Author: Бронштэн В.А.
Tags: звезды вселенная астрология астрономия космос издательство наука история вселенной тайны вселенной
Year: 1968
Text
В. А БРОНШТЭН
БЕСЕДЫ
О КОСМОСЕ
И ГИПОТЕЗАХ
ИЗДАТЕЛЬСТВО-НАУКА*
АКАДЕМИЯ НАУК СССР
Научно-популярная серия
В. А. БРОНШТЭН
БЕСЕДЫ
О КОСМОСЕ
И ГИПОТЕЗАХ
Издательство «Наука»
Москва 1968
Й Книге рассказывается о том, как создава-
лись и создаются научные гипотезы о происхожде-
нии Земли и планет, о природе Луны, Венеры и
Марса, показана роль астрономических гипотез
в изучении небесных тел и в развитии науки о Все-
ленной. Большое место уделяется дискуссиям
о тех или иных гипотезах. Две главы книги по-
священы разоблачению необоснованных гипотез
дилетантов и развенчанию фантастических домыс-
лов, связанных с Тунгусским метеоритом, леген-
дами о «звездных пришельцах» и др.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР
доктор физико-математических наук
К. П. СТАНЮКОВИЧ
Scan AAW
2-64
3-68 НПЛ
ОТ РЕДАКТОРА
Гипотезы — это один из инструментов познания, полу-
чивший в наши дни большое распространение в научных
исследованиях. Если сравнить обилие фактов, которыми
мы располагаем об интересующем нас явлении, с каким-то
сложным замком, то гипотезу можно уподобить ключу,
которым мы хотим отпереть этот замок. Ученые пытаются
подобрать ключи к замку, испытывают их один за другим,
иногда исправляют, подтачивают, нередко бросают не-
годный ключ на свалку, где уже покоятся его предше-
ственники.
Но как подобрать верный ключ к замку? Как сделать
его универсальным орудием? Короче говоря, как создают
ученые свои гипотезы? Неужели так просто, как говорится
в известных легендах об Архимеде или Ньютоне?
Нет, путь к созданию гипотез далеко не прост. И очень
жаль, что об этом до сих пор почти не писали. В научной
и научно-популярной литературе можно найти описания
десятков гипотез, но, пожалуй, только в остроумно по-
строенной книге В. А. Бронштэна читатель найдет изло-
жение творческого пути ученых — авторов гипотез.
Эта книга — не только научно-популярное, а скорее
даже научно-публицистическое произведение. Мы найдем
здесь и сюжетную линию, и интересные повороты собы-
тий, и порой драматические обстоятельства борьбы раз-
личных гипотез, длящейся иногда свыше ста лет (как,
например, в вопросе о происхождении лунных кратеров).
Можно лишь приветствовать стремление автора по-
казать не только положительные, но и отрицательные
примеры. Говорят, что на ошибках учатся. Но автор не
3
ограничивается описанием научных ошибок ученых,
которые неизбежны. В двух последних главах он жестоко,
но справедливо высмеивает безграмотных гипотезоманов
и охотников за дешевыми сенсациями в науке — за всеми
этими «гостями из космоса», «марсианскими цивилиза-
циями», «библейскими космонавтами» и т. д.
Известно, что человеку не дадут права на вождение
автомашины, пока он не сдаст соответствующий экзамен.
Не только врача, но и медсестру не допустят к больному
без соответствующего диплома. Человек без специаль-
ного образования, дилетант, никогда не вздумает потре-
бовать, чтобы ему доверили пульт синхрофазотрона или
электронно-вычислительной машины. Но сотни диле-
тантов почему-то считают себя вправе сочинять гипотезы
о строении Вселенной, об элементарных частицах, о проис-
хождении солнечной системы или на худой конец о том,
что некие древние развалины — следы инопланетных ци-
вилизаций. И не только сочиняют, но еще требуют (под-
час весьма настойчиво) их опубликования. А когда им
отказывают, они начинают жаловаться на «консерватизм»
ученых, их «кастовость», непризнание «народных талан-
тов» .
Советская наука, в частности астрономия, подошла
к 50-летию Советской власти с немалыми успехами.
Многие из них отражены и в предлагаемой вниманию чи-
тателя книге. Особенно это относится к главам о Луне,
Венере и Марсе. В книге подчеркнуты новые качества,
свойственные науке сегодняшнего дня, — коллективизм
в научных исследованиях, взаимная проверка и критика,
взаимодействие различных наук, казалось бы, друг от
друга далеких, новые методы исследования.
Мне кажется, что читатель с интересом прочтет эту
своеобразную и полезную книгу.
К. Станюкович
ВМЕСТО ПРЕДИСЛОВИЯ
Однажды я получил письмо от одного любителя астро-
номии. Видно было, что он весьма пессимистически смот-
рел на возможности науки о Вселенной. В конце письма он
спрашивал: «Что стоят наши фантазии: гипотезы, теории?»
Между этими понятиями он как бы ставил знак равенства,
хотя понятия эти глубоко различные. Я попробовал объ-
яснить ему это, сформулировав определения теории, ги-
потезы и фантазии. Вот они.
Теория — это научное объяснение объективных
закономерностей природы или общества, основанное на
строгом анализе наблюдаемых фактов или явлений. При-
мерами теорий в астрономии являются теория тяготения
Ньютона, теория лучистого переноса энергии в звездах,
теория излучения радиоволн солнечной короной, в фи-
зике — теория относительности, теория атомных столк-
новений и др.
Гипотеза — это научное предположение, приз-
ванное объяснить тот или иной факт или группу фактов,
так или иначе обоснованное (в том числе и математически),
но подлежащее проверке на базе других фактов или ме-
тодов исследования. Примеры гипотез в астрономии:
гипотеза О. Ю. Шмидта о происхождении солнечной си-
стемы, гипотеза Г. А. Тихова о наличии растительности
на Марсе, метеоритная гипотеза происхождения лунных
кратеров и др. Некоторые гипотезы по мере накопления
фактов и теоретических познаний превращаются в теории,
другие, как неоправданные, отклоняются.
Фантазия — плод человеческого воображения,
идея, не претендующая на отражение объективных
5
законов или фактов и часто весьма от них далекая. Примеры
фантазий в астрономии: фантастические романы Г. Уэллса
и А. Толстого о марсианах, множество современных ро-
манов, повестей и рассказов на «космические» темы.
Некоторые фантазии научно обоснованы, т. е. описывае-
мые в них события и явления основаны на научных зна-
ниях и часто — на предвидении автора (роман Ж. Верна
«80 тысяч километров под водой»).
Итак, три разных понятия.
В этой книге мы хотим поговорить о гипотезах и об
их роли в астрономии. Очень часто еще у нас неправильно
понимают роль и значение гипотез. Одни относятся к ним
подчеркнуто пренебрежительно, отождествляя их с фан-
тазиями, как тот любитель, с письма которого мы начали
наш рассказ. Другие считают, что гипотезы — это чуть ли
не самое главное в науке. Третьи полагают, что создание
гипотез не такое уж трудное дело, и пытаются сочинять
их сами.
Энгельс так охарактеризовал роль гипотез в науке:
«Формой развития естествознания, поскольку оно мыслит,
является гипотеза. Наблюдение открывает какой-нибудь
новый факт, делающий невозможным прежний способ
объяснения фактов, относящихся к той же самой группе.
С этого момента возникает потребность в новых способах:
объяснения, опирающегося сперва только на ограни-
ченное число фактов и наблюдений. Дальнейший опытный
материал приводит к очищению этих гипотез, устраняет
одни из них, исправляет другие, пока, наконец, не будет
установлен в чистом виде закон. Если бы мы захотели
ждать, пока материал будет готов в чистом виде для
закона, то это значило бы приостановить до тех пор мысля-
щее исследование, и уже по одному этому мы никогда не
получили бы закона»1.
Об астрономических гипотезах написано очень много
книг. В основном это книги о происхождении и развитии
небесных тел. Но и во многих других книгах—монографиях,
учебниках и научно-популярных книгах — встречается
описание различных гипотез. Еще больше о них пишут
в журналах и газетах. На гипотезы теперь появилась
своеобразная «мода».
1Ф. Энгельс. Диалектика природы. Госполитиздат, 1952,
стр 191,
6
Но большинство авторов стремится основное вни-
мание уделить описанию содержания гипотезы и сравни-
тельно мало места отводит процессу ее создания. Почему
была выдвинута эта, а не другая гипотеза, каким путем
шел ее автор, как происходила дальнейшая эволюция
гипотезы — все это обычно остается «за занавесом» по-
вествования. И здесь, по нашему мнению, причина тех
ошибочных представлений о гипотезах, о которых мы го-
ворили выше.
Этот книгой автор хочет попытаться заполнить обра-
зовавшийся пробел хотя бы частично. Мы постарались
уделить основное внимание не столько описанию гипотез,
сколько процессу их подготовки и становления, развития
и иногда падения. Нередко события, развертывающиеся
вокруг той или иной гипотезы, принимают поистине дра-
матический характер. Автор старался показать эту
динамику событий, не ограничиваясь объяснением ги-
потезы и вынесением ей приговора с позиций сегодняш-
него дня.
Первоначальный замысел книги включал рассмотрение
весьма большого круга гипотез, относящихся не только
к солнечной системе, но и к большой Вселенной. Недо-
статок места, сжатый объем книги заставили от этого от-
казаться. Возможно, что гипотезам о большой Вселенной
автор посвятит отдельную книгу.
Точно так же из-за недостатка места не удалось
подробно рассмотреть и разоблачить легенды о «звездных
пришельцах», которые тоже нередко выдаются их авторами
за научные гипотезы. Мы ограничились лишь одним астро-
номическим примером — легендой о Тунгусском метео-
рите, которая рассмотрена в шестой главе.
Мы не могли пройти мимо «звездной болезни» —
увлечения сочинительством «доморощенных» гипотез.
Этот вид творчества дилетантов мы умышленно противо-
поставляем трудной работе ученых, создающих подлинно
научные гипотезы. Автор надеется, что те любители аст-
рономии, которые прочтут эту книгу, не приумножат
ряды гипотезоманов, сочинителей спекулятивных, необос-
нованных гипотез.
