Рождение миров

Яркая искорка гениальной догадки, мелькнувшая в науке, не разгорелась в пламя, но и не угасла. Она не могла угаснуть, — кометы, эти хвостатые небесные странницы, при каждом своем появлении возле Солнца, напоминали ученым, что в природе существует отталкивательная сила, и эта сила исходит из Солнца, так же как и его свет!

Еще в глубокой древности было замечено, что хвосты комет всегда поворачиваются в сторону, противоположную Солнцу. Римский философ Сенека писал: «Хвосты комет бегут пред солнечными лучами». А китайский летописец Мин Туань-линь, живший 8 начале нашего тысячелетия, упоминает в своей хронике о комете, являвшейся в марте 837 года и сообщает о законе, установленном китайскими астрономами: «У кометы, которая находится к востоку от Солнца, хвост по отношению к ядру направлен к востоку, если же комета является на западе, то и хвост направлен к западу».

Хвост кометы не тянется за ее головой, как дым за паровозом в тихую погоду. Хвост всегда откинут в том же направлении, в каком падает тень от ядра кометы. Поэтому, когда хвостатая гостья огибает Солнце, ее хвост летит рядом с ней; потом, когда комета начинает удаляться, хвост отворачивается все круче и круче; он обгоняет голову, и комета летит хвостом вперед. Хвост удаляющейся кометы напоминает луч света от фары, которая освещает космической страннице путь во тьму межзвездного пространства.

Хвост кометы всегда направлен в сторону, противоположную Солнцу.

Словом, хвост кометы поворачивается, как флюгер, — так, как будто от Солнца дует сильный ветер.

Но ведь в межпланетном пространстве ветра нет. Откуда взяться ветру там, где нет воздуха.

Ученые терялись в догадках, пытаясь понять природу «безвоздушного ветра». И многие вслед за Эйлером склонялись к мысли, что в межпланетном пространстве роль ветра играют солнечные лучи.

Знаменитый русский астроном Федор Александрович Бредихин определил величину отталкивательных сил, вызывающих образование хвоста.

Под влиянием жара солнечных лучей в ядре кометы тают льдинки, вскипают замерзшие газы, и начинают испаряться легкие металлы. Частицы газов, паров и пыли, клубящиеся в голове кометы, попадают под влияние отталкивательной силы. Эти силы для маленьких частиц оказываются более значительными, чем тяготение Солнца, они отгоняют — «сдувают» с ядра кометы все мелкие частицы в сторону.

При этом таинственная отталкивательная сила действует на разные частицы по-разному: на мелкие — сильнее, на более крупные — слабее. Бредихин установил, что в зависимости от размера частиц образуются хвосты трех различных типов.

Первый тип — прямые. Эти хвосты направлены почти в точности в. сторону, противоположную Солнцу. Их вещество удаляется прочь, от ядра кометы со скоростью около 10 километров в секунду, потому что сила отталкивания по меньшей мере раз в восемнадцать превышает силы тяготения.

Второй тип — искривленные, изогнутые наподобие сабли или рога. В этих хвостах вещество движется со скоростью около 2 километров в секунду, так как отталкивание примерно раза в два превышает тяготение.

И, наконец, третий тип хвостов — короткие, сильно изогнутые и похожие на сноп или на метлу. Вещество в этих хвостах движется медленно, а силы отталкивания лишь незначительно превышают тяготение.

Бредихин установил, что частицы кометного вещества, образующие хвосты первого рода, — очень легки. Это атомы газов. Хвосты второго рода состоят из более тяжелых частиц, а хвосты третьего рода — из самых тяжелых — вроде пылинок или песчинок.

Силы отталкивания действительно похожи на обычный ветер. Если на ветру сыпать тонкой струйкой песок, мелкие пылинки полетят в сторону почти по прямой линии, пылинки покрупней, описав дугу, упадут поодаль, а песчинки как самые тяжелые будут падать почти вертикально, словом, получатся те же три типа кометных хвостов.

Три типа кометных хвостов.

О природе этой удивительной силы, исходящей от Солнца, Бредихин не высказал никаких предположений. Почему она не оказывает влияния на всю комету, но действует исключительно на мелкие частицы, почему, чем легче частицы, тем сильнее они отталкиваются — ни Бредихину, ни другим ученым было тогда непонятно.

Продолжая свои исследования кометных хвостов, Бредихин убедился, что при первом определении величины отталкивательных сил он несколько преуменьшил ее значение. В некоторых случаях эти силы превышают тяготение не в восемнадцать, а почти в тысячу раз.

Эти работы Ф. А. Бредихина составили целую эпоху в изучении комет, и каждый раз, когда из бездонной глубины звездного свода спускается к нам небесная странница, огромный круг людей повторяет имя Бредихина.

Могущественная сила природы

В 1891 году молодой ученый Петр Николаевич Лебедев проходил практику в Страсбурге. Он только что закончил работу над своей диссертацией, успешно ее защитил и снова вернулся к той теме, которую наметил для исследования еще в 1889 году. Лебедев решил доказать, что солнечный свет и есть та самая таинственная отталкивательная сила, которая откидывает кометные хвосты в сторону, противоположную Солнцу.

До Лебедева многие ученые пытались измерить силу давления световых лучей. Они делали вертушки, наподобие мельничных колес, направляли на их лопасти сильный свет и наблюдали, что получится. У некоторых ничего не получалось, у других световые мельнички начинали вертеться, но при проверке неизменно оказывалось, что вертятся они не под действием света, а совсем от других- причин. И доказать существование светового давления никто не мог. Эта задача была не по силам ученым конца прошлого века.

Лебедев тоже изготовил вертушку, но она не походила на мельничное колесо, ее лопасти имели форму маленьких кружков. Свой прибор Лебедев заключил в стеклянный баллон.

Для успеха опыта вертушка должна находиться в безвоздушном пространстве, то есть из баллончика предстояло выкачать весь воздух без остатка, а вот это-то, как оказывается, сделать невозможно.

В одном кубическом сантиметре воздуха при 0° и нормальном давлении содержится 2687·10¹⁶ молекул газа. Самые лучшие насосы, какие тогда существовали, могли уменьшить плотность воздуха в десять тысяч раз. Следовательно, после того, как из баллона будет выкачано 0,9999 воздуха, в каждом кубическом сантиметре все-таки останется 2687·10¹² — два миллиона шестьсот восемьдесят семь тысяч миллиардов молекул! И полностью избавиться от них нельзя. Ни один насос на свете не в состоянии выкачать все молекулы до одной. А они-то и портят все дело.

Лебедев изучил причины неудач, постигших его предшественников. Их беда заключалась в том, что оставшиеся в баллоне молекулы оказывали поистине медвежью услугу. Они вредили тем, что усиленно помогали световым лучам вертеть крылышки вертушки.

Как известно, частицы газов способны оседать на поверхности металла и даже впитываться в его поры.

Свет, падая на лопасти вертушки, нагревал их. Теплота передавалась молекулам газа, приставшим к поверхности металла. Нагревание заставляло молекулы покидать «насиженные» места. Они срывались и стремительно улетали прочь.