Рождение миров

Очень велики, но спокойны приливы в узких заливах Мурманского побережья.

Самый высокий прилив наблюдается в заливе Ноэль в Канаде — сжатый тесными берегами прилив подымается валом более высоким, чем пятиэтажный дом — до 16 1/2 метров высотой.

И дважды в сутки море откатывается назад.

То, что приливы зависят от Луны, жители океанского побережья заметили еще в незапамятные времена. Самые высокие приливы бывают в полнолуние и новолуние, самые низкие — в первой и третьей четверти.

Приливная волна прокатывается по всем океанам земного шара с востока на запад — вслед за Луной, и лишь слегка отставая от нее. Зависимость приливов от Луны объяснил закон тяготения. Приливные волны подымает притяжение Луны, причем одна приливная волна образуется на той стороне Земли, которая обращена к Луне, другая — на противоположной. Когда Луна стоит над Индийским океаном, прилив шумит у берегов Индии и Цейлона и в то же время вторая волна заливает побережье Калифорнии.

Многим людям непонятно, почему и на противоположной стороне Земли образуется второй приливной вал. Ведь там Луны нет и ничто, казалось бы, воду не притягивает.

Образование приливов.

Именно в этом-то и кроется причина возникновения второй приливной волны — там притяжение Луны слабее, чем на подлунной стороне. Если Луна светит над Цейлоном, то от Луны до поверхности Индийского океана будет 378 тысяч километров, а до берегов Калифорнии 390,7 тысяч километров. Разница составляет 12,7 тысяч километров, то есть она равна величине диаметра земного шара.

Больше расстояние, — меньше притяжение. Вода, испытывая меньшее притяжение, отстает, отодвигается от Земли и образует второй приливной вал. Это явление можно пояснить таким примером: допустим, три железнодорожных вагона стоят, вплотную прижавшись друг к другу буферами. Подошел паровоз и потянул вагоны. Первый вагон, повинуясь тяге паровоза, отодвинется от второго, второй пойдет за первым, а третий отстанет от второго— вагоны разойдутся на длину сцепных крюков. Паровоз — Луна, первый вагон — Индийский океан, второй — твердая часть земного шара, а третий — воды Тихого океана. И этот «третий вагон» «отстает» от Земли, так как тяготение Луны сказывается на нем слабее всего.

Вслед за Луной приливные волны непрерывно прокатываются: по всем океанам земного шара. Они движутся с востока на запад — навстречу вращению Земли. Трение воды о морское дно, удары прилива о крутые берега противодействуют вращению Земли.

После Ньютона очень многие ученые исследовали особенности движения приливных волн. Ломоносов изобрел особый прибор и с его помощью наблюдал изменение силы тяжести на Земле под влиянием Луны. Лаплас установил строгое соответствие между теорией тяготения и приливами. Он доказал зависимость между положением Луны и высотой прилива. Изучал приливы один из энергичных последователей Ньютона и Лапласа математик Рош.

Удлинение суток и месяца

Уже в наше время советский астроном А. Я. Орлов обстоятельно изучил влияние приливообразующей силы на земную поверхность.

Было установлено, что, повинуясь тяготению Луны, на Земле подымаются не только воды океанов, но и суша. Когда на небе встает Луна, почва под нашими ногами, мы сами и все, что нас окружает — поля, леса и горы — плавно, незаметно приподымаются, а когда Луна заходит — они также плавно опускаются. Получается как бы «сухопутный» прилив. Высота его невелика, около 25 сантиметров.

В конце прошлого столетия явлением приливов занялся сын известного естествоиспытателя Чарльза Дарвина — Джордж Дарвин.

Для наблюдения сухопутного прилива Дарвин построил особо чувствительный маятник. На двух длинных и почти параллельных нитях он подвесил латунный цилиндр, к которому было прикреплено маленькое зеркальце. Небольшой фонарь бросал луч света на это зеркальце, а «зайчик», отраженный зеркалом, падал на шкалу прибора. Самое ничтожное отклонение маятника от отвесного положения поворачивало зеркальце, и «зайчик» бежал по шкале.

