Тяготение как причина скоростей небесных тел и их лучеиспускания

44. Образование млечных путей и их вращение; образование солнц с планетами и их спутниками; вращение их. [Кто поверит, что тяготение, открытое Ньютоном, сближающее два человеческих существа с силою, недостаточною для того, чтобы разорвать паутинку, – кто поверит, что эта слабая сила не только причина возникновения из ничего громадных скоростей, которыми обладают теперь небесные тела, но и причина лучеиспускания их в течение многих миллионов лет, а, следовательно, и причина возникновения на них органической жизни!

Бесконечная туманность (хаос), созданная Всемогущим Творцом, центр которой, по выражению Паскаля, был везде, а край – нигде, может быть, состояла из неподвижных материальных атомов. Сила тяготения заставила их сближаться между собою. Отсюда начало атомного и общего движения материи.

Но как все получилось в том виде, как мы знаем?!]

Карта Вселенной, фрагмент, Томас Райт, 1742

Первобытная туманность, под влиянием сгущения материи силою тяготения, разделилась на бесчисленное множество туманностей второго порядка. Эти разделились на множество туманностей третьего порядка и т. д., – подобно тому, как наружный слой земли, сжимаясь от жары и потери влаги, трескается на крупные и мелкие части или как непрерывная масса паров воды, сгущаясь в воздухе, образует капли.

Мы не можем решить вопрос, из какого порядка туманности образовался наш дискообразный Млечный Путь и подобные ему группы звезд, представляющихся с Земли, но отдаленности, более или менее округлыми пятнышками тумана. [Как беспредельно всемогущество и премудрость Творца, так, может быть, и Млечный Путь образовался из туманности бесконечно высокого порядка.]

Для простоты будем считать туманность, из которой получился Млечный Путь и подобные ему кучи звезд, туманностью первого порядка.

Стало быть, Млечный Путь будет туманностью второго порядка, а туманность, из которой образовалась солнечная система и подобные ей, – третьего порядка.

Я спрашиваю: когда первая туманность, не имевшая, положим, общего вращения, делилась на части, возможно ли, чтобы при этом разрыве ее они не получили общего, хотя и крайне слабого вращения?

Если бы два человека притянули друг друга за руки, то несомненно, что, кроме поступательных движений, они непременно сообщали бы себе и вращательные, сейчас же и уничтоженные трением о почву. Отклоните рукой и заставьте качаться маятник, висящий на тонкой нити, так, чтобы он при этом не вращался… невозможно бросить или двинуть предмет настолько правильно, чтобы он не получил, хотя бы самого медленного вращения. Толкните камень на гладком и чистом льду и вы еще убедитесь в том же. Теория вероятности не допускает, чтобы при разрыве туманности части ее не получили обратных вращений.

Вращения всех частей в одну сторону (предполагая, что первая туманность не вращалась) законы природы не допускают, но вращения более или менее обратные допустимы и необходимы.

Итак, туманности второго порядка, при разрыве главной туманности, приобрели вращательные движения, которые, как ни будь малы сначала, по мере сгущения их все более и более увеличивались. Имея несколько метров скорости в периферии (по краям), они увеличили эту скорость в тысячи и сотни тысяч раз, когда диаметр туманности, вследствие сгущения, достиг размеров Млечного Пути или подобных ему звездных куч. Вывод этот строго математичен. Работа вращения приобретается, при сгущении материи, потенциальной энергией тяготения, запас которой, по теории, бесконечен.

Но имеют ли на самом деле звездные туманности и Млечный Путь общее вращение?

Дискообразный вид их убеждает нас в этом; движение солнечной системы к созвездию Геркулеса, то есть почти в плоскости Млечного Пути, подтверждает то же.

Пойдем далее, и пусть туманность второго порядка, Млечный Путь, например, в свою очередь сгущается; происходит разрыв ее на биллионы туманностей третьего порядка, каждая из которых служит родоначальником планетной системы с центральным светилом – звездой, или солнцем, во главе.

При этом, конечно, должно произойти то же, что и при разрыве туманности третьего порядка, например, та, которая послужила родоначальником нашей солнечной системы, получила более или менее слабое вращение, которое прибавляется к общему движению, хотя тоже вращательному, но с таким сравнительно громадным радиусом кривизны, что это первоначальное движение может считаться почти прямолинейным. Так объясняется не только поступательное движение солнечной системы (вокруг какого-то центра, где-то далеко, в Млечном Пути), но и вращение Солнца и всех планет по известному закону (очерк 5).