Автор будет благодарен всем читателям — специали-
стам и любителям — за критические замечания, предло-
жения и оценку его труда.
ГЛАВА ПЕРВАЯ
ГИПОТЕЗЫ О ПРОИСХОЖДЕНИИ ЗЕМЛИ
ЗАЧЕМ ПОНАДОБИЛСЯ БОГ
Первобытный человек сидит у очага, отдыхая после удач-
ной охоты. Глядя на огонь, он задумался. Да, он знает,
что этот самый огонь можно добыть, быстро-быстро раскру-
чивая заостренную палку на твердом сухом бруске, куда
подложено немного трута. Он сам это проделывал не раз
и видел, как это делают другие. Но откуда взялся небесный
огонь — Солнце? Почему светят Луна и звезды? Почему
огонь иногда спускается с неба на землю и зажигает де-
ревья?
Первобытный человек знает, что этот каменный топор
сделал он сам, а копье сделал его товарищ Нао и подарил
ему за то, что он спас его от смертельного удара медведя
во время охоты, раскроив зверю череп своим топором.
Хижины построили они, люди. Детей рожают женщины.
А кто создал леса, равнины, горы? Кто создал землю и
небо? Старики говорят, что их сотворил Великий Дух
Аксвок. Наверное, это так и есть.
. . .Древний иудей сидит и переписывает священную
книгу — Библию. Там рассказано о том, как бог Ягве
создал весь мир за шесть дней: и землю, и небо, и свет,
и светила небесные, и горы, и долины, и растения, и жи-
вотных, и людей. Переписчик помнит, что давно, когда
он был ребенком, вот так же переписывал Библию его дед.
Великая честь — переписывать священную книгу.
Ведь когда-то ее продиктовал Моисею на горе Синае сам
бог. Да, велик бог Ягве! Странно, что другие народы
верят в каких-то своих богов. Но Ягве еще покарает
цх за это.
9
. . .Седобородый мудрец в Афинах сидит в кругу своих
учеников. Они напряженно внимают учителю. Он рас-
сказывает им, чтб было до того, как образовался мир.
Тогда был только мрачный Хаос. Потом он породил Гею —
землю и Урана — небо. От Урана и Геи произошли все
другие боги, а также титаны, гиганты и прочие таинствен-
ные существа. А уж потом появились люди. Но об этом
учитель расскажет в следующий раз. К тому же собирается
гроза. Это опять громовержец Зевс хочет своими молниями
покарать тех, кто не принес ему жертвы в храме.
... По опушке леса, что где-то под Вологдой, идут двое:
старик и мальчик. Заходящее солнце встречает путников,
выходящих из леса.
— Дед, а дед, кто солнце сделал? — спрашивает
мальчик.
—Бог его создал, солнышко наше красное, — отве-
чает старик, — чтобы людям тепло да светло было на земле
жить.
— А землю кто сделал? Тоже бог?
— Конечно, он. Все от бога: и земля, и солнце, и че-
ловек, и тварь всякая.
— А как это он вдруг сделал, чтоб земля была —
такая вот — с лесами, с реками, с полями? А солнце как? —
не унимается мальчик.
— Молчи! — обрывает его старик. — Разве можно
про такое спрашивать? Богу молиться надо, а не про дея-
ния его выпытывать. А то бог и наказать может. . .
Разные эпохи, люди, народы, верования. Но ответ
один: землю, солнце, весь мир создало какое-то сверхъ-
естественное существо: бог (или несколько богов), дух,
гений.
С давних пор люди задавали себе вопрос, откуда прои-
зошел мир, который их окружает? Они не знали этого.
Но они видели, что каждая вещь не возникает сама по себе,
ее кто-то делает. Дома, оружие, утварь, одежду — все это
делают люди. Но и у каждого человека есть свои
«творцы» — его родители. Значит, у всего на свете есть
свой творец. Но Земля громадна, Солнце горячо, силы при-
роды могучи. Творцом их может быть только сверхъ-
естественное существо, во много раз могущественнее че-
ловека. Это существо — бог.
Так появилась идея бога. Ее породило бессилие че-
ловека перед силами природы. В сущности говоря, бог
10
был первой «гипотезой» для объяснения происхождения
мира. Но введение бога не давало ответа на поставленный
вопрос. Это был, наоборот, уход от ответа.
Очень метко сказал об этом Михаил Васильевич Ло-
моносов:
«Итак, напрасно многие думают, что все, как мы видим,
с начала творцом создано. . . хотя оным умникам и легко
быть философами, выучась наизусть три слова: «бог так
сотворил» — и сие дая в ответ всех причин»1.
Уже в глубокой древности прогрессивно мыслящие
ученые понимали это. Древнегреческий философ Ге-
раклит (VI—V вв. до н. э.) писал: «Этот космос, один
и тот же для всего существующего, не создал никакой
бог и никакой человек, но всегда он был, есть и будет вечно
живым огнем, мерами загорающимся и мерами потухаю-
щим» 2.
Да, мир не создан никем из богов, которых в разное
время и под разными именами придумывали различные
народы для того, чтобы ответить на все тот же вечный
вопрос: откуда все произошло. «Гипотеза» бога не имела
никаких доказательств: никто никогда не видел не только
бога, но даже каких-нибудь реальных следов его дея-
тельности. Большинство явлений, приписывавшихся
богу, получило исчерпывающее объяснение в ходе раз-
вития науки. Мы хорошо знаем, как и почему возникают
молния и гром, полярные сияния, «звездные дожди»,
солнечные и лунные затмения, землетрясения, изверже-
ния вулканов, наводнения, смерчи. Мы знаем, по каким
орбитам движутся планеты, их спутники, кометы. Че-
ловек проник в космическое пространство и в мир атома
и смог объяснить наблюдаемые там явления.
Но вечный вопрос не снят с повестки дня. Как же
произошла Земля? Как образовалась солнечная си-
стема?
Чтобы ответить на него, ученым приходилось строить
различные предположения, т. е. гипотезы. Их история
начинается более двухсот лет тому назад.
1 М. Ломоносов. «О слоях земных». Госполитиздат, 1949,
стр. 55.
2 «Материалисты Древней Греции», Госполитиздат, 1955, стр. 44.
11
УДАР КОМЕТЫ
В 40-х годах XVIII в. Парижская академия наук пред-
приняла перевод на французский язык трудов великого
Ньютона. Значение этих трудов было очень велико:
Ньютон открыл закон всемирного тяготения, который
управляет движением всех небесных тел, вывел из него
три закона Кеплера, определяющие форму планетных
орбит и скорость движения планет в любой точке орбиты,
обобщил два из них, четко сформулировал основные за-
коны механики. Появилась возможность делать точные
расчеты движения небесных тел на много десятков лет впе-
ред (а если надо — и назад).
Среди переводчиков трудов Ньютона был и известный
естествоиспытатель Жорж Бюффон. Работая над пере-
водом сочинений Ньютона, Бюффон задумался над проб-
лемой происхождения солнечной системы.
Он знал, что все планеты (которых тогда было известно
шесть: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер и Сатурн)
движутся вокруг Солнца в одном направлении и почти
в одной плоскости (рис. 1). Знал он и то, что общая масса
всех планет в 750 раз меньше массы Солнца. Солнце тоже
вращается вокруг оси, и притом в ту же сторону, в ка-
кую движутся вокруг него планеты.
Знал Бюффон и о том, что существуют небесные тела,
которые могут двигаться по солнечной системе в лю-
бых направлениях: это кометы. Прошло уже 67 лет
с того дня, когда ученик и друг Ньютона Эдмунд Галлей
впервые вычислил орбиту кометы и предсказал ее новое
появление на 1758 г. Правда, этот год еще не наступил,
надо подождать еще 9 лет, но теперь нет сомнений в том,
что комета Галлея появится в срок. Известнейшие уче-
ные — небесные механики Клеро и Лаланд — с помощью
Гортензии Л енот вычисляют ее точную орбиту с учетом
отклонений, вызываемых притяжением планет, — так на-
зываемых возмущений.
Кометы очень велики — их хвосты протягиваются
иногда на десятки миллионов километров, а головы могут
превышать по размерам любую планету.
Все эти соображения и навели Бюффона на мысль,
которую он положил в основу своей гипотезы. Солнце
испытало когда-то удар огромной кометы! В результате
такого удара от Солнца отделилось несколько сгустков
12
раскаленного вещества, превратившихся потом в планеты,
а само Солнце, ранее не вращавшееся, под действием ко-
сого удара завертелось вокруг оси (рис. 2).
Чтобы дальше развить свою гипотезу, Бюффон поставил
ряд опытов по остыванию раскаленных шаров. Он убе-
дился, что чем больше радиус шара, тем большее время
ему требуется для полного остывания. Значит, Земля
и планеты образовались по крайней мере много миллионов
лет назад, а не семь тысяч лет, как утверждает Библия.
А главное — все произошло естественным путем, без
вмешательства бога.
I О /О 20 30 40 астр. ед.
О 0 .2 3 4 5 000 000 000 км
Ь-1--1 i 1 i J
Рис. 1. Солнечная система (в плане)
13
Р ис. 2. ОбраБование рланет по ih-
потезе Бюффона
Бюффон опубликовал
свою гипотезу в книге
«Естественная история» и в
геологическом трактате
«Теория Земли». Обе книги
были изданы в 1749 г.
Но Бюффону не по-
везло. В стенах Париж-
ского университета — зна-
менитой Сорбонны — глав-
ную роль играли профес-
сора теологии (науки о
боге, теории религии).
Они усмотрели в гипотезе
Бюффона противоречие ре-
лигиозным догмам, и в
этом они были правы. Сме-
лая идея Бюффона шла
вразрез с текстами и ду-
хом Священного писания,
противопоставляла естест-
венный процесс образова-
ния планет сверхъестест-
венному акту творения.
Бюффона обвинили в
безбожии. Правда, его уже
нельзя было сжечь на ко-
стре, как Джордано Бруно
за 150 лет до того, но тяж-
кое обвинение грозило не
менее тяжкими последст-
виями: потерей должности
в университете, отлуче-
нием от церкви, потерей
влиятельных покрови-
телей, лишением всех
средств к существованию.
