Собрание сочинений в 12 т. Т. 11

Земной шар окружает легкая воздушная оболочка - многослойная смесь нескольких газов, атмосфера. В ее различных слоях часто происходят взаимные перемещения, вызывающие ветер, бурю, ураган. Эти перемещения происходят не только в горизонтальных направлениях, но и в вертикальном. Но никогда устремившаяся вверх от Земли воздушная волна не покинет земного шара. Ее движение постепенно замедляется, направление искривляется, и она возвращается, успокоенная, в родной воздушный океан. Задержала этот воздушный поток та же сила, которая удерживает толстый слой легких летучих газов над поверхностью Земли, - сила тяготения.

Человек очень давно заметил эту силу и начал ее использовать. Еще в древнем Риме существовали самотечные водопроводы: поднятая на возвышенное место вода под влиянием силы тяжести растекалась по трубам городского водопровода. Очень давно были известны песочные часы, в которых тонкая струйка песка, проходя сквозь узкое отверстие, насыпала холмик; уровень песка в верхнем сосуде заменял стрелку наших часов.

Но, догадываясь о существовании этой силы, человек очень долго не мог ее объяснить. Первым это сделал великий английский ученый Исаак Ньютон.

Всем известна легенда о том, что Ньютон открыл закон всемирного тяготения, наблюдая за падением яблока. Рассказывают, что ученый сам придумал этот эпизод, отбиваясь от любопытных. Действительно, закон, известный сейчас каждому школьнику VII класса, кажется таким очевидным, что непонятно, как о его существовании не догадывались раньше. Между тем эта простота только кажущаяся. Нужен был гений Архимеда, чтобы рассчитать потерю в весе у тела, погруженного в жидкость, и гений Ньютона, чтобы открыть закон всемирного тяготения.

Закон всемирного тяготения гласит, что все материальные тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

Ньютон начал применять закон тяготения к самым различным явлениям. Он смело распространил его действие на всю известную вселенную. И оказалось, что этот закон одинаково справедлив не только на поверхности Земли, но и в небесных просторах.

За 60-70 лет до Ньютона великий немецкий ученый Иоганн Кеплер открыл основные законы движения планет вокруг Солнца. Их также знает сейчас каждый школьник. Но тогда они еще не были обоснованы. Да, планеты двигаются именно так, как должны были двигаться по этим законам, но почему они движутся так, никто объяснить не мог.

Ньютон доказал, что их движение определяется всемирным тяготением, и вывел, исходя из этого утверждения, все формулы Кеплера.

Блестящим подтверждением справедливости закона всемирного тяготения было открытие планеты Нептун. Ученые давно заметили, что планета Уран на некоторых участках своего пути вокруг Солнца, пути, строго предопределенного законом всемирного тяготения, начинала проявлять какие-то неправильности в своем движении. Она то замедляла без всякой видимой причины свой бег среди светил, то вдруг, словно кто-то начинал усиленно тащить ее вперед, ускоряла движение. Раздумывая над этим явлением, русский астроном Лексель в конце XVIII века пришел к убеждению, что за Ураном находится еще какая-то неизвестная планета, воздействующая на него своим притяжением. В 1846 году французский ученый Леверрье вычислил местоположение новой планеты на небесном своде. И она вскоре была обнаружена астрономами.

Таковы были знания о всемирном тяготении в те времена, когда был написан роман «В погоне за метеором». Поистине огромную смелость надо было иметь, чтобы просто фантазировать об управлении этой могучей силой, о природе и происхождении которой не существовало даже гипотез.

Ну, а сегодня приблизились ли мы к познанию этой силы? Можно ли управлять всемирным тяготением?

4

Классическая теория всемирного тяготения Ньютона казалась непогрешимой. Однако со временем начали накапливаться факты, которые никак нельзя было объяснить, опираясь только на закон всемирного тяготения Ньютона. К числу их относится так называемый парадокс Зеелигера. Сущность его заключается в следующем.

Вселенная бесконечна и во времени и в пространстве. Просторы вселенной более или менее наполнены материальными телами, то есть вселенная имеет какую-то среднюю плотность материи. Зеелигер решил попробовать определить силу тяготения, создаваемую массой всей бесконечной вселенной в ее какой-нибудь точке, используя закон Ньютона.

И вот, применив формулу, выражающую этот закон, произведя соответствующие преобразования, Зеелигер получил, что сила тяготения в случае постоянной плотности вещества во вселенной пропорциональна радиусу вселенной, а раз он бесконечно большой, ибо вселенная не может иметь конца в пространстве, то и сила всемирного тяготения в каждой точке вселенной должна быть бесконечно большой. Однако практически мы этого не наблюдаем. Так, значит, закон всемирного тяготения несправедлив в масштабах всей вселенной?