Изложение системы мира

Однако можно было бы думать, что пассатные ветры, дующие непрерывно между тропиками с востока на запад, уменьшают скорость вращения Земли своим действием на континенты и на горы. Невозможно подвергнуть это действие математическому анализу. К счастью, с помощью принципа сохранения площадей, изложенного нами в третьей книге, можно показать, что их влияние на вращение Земли равно нулю. Согласно этому принципу, сумма всех молекул Земли, моря и атмосферы, умноженных соответственно на площади, описываемые вокруг центра тяжести Земли их радиусами-векторами, спроектированными на плоскость экватора, постоянна в равные промежутки времени. Солнечное тепло не производит изменений, так как оно расширяет тела одинаково во всех направлениях. Отсюда видно, что если бы скорость вращения Земли уменьшилась, упомянутая выше сумма стала бы меньше. Поэтому пассатные ветры, порождённые солнечным теплом, не изменяют этого вращения. Подобное же рассуждение доказывает, что морские течения тоже не должны вносить заметного изменения. Чтобы чувствительно изменить период вращения, необходимо значительное перемещение частей земного сфероида. Так, большая масса, перенесённая с полюса на экватор, увеличила бы этот период. Он стал бы короче, если бы плотные тела приблизились к центру или к оси вращения Земли. Но мы не видим никакой причины, которая могла бы переместить достаточно большие массы на значительное расстояние, в результате чего произошли бы заметные изменения в продолжительности суток, которую всё позволяет считать одним из самых постоянных элементов системы мира. То же относится и к точкам, в которых ось вращения Земли встречается с её поверхностью. Если бы эта планета последовательно вращалась вокруг разных диаметров, образующих между собой значительные углы, экватор и полюса меняли бы свои места на Земле, и моря, перемещаясь к новому экватору, покрывали бы и открывали попеременно высокие горы. Но все изыскания, сделанные мной относительно перемещения полюсов на поверхности Земли, доказали мне, что это перемещение незаметно.⁴³

Глава XV О ЛИБРАЦИИ ЛУНЫ

Теперь нам остаётся объяснить причину либрации Луны и движения узлов её экватора. Луна вследствие её вращательного движения сжата немного у полюсов, но притяжение Земли должно было удлинить ось Луны, направленную к этой планете. Если бы Луна была однородной и жидкой, чтобы находиться в равновесии, она приняла бы фигуру эллипсоида, у которого малая ось проходила бы через полюса вращения, а наибольшая ось была бы направлена к Земле и располагалась в плоскости лунного экватора. Средняя ось, расположенная в той же плоскости, была бы перпендикулярна двум другим. Избыток наибольшей оси над наименьшей был бы в 4 раза больше, чем избыток средней оси над малой, и если взять малую ось за единицу, равнялся бы приблизительно 1/27640.

Легко представить себе, что если бы большая ось Луны отклонилась немного от направления радиуса-вектора, соединяющего её центр с центром Земли, земное притяжение стремилось бы вернуть её на этот радиус, подобно тому как сила тяжести возвращает маятник к вертикали. Если бы первоначальная скорость вращения Луны была достаточно велика, чтобы преодолеть это стремление, период её вращения не был строго равен периоду обращения, и разность этих периодов открывала бы нам последовательно все точки лунной поверхности. Но поскольку вначале угловые движения и обращения Луны мало отличались между собой, сила, с которой большая ось Луны удалялась от её радиуса-вектора, была недостаточна, чтобы преодолеть стремление этой оси к радиусу-вектору, вызванное земным притяжением, которое, таким образом, сделало эти движения совершенно равными. Поэтому, точно так же как маятник, отклонённый очень маленькой силой от вертикали, возвращается к ней, делая непрерывные колебания в каждую сторону, большая ось лунного сфероида должна колебаться в обе стороны от среднего радиуса-вектора своей орбиты. Отсюда происходит движение либрации, величина которой зависит от начальной разности угловых движений вращения и обращения Луны. Эта либрация очень мала, так как наблюдатели не смогли её обнаружить.

Итак, мы видим, что теория тяготения удовлетворительно объясняет строгое равенство двух средних угловых движений вращения и обращения Лупы. Было бы совершенно невероятно предположить, что с самого начала эти движения были в точности одинаковыми. Но для объяснения этого явления достаточно, чтобы их первоначальная разность была очень мала. В этом случае то полное равенство, которое мы наблюдаем, установилось притяжением Земли.