15 января 1751 г. на за-
седании университетского
совета в Сорбонне были
торжественно преданы
осуждению четырнадцать
предложений Бюффона.
14
И ученый не выдержал: он послал совету письменное
отречение от своей гипотезы.
В том же самом 1751 г. в другой стране, в России,
другой ученый — Михаил Ломоносов в своем труде «Слово
о пользе химии» высказал ряд важных идей об изменяе-
мости мира, а через двенадцать лет опубликовал работу
«О слоях земных», где доказывал длительность развития
Земли как планеты, намного превосходящую библейские
сроки. И подобно Бюффону, Ломоносов подвергался
преследованиям за свои идеи — на этот раз со стороны
русской православной церкви. Только он остался тверд
и не отрекся от своих взглядов.
Вернемся, однако, к гипотезе Жоржа Бюффона и оце-
ним ее с современной точки зрения. Основным недостатком
ее было то, что она была по существу чисто умозритель-
ной. Бюффон не попытался рассчитать ни вероятность
такого события, как встреча Солнца с кометой, ни орбиты
сгустков, оторванных при ударе от Солнца. Более того,
он не имел ни малейшего представления о массах и о фи-
зической природе комет. Он не знал, что даже самая боль-
шая комета не оказывает абсолютно никакого заметного
влияния на движение не только планет, но и их спут-
ников — тел гораздо меньшей массы. Это значит, что
массы комет во много раз меньше масс планет и их спут-
ников. Они измеряются миллионами и миллиардами тонн
(примерно от 106 до 1010 т). Но даже масса Луны состав-
ляет примерно 1020 т, а общая масса всех планет —
около ЗЛО24 т.
Уже поэтому гипотеза Бюффона не могла быть верна.
Но это еще не все. Спустя полвека после выхода из пе-
чати книги Бюффона его соотечественник — известный
астроном Лаплас—доказал, что выброшенные из Солнца
сгустки должны были бы описать вытянутые эллиптиче-
ские орбиты и упасть обратно на Солнце.
Основной ошибкой Бюффона было то, что он не выпол-
нил расчета, который позже проделал Лаплас. Бюффон
не учел многих уже известных в то время закономерностей
в строении солнечной системы, хотя прекрасно знал о них.
Переводчик трудов Ньютона не понял основного вывода
из закона всемирного тяготения: форма орбит небесных
тел зависит от величины и направления скорости, ко-
торая им сообщена. Если бы он учел все это и произвел
соответствующий расчет, он убедился бы, что никаким пу-
15
тем нельзя было заставить выброшенные сгустки двига-
ться по круговым орбитам.
Но не будем упрекать за это Жоржа Бюффона. Ведь
он был не астроном, не механик и не математик, как Лап-
лас. Он был естествоиспытатель. А его гипотеза явилась
первым ударом по идее божественного творения мира.
И в этом — ее исторически прогрессивная роль.
К тому же гипотеза Бюффона явилась родоначальни-
цей целого класса космогонических гипотез, которым
позже было дано название «катастрофических».
«ДАЙТЕ МНЕ МАТЕРИЮ — И Я ПОКАЖУ,
КАК ИЗ НЕЕ ОБРАЗОВАЛСЯ МИР»
Эти гордые слова прозвучали со страниц книги тогда еще
молодого ученого, а впоследствии известного немецкого
философа Иммануила Канта. Его книга, вышедшая в 1755 г.,
спустя шесть лет после сочинения Бюффона, называлась
«Общая естественная история и теория неба». Весьма
любопытен подзаголовок этой книги: «Опыт об устрой-
стве и механическом происхождении всего мироздания
на основании ньютоновских законов».
В этом своем раннем сочинении Кант выступил как
стихийный материалист. Он поставил себе задачу открыть
общие закономерности бесконечной Вселенной, выявить
связи между отдельными ее частями, найти законы об-
разования небесных тел и происхождения их движения.
Кант понимал, что эта попытка встретит в первую очередь
противодействие религии. «Я ясно вижу все эти затруд-
нения и, однако, не падаю духом», — писал он 3.
Как же представлял себе происхождение солнечной
системы Иммануил Кант? Подобно древним грекам,
он считал, что первоначальным состоянием мира был
«хаос». На месте солнечной системы был рой пылевых
частиц, беспорядочно двигавшихся в различных направ-
лениях. Частицы сталкивались друг с другом, обмени-
ваясь энергией и импульсом, притягивались друг к другу,
объединялись в более крупные сгустки. Большая часть
из них устремлялась к центру туманности: именно туда
3 В книге Канта неоднократно говорится о боге. Но бог там лишен
каких-либо конкретных функций и играет скорее созерцательную
роль, все же процессы совершаются по естественным законам при-
роды.
была направлена равнодействующая всех сил притяжения,
влияющих на каждую частицу. Там, в центральной части,
сформировалось ядро туманности — будущее Солнце
Другие частицы и их сгустки, продолжая двигаться, по-
немногу переходили от беспорядочного движения к упо-
рядоченному — в том направлении, в каком двигалось
большинство частиц. Из них и сформировались планеты.
Мы видим, что Кант нарисовал совсем другую кар-
тину образования солнечной системы, чем Бюффон.
И все-таки в их гипотезах есть много общего. Но не в со-
держании гипотез — напротив, вряд ли в их содержании
можно найти хотя бы две общие черты. Общее между
ними — в их построении, в методологии обоих ученых.
Посмотрим, так ли это. Оба ученых исходили из наб-
людаемых в космосе явлений. Но внимание Бюффона
привлекли кометы, а внимание Канта — Млечный Путь,
который он считал состоящим из множества планетных
систем, подобных нашей. Знал Кант и о существовании
светлых туманных пятен — млечных путей (галактик),
хотя их природа тогда еще не была достоверно известна.
И Бюффон, и Кант строили свои гипотезы умозри-
тельно. Они рисовали ход явлений, даже не задаваясь
целью проверить, могли ли они протекать так в действи-
тельности. Такая проверка была бы не под силу каждому
из них: Бюффон был естествоиспытатель, а Кант — фило-
соф. И оба они допустили грубые ошибки против меха-
ники.
Мы знаем, в чем ошибся естествоиспытатель. Раз-
берем теперь ошибки философа.
ФИЛОСОФ И ЗАКОНЫ МЕХАНИКИ
Хотя Кант писал, что он рассматривает происхождение
«всего мироздания» на основании ньютоновских законов,
глубокого знания этих законов у него не было. Он знал
лишь, что существуют силы взаимного притяжения ма-
териальных частиц. К ним он добавил силы отталкивания,
природу которых представлял себе очень смутно. Тогда
еще не было известно световое давление, а электрическое
отталкивание никто и не пытался применить к небесным
телам. Силы отталкивания Канта скорее напоминали
взаимное расталкивание частиц (молекул) газа при столк-
новениях.
17
Кант считал, что силы притяжения приводят к сгу-
щению массы в центре туманности и образованию звезды —
Солнца, а силы отталкивания порождают «свободное
круговое движение» в определенном направлении. Так он
объяснял происхождение вращения Солнца и планет.
И в этом-то была его основная ошибка.
Законы механики, известные теперь каждому сту-
денту, позволяют доказать следующие два важные поло-
жения:
1) положение центра масс системы не может изме-
ниться под действием одних только внутренних сил;
2) вращательное движение не может возникнуть в ра-
нее не вращавшейся системе без воздействия внеш-
ней силы.
Первое из этих положений нетрудно рассмотреть
на примере системы, состоящей всего из двух тел (рис. 3,а).
Пусть их массы равны Мг и М2, причем М1 больше М2.
Центр масс будет расположен на прямой АВ, соединяю-
щей оба тела, в точке С, причем расстояния до него от
обоих тел будут обратно пропорциональны их массам:
#1 ^2
Пусть эти два тела, ранее неподвижные, под дей-
ствием силы взаимного притяжения придут в движение.
Они будут двигаться вдоль той же прямой А В, причем
ускорения их будут также обратно пропорциональны
их собственным массам. Таким же будет соотношение
путей, пройденных обоими телами за единицу времени.
Нетрудно сообразить, что встретятся они в точке С —
в центре масс. А так как во время движения соотношение
расстояний не нарушалось (хотя сами расстояния изме-
нялись), значит, положение центра масс оставалось неиз-
менным.
Если мы введем третье, четвертое, сотое, миллионное
тело, этот закон не изменится, только движения тел ста-
нут сложнее.
Допустим, встретились и слиплись вместе две ча-
стицы. Куда они будут двигаться дальше? Туда, куда
двигался их центр масс, отвечает механика. Если обе
частицы двигались равномерно и прямолинейно, то не-
трудно понять, что и центр масс их двигался по прямой
(рис. 3,6). По той же прямой будут двигаться и обе слип-
18
шиеся частицы. Если движение было более сложным,
то и траектория центра масс будет иной (эллипс, пара-
бола, гипербола). Но изменить траекторию центра масс
системы частиц под действием только внутренних сил
этой системы невозможно.
Так обстоит дело с первым положением. А как проверить
второе?
Рис. 3. Центр масс двух тел
а — неподвижных, б — движение центра
масс двух слипающихся частиц
В учебниках по механике оно доказывается строго
математически. Нам это здесь не требуется: попробуем по-
нять его и без математики.
Как могут вести себя частицы туманности? Вообще
говоря, одним из следующих четырех способов (рис. 4):
а) быть неподвижными (относительно центра масс);
б) двигаться прямо к общему центру масс или прямо
от него (т. е. радиально);
в) двигаться перпендикулярно к направлению на
центр масс (трансверсально);
г) двигаться под различными углами к этому направ-
лению.
Ясно, что частицы групп «а» и «б» не могут сами собой
прийти во вращательное движение относительно центра
масс. Если же они столкнутся с другими частицами,
которые передадут им импульс (количество движения
ти, равное произведению массы т на скорость v), то эти
19
последние частицы точно такое количество движения
потеряют. Силы же притяжения действуют в направ-
лении на центр масс, а потому вращательное движение
породить не могут.
