Загадки астрономии - Отто Байндер

Эту загадку загадали спутники, когда приборы одного из них обнаружили аномально высокую плотность воздуха на высоте около 240 км, в то время как другой через несколько дней зарегистрировал в той же зоне в десять раз меньшую плотность. Так как эти колебания продолжались, удивленные ученые решили, что воздушные «приливы», подобные морским, иногда посылают гигантские волны из нижних, более плотных слоев атмосферы на огромные высоты. Старое название атмосферы — воздушный океан Земли — стало теперь вполне оправданным.

Подобно прихотливым морским приливам и отливам, существуют сложнейшие «мореподобные» движения воздуха.

Загадка 10. На какой высоте атмосфера прекращает вращаться синхронно с Землей?

К настоящему времени имеются лишь отрывочные сведения о движении воздушных масс на разных высотах, полученные при помощи спутников, и трудно выбрать наиболее характерные данные. На какой-то промежуточной высоте вследствие уменьшения силы притяжения верхние слои атмосферы должны прекратить вращение синхронно с поверхностью Земли и наконец совсем остановиться по отношению к межпланетному пространству. По отношению же к Земле этот верхний разреженный слой будет мчаться с максимальной скоростью 1500 км/час — скорость вращения нашей планеты на экваторе.

Земное тяготение загадывает нам еще одну удивительную загадку.

Загадка 11. Уменьшается ли сила притяжения Земли?

В науке о Земле появились новые поразительные гипотезы, опирающиеся на теорию относительности. Они указывают на противоречие в современной теории гравитации. Сила тяготения определяется не только массой, но также пространством и временем. Если это так, то она не остается постоянной, как считалось, а зависит от континуума пространство — время — масса в нашей расширяющейся Вселенной.

Гравитационная энергия фактически может изменяться обратно пропорционально времени и объему пространства. Уменьшение силы притяжения за период времени менее миллиона лет было бы очень малым, но, несмотря на это, реальным и измеримым.

Эту теорию выдвинул Пик (Принстонский университет). Он предлагает проверить свою теорию при помощи точных наблюдений искусственных спутников, которые должны быть запущены с интервалом в пять лет.

Из сказанного выше мы видели, что подход с «космической меркой» открыл целый ящик Пандоры с новыми загадками Земли. Достаточно сказать, что о нашей планете, третьей от Солнца, мы знаем лишь немногим больше, чем, к примеру, о второй или шестой.

Американский океанолог, который изучает дно Тихого океана и обнаруживает там гигантскую трещину, сразу понимает, почему на его родине вулканический пояс проходит через Калифорнию. Таким же образом, только в значительно больших масштабах, наши исследования за пределами Земли помогут разрешить многие из земных загадок.

На Луне — следующей остановке в нашем путешествии по космосу, — вероятно, существуют сохранившиеся издавна зашифрованные сведения о происхождении Земли.

Глава II

Луна и ее тайны

Хотя наш естественный спутник Луна — ближайшее к Земле небесное тело, мы знаем о ней немного. Гигантский Паломарский телескоп дает сильно увеличенное изображение лунной поверхности, как бы сокращая разделяющее нас расстояние до 1000 км, но такое увеличение ставит больше новых вопросов, чем снимает старых[2].

Несмотря на это, большинство специалистов согласны с Копалом (Манчестерский университет, Англия), образно назвавшим Луну «пещерой Аладина», которая поможет раскрыть тайны солнечной системы. Из-за малой силы тяжести — всего 1/6 земной — большая часть первичной лунной атмосферы и водяного пара покинула Луну уже вскоре после ее образования, поэтому ее поверхность не была подвержена влиянию погоды в течение последующих веков. Например, древние кратеры и сейчас по-прежнему покрывают оспинами поверхность Луны, не претерпевая никаких изменений, в то время как земные едва ли можно узнать после многовекового действия эрозии, водных потоков, ветров и бурь. Поэтому Луна, сохранившаяся в первозданном виде, может оказаться тем космическим Розеттским камнем, который позволит астрономам воссоздать историю солнечной системы.

А еще Луна может подсказать, какая из трех современных теорий ее происхождения является правильной, либо вызвать к жизни новую теорию.

