Анатолий Томилин - Занимательно об астрономии

— За анекдот про яблоко и Ньютона.

И душу бывшего короля оправдали. Оправдали и пустили в рай…

И все-таки автор рискнет упомянуть о старом анекдоте.

Всю свою жизнь сэр Исаак носил на пальце кольцо с магнитом. Однако явление электромагнитной индукции открыл не он, а Фарадей. Но достаточно было одного-единственного падения яблока, чтобы под шишкой в Ньютоновой голове созрел закон всемирного тяготения.

Неужели длительное влияние магнитного кольца оказалось слабее кратковременного гравитационного импульса падающего яблока? Не указывает ли это на слабость электромагнитных сил по сравнению с силами тяготения? Подобный итог рассуждений назывался в древности «reductio ad absurdum», то есть приведение к нелепости. Почему к нелепости? Судите сами.

Если ядерные взаимодействия в атоме принять за единицу, то влияние электромагнитных сил на элементарную частицу, окруженную другими частицами, окажется во сто раз меньше. Гравитационные же силы в 10 -36раз слабее электромагнитных. Вы представляете себе это число: 10 -36= 0,000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 001. Заметить гравитационное влияние двух тел примерно то же, что обнаружить и зафиксировать понижение уровня океана, зачерпнув из него чайную ложку воды.

Но почему тогда люди не сваливаются со своей планеты? Более того, идея освободиться от ее притяжения обходится довольно дорого.

Как Луна не сходит с надоевшей ей орбиты? Наконец, как Солнце удерживает всю свою свору планет?

Конечно, цифры, только цифры убедят сомневающихся. Но прежде чем перейти к цифрам, автор, извинившись и покраснев в душе, должен еще раз напомнить, что сила притяжения двух тел пропорциональна, согласно утверждениям сэра Исаака, массам этих тел. Массам! И обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Но масса Солнца М = 1,985•10 33граммов, а масса Земли М = 5,976•10 27граммов, среднее же расстояние между обоими телами — 149,5 миллиона километров. Дальше каждый может сам подставить эти данные в формулу закона всемирного тяготения и чувствовать себя Ньютоном. Или, если угодно, Эйнштейном. Это современнее.

Кстати, об Эйнштейне. Закон всемирного тяготения открыл Ньютон. Но о природе самого явления, о том, каким образом и почему два тела, обладающие массой, притягиваются друг к другу, сэр Исаак промолчал. Более того, в своей работе он даже предупредил не торопиться с выяснением этого вопроса. А авторитет Ньютона был настолько велик, что люди и не торопились.

200 лет прошло, прежде чем появилась первая работа, проливающая свет (гм!) на проблему механизма притяжения. Это была общая теория относительности Эйнштейна, увязавшая воедино материю с пространством и все вместе со временем.

Значение обоих ученых и их роль в процессе познания прекрасно отражены известными строками стихотворения. Сначала идет четверостишие Александра Попа:

Следующие строки написаны позже и несколько выпадают из торжественного стиля классической оды:

Теория относительности действительно опрокидывала многие установившиеся привычные взгляды. К Эйнштейну часто приставали с просьбой популярно объяснить суть его взглядов. И вот как он это сделал:

«Раньше считали, что если материя исчезнет, то пространство и время останутся. Я же считаю, что исчезновение материи означает одновременно и исчезновение пространства и времени. Только и всего…»

Нью-йоркские журналисты, задававшие этот вопрос, были разочарованы. Может быть, именно в силу симпатии к журналистам нам стоит отойти от правила, гласящего, что краткость — сестра гениальности, и чуть-чуть развить популярное объяснение Эйнштейна. (Да простят нам грех сей истинные жрецы истинной науки!)

Итак, по Ньютону, пространство — сундук, в котором можно сколько угодно времени хранить старый хлам под названием «материя». По Эйнштейну же, пространство — это сам хлам, сложенный во временный штабель по форме ньютоновского сундука. Разберите хлам — штабеля-сундука не останется: вместе с ним исчезнет и время его существования. Это и означает связь пространства-времени с материей. Тела, обладающие массой, искривляют пространство-время, и это искривление мы обнаруживаем и фиксируем в виде тяготения. (Видите, как все просто.) В искривленном Солнцем пространстве Земля и планеты вынуждены двигаться не по законам доброй старой геометрии Эвклида, а по иным, «искривленным» законам. В сфере действия Земли искривление пространства заставляет бежать по кругу Луну, а яблоко падать на подвернувшуюся макушку.