Изменится только чуточку движение Земли и, совсем незаметно, движение планет и Солнца. Действительно, Луна заставляла Землю своим тяготением описывать раз в месяц сравнительно крохотный круг; влияла она весьма мало на движение других небесных тел. Наши же маленькие тела, конечно, по своей массе окажут неизмеримо малое действие на другие тела, которым на практике можно пренебречь. Также и на место каждой планеты можем поставить наши маленькие тела. Если придать им ту же скорость и направление, какую имеет планета, то и движение их будет такое же, как движение заменяемого небесного тела. Устранение планеты особенно большой, разумеется, имело бы значение для других тел солнечной системы. Так, устранение Юпитера заставило бы его шесть спутников сделаться самостоятельными планетами, кружащимися около Солнца. Движения остальных небесных тел очень немного бы изменились.
Но невозможно, да и нет надобности устранять планеты. Наши маленькие тела в почтительном удалении от планет могут безмятежно вращаться вокруг Солнца как заправские планеты. Поближе к планетам эти же тела могут сделаться спутниками планет, маленькими лунами; поблизости лун — они сделаются спутниками лун. Никакого влияния, по своей малой массе, на движение небесных тел солнечной системы они сами иметь не могут. Напротив, их движение всецело будет зависеть от окружающих их громадных тел солнечной системы, от их положения, скорости движения и его направления. Вообще же движение будет такое же, как планетное или кометное. Сопротивление эфира неизвестно, но все ж оно так мало даже для крохотных тел, что его в расчет можно совершенно не принимать. Однако лучше и надежней примкнуть к видимым астероидам.
Допустим, что какое-нибудь тело находится на расстоянии 100 миллионов километров от Солнца, т. е. в полтора раза ближе Земли и в 1,4 раза дальше Венеры. Сообщим ему скорость, перпендикулярную к радиусу, соединяющему это тело с Солнцем, при очень малой или нулевой скорости тело начнет падать к Солнцу и упадет на него через 53 дня. При секундной скорости в 35,4 километра оно будет описывать круг, при меньшей скорости — эллипс, приближающийся к Солнцу, так что он может задеть за поверхность Солнца, при большей — эллипс, удаляющийся от Солнца, какой описывают периодические, т. е. возвращающиеся кометы. При скорости в √2 (50 километров) раз большей наши тела совсем не возвращаются к Солнцу, двигаясь по параболической дуге все тише и тише (к нулю), но бесконечно, никогда не останавливаясь; при еще большей скорости, тела двигаются по гиперболической кривой, ветви которой, по мере удаления, все ближе и ближе подходят к прямым линиям и образуют между собою малый или большой угол. Чем больше скорость, тем и угол будет больше.
То же справедливо и для движения относительно всякого другого небесного тела (т. е. не Солнца), если пренебречь влиянием остальных; только скорость будет иная, сообразная притягивающей массе.
Ближе к Солнцу потребная для получения тех же кривых скорость будет больше, дальше от Солнца — меньше. То же и для планет, их спутников и всяких тел.
Например, на расстоянии Земли скорость тела для кругового движения около Солнца близка к 29,5 километра в секунду. Ближе — скорость будет больше, дальше — меньше.
Вообще она обратно пропорциональна квадратному корню из расстояния тела до Солнца. Если, например, тело будет ближе, чем Земля, в 4 раза, то скорость его будет в 2 раза больше, именно 58 километров. Близ самой поверхности Солнца, т. е. ближе Земли в 225 раз, скорость будет в 15 раз больше, т. е. достигнет 435 километров в секунду. Наоборот, на расстоянии вчетверо большем — 14,5 километра, в 9 раз большом — 9,7 километра. Эти расстояния (4 и 9) немного не доходят до Юпитера и Сатурна. На расстоянии ближайшего солнца скорость будет (альфа Центавра) — в 540 раз меньше, или 54 метра в секунду. Скорость у поверхности Земли, для вечного кругового движения, 7,9 километра в секунду, т. е. около 8 километров. При расстоянии в 4, 9, 16 и т. д. раз дальше от центра Земли эта скорость будет в 2, 3, 4, и т. д. раз меньше, т. е. 4,2 ⅔, 2 километра и т. д., на расстоянии в 64 радиуса Земли, или немного дальше Луны, она будет в 8 раз меньше, т. е. 1 километр в секунду; значит, будет довольно скорости пушечного ядра; на поверхности Луны круговая секундная скорость составит около 1760 метров (1,8 километра).