Теперь займемся частицами группы «в». Они уже с са-
мого начала участвуют во вращательном движении. Но
поскольку мы считаем, что никакого преимущественного
направления движения в туманности нет, значит, частиц,
движущихся по часовой стрелке и против нее (будем на-
зывать их условно прямыми и обратными), будет одина-
ковое количество. Сталкиваясь между собой, они будут
обмениваться импульсами, но ни одна из этих двух раз-
ных половин группы «в» не сможет «победить» другую,
«перетянуть ее на свою сторону». Значит, опять-таки
общего вращения в одну сторону не получится.
Остаются частицы группы «г». Но движение каждой
из них можно разложить на две составляющих: вдоль
радиуса-вектора (т. е. в направлении на центр масс) и пер-
пендикулярно к нему. А к этим составляющим применимо
все то же, что мы уже знаем о частицах групп «б» и «в».
Значит, и последняя группа частиц не может прийти
во вращательное движение без внешних воздействий.
Ну, а если уже на первом этапе большинство частиц
двигалось в одном направлении? Тогда в результате их
взаимных столкновений и образований сгустков из слип-
шихся частиц может возникнуть орбитальное движение
в одну сторону. Но это не будет нарушением нашего за-
кона. Ведь мы же с самого начала предположили, что
большая часть массы обладает вращательным, а не бес-
порядочным движением. Его запас можно измерить, как
массу, скорость, количество движения. С точным опре-
делением запаса вращения мы еще встретимся, когда на-
станет для этого подходящий момент. Но этот момент пока
еще не настал.
Вернемся к гипотезе Канта. Теперь нам ясно, в чем
заключались его ошибки. Никакие внутренние силы не
могли привести во вращательное движение его туманность
или образовавшуюся в ней звезду, не могли заставить
планеты двигаться по своим орбитам.
Но не в этих ошибках Канта, которые вполне понятны
и простительны, заключается то главное, что мы должны
связать с его гипотезой. Ее значение в другом: это был
один из первых опытов создания естественной картины
20
Р пс. 4. Движение частиц туманности
относительно ее центра масс
образования солнечной системы. Именно так ее оценил
Фридрих Энгельс. В «Диалектике природы» он писал:
«В 1755 г. появилась «Всеобщая естественная история
и теория неба» Канта. Вопрос о первом толчке был устра-
нен; Земля и вся солнечная система предстали, как нечто
ставшее во времени. . . Ведь в открытии Канта заклю-
чалась отправная точка всего дальнейшего движения
вперед» 4.
И действительно, гипотеза Канта положила начало
другому большому классу космогонических гипотез,
получивших название «небулярных» (от латинского
nebula — туманность).
Энгельс не знал о гипотезе Бюффона, поэтому он
начал историю современной космогонии именно с Канта.
Но объективное значение обеих гипотез было примерно
одинаково, хотя взгляды Канта получили большую из-
вестность и популярность. Это были первые удары по кон-
цепции божественного творения мира, и человечество
никогда этого не забудет. И в этом — еще одно общее,
объединяющее две столь непохожие друг на друга ги-
потезы.
4 Ф. Энгельс. Диалектика природы, Госполитиздат, 1952,
стр. 8.
21
КОРИФЕИ МЕХАНИКИ НЕБА
Прошло сорок лет. Для астрономии это были годы бур-
ного развития небесной механики — отдела астрономии,
изучавшего теорию движения небесных тел на основе
закона всемирного тяготения и законов механики
Ньютона.
На астрономическом горизонте засверкали такие
звезды, как Леонард Эйлер — действительный член Пе-
тербургской академии наук, профессор Петербургского
университета; Алексис Клод Клеро, 18-летним юношей
избранный в число членов Парижской академии наук;
Жан Лерон Д’Аламбер, ставший академиком в несколько
более зрелом возрасте — 23 лет. Работами этих трех
ученых, живших и творивших почти одновременно,
были заложены основы теории движения Луны, теории
приливов, теории движения планет и их взаимных воз-
мущений и даже первые исследования знаменитой задачи
трех тел. Несколько моложе их были Жозеф Луи Лаг-
ранж — основатель Туринской и член Берлинской ака-
демий наук — и Пьер Симон Лаплас — крупнейший
из этой плеяды теоретиков, один из сорока «бессмертных»
(членов Французской академии), автор пятитомной «Не-
бесной механики», в которой он подытожил все то, что
было создано трудами его предшественников и его соб-
ственными.
Первые работы Эйлера, Клеро и Даламбера относятся
к началу 40-х годов XVIII столетия, т. е. именно к тому
периоду, когда Бюффон переводил труды Ньютона и
создавал свою гипотезу.
Спустя полвека, к середине 90-х годов, этих трех
ученых, как и Бюффона, уже не было в живых, но Лаг-
ранж и Лаплас продолжали развивать и совершенствовать
небесную механику, изучая законы изменений элементов
планетных орбит, их периодические и вековые «нера-
венства», наконец, устанавливая законы, связывающие
эти элементы между собой.
В 1796 г. Лаплас написал еще одну книгу — «Изло-
жение системы мира». Этот том большого формата, со-
держащий 500 страниц, представляет собой увлекательное
описание новейших для того времени представлений
о законах, управляющих движениями небесных тел,
об их видимых и истинных движениях, о фигурах планет
22
и приливах, о теории тяготения и об истории астрономии.
В ней рассказывается еще о многом: о кольцах Сатурна
и атмосферах планет, о собственных движениях звезд
и о кометах, о спутниках планет и о либрации Луны.
Казалось бы, такой блестящий математик, механик
и астроном, как Лаплас, не смог бы обойтись при описании
столь обширного круга небесно-механических вопросов
без формул, выкладок, схем, чертежей. Но ничего этого
в книге Лапласа нет: ни одной формулы, ни одного чер-
тежа. Это именно «изложение системы мира» в самом
лучшем смысле слова, блестящий образец научной по-
пуляризации.
Можно было бы много писать об этой замечательной
книге и об ее авторе. Но пропустим первые 497 страниц.
После пяти книг, на которые делится сочинение Лапласа,
состоящих в свою очередь из ряда глав, в самом конце
тома идут семь коротких примечаний. Первые шесть
посвящены некоторым наблюдениям древних китайских,
халдейских, греческих и арабских астрономов. На седь-
мом примечании нам придется остановиться.
О ЧЕМ ГОВОРИЛОСЬ
В СЕДЬМОМ ПРИМЕЧАНИИ
История науки полна неожиданностей. Нередко бывало,
что один ученый работал над проблемой, которую до него
разрабатывал другой ученый, но об его исследованиях
первый ничего не знал. Мы уже указывали, что Энгельс,
будучи хорошо знаком с сочинениями Канта, в том
числе и с его гипотезой, ничего не знал об идеях Бюффона,
современника Канта. «Диалектика природы» самого Эн-
гельса в силу ряда обстоятельств увидела свет лишь
через 30 лет после смерти ее автора и осталась неизвест-
ной Ленину. А ведь многие высказывания Энгельса и
Ленина по вопросам диалектики природы почти тож-
дественны.
Как это ни странно, но Лаплас, хорошо зная о трудах
Бюффона, опубликованных за полвека до него, ничего
не знал о гипотезе своего современника Канта. Впрочем,
особенно удивляться этому не приходится. Ведь Бюффон
был соотечественником Лапласа, и его книги были из-
вестны во Франции. Кант же жил и работал в Германии,
23
в Кенигсберге. Многие его астрономические идеи оста-
лись не замеченными его современниками, и о них вспом-
нили лишь спустя столетие (приливное трение, природа
Юпитера, строение Млечного пути, существование вне-
галактических туманностей).
Свое седьмое примечание Лаплас начинает с изложения
гипотезы Бюффона и с ее критики. Ведь нужно было объяс-
нить пять основных особенностей солнечной системы:
1) планеты движутся вокруг Солнца в одном направ-
лении и примерно в одной плоскости;
2) спутники движутся вокруг своих планет в том же
направлении, что и планеты вокруг Солнца;
3) вращение всех планет и Солнца вокруг своих
осей происходит в ту же сторону, и плоскости их эквато-
ров имеют слабый наклон к плоскости их орбит;
4) эксцентриситеты орбит планет и спутников очень
малы;
5) напротив, орбиты комет имеют большие эксцентри-
ситеты и любые углы наклона к плоскостям планетных
орбит.
Мы увидим дальше, что на самом деле далеко не все
обстоит так просто, как полагал Лаплас, а число законо-
мерностей и фактов, нуждавшихся в объяснении, было
гораздо больше. Но именно Лаплас впервые понял,
насколько важно систематизировать прежде всего факты,
которые должна объяснить гипотеза, а потом уж при-
ступать к ее построению и обоснованию.
Гипотеза Бюффона, отмечает Лаплас, объясняет
только первое явление из пяти и не может объяснить
четырех других. Более того, четвертое явление (малая
эксцентричность планетных орбит) прямо ей противоречит.
Ведь согласно законам движения в поле тяготения цент-
рального тела, любая масса вещества, вырванная с не-
которой скоростью из Солнца, должна неизбежно упасть
обратно на его поверхность. Даже если считать, что при-
тяжение других масс может несколько изменить орбиту
вырванного тела, все равно она будет сильно вытянутой,
эксцентричной.
Покончив, таким образом, с гипотезой Бюффона,
Лаплас ставит основной вопрос: а можно ли найти дей-
ствительную причину всех перечисленных явлений?
И дальше, шаг за шагом, с помощью только логиче-
ских рассуждений, но ни на минуту не забывая о фактах
24
Рис. б.Пл&нетариая гаесвая туьггнгссаь XGC 1501
в созвездии Жирафа (в центре заметно ядро)
и теоретических положениях, Лаплас развертывает перед
читателем свою собственную гипотезу.
Изложение «небулярной» гипотезы Лапласа можно
найти в сотне книг по астрономии. Но для нас здесь важно
не столько содержание, сколько цепь рассуждений, при-
ведших Лапласа к этой гипотезе. Последуем же за ее ав-
тором и проследим ход его мыслей.
Какова бы ни была природа той причины, которая
привела к образованию планет, рассуждает Лаплас, она
должна была охватывать всю солнечную систему вплоть
до орбиты Урана — последней известной в то время
планеты. Видимо, это была гигантская протяженная
газовая оболочка, обволакивавшая Солнце, подобно ат-
мосфере. Иначе трудно было бы объяснить движение
планет в одном направлении. Но из-за высокой темпера-
туры Солнца (а значит, и его атмосферы) оболочка должна
была простираться гораздо дальше орбиты самой далекой
планеты.
