Здесь в качестве плюс-силы, удерживающей планету, выступает тяготение. Сила эта убывает пропорционально квадрату расстояния от Солнца.
Минус-сила — инерция собственного движения на орбите. Кроме того, как другая минус-сила действует и само тяготение, оно же стремится обрушить планету на Солнце.
Условие устойчивости: скорость на орбите должна быть меньше скорости убегания (для Земли — 42 км/с) и больше скорости падения на Солнце (для Земли — 2,8 км/с). Диапазон для нашей планеты достаточно широкий: скорость ее надежно укладывается в середку — она близка к 30 км/с.
Но для других планет условия устойчивости гораздо жестче. Чем дальше от Солнца, тем труднее остаться в системе. Это очень существенно для гипотетических трансплутонов и для комет.
Однако сказанное относится только к постоянным спутникам Солнца. Случайные, временные, забредшие из космических далей тела могут оказаться на любом расстоянии, если только не действует добавочная причина, намек на которую всплывает на следующей таблице.
Обозревается борьба сил на двух этажах — звездном и галактическом.
По горизонтали отложена масса, по вертикали — скорость убегания, она же характеристика энергии связи, она же скорость, при которой происходит распад планеты: для Земли знаменитые 11,2 км/с.
Шкала логарифмическая. Наклонные линии — линии равной плотности. С первого взгляда видно, что у небесных тел — планет и звезд — плотность примерно одинаковая. Примерно одинаковая, но другая плотность у звездных систем — скоплений и галактик.
На графике сила тяготения действует сверху вниз, она стремится уплотнить тела. Уплотнению планет и звезд сопротивляются оболочки атомов. Только когда они разрушены, образуются сверхплотные белые карлики и сверхсверхсверхплотные пульсары.
Тяготение стремится уплотнить и галактики. Но что же сопротивляется? И что разрушается, когда образуются квазары или «ядрышки» в самом центре ядер галактик?
Черная линия под графиком — уровень черных дыр. Как видно, наша метагалактика достаточно близка к ней.
Прямое продолжение предыдущей таблицы «Масса — гравитация». К галактическому и звездному этажам здесь добавлены слева этажи микромира — молекулярный, атомный и др. По вертикали отложена энергия связи; для сравнения космических объектов с микромиром она приведена к единому измерителю — скорости. По горизонтали отложены массы, но масштаб здесь не выдерживается, иначе ямы превратились бы в неразборчивые щели, а яма атомная вообще почти совпала бы с ядерной. Разница была бы в тысячные доли. Ведь атом — это ядро плюс электроны, а электроны в тысячи раз легче ядра. Находясь на краю ямы, тело обладает запасом потенциальной энергии, свалившись — отдает ее. Чем глубже яма, тем больше отдается.
Обратите внимание на форму ям. Звездная — похожа на галактическую, ядерная — на молекулярную. Не говорит ли это о сходстве плюс-сил, действующих здесь? В звездном-то мире и в галактическом плюс-силы наверняка одинаковые — гравитация. А что сходного в ядрах и молекулах?
Самая глубокая из ям — фотонная. При падении частиц в нее отдается вся энергия вещества — 100% — в сто или в сотни раз больше, чем в ядерных реакциях. На таблице она названа не ямой, а трубой, поскольку на дне ее ничего не задерживается. Этакая вытяжная труба для любых запасов энергии, для угля любого цвета, черного, белого, голубого...
Иллюстрируются рассуждения, приводящие к гипотетическим моделям фотона и электрона.
1. Дан электрон. Он заряжен отрицательно. Он распространяет вокруг себя зону электрического напряжения. Не спрашиваем, что такое поле. Это нечто, расплывающееся со скоростью света.
2. Даны два электрона. Зоны их напряжения накладываются друг на друга. Между ними образуется некий горб напряжения, который тоже стремится растечься и увлекает за собой электроны — расталкивает их.
3. Электрон движется. Перед ним образуется зона возрастающего напряжения, позади оно спадает. Естественно, от повышенного к недостаточному идет силовой поток. Идет по изобарам, они же силовые линии. Именно так по изобарам дует ветер в циклонах и антициклонах.
Итак, круговое движение вокруг движущегося электрона. Но это же объяснение магнетизма постоянного тока!
4. Электрон качается. На месте гребня напряжения впадина, и наоборот. Но каждый гребень как бы микроэлектрончик. Оторвавшись от родителей, он бежит вперед... со скоростью света. Так переменный ток рождает электромагнитные волны.
5. Одинарное, но очень сильное колебание электрона, например удар при столкновении. В пространство унесся один-единственный гребень. В передней части его повышенное напряжение, позади — пониженное. Впереди микроэлектрончик, за ним микропозитрончик. Они движутся подобно пловцу, отгребающему воду от головы к ногам. Эта парочка и есть фотон. Сам он летит со скоростью света, а волна напряжения, уходящая в тыл, естественно, движется быстрее на 57%.