А что, если?..

Когда же Земля наконец станет черной дырой?

На этот вопрос трудно ответить, потому что наш сценарий исходит из предположения, что радиус постоянно возрастает, но плотность сохраняется, тогда как в черной дыре плотность также возрастает.

Динамика гигантских каменных планет редко становится объектом изучения, поскольку нет никаких очевидных предпосылок, при которых такие планеты могли бы сформироваться, – все столь крупные тела будут обладать достаточной гравитацией, чтобы притянуть достаточно водорода и гелия во время формирования планеты и стать газовым гигантом.

В какой-то момент наша растущая Земля достигнет точки, в которой дальнейшее прибавление массы будет заставлять ее сжиматься, а не расширяться. После этого произойдет коллапс, и она обратится в испаряющегося белого карлика или нейтронную звезду, и если ее масса продолжит возрастать, в итоге она станет черной дырой. Но пока до этого далеко…

t = 300 лет

Жаль, что человечество не просуществует так долго, потому что к этому моменту произойдет кое-что замечательное.

Земля будет продолжать расти, а Луна, как и все наши искусственные спутники, – постепенно приближаться к ней по спирали. Спустя несколько веков Луна окажется достаточно близко к разбухшей Земле, чтобы притяжение между Землей и Луной оказалось сильнее, чем лунная гравитация, сохраняющая наш спутник как единое тело.

Когда Луна перейдет эту границу, которую называют пределом Роша, она постепенно распадется на части[144], и у Земли на короткое время появятся кольца…

Невесомая стрела

ВОПРОС: А что, если выстрелить из лука в какой-то среде с нулевой гравитацией, но с такой же атмосферой, как на Земле? Сколько времени потребуется, чтобы сопротивление воздуха полностью остановило стрелу и она повисла бы в воздухе?

– Марк Эстано

ОТВЕТ: Ну, с кем из нас такого не случалось. Пробираешься, бывало, на нижний ярус огромной космической станции, чтобы подстрелить кого-нибудь из лука…

По сравнению с обычной задачкой по физике, тут условия нестандартные. Обычно мы учитываем гравитацию и игнорируем сопротивление воздуха, а не наоборот[145].

Как можно ожидать, сопротивление воздуха замедлит стрелу, и в итоге она остановится… но только улетев очень, очень далеко. К счастью, в течение большей части полета она ни для кого не будет представлять опасности.

Давайте рассмотрим подробнее, что произойдет.

Предположим, вы выпустили стрелу из лука со скоростью 85 м/с. Это примерно в два раза выше скорости мяча, брошенного бейсболистом высшей лиги, и чуть меньше, чем 100 м/с – такова скорость стрелы, выпущенной из профессионального композитного лука.

Стрела очень быстро замедлится. Сопротивление воздуха пропорционально квадрату скорости, то есть когда стрела летит быстро, она испытывает впечатляющее сопротивление.

Через десять секунд полета стрела пролетит 400 м, и ее скорость упадет с 85 до 25 м/с. 25 м/с – это скорость, с которой средний человек может бросить стрелу рукой.

На этой скорости стрела значительно менее опасна.

Мы знаем из охотничьих рассказов, что даже небольшое изменение скорости стрелы влияет на ее убойную силу – на то, какое животное она способна убить. Стрела весом 25 г, летящая со скоростью 100 м/с, подойдет для охоты на лося или черного медведя. На скорости 70 м/с она будет слишком медленной, чтобы убить хотя бы олененка – или, в нашем случае, космического олененка.

После того как скорость стрелы опустилась ниже этого значения, сама стрела уже не очень опасна… но до полной остановки еще далеко.

Спустя пять минут стрела пролетит где-то милю и замедлится до скорости пешехода. На этой скорости она будет испытывать очень незначительное сопротивление и просто поползет в воздухе вперед, постепенно замедляясь.

К этому моменту она уже пролетит больше, чем любая стрела на Земле. Луки высокого класса позволяют выстрелить на дистанцию в пару сотен метров, но мировой рекорд дальности для стрельбы из лука – чуть больше километра. Этот рекорд был установлен в 1987 году американским лучником по имени Дон Браун, который стрелял тонкими металлическими стержнями из угрожающего вида машины, которая лишь отдаленно напоминала обычный лук.

Минуты превращаются в часы, и стрела все больше и больше замедляется. Поток воздуха вокруг нее тоже становится иным.

У воздуха невысокая вязкость, иными словами, он не липкий. Это значит, что летящие предметы испытывают сопротивление, потому что им приходится выталкивать воздух со своего пути, а не из-за слишком прочных связей между молекулами воздуха. Это больше похоже на то, как если бы вы водили рукой в ванне, полной воды, чем в ванне, полной меда.