Есть ли что-нибудь похожее во Вселенной? Да, есть.
Это — газовые туманности, особенно такие, у которых
в центре заметно более или менее яркое ядро (рис. 5).
Возможно даже, продолжает Лаплас, что ядра таких
туманностей — это будущие звезды. Конденсация ве-
25
щества туманности на поверхности ядра приводит в конце
концов к превращению его в звезду. Но в прошлом ве-
щество туманности было более рассеянным, а ядро —
менее ярким.
Но как в такой туманности зародились планеты?
Ведь сопротивление вещества туманности их движению
неминуемо привело бы к их падению на Солнце. Значит,
планеты зародились не внутри, а на границах туманности
путем конденсации охлаждающихся паров в плоскости
ее экватора.
Здесь надо заметить, что Лаплас с самого начала пред-
полагает, что его туманность вращается вокруг оси,
и даже не пытается объяснить происхождение ее вра-
щения, считая этот факт само собой разумеющимся.
На этом вопросе нам следует немного остановиться.
Очень часто приходится слышать вопрос: почему не-
бесные тела вращаются? Ответ на него прост до крайности
и именно поэтому редко удовлетворяет тех, кто задает
этот вопрос.
Вращение — одна из форм механического движения,
а движение — основное свойство материи. Поэтому лю-
бое свободное (незакрепленное) тело должно вращаться.
Но почему тогда земные предметы не вращаются «сами
по себе»? Ведь колеса автомашин, тепловозов, роторы
электромоторов, турбин, пропеллеры самолетов и даже
комнатный вентилятор надо приводить во вращение,
затрачивая энергию.
Все дело в том, что в приведенных примерах прихо-
дится преодолевать трение и сопротивление воздуха
(не говоря о полезной нагрузке различных механизмов).
Если бы не это, любое тело, приведенное во вращение,
никогда бы не остановилось. Примерами таких тел яв-
ляются Солнце, звезды, планеты, Луна и даже искусствен-
ные спутники Земли, которые тоже вращаются. Даже
брошенный камень вращается, так как мы не можем сооб-
щить всем его точкам одинаковую скорость и какая-то
его сторона все время стремится «забежать вперед».
Но что же привело во вращение небесные тела? Даже
Ньютон, открывший основные законы динамики, не смог
обойтись в этом вопросе без помощи бога. Бог совершил
«первый толчок», а дальше все пошло само собой, по за-
конам механики Ньютона. Но уже Кант пытался устра-
нить самую идею «первого толчка», хотя и не вполне
26
(как мы бы сказали теперь) корректным путем. Как от-
носился к этому вопросу Лаплас, мы скоро узнаем.
А пока вернемся к его газовой туманности, которая
вращалась, постепенно охлаждалась и от этого сжималась.
Сжатие туманности должно было приводить к ускорению
ее вращения. Почему это так, мы подробно объясним
дальше, а пока сошлемся на хорошо всем известный
пример. Когда балерина или танцовщица на льду хочет
ускорить вращение своего тела, она прижимает к себе
руки и ноги. Напротив, если парашютист, падающий
в затяжном прыжке, хочет устранить возникшее вдруг
вращение, он выбрасывает руки и ноги в стороны.
Итак, вращение туманности происходило все быстрее,
и наконец на экваторе центробежная сила уравнялась
с силой притяжения к ядру туманности. Частицы эквато-
риального кольца уже не участвовали в сжатии туман-
ности, которое продолжалось по-прежнему, и от экватора
отделилось тонкое газовое кольцо. Действие центро-
бежных сил приводило и к изменению формы туманности:
она становилась все более сжатой у полюсов. По мере
дальнейшего ускорения вращения от экватора туманности
продолжали отделяться новые кольца. Все они лежали
почти в одной плоскости, имели кругообразную форму
и были концентрическими по отношению друг к другу
(рис. 6).
Далее Лаплас объясняет, почему при конденсации
колец внешние части кольца получили немного большую
скорость, чем внутренние: внешние части в ходе конден-
сации приближались к Солнцу, ускоряя свое движение,
тогда как внутренние части колец удалялись от него,
и поэтому их движение замедлялось. Кольца не были
однородными и разделялись на отдельные сгустки, кото-
рые вращались из-за описанной разницы скоростей
в ту же сторону, что и центральное тело — Солнце.
В большинстве случаев один из сгустков был настолько
массивен, что собирал своим притяжением всю или
почти всю материю кольца. Так образовались планеты,
бывшие вначале газовыми.
Открытие в 1801—1807 гг. четырех крупнейших ас-
тероидов, движущихся между орбитами Марса и Юпи-
тера, позволило Лапласу в одном из следующих изданий
его книги (а при его жизни она издавалась пять раз и
много раз — после его смерти) объяснить это образова-
27
Рис. 6. Происхождение солнечной системы по гипо-
тезе Лапласа
нием не одной, а четырех конденсаций на соответствующем
расстоянии.
Дальнейшая история планет напоминала историю
Солнца: они тоже охлаждались и сжимались, тоже от-
деляли кольца, и из этих колец образовались спутники
планет — один у Земли (Луна), четыре у Юпитера, семь
у Сатурна и два у Урана. Больше спутников планет
тогда не знали 5.
Впрочем не все кольца, образовавшиеся вокруг планет,
превратились в их спутники. Одно кольцо, вернее система
5 Лаплас пишет о шести спутниках Урана, якобы открытых В. Гер-
шелем. Но открытия четырех из них не подтвердились.
28
колец, сохранилось до наших дней — это кольцо Сатурна
(рис. 7). Это единственное в своем роде явление в сол-
нечной системе казалось прекрасным подтверждением
гипотезы Лапласа. Увы, только казалось. . .
Но Лаплас обращает особое внимание на кольца Са-
турна, подчеркивая их концентричность, компланар-
ность с Эквадором планеты и более быстрое вращение,
чем у более далеких спутников. Все это просто уклады-
валось в рамки его гипотезы.
Гипотеза Лапласа с единой точки зрения объясняла
первые четыре свойства солнечной системы, указанные
ученым. Оставались кометы. Их Лаплас считал телами,
посторонними солнечной системе и блуждающими от од-
ной звезды к другой. Притяжение планет и сопротивление
межпланетной среды могут изменять кометные орбиты
и превращать их в эллиптические. Поскольку кометы
не связаны своим происхождением с солнечной системой,
наклоны их орбит могут быть любыми, а эксцентриси-
теты — весьма значительными.
Мы увидим дальше, что в отношении «чужеродного»
происхождения комет Лаплас ошибался, но идея захвата
комет планетами (в совсем ином освещении) была воз-
рождена полтора столетия спустя.
Рис. 7. Сатурн с кольцом (фотография)
29
АСТРОНОМ И ПЕРВЫЙ КОНСУЛ
«Изложение системы мира» вышло первым изданием
в 1796 г. Спустя три года, в 1799 г., генерал Наполеон
Бонапарт, вернувшийся из Египта, подготовил и осу-
ществил государственный переворот 18 брюмера и стал
первым консулом — формальным и фактическим гла-
вой французского государства. Недели за три до этого
Лаплас послал Бонапарту только что вышедший первый
том своей «Небесной механики», за что получил благо-
дарственное письмо и приглашение на обед.
Встреча не была первой для этих двух людей. Они по-
знакомились впервые пятнадцатью годами раньше, когда
юный Наполеон Бонапарт, слушатель Парижской воен-
ной школы, посещал лекции профессора Лапласа и сдавал
ему выпускные экзамены по математике.
Став первым консулом, Наполеон не забыл Лапласа
и даже назначил его министром, хотя вскоре убедился
в его неспособности к государственным делам и уволил
в отставку.
В то же время Наполеон очень ценил Лапласа как
ученого. Правда, он не нашел времени подробно озна-
комиться с его «Небесной механикой», хотя некоторые
места читал весьма внимательно и назвал этот труд «бле-
ском нашего века». Прочитал он и «Изложение системы
мира» и, в частности, седьмое примечание, где-излагалась
космогоническая гипотеза Лапласа. Когда они после этого
встретились, Наполеон заметил Лапласу:
—Гражданин Лаплас, Ньютон в своей книге говорил
о боге; в вашей же книге, которую я уже просмотрел,
я не встретил имени бога ни разу.
Лаплас гордо ответил:
—Гражданин первый консул, я не нуждался в этой
гипотезе!
Итак, бог для Лапласа был только гипотезой, притом
гипотезой лишней, ненужной. В последней главе «Из-
ложения системы мира» Лаплас прямо указывает на то,
что строение солнечной системы является таким, каким
мы его наблюдаем, не по воле какого-либо сверхъестест-
венного существа, а просто потому, что это состояние
наиболее устойчиво, а значит, и наиболее вероятно.
Он критикует Ньютона, который пытался искать причины,
30
побудившие «творца природы» придать солнечной системе
именно это состояние.
Действительно, Ньютон писал в своих «Началах»
по поводу движений планет по почти круговым орбитам
в одном направлении и почти в одной плоскости: «Все
эти столь правильные движения не могут объясняться
механическими причинами, поскольку кометы движутся
во всех частях неба и по сильно эксцентрическим орби-
там. . . Этот замечательный распорядок Солнца, планет
и комет не может быть ни чем иным, как плодом труда
разумного и всемогущего существа».
Возражая Ньютону, Лаплас замечает: «Но разве
этот распорядок планет сам не может быть результатом
действия законов движения?» Подчеркивая, что законы
небесной механики приводят к выводу об устойчивости
солнечной системы, он иронически спрашивает Ньютона:
«Разве можно ручаться, что сохранение планетной системы
в ее нынешнем виде входит в расчеты творца природы?»
Нет, гипотезу бога Лаплас решительно отвергал.
Как же обстояло дело с его собственной гипотезой?
ФАКТЫ ПРОТИВ ГИПОТЕЗЫ
Нет, не думайте, что известные в то время факты (по край-
ней мере большинство фактов) говорили против гипотезы
Лапласа. Наш заголовок надо понимать иначе.
