Сергей ВсехсвятскийПланета Земля и ее соседи
Предисловие
Предлагаемая вниманию читателей брошюра профессора С. К. Всехсвятского отличается некоторыми особенностями, которые целесообразно учесть читателям.
Брошюра посвящена весьма компактному и краткому обзору современных взглядов науки на эволюцию и современное состояние различных тел солнечной системы, в основном планет, их спутников, комет, метеорных потоков. Как известно, изучение планет и других близких к ним небесных тел требует применения исходных данных из самых разнообразных областей науки — небесной механики, оптики, учения о строении вещества, гравиметрии, вулканологии, газовой динамики, биофизики и биологии. Необходимо также пользоваться материалами истории наблюдений за небесными явлениями и палеонтологии, позволяющей судить об излучении Солнца и колебаниях солнечной активности по годовым кольцам в остатках деревьев каменноугольного периода и других геологических эпох.
Совершенно очевидно, что при таких условиях отдельные авторы не могут взять на себя задачу полного изложения хотя бы краткого синтеза всей современной суммы знаний о планетах. По этой причине можно считать целесообразным вопросы, связанные с природой небесных тел солнечной системы, и другие сходные проблемы, освещать в нескольких различных изданиях, каждое из которых можно было бы посвятить преимущественно каким-либо отдельным проблемам. Особенный интерес могут при этом представить такие книги, брошюры и статьи, которые написаны учеными, творчески участвующими в развитии астрономии и связанных с ней наук. Читая такие материалы, широкий круг людей может непосредственно ощутить те характерные черты отдельных творцов науки, которые придают различным научным достижениям конкретный, человеческий, жизненный характер и особенно сильно увлекают читателя, стремящегося сделать научные достижения как бы частицей собственного миропонимания.
Брошюра профессора С. К. Всехсвятского носит именно такую печать индивидуального авторского подхода. Рассматривая по возможности все планеты солнечной системы, затрагивая кометы и метеорные потоки, автор трактует вопросы по-разному. Некоторые из них освещены весьма просто и кратко, в пределах элементарных справочных данных. Другие же вопросы, главным образом касающиеся больших планет — Юпитера и Сатурна, изложены более подробно и включают новые идеи, связанные с исследованиями самого автора. Это придает брошюре оригинальный и живой характер.
Такое построение брошюры требует умения со стороны читателя объективно правильно оценить значение различных вопросов, затрагиваемых в брошюре. Не исключено, что при дальнейшем развитии науки некоторые гипотезы и частные соображения автора будут изменены или уточнены.
Вместе с тем, изучая эту брошюру, внимательный читатель может почувствовать тот творческий подъем и живой интерес, который невольно возникает при соприкосновении с творческой мыслью энтузиастов науки.
Можно надеяться, что данная брошюра обогатит и расширит сведения о небесных телах и дополнит другую литературу, касающуюся этой проблемы. Такое обогащение чрезвычайно важно в настоящее время, когда быстрое развитие космонавтики делает планетную астрономию наукой экспериментальной и на повестке дня стоит не только опытное исследование планет, но даже их использование для тех или иных практических целей.
Включение в общедоступные брошюры новых научных идей является классической традицией нашей отечественной науки, сложившейся веками. Этим путем шли Ломоносов, Тимирязев, Циолковский, Вавилов и многие другие ученые. Профессор С. К. Всехсвятский в своей брошюре также стремится идти по такому пути. Можно надеяться, что читатели творчески отнесутся к оценке этой брошюры и сообщат автору свое мнение по затронутым в ней вопросам.
Профессор, доктор технических наук
Г. И. Покровский
Земля — планета солнечной системы
Четыре столетия напряженного труда ученых — астрономов, математиков, физиков, выполнивших тончайшие наблюдения, глубокие теоретические исследования, понадобилось, чтобы выяснить особенности планетной системы и в какой-то мере природу ближайших к Земле планетных тел.
Мы видим нашу Землю среди девяти больших планет, обращающихся вокруг Солнца. Они находятся по расстоянию от Солнца в следующем порядке: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Первые пять были известны с глубочайшей древности. Уран «случайно» открыл Гершель в 1781 г. Существование Нептуна было обнаружено в 1846 г., (а до этого теоретически предсказано). В 1930 г. был открыт и Плутон вблизи от теоретически рассчитанного места.
Пути планет отклоняются от окружностей — это немного вытянутые эллиптические кривые. Движение планет происходит по законам Кеплера — быстрее вблизи перигелия — самой близкой к Солнцу точки орбиты, медленнее — вблизи афелия. Периоды обращения зависят от средних расстояний — от полуоси орбиты: Р = а3/2. Астрономы измеряют расстояния в солнечной системе в астрономических единицах. Астрономической единицей считается среднее расстояние Земли от Солнца. Оно равно 149,6 млн. км.
