Изложение системы мира

Величина приливов очень зависит от местных условий. Колебания моря, зажатого в проливе, могут стать очень большими. Отражения воды от противоположных берегов могут их ещё больше увеличить. Вот почему приливы, обычно очень небольшие на островах в Южном океане,¹⁵ очень велики в наших портах.

Если бы океан полностью покрывал сфероид вращения и если бы он не испытывал при своих движениях никакого сопротивления, момент полной воды соответствовал бы прохождению Солнца через верхний или нижний меридиан. Но в природе это не так, и местные обстоятельства очень сильно изменяют время приливов даже в близких между собою портах. Чтобы получить верное представление об этих различиях, представим себе широкий канал, сообщающийся с морем и углубляющийся очень далеко в сушу. Ясно, что приливное движение, происходящее у его устья, последовательно передаётся по всей его длине так, что фигура его поверхности будет образована рядом больших движущихся волн, которые непрерывно возобновляются и пробегают расстояние, равное их длине за половину суток. Эти волны произвели бы в каждой точке капала приливы и отливы, следующие изложенным выше законам. Но время этих приливов будет запаздывать по мере удаления этих точек от устья канала. То, что мы говорили о канале, может быть применено и к рекам, поверхность которых поднимается и опускается подобными же волнами, несмотря на встречное течение их вод. Такие волны наблюдаются во всех реках около их устьев. В больших реках они проникают очень далеко. Так, например, около ущелья Поксиза на реке Амазонке в 800 км от моря, они ещё заметны. Действие Луны на море производит эллипсоид, подобный производимому Солнцем. Но он вытянут больше, так как её действие сильнее. Незначительность эксцентриситета этих эллипсоидов позволяет рассматривать их как бы наложенными один на другой так, чтобы радиус поверхности моря равнялся полусумме соответствующих радиусов их поверхностей.

Отсюда возникают главные вариации морских приливов и отливов. В сизигиях две большие оси эллипсоидов совпадают, и самая полная вода наступает в полночь и в полдень, а самая малая — во время восхода и захода Солнца и Луны. В квадратурах большая ось лунного эллипсоида совпадает с малой осью солнечного. Поэтому полная вода имеет место во время восхода и захода светил, и в это время — она самая малая из полных вод. В полночь и в полдень наступает малая вода, и она — самая большая из малых вод. Поэтому, выражая действие каждого светила через разность полуосей соответствующего эллипсоида, которая, очевидно, пропорциональна этому действию, видим, что, если порт расположен на экваторе, избыток самого высокого сизигийного прилива над самым низким сизигийным отливом будет выражать сумму влияния Солнца и Луны. А избыток самого высокого квадратурного прилива над самым низким квадратурным отливом даст разность этих влияний. Если порт не на экваторе, надо умножить эти избытки на квадрат косинуса широты этого порта. Таким образом, по наблюдениям высоты сизигийных и квадратурных приливов можно определить отношение влияния Луны и Солнца. Ньютон из нескольких наблюдений, сделанных в Бристоле, сделал вывод, что это отношение равно 4 1/2 к 1. Расстояния светил от центра Земли влияют на приливы, причём действие каждого светила обратно пропорционально кубу расстояния.

Что касается промежутка времени между приливами от одного дня к другому, то Ньютон замечает, что этот промежуток короче всего в сизигиях; затем он растёт от сизигии до следующей квадратуры; в первом октанте [дуге в 45°] он равен лунным суткам и в квадратуре имеет максимум, после чего уменьшается. В следующем октанте он снова становится равен лунным суткам и наконец в сизигии он опять минимален. Его средняя величина равна лунным суткам, так что бывает столько же приливов, сколько верхних и нижних прохождений Луны через меридиан.

Таковы были бы, по теории Ньютона, явления приливов, если бы Солнце и Луна двигались в плоскости экватора. Но наблюдения показывают, что самая полная вода наступает не в самый момент сизигий, а на 3/2 суток позже. Ньютон приписывал это запаздывание колебаниям уровня моря, которые продолжались бы ещё некоторое время, если бы влияние светил прекратилось. Точная теория колебания моря, производимого этим влиянием, показывает, что если бы не было побочных обстоятельств, самые высокие приливы совпадали бы с сизигиями, а самые малые — с квадратурами. Таким образом, их запаздывание относительно моментов этих фаз не может быть приписано причине, указанной Ньютоном. Оно зависит, так же как и время полной воды в каждом порту, от побочных обстоятельств. Этот пример показывает нам, как надо остерегаться даже самых правдоподобных суждений, если они не проверены строгим анализом.