Слабое вращение третичной туманности усиливается по мере ее сгущения. Но при сгущении этом происходит обычный разрыв ее на части или кольца, которые, разрываясь, в большинстве случаев образуют сферические массы или родоначальники планет с их кольцами и спутниками.

С этими, сначала сферическими, туманными массами четвертого порядка повторяется описанная нами история разрыва и ускорения вращения, причем образуются тела пятого порядка – родоначальники планетных спутников или колец, какие мы видим у Сатурна.

Теория эта, предложенная Лапласом, прекрасно объясняет движение и вращение Солнца, планет и их спутников в одну сторону.

45. Грандиозная картина Вселенной, исполненная жизнью чудных существ. Не касаясь пока тяготения, как причины лучеиспускания солнц (издалека – звезды) в течение миллионов и биллионов лет, обратим внимание на грандиозную картину, представляющуюся нашим мысленным взорам.

Телескопы в одном Млечном Пути насчитывают биллионы солнц. Но сколько подобных млечных путей, громадная совокупность которых составляет только песчинку из здания Вселенной?!

Бесчисленное множество звезд, или солнц, сияющих (если к ним приблизиться) даже более ярко, чем наше Солнце, окружены еще более бесчисленным количеством планет – темных небесных тел, получающих тепло и свет от своих солнц.

Наша солнечная система считает их сотнями (350 штук); одна из них называется Землею. А сколько таких земель в мире и при условиях, почти одинаковых с нашею Землею!?.

… Вероятно ли, чтобы Европа была населена, а другие части света – нет? Может ли быть один остров – с жителями, а множество других – без них? Вероятно ли, чтобы одна яблоня в бесконечном саду мироздания была покрыта яблоками, а все бесконечное множество других – одной зеленью!?..

Пьер-Симон Лаплас, гравюра 1885 г.

Спектральный анализ указывает, что вещества Вселенной те же, что и вещества Земли… [Один свет освещает Вселенную (вибрации одного и того же эфира), одно тепло согревает ее, один Бог ее создал, из одних и тех же веществ…] Везде и жизнь разлита во Вселенной. Жизнь эта бесконечно разнообразна.

Если разнообразна жизнь на Земле, при обстоятельствах сравнительно однообразных, то как бесконечно разнообразна должна быть жизнь во Вселенной, где всякие условия возможны!

[Если мы видим на Земле существа, живущие в воздухе, воде, в снегу, в почве, – на горах и долинах, под большим и малым давлением, – то, пожалуй, мы не ошибемся, если скажем, что есть существа, живущие в огне, в эфирной пустоте, во всех газах и жидкостях, во всех веществах, всякой величины – и в несколько верст, и в несколько линий, – всяких форм и свойств – и умирающие, и неумирающие, и изменяющиеся, и, по-видимому, неизменные. Одни сотканы из эфира и живут без пищи, одними солнечными лучами; другие – чуть не из платины и пожирают себе подобных…]

Все фазисы развития живых существ можно видеть на разных планетах. Чем было человечество несколько тысяч лет тому назад и чем оно будет по истечении нескольких миллионов лет – все это, по теории вероятностей, можно отыскать в планетном мире.

Все то чудное, что мы ожидаем с трепетом, уже есть, но не видно нам, по дальности расстояний и ограниченной силе телескопов…

[Жалкая Земля! но бесчисленны престолы Божии на небесах.]

46. Причина страшной упругости первобытного тумана. Атомное тяготение; образование молекул и химически сложных веществ; происхождение межзвездного эфира и почему он не сгущается. Атомы первоначального тумана, может быть, и не имели никакой скорости, но концентрирование его вещества, падение его атомов к общему центру тяготения придало им страшную скорость движения, последствием чего явилась громадная упругость агрегации атомов и приостановка дальнейшего их сгущения.

Тем бы все дело и кончилось, если бы, кроме того, не произошло сближения атомов попарно, сближения ближайших неделимых в группы, по несколько штук в каждой. Так образовались первые молекулы, или частицы, первые сложные тела. Сближение это, подобное химическому соединению, произошло влиянием того же всемирного тяготения, которое сгустило, разорвало туман на части и придало им вращение, все более и более ускорявшееся; но законы этого атомного тяготения неизвестны и нельзя предполагать, чтобы они были непременно тождественны с законами, управляющими движением небесных тел. Сближение атомов (не полное слияние; оно, по теории вероятностей, и не может быть, если принять атомы, по Босковичу, математическими точками, или центрами сил) поставило их в зависимость друг от друга; часть поступательного движения, от которого зависит упругость вещества (или сила, с которой оно препятствует уменьшению своего объема), превратилась в движение вращательное; последствием этого было уменьшение упругости материи и ее дальнейшее сгущение; сгущение же вызвало, кроме ускорения общего вращения, сильнейшее частичное движение – отчасти вращательное, отчасти поступательное. Это усиление скорости молекулярных вибраций не могло не приводить в скорейшее движение окружающую материю, еще не образовавшую сложные вещества.

