Новая занимательная астрономия

«Поведение» Луны — не исключение: нечто похожее мы встречаем и у других небесных тел, входящих в состав Солнечной системы. Так, Меркурий, самая близкая к Солнцу планета, завершает один оборот вокруг Солнца за 88 земных суток, а один оборот вокруг своей оси за 59 суток. Казалось бы, никаких совпадений. Но дело в том, что, согласно второму закону Кеплера, планеты движутся по своим эллиптическим орбитам с переменной скоростью: чем ближе к Солнцу, тем быстрее. Так вот, если подсчитать угловые скорости в движении Меркурия, то окажется, что угловая скорость его собственного вращения совпадает с угловой скоростью его обращения вокруг Солнца в тот момент, когда планета проходит ближайший к дневному светилу участок своей орбиты.

Еще более сложное совпадение мы обнаруживаем в движении Венеры. Свой оборот вокруг Солнца эта планета, как мы уже знаем, совершает за 225 земных суток. Через каждые 584 суток Венера оказывается на линии, соединяющей Солнце и Землю.

И в этот момент Венера всегда повернута к Земле одной и той же стороной.

В чем же причина всех этих «совпадений»?

Всем известно явление лунных приливов. Лунное притяжение образует в водной оболочке Земли два «горба».

Так как наша планета вращается, то эти горбы перемещаются по ее поверхности — бежит приливная волна. Приливы происходят не только в водной оболочке, но и в твердом веществе Земли. Так, благодаря приливам и отливам почва в Москве дважды в сутки поднимается и опускается примерно на 40–50 см.

Рис. 13. Величина лунного прилива в твердом веществе Земли в районе Москвы.

Поскольку приливные волны перемещаются навстречу суточному вращению Земли, они неизбежно его тормозят, и скорость вращения нашей планеты постепенно уменьшается. Когда-то земные сутки были заметно короче современных.

Но если на Земле происходят лунные приливы, то в веществе Луны должны происходить земные приливы, и притом значительно более мощные — ведь Земля обладает массой, в 81 раз превосходящей массу Луны. Благодаря этому замедление собственного вращения Луны должно было происходить довольно быстро вплоть до тех пор, пока это вращение относительно Земли не прекратилось вовсе. Теперь Луна обречена «смотреть» на Землю всегда одной своей стороной.

Видимо, действие той же самой причины привело и к равенству угловых скоростей вращения и обращения Меркурия в ближайшей к Солнцу точке его орбиты. Сила тяготения быстро ослабевает с расстоянием, пропорционально его квадрату, и потому солнечные приливы на Земле незначительны в сравнении с лунными. Однако для Меркурия, самой близкой к Солнцу планеты, эти приливы, вероятно, достаточно сильны и способны оказывать заметное влияние на его вращение. Совпадение угловых скоростей, о котором говорилось, скорее всего, есть также следствие приливного торможения.

Что же касается Венеры, то причина ее постоянной ориентации по отношению к Земле в периоды наибольшего сближения пока остается неясной. Закономерно ли это явление или здесь мы все-таки встретились с. чисто случайным совпадением, пока неизвестно. Возможно, какую-то роль играет то обстоятельство, что в периоды сближения Венера расположена значительно ближе к Земле, чем к Солнцу. Однако решение этой загадки еще впереди.

Не грозит ли нам катастрофа?

Казалось бы, что во Вселенной может быть устроено проще и надежнее, чем наша Солнечная система? Решающую роль здесь играет одна сила — сила тяготения; движение каждой из планет вокруг Солнца подчиняется ясным и однозначным законам — законам Кеплера; происходит это движение почти в одной и той же, общей для всех планет, за исключением Плутона, плоскости…

В действительности же все не так просто. Дело в том, что на каждую из планет действует не только сила солнечного тяготения, но и сила притяжения остальных планет Солнечной системы. Это притяжение вызывает возмущения в движении каждой из планет. Планета несколько отклоняется от своего нормального пути, предначертанного законами Кеплера, впрочем, всякий раз вновь возвращаясь на него. Если учесть, что взаимное расположение планет все время меняется, то станет очевидно, что общая картина их движения весьма сложна.

И возникает законный вопрос. Не могут ли возмущения планетных движений привести к непоправимой катастрофе? Где гарантия, что всякий раз, сойдя с невидимых космических рельсов, планета обязательно возвратится на «родную» орбиту? А если отклонение окажется слишком большим? И не может ли вся эта «внутренняя раскачка», своеобразная вибрация, привести к полному развалу Солнечной системы?

Ответ на поставленный вопрос могут дать только вычисления. Надо рассчитать движение каждой планеты с учетом всех возможных возмущений, вызываемых влиянием других планет, и тогда все станет ясно.