В Соединенных Штатах Америки судебные процессы
принято называть, например, так: «Джонс против Смита»
или «Америкэн мэшин компани против Вестерн кор-
порэйшн». На суде всегда происходит спор истца с ответ-
чиком или обвинителя с защитником. В науке тоже идет
постоянный спор, ибо именно в споре рождается истина.
И всякая гипотеза в первую очередь предстает перед
своеобразным судом. Это — суд фактов.
Обычно фактам и знаниям, накопленным до создания
гипотезы, она удовлетворяет. Бывают, как мы видели,
и исключения, но они связаны чаще всего с тем, что ста-
рые факты были просто неизвестны автору гипотезы.
Что же происходит, когда наука в своем постоянном раз-
витии обнаруживает новые факты?
Тогда их «отношение» к гипотезе может быть различ-
ным. Можно наметить три характерных случая.
31
1. Новые факты могут быть легко объяснимы гипо-
тезой или даже служить ее новым доказательством.
2. Новые факты могут потребовать уточнения, услож-
нения или видоизменения гипотезы.
3. Новые факты могут противоречить гипотезе и при-
вести к ее опрбвержению.
Блестящий пример первого случая был в свое время
приведен Энгельсом. «Солнечная система Коперника в те-
чение трехсот лет оставалась гипотезой, в высшей степени
вероятной, но все-таки гипотезой. Когда же Леверье
на основании данных этой системы не только доказал,
что должна существовать еще одна, неизвестная до тех
пор планета, но и определил посредством вычисления
место, занимаемое ею в небесном пространстве, и когда
после этого Галле действительно нашел эту планету,
система Коперника была доказана» 6.
Здесь речь идет об истории открытия планеты Неп-
тун, положение которой было вычислено заранее
У. Леверье и независимо от него Дж. Адамсом по воз-
мущениям, которые она вызывала в движении планеты
Уран. Но это произошло уже в 1846 г., спустя почти пол-
столетия после опубликования гипотезы Лапласа. И про-
верялась не эта гипотеза, а вся система Коперника
вместе с законами планетных движений, открытыми Кеп-
лером, теорией тяготения Ньютона и небесной механи-
кой, разработанной на основе этой теории уже извест-
ными нам «корифеями неба», в том числе и самим Лапласом.
Открытие Нептуна явилось подлинным триумфом небес-
ной механики.
С космогонической гипотезой Лапласа дело обстояло
иначе.
Еще при жизни Лапласа, в 1797—1815 гг., Вильям
Гершель установил, что два спутника Урана (открытые
им еще в 1787 г.) обращаются вокруг планеты в обратном
направлении и плоскости их орбит почти перпендикулярны
плоскости орбиты самой планеты. Но Лаплас не обратил
на этот факт никакого внимания и даже не попытался
дать ему объяснение.
После смерти Лапласа был обнаружен еще ряд по-
добных фактов. Обратное движение по орбитам имели
• Ф. Энгельс. Людвиг Фейербах и конец классической немец-
кой философии. — К. Маркс и Ф. Энгельс. Избранные
произведения в двух томах, т. II, 1955, стр. 352.
32
спутник Нептуна Тритон (открытый в 1847 г.), два внут-
ренних спутника Урана (1851 г.), спутник Сатурна Феба
(1898 г.), а также открытые уже в XX в. четыре внешних
спутника Юпитера и пятый спутник Урана.
Обратное движение имели не только спутники. Пла-
нета Уран вращалась вокруг своей оси как бы «лежа
на боку» и в обратную сторону. Совсем недавно, в 1962 г.,
было установлено обратное вращение Венеры, соседки
и «двойника» нашей Земли.
Факт обратных вращений планет и их спутников
говорил против гипотезы Лапласа. Но это было еще не все.
В 1877 г. американский астроном Асаф Холл открыл
два маленьких спутника Марса — Фобос и Деймос. И вот
выяснилось, что Фобос делает один оборот вокруг планеты
почти втрое быстрее, чем она сама вокруг своей оси.
Внутренний край колец Сатурна (состоящих из множества
камней и пылинок — своеобразных микроспутников пла-
неты) тоже вращается быстрее, чем сама планета, —
за 8 часов против 10 часов 30 минут.
Но по гипотезе Лапласа скорость вращения должна
убывать с расстоянием от центра. Значит, и этот факт
свидетельствовал против гипотезы.
Однако самый серьезный удар по гипотезе Лапласа
нанесли подсчеты момента количества движения солнеч-
ной системы.
МОМЕНТ, КОТОРОГО НЕ ХВАТАЕТ
Вспомните, когда мы говорили о гипотезе Канта,
нам встретилось понятие «запаса вращения». Мы
обещали уточнить его, когда настанет подходящий мо-
мент. Сейчас этот момент настал. И по курьезному
совпадению интересующая нас величина называется тоже
моментом, точнее—моментом количества движения.
Что же это такое? Как разъясняет механика, момент
количества движения планеты J равен произведению
ее массы М на скорость движения v по орбите и на расстоя-
ние R от Солнца:
J = MvR.
Нетрудно понять, почему эта величина так называется.
Ведь Mv — это количество движения планеты. А произ-
ведение количества движения тела, совершающего вра-
33
Щательное движение вокруг некоторого центра, на рас-
стояние до этого центра называется моментом количества
движения 7.
В механике рассматриваются и другие «моменты»:
момент силы, момент инерции. С этими понятиями при-
ходится иметь дело и астрономам.
Представим себе теперь вращающееся тело, например
Солнце. У него тоже есть момент количества движения
(чаще называемый моментом вращения), который можно
найти, сложив моменты J всех частиц, из которых состоит
наше дневное светило. Результат, как нетрудно видеть,
будет зависеть от распределения масс (и скоростей враще-
ния) внутри солнечного шара. Для твердого однородного
шара момент вращения равен
7Ep = f MvR,
где v — скорость вращения на экваторе. Если плотность
шара возрастает к центру (как это имеет место у всех
небесных тел), то коэффициент в формуле будет меньше 2/Б.
Зная скорости, массы и радиусы орбит планет, а также
массы, радиусы, скорости вращения и внутреннее строе-
ние Солнца и планет, можно было подсчитать все орби-
тальные и вращательные моменты. И вот что получилось.
Чтобы избежать громоздких расчетов и сложных
единиц измерения (размерность момента количества дви-
жения — г-сл12/сеи), примем за единицу орбитальный
момент Земли. Тогда для орбитальных моментов планет
получим следующие значения:
Меркурий .... 0,02 Сатурн....... 293,0
Венера........ 0,07 Уран..............64,0
Земля.......... 1,00 Нептун.........94,0
Марс........... 0,13 Плутон......... 1,2
Юпитер........ 722,0
Итого . . . .1175,22
Момент вращения Солнца 20,0
7 Такое определение справедливо лишь для чисто вращательного
движения (по окружности), если размеры планеты малы по срав-
нению с расстоянием от центра вращения. В более общем случае
говорят о векторном произведении.
34
Итак, в общем моменте количества движения относи-
тельно центра Солнца на долю планет приходится 98%,
а на долю самого Солнца — едва 2%. А ведь планеты
составляют лишь долю массы Солнца. Если Солнце
и планеты образовались из единой туманности, как это
следует из гипотезы Лапласа, то почему же столь ничтож-
ная масса «захватила» себе такой огромный момент,
оставив основной массе — Солнцу — лишь 2%? Иначе
говоря, — почему у планет оказались такие большие
орбиты? Ведь с удалением от Солнца удельный момент
(приходящийся на единицу массы) растет пропорцио-
нально \]R.
Но, может быть, в солнечной системе действовали
какие-то силы, не учтенные Лапласом и его последовате-
лями, которые могли изменить соотношение моментов?
Нет, теоретическая механика отвечает на этот вопрос
отрицательно: согласно закону сохранения момента ко-
личества движения при отсутствии внешних сил, дейст-
вующих на систему, ее полный момент количества дви-
жения измениться не может. Значит, если бы Солнце
раньше имело больший момент, оно не могло «так просто»
потерять его. Для этого нужно, чтобы Солнце теряло и
массу (уносившую с собой и момент). Но тогда при-
шлось бы допустить, что масса Солнца в прошлом была
хотя бы в сотни раз больше, чем теперь. Звезд с такими
массами мы не знаем.
А не могло ли Солнце при той же массе иметь в прош-
лом более быстрое вращение? Если так, то что же его
затормозило?
Обратимся на время к другой системе: Земля—Луна.
Если рассматривать моменты относительно центра Земли,
то на долю вращательного момента самой Земли при-
ходится 17%, а на долю орбитального момента Луны —
83% общего момента системы Земля—Луна. И здесь,
как видим, перевес на стороне спутника, имеющего массу
лишь в */81 массы центрального тела * 8.
8 Однако на этом перечень таких систем, где большая доля момента
принадлежит спутникам, а не центральному телу, заканчивается.
В системах спутников планет подавляющая доля общего момента
приходится на вращательный момент планеты. Спутники Сатурна
и Юпитера обладают менее чем 1% общего момента, и лишь в си-
стеме Нептуна спутники имеют около 9% его. В этом — существен-
ное отличие систем спутников от солнечной системы.
35
Всем известно, что Луна вызывает на Земле приливы.
Приливная волна как бы бежит по океанам Земли вслед
за Луной, завершая свой оборот за одни «лунные сутки» —
24 часа 50 минут. Трение воды о берега и морское дно
(на мелководье) приводит к постепенному замедлению
вращения Земли. В том же направлении действуют при-
ливы в земной мантии, так что сутки увеличиваются при-
мерно на 0,001 секунды в столетие. . . Но пройдут мил-
лионы лет и. . . Короче говоря, вращение Земли может
весьма заметно замедлиться. Потерянный Землей мо-
мент передается Луне, она начинает двигаться быстрее
и постепенно отдаляется от Земли. Отсюда следует, что
в прошлом Земля вращалась быстрее (и имела больший
момент), а Луна была к нам ближе (и имела меньший
момент).
Так, может быть, и в солнечной системе было что-то
подобное? Увы, расчеты показывают, что приливы, созда-
ваемые на Солнце планетами, ничтожно малы и такого
действия произвести не могут. Если расположить все
планеты по одной прямой, то и тогда общее приливное
ускорение, создаваемое ими на поверхности Солнца,
будет в 300 раз меньше приливного ускорения, создавае-
мого Луной на поверхности Земли. А ведь вязкость сол-
нечного газа во много раз меньше вязкости воды. Так
что на эффект приливного торможения Солнца планетами
рассчитывать не приходилось.