Карта Вселенной, фрагмент, Томас Райт, 1972 г.

Итак, одна часть материи сгущалась и теряла упругость, вследствие образования молекул и превращения поступательного движения во вращательное, а другая – еще более увеличивала свою упругость, получая энергию от сгущающейся материи в виде лучей тепла и света, сущность которых есть толчки атомов или частиц. Может быть, конечно, что первые слабые лучи, от первых химических процессов, в количественном отношении, нисколько не напоминали теперешних интенсивных лучей тепла и света.

Вот происхождение космического эфира, не могущего до сих пор сгуститься, – и более или менее концентрированной (сложной) материи – от кометных туманов до платины и иридия (и неизвестных тел, еще более плотных).

Но сколько должно произойти последовательных химических реакций, прежде чем образовалась эта «платина» и другие известные нам тела, считаемые условно простыми, так как есть неопровержимые доказательства сложности водорода и всех газов.

Эти последовательные соединения молекул, весьма вероятно, сопровождались выделением огромных работ, в сравнении с которыми работа известных нам химических процессов совсем невелика, но мы не имеем никаких данных для их определения.

47. Всемирное тяготение, как источник лучеиспускания небесных тел. Зато мы имеем полную возможность определить работу тяготения, при общем сгущении тумана в плотное вещество. Атомные и молекулярные сближения, которых мы не можем принять в расчет, только усилили бы эту работу.

Так, Солнце, при сгущении до теперешней его плотности из тумана бесконечно разреженного, выделило работу в 25 10³³ тонно-метров.

Также не трудно узнать и работу сгущения всех планет, но голые числа эти не могут быть интересны; гораздо интереснее выводы, которые мы из них сделаем.

Принимая в основание, относительно энергии солнечного лучеиспускания, исследования Лянглея, найдем, что работы сгущения Солнца, из бесконечно разреженной материи, хватило бы на 12½ миллионов лет непрерывного лучеиспускания теперешней силы.

Если предположить что и планеты лучеиспускали прежде, как солнце, но с силою пропорциональной их поверхностям, то земля, сгущаясь, просияла бы в течение 138 лет, юпитер – 11½ тысяч лет, а луна – менее года (только 320 дней).

Пусть Солнце сгущается из туманности, имеющей размеры теперешней планетной системы или даже меньше, пусть и Земля получилась из туманности, имеющей определенные границы, выводы наши, в количественном отношении, от этого почти не изменились бы.

Поэтому, если наша солнечная система образовалась из одной туманности, то прежде всего, сравнительно моментально, выделили свою энергию сгущения, в виде тепла и света, астероиды и планеты, затем, в течение нескольких миллионов лет и до настоящего времени, лучеиспускало Солнце. Планеты успели остыть (с поверхности), покрыться растительностью, обзавестись животными, а энергия тяготения, или солнечного лучеиспускания согревала и питала их в течение, по крайней мере, 10 миллионов лет, и еще долго будет питать и согревать.

Ничем иным нельзя объяснить себе неослабное лучеиспускание Солнца в течение тысячелетий, как силою тяготения; химической энергии, самой сильнейшей из всех нам известных, хватило бы только, много-много, на 2000 лет лучеиспускания. Столько бы лет сияло Солнце, без участия тяготения, если бы его вещество состояло из гремучего газа, то есть из соединения водорода с кислородом в благоприятнейшем отношении.

Древнегреческие представления о небесах стали известны как модель Птолемеев, которая имела Землю в центре Вселенной.

