессиональных книг астрономов, то они для меня бесполезны. Поэтому, пожалуйста, расскажите мне то, что в этот момент, когда это чудесное светило действительно находится перед глазами, я так сильно хочу знать».
Невозможно было устоять перед столь настойчивой просьбой, но я почувствовал себя обязанным сказать: «Поскольку вы так мало помните об основных фактах, которые поколения астрономов накопили о нашем ближайшем соседе в небе, я должен, ради полноты картины и для того, чтобы ввести вас в курс более захватывающих вещей, о которых речь пойдет позже, начать с самого начала, а истинное начало — не среди лунных гор, а здесь, на Земле. Мы должны начать с нашего собственного земного шара — как это сделала сама Луна».
«Что вы под этим подразумеваете?» — спросила моя знакомая с оттенком удивления.
«Разве вы не читали где-нибудь за последние десять лет, что Луна была буквально рождена Землей?»
«Да, теперь, когда вы упомянули об этом, я смутно припоминаю что-то подобное, но я приняла это за экстравагантную догадку какого-то ученого, обладавшего большим воображением, чем твердыми знаниями».
«Ученый, который первым доказал земное происхождение Луны, — ответил я, — не из тех, кого легко увлечь экстравагантностью своего воображения. Это профессор Джордж Дарвин, сын знаменитого автора «Происхождения видов». Я не буду упоминать его математические выкладки, которые довольно сложны, но позвольте мне сказать вам в двух словах, что его исследования убедили астрономов в том, что Земля и Луна когда-то составляли единое целое. Сколько миллионов лет назад это было, мы можем только догадываться. Причинами разделения, которое в конечном итоге произошло, были пластичное состояние первоначального тела, пока оно было еще горячим и расплавленным, его быстрое осевое вращение, создававшее огромную центробежную силу на экваторе, и притяжение Солнца, вызывавшее мощные приливы, которые воздействовали на всю его массу, а не только на воды океана, как это происходит сейчас. Наконец, наступило время, когда огромная часть быстро вращающегося земного шара оторвалась. Эта часть составляла около одной восьмидесятой всей массы Земли. Некоторые астрономы и геологи полагают, что «рану», оставшуюся на боку Земли от этого грандиозного отделения, до сих пор можно проследить в бассейне Тихого океана».
«Как только разделение произошло, отделившийся материал постепенно принял шарообразную форму под влиянием гравитации собственных частиц; и в то же время, благодаря любопытной реакции приливного притяжения двух тел друг на друга, новорожденный шар медленно удалялся от своей матери-Земли, становясь, по сути, ее спутником. Таким образом, посредством процесса, который, безусловно, кажется плодом экстравагантного воображения, но который, тем не менее, подтверждается строгими математическими выводами из известных физических фактов, считается, что Луна появилась на свет».
«Конечно, — сказала моя спутница, — мое воображение никогда не осмелилось бы создать такую картину, даже если бы оно было способно на столь необычайный полет».
«Нет, — ответил я, — как и воображение самого ученого астронома. Вы видите, что в небесных делах, как и в земных, реальность гораздо причудливее вымысла. У нас будет повод вернуться к некоторым последствиям земного происхождения Луны позже, но сейчас, чтобы знания, которые вы ищете, не были слишком разрозненными, я должен рассказать вам некоторые другие, более общеизвестные факты о нашем спутнике».
«Судя по себе, я сомневаюсь, что существует много таких фактов, которые были бы общеизвестны».
«Возможно, вы правы, но не судите слишком строго авторов астрономических книг. Такие книги пишутся прежде всего для тех, кто хочет учиться, а не для тех, кто желает получить интеллектуальное развлечение. Но позвольте мне закончить с предварительными замечаниями, а затем, под руководством науки и фотографии, мы попытаемся посетить Луну. Один из первых вопросов, которые естественно возникают относительно объектов, видимых нами на небе, касается их расстояния от нас. Среднее расстояние от Луны до Земли составляет 238 840 миль. Ради круглого числа мы обычно называем его 240 000 миль. Но орбита, или путь, Луны в ее ежемесячном путешествии вокруг Земли настолько далека от идеального круга, что расстояние меняется в пределах 31 000 миль. Даже форма лунной орбиты в пространстве не является постоянной. Из-за меняющегося воздействия притяжения Земли и Солнца ее эллиптическая орбита становится то чуть более, то чуть менее эксцентричной, следствием чего является постоянное изменение расстояния от Луны до Земли. Когда она находится на максимально возможном расстоянии, она удалена на 253 000 миль, но это расстояние в определенные моменты может сокращаться до 221 600 миль. В результате этих изменений расстояния Луна иногда кажется нашим глазам заметно больше, чем в другое время».