Загадка 1. Является ли Луна детищем Земли? Или это самостоятельный младший член семьи Солнца общего с нею происхождения? А может быть, Луна — пришелец из необъятных космических глубин?

Первая теория, полностью отвергнутая в настоящее время, утверждает, что «заготовка» для Луны отделилась от расплавленного земного шара миллиарды лет назад. Эта грандиозная потеря оставила глубокий шрам на теле Земли — гигантскую впадину, которая теперь заполнена водой и называется Тихим океаном.

Согласно наиболее популярной теории образования планет, Луна вместе с другими планетами и спутниками образовалась из сгущения космического газо-пылевого облака. Этот «зародыш» будущей Луны сжимался и нагревался вследствие сжатия до расплавленного состояния; позднее эта масса остыла и затвердела.

Третья теория была выдвинута на основе одного уникального свойства Луны. Хотя Луна — лишь шестой по величине спутник в солнечной системе, уступающий Тритону (спутник Нептуна), Титану (спутник Сатурна), Ио, Каллисто, Ганимеду (спутники Юпитера), она тем не менее сравнима с материнской планетой (небесное тело, вокруг которого обращается спутник).

В то время как диаметр Ганимеда (5230 км) в 27 раз меньше диаметра Юпитера (140 000 км), диаметр Луны лишь в 4 раза меньше земного. Все другие спутники кажутся просто крошечными рядом с гигантскими материнскими планетами. Поэтому астрономы часто называют систему Земля — Луна «двойной планетой».

Итак, третья теория: усеянный кратерами шар когда-то был независимым небесным телом, возможно большим астероидом, который, проходя вблизи Земли, был «захвачен в плен» ее гравитационным полем.

Астрономы надеются, что, высадившись на Луне, они положат конец этим спорам о «космическом аисте», который принес Земле-матери ее дитя.

Объяснение другой странной особенности Луны могут дать прямые исследования.

Загадка 2. Почему плотность Луны меньше, чем Земли?

Это различие придает некоторую правдоподобность теории «плененной» Луны. Плотность вещества Луны лишь в 3,4 раза больше плотности воды, а вещество Земли — в 5,5 раз плотнее воды. Это сразу исключает возможность существования у Луны расплавленного ядра, подобно железно-никелевому ядру Земли. Но даже предположив, что Луна состоит из однородных скальных пород с недостатком руд тяжелых металлов, трудно объяснить столь малую плотность. Это обстоятельство приводит к двум интересным гипотезам.

Первая утверждает, что Луна пориста как губка и напоминает пчелиные соты, так как изрезана пещерами, тянущимися в глубину на сотни километров. Специалистов по космической медицине беспокоит то, что на не защищенной атмосферой поверхности Луны космонавты подвергнутся воздействию смертоносного ливня метеоритов и космических лучей. В этих условиях укрытие, сделанное из пластика или даже из металла, было бы моментально изрешечено и превратилось бы в склеп.

Но что может быть проще, чем найти в лунных катакомбах пещеру, пригодную для жилья? После ее герметизации и устройства вентиляции и отопления космонавты были бы защищены твердой каменной крышей от кромешного ада в нескольких метрах над ними. Если, к счастью, лабиринт пещер действительно существует на Луне, он мог бы даже послужить помещением для больших колоний.

Другое возможное объяснение малой массы Луны состоит в том, что у Луны нет не только твердого, но и вообще никакого ядра.

Столь необычная мысль была высказана несколькими учеными, в том числе Макдональдом (Калифорнийский университет), который сказал: «Луна больше похожа на полую сферу, чем на сплошное однородное тело».

Исследование лунной полости было бы весьма увлекательным для космонавтов, но это, по-видимому, невозможно. Толщина наружного слоя скальных пород составляла бы но меньшей мере половину лунного радиуса — 800 км, что сделало бы гигантскую внутреннюю пещеру недоступной для космонавтов. Кроме того, так как на Луне наблюдаются действующие вулканы, внутренние слои, вероятно, слишком горячи, чтобы человек мог туда проникнуть.

Поверхность Луны также может преподнести сюрпризы.

Загадка 3. Похож ли лунный ландшафт на «дурные земли» Южной Дакоты?