Впрочем, ученые-теоретики предприняли не одну по-
пытку развить, доработать гипотезу Лапласа. В 40-х го-
дах XIX в. ее пытался математически разрабатывать
французский астроном и механик Э. Рош. Его работа
даже спустя 70 лет признавалась наилучшей, наиболее
обоснованной редакцией гипотезы Лапласа. Разработкой
этой гипотезы занимались в 80-х годах XIX в. известный
английский астроном Джордж Дарвин и в 90-х годах —
французский математик и астроном Анри Пуанкаре.
И хотя их труды внесли большой вклад в науку, но ги-
потезу Лапласа они спасти не могли. Дело было тут
не только в парадоксе с моментом количества движения.
Все названные работы носили чисто механический харак-
тер, подходили к задаче односторонне. Но коль скоро
мы имели дело с разреженным газом, находящимся под
действием мощного излучения (Солнце-то излучало!),
нельзя было не учитывать физической стороны явления.
36
А физической проверки гипотеза Лапласа не выдержала.
Оказалось, что газ, находящийся в поле излучения,
не может сгущаться, образуя зародыши планет: этому
препятствуют, во-первых, упругость газа (иначе говоря,
столкновения его молекул друг с другом) и, во-вторых,
давление излучения.
И все же гипотеза Лапласа продержалась в науке
более 100 лет. Ни одна из космогонических гипотез не мо-
жет похвастать таким «долголетием».
ЗВЕЗДА ПРОХОДИТ МИМО
Закончился девятнадцатый век. Наступил век двадцатый.
Начало нового века ознаменовалось грандиозными от-
крытиями в физике. В 1900 г. Макс Планк доказал
дискретный (разрывный) характер излучения и ввел
понятие о квантах (порциях) энергии. В 1905 г. Альберт
Эйнштейн обосновал специальную теорию относитель-
ности, опрокинув прежние представления об абсолютном
характере пространства и времени 9. В 1913 г. Нильс
Бор построил квантовую теорию атома. В 1916 г. Эйн-
штейн сформулировал законы общей теории относитель-
ности, одно из подтверждений которой было получено
в ходе тщательного изучения движения планеты Мерку-
рий. В 1923—1926 гг. трудами де Бройля, Шредингера,
Гейзенберга была создана квантовая механика, легшая
в основу описания процессов, происходящих в мире
атомов и элементарных частиц.
На фоне этих гигантских открытий гораздо более
скромными могли показаться перемены, происходившие
в космогонии, хотя они по времени почти совпадали
с событиями, развертывавшимися в физике.
Ключевым вопросом, приведшим к этим переменам,
был парадокс с моментом количества движения — главное
возражение против «небулярной» гипотезы Лапласа.
Среди ученых, критиковавших эту гипотезу, были
два профессора Чикагского университета геолог Т. Чем-
берлин и астроном-теоретик Ф. Мультон. Еще в 1900 г.
они опубликовали статью, в которой резко подчеркивали
9 Интересно, что почти одновременно с Эйнштейном к тем же вы-
водам пришел Анри Пуанкаре, «приложивший руку» и к гипотез?
Лапласа.
37
несоответствие в распределении моментов между Солнцем
и планетами.
Но критикой ограничиться было нельзя. Надо было
предложить что-то свое взамен отвергнутой гипотезы.
И не просто предложить, а обосновать математически.
Ведь со времени зарождения гипотезы Лапласа прошло
больше ста лет, и развившиеся науки—небесная механика,
астрофизика и термодинамика — требовали не общих
соображений, а полного соответствия известным к тому
времени законам природы.
В 1905 г. Мультон и Чемберлин опубликовали свою
гипотезу. Громадный орбитальный момент планет они
считали привнесенным извне.
Это обстоятельство имело очень большое значение.
Ведь во всех предыдущих гипотезах образование сол-
нечной системы рассматривалось изолированно от осталь-
ного мира. Мультон же впервые рассмотрел возможность
воздействия на наше Солнце других звезд.
Звезды расположены на очень больших расстояниях
друг от друга. До ближайшей звезды Альфы Центавра
расстояние равно 4,3 световых года или 4 -1018 км. Будем:
считать среднее расстояние между двумя соседними
звездами равным 1014 км.
Но звезды движутся. Скорость нашего Солнца отно-
сительно ближайших звезд 20 км!сек. Есть звезды более
быстрые, имеющие относительную скорость 100 км/сек
и больше. За год звезда со средней скоростью 30 км/сек
пройдет, как нетрудно подсчитать, 1 млрд. км. Чтобы
пересечь найденное выше среднее расстояние, такой
звезде потребуется 100 000 лет.
Однако мы не учли еще направления движения. Ведь
авторы гипотезы не могли «приказать» какой-либо звезде
двигаться (в прошлом, конечно) прямо на Солнце. Да и
наблюдения не указывали никакой звезды, путь кото-
рой, продолженный назад, пересекался бы с траекторией
движения Солнца.
Впрочем, эти вопросы не беспокоили Мультона и Чем-
берлина. Важно было, что в принципе звезды
могли сближаться и проходить на не очень большом
расстоянии друг от друга. А если так, то проходящая
звезда могла вызвать на поверхности Солнца приливы,
столь мощные, что часть вещества была выброшена
из Солнца по направлению к звезде.
38
Выбросы материи с поверхности и из атмосферы Солнца
действительно наблюдались и наблюдаются по сей день.
Они носят название протуберанцев. Высота отдельных
протуберанцев превосходит миллион километров, а ско-
рость их нередко превышает критическую. Но прилив-
ное действие звезды, по мысли Чемберлина и Мультона,
должно было еще более усилить извержение.
Дальше события должны были развертываться так.
Как показал Мультон, возмущающая сила звезды (все
время продолжавшей двигаться) придала выброшенным
массам движение в сторону за собой. В зависимости от ско-
ростей этих масс и их направлений часть из них должна
была упасть обратно на Солнце, часть — разлететься
по гиперболическим орбитам, но третья часть должна
была приобрести вращательное движение в одной пло-
скости и в одном направлении.
Согласно гипотезе Чемберлина и Мультона, перво-
начально выброшенное вещество представляло собой рой
небольших, сравнительно плотных частиц, сгустившихся
из масс газа, зародышей планет, которые они назвали
планетезималями. Путем объединения планетезималей и
возникли современные планеты. При этом, по мнению
Чемберлина, планеты (за исключением разве планет-ги-
гантов типа Юпитера) были твердыми с самого начала.
Гипотеза Чемберлина и Мультона устраняла затруд-
нения, связанные с распределением моментов. В ней
привлекало то, что солнечная система рассматривалась
не изолированно, а как часть нашей звездной системы —
Галактики. Наконец, нова была идея о планетезималях:
мы скоро увидим, как спустя 40 лет эта идея переживет
второе рождение в трудах академика О. Ю. Шмидта.
СНОВА ПРОХОДИТ ЗВЕЗДА
А между тем почти одновременно с исследованиями Чем-
берлина и Мультона за решение этой проблемы взялся
еще один человек. Это был тогда еще молодой, 24-летний
астроном, впоследствии известный ученый Джемс Джинс.
Джинс знал о гипотезе Бюффона, по которой пла-
неты рождались в ходе столкновения Солнца с кометой.
Он вспомнил еще, что в 1880 г. малоизвестный астроном
Бикертон выдвинул похожую идею, но заменил комету
другой звездой. И вот в 1901 г. Джинс пришел к вы-
39
воду, что второе тело (звезда) не столкнулось с Солнцем,
а образовало планеты приливным воздействием.
Но уже в 1904 г., ничего не зная об идеях Джинса,
ту же возможность рассмотрели Чемберлин и Мультон,
которые развили ее гораздо дальше, чем это сделал Джинс.
Однако схема Чемберлина—Мультона не удовлетворяла
Джинса. Небесный механик Мультон и геолог Чемберлин
в своей гипотезе не учитывали законов газовой динамики,
которой как раз в это время занимался Джинс. В том же
1904 г. он выпустил книгу «Динамическая теория газов»,
которая с тех пор не раз переиздавалась в течение 20 лет.
Джинс понимал, что выброшенные массы газа типа
солнечных протуберанцев или немного массивнее их
не могли сами сгуститься в плотные планетезимали.
Вычисление, основанное на динамической теории газов,
показало, что такие газовые облака должны были рас-
сеяться в пространстве и лишь только при очень больших
массах (гораздо больших, чем у предполагаемых планете-
зималей) сила взаимного притяжения молекул газа
могла бы привести к их конденсации. Этому процессу
противостояло обычное газовое давление, которое в мил-
лион раз превосходило силу взаимного притяжения
молекул в телах планетезимальных размеров.
Но было еще одно возражение против планетезималь-
ной гипотезы. Она не давала объяснения происхождению
систем спутников планет, а главное — тому факту, что
орбиты большинства спутников мало наклонены к ор-
битам самих планет.
Джинс попробовал математически выявить ход собы-
тий, которые должны были случиться при сближении
звезды с Солнцем. Отбросив все предположения, касав-
шиеся солнечных извержений и планетезималей, он нашел,
что приливные явления сами по себе, без каких-либо
добавочных предположений могли объяснить происхожде-
ние солнечной системы. И вот в 1916 г. Джинс предло-
жил новую гипотезу происхождения планет и их спут-
ников, сильно отличавшуюся от гипотезы Чемберлина
и Мультона. Его труд, опубликованный в 1917 г., назы-
вался: «Движение масс, находящихся под действием
приливных сил, с дальнейшим приложением к космо-
гоническим теориям». А уже в 1919 г. Джинс опубликовал
фундаментальное сочинение «Проблемы космогонии и
звездной динамики», в котором был отражен весь прогресс
40
астрофизики, небесной механики и математического ана-
лиза от времен Лапласа до второго десятилетия XX в.
В чем же заключались основные идеи гипотезы Джинса?
