ия (об этом говорит ее название) постепенно стала страной, покрытой льдами.
Вопросом вопросов солнечной активности является ее причина. Если бы не наблюдалось столь четко выраженной периодичности (цикличности) с разными периодами, то можно было бы успокоить себя тем, что процесс идет в виде отдельных взрывных фаз, что было бы вполне естественным. Но вспомните, как четко меняется каждые 11 лет строй магнитных вихрей (бубликов) в обоих полушариях. 11 лет силовые линии в них направлены в одну сторону, еще 11 — в противоположную, затем все повторяется, то есть все повторяется через 22 года. А регулярное сползание солнечных пятен с широт 25°—30° на широты 8°—12°! Ведь это происходит очень регулярно и неизменно. По широте, на которой появляются солнечные пятна, можно уверенно говорить, на какой стадии, фазе солнечного цикла мы находимся сейчас. Недаром наиболее точно определяется продолжительность солнечного 11-летнего цикла именно по широтному смещению областей, где образуются солнечные пятна. Так что же командует всей технологией рождения солнечных пятен, а значит, и всей солнечной активности? Кстати, к перечисленным выше неординарным свойствам надо причислить тот факт, что солнечные пятна не образуются в высоких широтах, а только в двух широтных зонах между 30° и 80° северного и южного полушарий Солнца.
Все эти факты наводят на мысль, что образование пятен связано с движением Солнца. Но говорить о движении Солнца отдельно от других тел солнечной системы нельзя. Ведь все они завязаны в единое целое, недаром они составляют «систему».
Более глубоко это можно понять на более простом примере системы физических маятников. Пусть мы вначале имеем один физический маятник, представляющий собой подвешенный на нитке (или стержне) грузик. Если раскачать этот грузик и отпустить, то он будет какое-то время раскачиваться с определенным периодом. Через какое-то время из-за потерь кинетической энергии на преодоление сил трения размах колебаний будет становиться все меньше и меньше и наконец — маятник перестанет раскачиваться. Далее потери энергии на преодоление силы трения рассматривать не будем: нам нужен пример, близкий к движению планет. Усложним пример. Возьмем два маятника с разными длинами (то есть с равными собственными периодами колебания). Затем соединим их подвесы резинкой или пружинкой. Раскачаем один из них и будем наблюдать, как будет себя вести второй маятник, находящийся вначале в неподвижном состоянии. Вскоре мы убедимся, что он также начнет постепенно раскачиваться: часть энергии первого маятника через резинку передается второму и заставляет его раскачиваться. Но теряя свою энергию, первый маятник будет продолжать колебания все с меньшим размахом. Когда он отдаст всю свою энергию, он остановится. Зато в это время второй маятник будет колебаться с максимальным размахом. Получается, что они поменялись местами в смысле своих колебаний. Далее все повторится: энергия от второго маятника будет благодаря существующей связи между ними передаваться к первому. И так без конца (если нет потерь энергии на преодоление сил трения).
Основной вывод из этого бесхитростного эксперимента состоит в том, что колебания двух маятников, связанных между собой, не являются независимыми, а представляют собой колебательную систему, единое целое. Чтобы приблизиться к нашей солнечной системе, нам надо мысленной эксперимент усложнить. Например, возьмем столько же маятников, сколько имеется планет. Подвесим их к одному и тому же месту (Солнцу) и начнем их раскачивать с самого начала произвольным образом. Не забудем все их соединить соответствующими резинками или пружинами. Ими реально служат силы притяжения планет между собой: каждая планета притягивается не только Солнцем, но и каждой другой планетой. Ясно, что соединенные таким образом колеблющиеся маятники представляют собой единую колебательную систему, ни один из маятников не может совершать колебания, не считаясь с колебаниями всех других маятников. Все это абсолютно справедливо и для нашей Солнечной системы. Если такая колебательная система, состоящая из маятников, не теряет энергию на преодоление сил трения, то она через строго определенное время придет в такое состояние, когда перетек энергии через связи будет установившимся. Система придет в такое состояние, при котором каждый маятник будет колебаться со своей неизменной частотой. Причем связь между этими частотами всегда во всех установившихся колебательных системах очень простая. Такая система является синхронной. Когда частоты системы установились, они являются резонансными. Расчеты показывают, что Солнечная система почти полностью достигла резонансного состояния. Частоты ее планет и спутников отличаются всего на полтора процента от идеально резонансных. В резонансной колебательной системе частоты колебаний являются соизмеримыми. Частоты колебаний отдельных маятников (планет) или равны друг другу, или кратные, или же находятся в рациональных отношениях. Так, например, удвоенная частота Юпитера равна упятеренной частоте Сатурна. Это справедливо и для спутников. Так, сумма частоты спутника Юпитера Ио и удвоенной частоты спутника Ганимеда равна утроенной частоте спутника Европы.