Между тем пусть Солнце, от своей настоящей плотности, сгустится до плотности Земли (5,5): выделится такая огромная работа тяготения, которой – после превращения ее в частичную – хватило бы нашему светилу на лучеиспускание еще в течение 1½ миллионов лет, и диаметр Солнца при этом уменьшился бы не более, чем в полтора раза. На самом деле Солнце должно сжаться гораздо сильнее, во-первых, вследствие его центрального положения в туманности (плотности планет, вообще, возрастают по мере приближения к Солнцу), во-вторых, вследствие громадного давления, которому подвергается его масса; даже и теперь это давление в центре Солнца в 1000 раз больше, чем в центре Земли; что же будет тогда, когда оно сожмется!!? Принимая все это во внимание, можем надеяться на лучеиспускание его в течение сотен миллионов лет. По теории, всемирное тяготение есть неисчерпаемый источник энергии. Действительно, при сокращении сферического тела вдвое (по диаметру), выделяется работа, равная той, которая была выделена раньше, при образовании его из беспредельно разреженной материи. Короче – при сокращении размеров вдвое, возвращается целиком все то, что уже раньше было потеряно.

Но теория также показывает, что, по мере сгущения светила и ускорения его вращения, центробежная сила все более и более берет перевес над притяжением частей его друг к другу. Поэтому Солнце должно все более и более растягиваться по экватору в лепешку, и, наконец, наступить момент распадения Солнца на новое центральное светило и кольца или спутники.

Нужно думать, что Солнце распадется, как туманность, из которой оно образовалось.

Предполагая, что сила лучеиспускания постоянна и пропорциональна только поверхности светила, полагая еще, что имеем звезды разных масс, но равных плотностей, которые сгущаются до одной и той же величины, найдем закон: время лучеиспускания звезды пропорционально ее массе, или кубу диаметра. Некоторые фотометрические и чисто геометрические наблюдения дают повод думать о существовании звезд в тысячи раз массивнее Солнца и потому лучеиспускать оне должны в тысячи раз продолжительнее его. (Диам. в 10 раз больше; сила лучеиспускания – в 100 раз; время его – в 1000 раз).

«Самая громадная наша планета, Юпитер, разлагается механически в бесконечно разреженный туман в течение 115 лет»

На основании вычислений, можно полагать, что поверхность Солнца в настоящее время, для покрытия расходов лучеиспускания, падает к центру со скоростию движения конца часовой стрелки дамских карманных часов. При подобной медленной концентрации его массы, такой толстый господин не очень-то скоро похудеет. Во всяком случае, как похудение это, так и ускорение его вращения вокруг оси, едва-едва может быть замечено после сотен лет самых тщательных наблюдений.

Поясню еще, каким образом работа тяготения выделяется в форме тепла и света.

Дело в том, что химические реакции между составными частями Солнца идут несомненно, но сжимание Солнца, или непрерывное спадение всех его атомов увеличивает их скорость настолько, что не дает им быстро соединиться и образовать менее упругие сложные тела.

Солнце, так сказать, горит, но не сгорает, а если и сгорает, то поразительно медленно; именно – в 6 тысяч раз медленнее наиболее энергичной реакции гремучего газа.

Солнце не может сгореть в 2000 лет благодаря тяготению. Действительно, попробуем допустить, что оно покончило свою химическую деятельность в 2000 лет и остыло; что же тогда выйдет? – Упругость его массы страшно уменьшится, как по сложности новообразованных веществ, так и вследствие сильного понижения температуры; результатом этого будет многократное сокращение его объема; но если бы даже оно не превышало малой доли процента, то и тогда бы получилась, по расчету, громадная работа тяготения; куда же она денется? Теория показывает, что только ничтожная часть ее может превратиться в световые вибрации и в живую силу вращения (в кинетическую энергию); другая часть, понятно, пойдет на молекулярную работу; все моментально страшно раскалится, разложится, и Солнце примет свой почти прежний объем – чуть-чуть меньше.

Если энергии тяготения одного нашего Солнца должно хватить на сотни миллионов лет непрерывного лучеиспускания теперешней силы, то какова же энергия тяготения целого мира? Если бы все звезды одного нашего Млечного Пути слились воедино, то образовалась бы звезда, диаметром в 1000 диаметров Солнца; она заняла бы планетную систему почти до Юпитера; сила ее света превосходила бы солнечный свет в миллион раз и горела бы она в миллиард (10⁹) раз дольше Солнца. Энергия ее тяготения или полного лучеиспускания превосходила бы энергию всех звезд Млечного Пути в миллион раз. Но если принять во внимание, что давление внутри этой гигантской звезды в 1 000 000 раз более, чем в массе Солнца, то числа, данные нами для выражения полной энергии Млечного Пути, при спадении его в одну массу, бледнеют и становятся совершенно незаметными, в сравнении с истинными числами этой энергии, нам неизвестными.

Энергия Вселенной во всяком случае беспредельна; ей нет конца, как и самой Вселенной.