«Это подводит нас к следующему вопросу: «Каков фактический размер Луны?» Когда мы знаем расстояние любого тела от глаза, определить его размер несложно. Диаметр Луны составляет 2163 мили. Поверхность полной Луны занимает 7 300 000 квадратных миль. Это немного больше, чем континент Южная Америка. По причине, о которой мы поговорим чуть позже, Луна всегда обращена к нам одной и той же стороной, независимо от того, в какой части своей орбиты она находится. Следовательно, мы всегда видим одни и те же особенности ее поверхности и, за исключением выводов, сделанных на основе наблюдений, не знаем, что существует на другой стороне лунного шара. Из 7 300 000 квадратных миль поверхности, которую Луна демонстрирует нам, около 2 900 000 занято теми темно-серыми пятнами, которые вы так отчетливо видите на ее лице и которые когда-то считались морями. Оставшиеся 4 400 000 квадратных миль состоят из очень неровной, изрезанной местности, покрытой гигантскими горами и содержащей сотни огромных кратеров и окруженных горами долин, которые настолько обширны, что трудно не назвать их тем, чем многие из них, по-видимому, являются — потухшими вулканами. Один взрыв вулкана размером с некоторых из этих лунных монстров потряс бы всю Землю до самого основания!»
«Пожалуйста, остановитесь на мгновение, — смеясь, прервала меня моя знакомая. — Столько безжалостных фактов, преследующих один другой, так же плохи, как и книги по вашей науке, которые я пыталась читать. Дайте моему воображению время догнать вас».
«Очень хорошо, — сказал я, — тогда немного отвлекитесь, рассматривая лик Луны. Вы видите там портрет Лунной Девы?»
«Кажется, вижу, хотя никогда раньше не замечала. Это профиль, не так ли?»
«Да, и он занимает всю центральную часть западной половины диска. Возьмите театральный бинокль, и вы увидите его отчетливее».
«Действительно, я нахожу ее весьма очаровательной, — сказала моя спутница, посмотрев минуту в бинокль. — Но какая кокетка! Посмотрите на великолепную драгоценность, которую она носит на горле, и на жемчужное ожерелье, которое украшает ее волосы!»
«Да, — ответил я, — и ни одна земная кокетка не носила таких бесценных камней, какими украсила себя Лунная Дева. Этот пылающий драгоценный камень на ее груди — вулкан с кратером более пятидесяти миль в поперечнике! Астрономы называют его Тихо. Понаблюдайте в бинокль, как широкие лучи расходятся от него во всех направлениях. Они являются одними из величайших загадок лунного пейзажа. А нить бриллиантов в ее волосах состоит из цепи гор, превосходящих Альпы — это Лунные Апеннины. Они простираются более чем на 450 миль и имеют пики высотой 20 000 футов, которые сверкают, как отполированные грани».
«Поистине, — сказала моя спутница, улыбаясь, — эти ваши гигантские факты скорее способствуют рассеиванию романтического впечатления, которое я составила о Лунной Деве».
«Несомненно, — ответил я. — Только расстояние придает ей очарование. Но мы не должны игнорировать факты. Ее волосы, как вы видите, образованы некоторыми из обширных серых равнин, о которых я говорил несколько минут назад. Она похожа на лицо в облаках — приблизьтесь к ней или измените точку зрения, и она исчезнет или растворится во что-то другое».
«Теперь вернемся к моим предварительным замечаниям, на которых я должен настаивать. Зная расстояние и размер Луны, следующий вопрос касается ее движений. Вы знаете, что она совершает путь вокруг Земли примерно раз в месяц. Существует два способа измерения времени, которое Луна затрачивает на каждый оборот. Во-первых, рассматривая небо как большой циферблат со звездами в качестве отметок на нем, мы замечаем время, которое проходит между двумя последовательными соединениями Луны с одной и той же звездой. За этот интервал она совершает полный оборот вокруг Земли и возвращается в исходную точку. Это называется сидерическим периодом обращения Луны, и он составляет в среднем двадцать семь дней, семь часов, сорок три минуты, двенадцать секунд. Каждые двадцать четыре часа Луна продвигается среди звезд с запада на восток примерно на 13° 11´».
«Но есть и другой, более привычный способ измерения орбитального периода Луны. Этот способ связан с ее фазами, или изменениями формы, от серпа Новой Луны до круглого диска Полной Луны и обратно к перевернутому серпу убывающей Луны. Нас сейчас интересует время, которое проходит от одного новолуния до следующего, или от одного полнолуния до следующего, и оно составляет в среднем двадцать девять дней, двенадцать часов, сорок четыре минуты. Это называется синодическим периодом обращения Луны, и он эквивалентен обычному лунному месяцу. Он варьируется примерно на тринадцать часов. Причина, по которой синодический период обращения более чем на два дня длиннее сидерического, заключается в том, что постоянное движение Земли по своей орбите вокруг Солнца заставляет последнее двигаться на восток среди звезд, и прежде чем ежемесячные фазы Луны, зависящие от ее положения относительно Солнца, могут начаться снова, она должна догнать Солнце».
«Какая безнадежная задача — пытаться запомнить все это!»
«Во всяком случае, если вы не сможете запомнить эти вещи, моя совесть будет чиста, ибо я просто выполняю свой долг, рассказывая вам о них. Если забудете — обратитесь к книгам по астрономии и освежите свою память. Но не убеждайте себя, что предварительные замечания уже закончены. Вы собираетесь подумать, что мой рассказ о Луне напоминает романы Вальтера Скотта по длине своего вступления; но если в конце концов я смогу заинтересовать вас хотя бы наполовину так, как он в итоге заинтересовал своих читателей, я буду благодарить звезды за свою удачу».