Резонансный режим Солнечной системы проявляется не только в соизмеримом состоянии частот. Кроме резонансных частот имеются и резонансные фазы этой колебательной системы. Как это понимать? Все планеты Солнечной системы обращаются вокруг Солнца в одной плоскости — плоскости эклиптики. Каждая планета, делая один оборот вокруг Солнца, проходит угол в 360°. Если она проходит пол-оборота, то этот угол равен 180°. Этот угол, проходимый планетой, и является фазой, стадией ее колебательного движения. Но поскольку речь идет не о разных независимых планетах, а о единой колебательной системе, то фазы всех планет надо отсчитывать от одного и того же значения. Так как планеты вращаются вокруг Солнца, то этот отсчет надо связывать с Солнцем. Допустим, все планеты выстроились на одной линии, но на разных удалениях от Солнца. Здесь их фаза равна нулю. Пусть это направление соответствует нулевой долготе Солнца, так называемой гелиоцентрической долготе. После этого всем планетам дан старт. Фаза каждой из них стала увеличиваться по-разному, в зависимости от величины скорости их обращения вокруг Солнца. Ровно через 179 лет ситуация повторится: все планеты снова выстроятся в одну линию. Последний раз такое событие наблюдалось в 1982 г. Так вот, оказывается, что имеются определенные фазы, то есть направления, которые были также названы резонансными. Эти направления соответствуют определенным солнечным долготам. Чем эти фазы знаменательны? Тем, что в этих направлениях процессы на Солнце (оно также входит в единую колебательную резонансную систему) наиболее неустойчивы. Значит, на этих долготах в солнечной атмосфере, фотосфере и конвективной зоне процессы, вызванные неустойчивостями, должны развиваться более активно. Как же на самом деле? Ученые в течение многих лет обсуждают проблему активных долгот на Солнце. Суть этих долгот состоит в том, что в определенных долготных интервалах солнечные пятна (а значит и все строение активной области) образуются чаще, чем на других долготах. На активных долготах чаще образуются активные области, чаще происходят взрывы — солнечные вспышки. Отсюда больше выбрасывается в межпланетное пространство, а значит и к Земле, заряженных частиц и волнового излучения. Но оказалось, что активные долготы на Солнце, хотя и весьма стабильны даже в течение десятилетий, все же совершают как бы колебательные движения в ту и другую сторону. Это значит, что резонансные фазы, которые соответствуют активным долготам на Солнце, меняются со временем. Собственно, так и должно быть в колебательной системе, которая еще до конца не зволюционизировала.
Естественно, всех на Земле интересует, какие события, изменения произойдут в близком и далеком будущем в атмосфере, гидросфере, как изменится погода, климат, урожайность и т. д. и т. п. Этот интерес не является праздным, он естественен, поскольку от всех этих условий зависит наша жизнь и жизнь наших внуков. Человеку надо научиться предсказывать, прогнозировать наступление этих периодов, чтобы правильнее, надежнее организовать производство, сельское хозяйство и всю свою жизнь. Наконец, это нужно для того, чтобы понять прошлое, так как жизнь людей и все, что происходило на нашей планете в прошлые века и тысячелетия, определялось также и условиями в космосе, на Солнце и в межпланетном пространстве.
Таким образом, вопрос резонансных фаз или активных долгот не является чисто умозрительным. Он самым тесным образом связан с возможностью прогнозирования тех процессов на Солнце, которые оказывают влияние на нашу жизнь.
О том, что именно планеты оказывают влияние на процессы в солнечной атмосфере, догадался еще Р. Вольф. На это были веские основания. Например, продолжительность солнечного цикла оказалась равной периоду обращения Юпитера. Исследования влияния планет на солнечную активность проводились активно до половины нынешнего столетия. Затем часть ученых начала отдавать предпочтение поискам причин солнечной активности внутри самого Солнца. Отношение к влиянию планет в какой-то мере стали путать с астрологией. К сожалению, у части недальновидных специалистов такое отношение к проблеме осталось до сих пор. Они готовы зачеркнуть целый этап в решении данной проблемы, который длился несколько десятилетий. Так, Ю. И. Витинский пишет: «Однако все эти работы дали гораздо больше для развития математики, чем для изучения солнечной активности». Несомненно, прав Л. И. Мирошниченко, сказав, что «до сих пор не предложено никакого механизма внутрисолнечного происхождения, объясняющего сложный квазипериодический и многочастотный характер солнечной активности». Однако уже в 60-е гг. исследования влияния планет на солнечную активность стали вновь развиваться. Кроме изложенных выше результатов по изучению Солнечной системы как резонансной колебательной системы, широко изучалось влияние геометрического положения планет. Суть дела здесь состоит в следующем. Каждое тело имеет