На самом большом астероиде, имеющем диаметр 400 километров, где тяжесть на поверхности в 30 раз меньше, круговая скорость у самой поверхности 260 метров в секунду. Вообще круговая скорость у поверхности всех планет, при одной и той же их плотности, пропорциональна радиусу планеты. Так, на планете с диаметром в 120 километров скорость будет в 100 раз меньше, чем у Земли, или 79 метров. На планете в 12 километров она в 1000 раз меньше, т. е. 8 метров. На планете в 1,2 километра она составит только 80 сантиметров в секунду. Все эти скорости должны увеличиваться раза в полтора (=1,41), чтобы наши маленькие тела вечно удалялись от Солнца, планет или астероидов по параболической дуге. Так, чтобы тело удалилось навеки от поверхности Солнца, его скорость должна быть 14 километров в секунду; от поверхности Земли — немногим более 11 километров, от Луны — 2370 метров в секунду (2,4 километра). На планете же с поперечником в 1 километр эта скорость дойдет до 112 сантиметров в секунду. При еще большей скорости тела будут двигаться по гиперболе, стороны которой тем на больший угол расходятся, чем скорость больше. Так будет при удвоенной, утроенной и т. д. скорости.
Мы в среде кажущегося отсутствия тяжести
Вообразим себя с разными маленькими захваченными нами телами и орудиями, где-нибудь в солнечной системе, подальше или поближе Земли. Все наши тела имеют секундную скорость, близкую к 30 километрам, и потому вращаются вокруг Солнца, как Земля. Расстояние их от Земли и планет настолько велико, что движение наших тел близко к круговому, и планеты для них как бы не существуют. Мы не чувствуем этого бешеного движения. Мы находимся в безграничной пустыне, которая в миллиарды раз обширнее поверхности Земли. Мы в абсолютной пустоте. Знойно и безостановочно палит Солнце. Бесчисленные звезды и несколько планет можно разглядеть, только отвернувшись от Солнца — несколько минут спустя. Эфирное безгазное пространство нас должно моментально убить; то же обязательно и независимо должно сделать Солнце, лучи которого, не ослабленные и не обезвреженные атмосферой, смертельны. Но допустим, что ни того, ни другого нет, пусть мы остаемся живы. Будем наблюдать все нас окружающее.
Механическое действие небесных тел, их притяжение, силу мы замечать не будем, как бы их масса и притяжение велики ни были. Оно будет иметь влияние на ту кривую, которую мы описываем в солнечной системе, но на наше отношение к нашим маленьким телам никакого действия не окажет. Действительно, силы притяжения всех небесных тел, слагаясь, дают равнодействующую силу. Ввиду отдаленности небесных тел, она имеет одну и ту же величину и направление для всех наших сравнительно незначительных тел. Все они двигаются под влиянием этой силы в одну сторону и с одинаковой скоростью. Вследствие этого взаимное положение их не меняется, т. е. остается таким же, каким было и несколько дней тому назад. Поэтому мы не можем заметить действие самых могущественных солнц, если отнесем наблюдение только к нашим сравнительно маленьким телам. Они будут как бы предоставлены самим себе, собственным своим силам. Они могут притягиваться между собою под влиянием взаимного тяготения. Но массы их так малы в сравнении с планетными, что мы пока этим ничтожным притяжением пренебрежем. Они могут также притягиваться или отталкиваться, если наэлектризованы или намагничены, но мы пока допустим, что тела не намагничены и не наэлектризованы. Они отталкиваются благодаря темному или светлому лучеиспусканию. Они отталкиваются от Солнца его лучами. Они могут сталкиваться, отражаться, сцепляться, склеиваться и т. д. Живые тела могут проявлять свои мускульные силы, делать гримасы, смеяться, принимать разные выражения, позы, делать разные движения, мыслить, — но мы все ото пока оставим. Самого главного, к чему мы привыкли на Земле, — тяжести веса, падения мы не заметим.
Начнем с описания самых простых механических явлений.
1. Явления механические.
2. Общая картина движения и столкновения тел. Закон инерции. Почвенник. Относительность рассматриваемых явлений
Собственно, мы будем описывать явления, происходящие в среде при полном отсутствии сил тяготения. Это будет почти точным выражением тех наблюдений, которые мы можем видеть в нашем уголке солнечной системы. Поправки сделаем потом.
Вокруг меня разные тела. Некоторые из них касаются друг друга, некоторые нет. Одни из них совсем
