Занимательная физика. Книга 2

«Когда мы наблюдаем, – говорит один английский физик, – как плотина размывается во время шторма, нам легко верится, что морские волны производят давление на берег, о который они ударяются. Но нам трудно поверить, что микроскопические световые волны также давят на всякий предмет, на который они падают; что зажженная лампа, например, посылает волны, производящие давление на самый источник света и на всякую поверхность, которую они освещают. А между тем, нам теперь достоверно известно, что свет производит подобного рода давление».

Спешу прибавить, что давление это крайне ничтожно; лучи Солнца давят на земную поверхность с силою одного миллиграмма на каждый квадратный метр. Вся обращенная к Солнцу сторона земного шара испытывает от солнечных лучей давление в 600 миллионов пудов. Цифра эта кажется, конечно, колоссальной, но она много потеряет в ваших глазах, если я скажу вам, что она меньше той силы, с которой Земля притягивается Солнцем, в 50 биллионов (т. е. 50 миллионов миллионов) раз!

Для мелких тел отношение между силою светового давления и силой притяжения выражается более крупной дробью, чем для земного шара. Это и понятно, так как сила давления лучей света пропорциональна поверхности тела, а сила притяжения пропорциональна массе. Если бы, например, поперечник земного шара был вдвое меньше, то объем и масса его уменьшилась бы в 8 раз, а поверхность – в 4 раза; вследствие этого притяжение уменьшилось бы в 8 раз, но давление лучей – всего в 4 раза.

Отсюда вытекает одно любопытное следствие. Так как отталкивающая сила лучей Солнца с уменьшением поперечника освещаемого тела убывает медленнее, нежели притягательная, то ясно, что при некоторой, очень маленькой, величине тела обе силы должны стать равными. Вычислено, что микроскопически маленькая водяная капелька диаметром в ¾ микрона[45] испытывает со стороны Солнца давление, равное его притяжению. Другими словами, такая капелька как бы не притягивается Солнцем. Для еще более мелких капель сила светового давления должна уже превышать силу солнечного притяжения, т. е. такая капля будет отталкиваться лучами Солнца. Перевес светового давления над притяжением дает, правда, в данном случае ничтожную силу, – но не забудьте, что ведь и вес этой капельки неизмеримо мал. Неудивительно поэтому, что скорость, которую лучи света сообщают такой капельке, может достигать огромной величины – нескольких сотен или даже тысяч верст в секунду!

Теперь вам не покажется странным, что мельчайшие обитатели земного шара, некоторые бактерии и особенно их споры (зародыши) могут, достигнув границ атмосферы, покидать нашу планету и уноситься в беспредельное мировое пространство с огромной, при том все возрастающей, скоростью в сотни и тысячи верст в секунду. Известный шведский ученый Сванте Аррениус допускает даже, что этим путем могут переноситься с планет на планету зародыши жизни… Такая скорость более чем достаточна для преодоления силы земного притяжения, ибо телá уже при скорости 11 верст в секунду должны навсегда удаляться от земной поверхности. Обладая скоростью, например, в 500 верст, бактерия в один день прошла бы путь, равный поперечнику земной орбиты, в несколько недель достигла бы Нептуна, а через несколько столетий могла бы перенестись в соседство с ближайшими неподвижными звездами.

По океану вселенной

Если у вас живое воображение, то при чтении последних строк вы, наверное, подумали: а не может ли и человек воспользоваться тем же способом для межпланетного путешествия? Это было бы так заманчиво, что стóит остановиться немного на подобной идее.

Вопрос, в сущности, сводится к тому, чтобы соорудить снаряд, для которого отношение поверхности к массе было бы такое же выгодное, как у мельчайших бактерий. Вычисление показывает, что зеркальная поверхность площадью в один метр должна весить всего два грамма, если мы хотим, чтобы световое явление могло увлечь такое зеркало в мировое пространство со скоростью сотен верст в секунду. Если бы этот металлический лист был сделан из серебра, то, чтобы придать ему вес в 2 грамма, нужно было бы расплющить его до толщины в 0,1 микрона, т. е. до одной десятитысячной миллиметра. Золото (но не серебро) мы можем расплющить именно до такой толщины. Однако столь тонкие металлические листочки становятся до некоторой степени прозрачными для лучей света, и, следовательно, лучевое давление для них значительно ослабевает.