Свой маятник Дарвин установил на гранитной глыбе весом в одну тонну. От влияния перемены температуры воздуха установку предохранял футляр, между стенками которого находилась вода, а камень был окружен рвом с водой.

Чувствительность маятника превзошла ожидания ученого. Когда человек стоял в пяти метрах от прибора и переминался с ноги на ногу, то прибор воспринимал колебания почвы, вызванные движениями человека, и «зайчик» начинал перемещаться по шкале вправо и влево. Поэтому наблюдения за показаниями прибора Дарвин производил издалека, с помощью подзорной трубы.

А когда на небе подымалась Луна, «зайчик», отраженный зеркалом, бежал по шкале, показывая, что под влиянием тяготения Луны почва приподымается и по земле движется волна прилива.

Джордж Дарвин доказал, что приливное трение действительно тормозит вращение Земли и, следовательно, наши сутки постепенно удлиняются. Величина удлинения суток незначительна. Она равна, примерно, полутора тысячным долям секунды в столетие.

Во времена Плутарха земной шар вращался немного быстрее, чем сейчас. За 1900 лет разница в длине суток накопилась; ее-то и заметил Галлей, когда сравнивал свои вычисления солнечных затмений с записями древних историков.

Тяготение Луны и сейчас продолжает тормозить Землю и удлинять наши сутки. Пройдут века, земные сутки будут содержать не 24 нынешних часа, а 25… 26… 27… И это будет продолжаться до тех пор, пока сутки не уравняются с месяцем.

Луна постепенно удаляется от Земли.

Пагубное влияние Луны на продолжительность наших суток не проходит для нее безнаказанно. Притяжение взаимно. Луна притягивает к себе сушу и воду Земли, образуя приливные горбы, а те, в свою очередь, притягивают к себе Луну. Так как Земля вращается, то она увлекает в своем движении приливные выступы, они оказываются не точно под Луной, не на прямой линии, соединяющей центры Земли и Луны, а в стороне от нее. В конечном счете это приводит к ослаблению тяготения Земли. Луна, получая некоторую свободу, отходит от Земли и занимает более широкую орбиту. Словом, Луна «мешает» Земле вращаться, а Земля, как бы защищаясь, отодвигает «беспокойного соседа» прочь от себя.

В результате такого сложного взаимодействия двух небесных тел удлиняются и сутки и месяц.

Когда Луна удалится на расстояние, равное 615 тысячам километров, — а это случится очень и очень не скоро, — сутки и месяц сравняются, они будут содержать по 55 нынешних суток. Земля тогда повернется к Луне одной стороной, и обе планеты станут вращаться так, как будто они скованы цепью.

Возможно, что и Луна когда-то тоже вращалась вокруг своей оси, но могучее притяжение Земли вызывало на ней огромные приливные волны. Они катились навстречу вращению Луны и быстро ее затормозили. Лунные сутки уже сравнялись с месяцем, и Луна застыла, повернутая к нам одной стороной. Прилив, поднятый Землей на Луне, тоже застыл. Он исказил форму Луны, и она стала более похожей на дыню или на яйцо, чем на правильный шар.

Открытие приливного взаимодействия между небесными телами объяснило, почему Меркурий обращается возле Солнца, повернувшись к нему одним боком. Его вращение заторможено солнечными приливами.

В этом же, повидимому, кроется причина очень медленного вращения Венеры вокруг оси. Земля и Марс тоже, наверно, вращались раньше быстрее, чем сейчас.

Приливная теория удачно объяснила некоторые расхождения между действительностью и гипотезой Лапласа. Многие возражения отпали.

Из приливной теории следует, что раньше планеты были немного ближе к Солнцу. Так же как Земля постепенно отодвигает Луну, так и Солнце отодвинуло Меркурия и заставляет удаляться Венеру и Землю. Но это влияние Солнца на размеры орбит невелико, а на дальних планетах оно и вовсе незаметно.