Измерены размеры планет, определены их массы. Для некоторых планет установлено, как они вращаются вокруг своих осей. В таблице 1 приводятся некоторые важные сведения о планетах и отдельных спутниках.
Земля, таким образом, действительно средняя планета и по положению относительно Солнца и по своим размерам. Венера, например, имеет лишь немного меньшие размеры. Вращение Марса вокруг оси очень похоже на вращение Земли; оно определяет смену сезонов года и положение климатических поясов на земной поверхности. Юпитер — планета-гигант. Он в 11 раз больше Земли по перечнику и в 318 раз больше по массе. Любопытную аномалию представляет далекий Плутон, который со времени открытия не прошел и одной восьмой части своей орбиты вокруг Солнца. Плутон почти такого же размера, как Меркурий, и многие астрономы считают его телом, вырвавшимся после какой-то катастрофы из системы Нептуна.
Таблица 1
| Название планеты | Период обращения (в годах) | Среднее расстояние от солнца | Диаметр (км) | Масса относительно земли | Средняя плотность (г/см3) | Число спутников | Период обращения вокруг оси | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| в астрономических единицах | (млн. км) | |||||||
| Меркурий | 0,241 | 0,39 | 58 | 4990 | 0,05 | 6,1 | — | 59 суток (?) |
| Венера | 0,615 | 0,72 | 108 | 12100 | 0,82 | 5,3 | — | 250 (?) |
| Земля | 1,000 | 1,00 | 149,6 | 12740 | 1,00 | 5,5 | 1 | 23 часа 56 мин. |
| Марс | 1,881 | 1,52 | 228 | 6760 | 0,11 | 4,1 | 2 | 24 часа 37 мин. |
| Юпитер | 11,87 | 5,20 | 777 | 142800 | 318,0 | 1,3 | 12 | 9час. 50 мин. |
| Сатурн | 29,65 | 9,58 | 1432 | 121000 | 95,2 | 0,7 | 9+кольцо | 10 час. 14 мин. |
| Уран | 83,58 | 19,12 | 2860 | 46700 | 14,6 | 1,6 | 5 | 10 час. 8 мин. |
| Нептун | 165,3 | 30,12 | 4500 | 45000 | 17,6 | 2,3 | 2 | 15 час. |
| Плутон | 246,5 | 39,31 | 5870 | 5800? | (0,9)? | ? | — | 6 суток 9 час. |
| Луна | 3480 | 0,012 | 3,3 | |||||
| Ганимед[1] | 5020 | 0,026 | 2,3 | |||||
| Титан[2] | 4810 | 0,023 | 2,4 |
Интересна проблема спутников планет. До сих пор открыт 31 спутник. Семь из них имеют большие размеры. Такие спутники — Луна или Ганимед (у Юпитера) или Титан (у Сатурна). Они почти достигают размеров Меркурия и лишь немного меньше Плутона или Марса. Остальные спутники малы. Их поперечники измеряются лишь сотнями, десятками или даже несколькими километрами.
Сатурн окружен многими маленькими спутниками и массами газа и льда, вместе образующими кольцо, видимое вокруг планеты даже в небольшие телескопы. По-видимому, подобное же кольцо, только гораздо более слабое, имеется и у Юпитера.
Множество космических глыб и камней составляет семью астероидов и метеорных тел. Астрономам известно уже более 1600 малых планет и бесчисленное количество камней, которые, часто встречаясь с Землей, выпадают на ее поверхность в виде метеоритов. Пролетая с космической скоростью в десятки километров в секунду через земную атмосферу, они образуют явления болидов и метеоров. Изучая эти явления, исследуя метеориты в лабораториях, ученые устанавливают природу и происхождение многочисленных малых тел, «засоряющих» межпланетное пространство. Число их очень велико, а общая масса приближается, по-видимому, к массе Земли. Все малые планеты и многие метеорные тела движутся по эллиптическим орбитам и принадлежат солнечной системе.
Еще больше в солнечной системе комет, движущихся как по коротко периодическим, так и по очень вытянутым орбитам. 30 млн. лет требуется, чтобы комета могла достигнуть пределов солнечной системы (границы сферы действия Солнца), т. е. пройти 150 000 астрономических единиц и вернуться вновь к Солнцу. Туманные головы и хвосты комет состоят из газа и пыли, образующихся в результате испарения «загрязненных» льдов, находящихся в ядрах комет. Кометы — сравнительно недавно образовавшиеся тела, сохраняющие еще большое количество замороженных газов.
Солнце управляет благодаря силе своего притяжения движением планет и комет, космических глыб и бесконечного числа пылинок — метеорных частиц. Оно оказывает и другие воздействия на планеты и малые тела солнечной системы.