Еще в 1850 г. французский астроном-теоретик Эдуард
Рош (много сделавший впоследствии для математической
разработки гипотезы Лапласа) установил понятие кри-
тического расстояния, получившего название «предел
Роша». Любое тело, находящееся дальше этого предела
от тяготеющей массы (Солнца, звезды, планеты), будет
сохранять устойчивую фигуру, несмотря на приливные
возмущения. Но если оно зайдет внутрь «опасной зоны»,
окажется ближе предела Роша, его устойчивость будет
нарушена и оно может быть разорвано на части прилив-
ными силами.
Напомним, что приливное ускорение есть раз-
ность ускорений, сообщаемых притяжением внешнего
тела (например, Луны) данному телу (например, Земле)
и частицам его внешних оболочек (например, воды, ат-
мосферы, земной коры). Приливное ускорение прямо
пропорционально массе возмущающего тела М, радиусу
возмущаемого тела г и обратно пропорционально кубу
расстояния R между ними:
7 Mr
ап--7J3 •
Кубическая зависимость от расстояния показывает,
что приливные силы должны быстро возрастать с сокра-
щением расстояния между телами.
Но формула, приведенная выше, не совсем точная.
Более строгое рассмотрение вопроса и приводит к поня-
тию предела Роша. Величина этого предела зависит
от соотношения плотностей обоих тел. Если они равны,
то предел Роша равен 2,455 радиуса рассматриваемого
тела (считая от его центра). Если плотность центрального
тела больше, то и предел Роша будет дальше (пропор-
ционально кубическому корню из отношения плотностей).
Так, для системы Земля—Луна предел Роша будет на рас-
стоянии 2,87 земных радиусов от центра Земли.
Замечательной иллюстрацией понятия предела Роша
в солнечной системе являются кольца Сатурна. Они рас-
положены на расстояниях 1,28—2,38 радиуса планеты,
т. е. заведомо внутри предела Роша. Именно в этом факте
сам Рош видел доказательство того, что кольца состоят
41
из множества мелких тел — ведь спутник Сатурна не мог
устойчиво существовать в этой зоне. Теоретические ис-
следования К. Максвелла и С. В. Ковалевской позволили
строго доказать это обстоятельство, а спектроскопические
наблюдения А. А. Белопольского в начале XX в. —
окончательно установить подлинную структуру колец
Сатурна.
Но вернемся к гипотезе Джинса. Пока звезда и Солнце
сближались, не достигая предела Роша, на Солнце об-
разовался мощный приливной горб (точнее, два горба
в прямо противоположных направлениях, но «задний»
горб при столь тесном сближении должен был быть
гораздо слабее «переднего»). Затем форма этого горба
должна изменяться. Если бы Солнце было однородным
телом, оно приняло бы форму эллипсоида, вытянутого
в сторону звезды, с соотношением осей 1 : 0,47. Но так
как плотность Солнца растет в глубину, на его поверх-
ности образуется большой конический выступ, направ-
ленный к звезде, из которого в момент приближения звезды
на величину предела Роша начнется извержение в виде
узкой длинной струи в сторону звезды (рис. 8). Джинс
показал математически, что для этого плотность Солнца
в центре должна по крайней мере в 10 раз превышать
его среднюю плотность. На самом деле (как показывают
современные расчеты) центральная плотность Солнца
в 50—100 раз превышает среднюю, т. е. это условие вы-
полняется.
Итак, струя выброшена. Естественно, что она должна
была устремиться за звездой и момент количества дви-
жения был получен веществом струи извне, от проходя-
щей звезды.
Любопытна форма струи. По мнению Джинса, она
должна была напоминать сигару, так как в начале и в кон-
це истечение газа происходило слабо, а в середине, когда
звезда была близка, — наиболее сильно. Это объясняло,
почему самые массивные планеты — Юпитер и Сатурн —
расположены в середине, а менее массивные — на краях
планетного ряда. Открытие маленького Плутона в 1930 г.
еще больше убеждало ученых в справедливости гипотезы
Джинса.
Дальше струя должна была разбиться на сгустки,
достаточно массивные, чтобы конденсироваться в плотные
тела — планеты. Часть материи рассеялась в межпла-
42
нетном пространстве, обра-
зовав газовую туманность.
Орбиты планет, по расче-
там Джинса, были вначале
вытянутыми, эллиптиче-
скими. По мере приближения
к Солнцу планеты в свою
очередь подвергались его
приливному воздействию, что
привело к образованию си-
стем спутников за счет из-
вержений с поверхностей
планет. Но так как массы
спутников очень малы, при-
ходилось предположить, что
планеты к тому времени
успели перейти в жидкое со-
стояние. Иначе спутники
(если бы они были газооб-
разными) рассеялись бы, по-
добно планетезималям Муль-
тона— Чемберлина.
Джинс подробно рассма-
тривает последовательность
перехода планет в жидкое,
а затем в твердое состояние:
сначала затвердели Мерку-
рий и Венера, затем Земля
и Нептун, потом Марс и
Уран, Юпитер же и Сатурн
длительное время оставались
газообразными.
Торможение в сопротив-
ляющейся среде — остатках
вещества газовой струи —
постепенно привело к пре-
вращению эллиптических ор-
бит планет в почти круго-
вые.
Такова была бы эволю-
ция газовой струи с точки
зрения гипотезы Джинса.
Но нужно было еще исследо-
Рис. 8. Происхождение планет
по гипотезе Джинса
43
вать сам процесс сближения Солнца и звезды. Так как
скорость звезды относительно Солнца заранее не была
известна, Джинс рассмотрел два предельных случая:
1) прохождение звезды происходило столь медленно,
что Солнце успевало все время поддерживать ту фигуру
равновесия, какую оно имело бы, если бы звезда была
неподвижна;
2) звезда промчалась настолько быстро, что ее дей-
ствие на Солнце было аналогично упругому удару.
Джинс получил условие для наименьшей массы звезды
М, способной вызвать желаемый эффект. Это условие
выглядит так:
0 \rQ J
иначе говоря, масса звезды должна превосходить массу
Солнца Мв по крайней мере в такое число раз, которое
равно кубу наименьшего расстояния между центрами
обоих тел Но, выраженного в радиусах Солнца г0, ум-
ноженному на некоторый коэффициент к. Этот коэф-
фициент для первого случая равен 0,50, а для второго
0,45. Таким образом, скорость прохождения звезды почти
не влияет на ход событий.
Нетрудно сообразить, что Во > 2г0 (иначе прои-
зойдет столкновение Солнца со звездой). В этом крайнем
случае масса звезды должна была в 4—5 раз превышать
массу Солнца. Но если звезда прошла на расстоянии 4г0,
то ее масса должна уже в 32 раза превосходить солнечную,
а таких звезд-сверхгигантов известно очень мало. Одной
из них является Антарес, но его радиус в сотни раз больше
солнечного, т. е. мы опять приходим к столкновению!
Выбор звезды, способной пройти так «аккуратно», чтобы
не задеть Солнце и в то же время вызвать извержение,
становится уже сам по себе трудной задачей. А вероят-
ность такого прохождения оказывается и вовсе ничтожно
мала. По оценке Джинса она составляет 10~12 (один
случай на триллион звезд!).
Но Джинса это обстоятельство не беспокоило. В своей
речи, произнесенной в Институте имени Франклина
в Филадельфии 20 мая 1931 г. по случаю вручения ему
франклиновской медали, Джинс прямо заявил: «Если
мы возьмем три частицы пыли и поместим их в большом
соборе, последний был бы несравненно гуще наполнен
пылью, чем пространство звездами. Вследствие этого
44
звезды очень редко приближаются друг к другу и почти
невероятно редкий случай для двух звезд подойти на-
столько близко, чтобы родились планеты. Планеты,
а также, можно полагать, и жизнь чрезвычайно редки
во Вселенной. Мы можем рассматривать это с удовлет-
ворением или нет, по нашему выбору».
Так, провозглашая редкость и даже исключительность
нашей планетной системы и жизни вообще во Вселенной,
Джинс равнодушно добавлял: «А в общем, мол, кому
как нравится!»
Скажем прямо: советским астрономам это обстоятель-
ство не понравилось. Оно противоречило прежде всего
общим законам развития, согласно которым жизнь не-
избежно возникает там и тогда, где для этого создаются
подходящие условия. Жизнь — высшая форма существо-
вания материи, закономерный продукт ее развития.
Она не может возникать случайно, в результате почти
исключительного стечения обстоятельств.
Точка зрения Джинса и его единомышленников была
на руку идеалистам и церковникам, потому что воз-
рождала — на новом уровне и в другой форме — рели-
гиозные идеи об исключительности Земли, жизни и че-
ловека во Вселенной.
Хотя еще не были открыты планетоподобные спутники
у других звезд, уже было ясно, что звезды типа Солнца
весьма распространены в нашей Галактике. И если бы
удалось доказать, что образование планетной системы
есть закономерный этап эволюции такой звезды, все
встало бы на свои места.
Однако в те годы противопоставить гипотезе Джинса
было нечего. Отвергая неприемлемую философскую кон-
цепцию Джинса об исключительности Земли как но-
сительницы разумной жизни, советские ученые приняли
физико-механический аспект его гипотезы. Она вошла
во все учебники астрономии. О ней рассказывали в лекциях.
Но развитие науки уже готовило гипотезе Джинса
первый удар. . .
А ЕСЛИ БЫ ЗВЕЗДА ПРОШЛА...
Среди учебников астрономии, излагавших гипотезу
Джинса, наибольшей известностью в 30-е годы пользо-
вался выпущенный в 1927 г. (и переизданный у нас в 1934 г.)
45
двухтомный учебник Трех американских астрономов.
Г. Н. Рессела, Р. С. Дэгана и Дж. К. Стюарта. Это были
известные ученые, особенно Генри Норрис Рессел, поль-
зовавшийся большим авторитетом в научных кругах.
Гипотеза Джинса изложена там очень кратко в конце
первого тома. Вот что пишут о ней авторы учебника
в заключительном параграфе тома: «Гипотеза проис-
хождения планетной системы в результате встречи Солнца
и проходившей мимо звезды кажется самой приемлемой
из всех, которые были до сих пор предложены, но все же
при этом остается много очень значительных затрудне-
ний». И далее перечисляются трудности гипотезы: боль-
шой угловой момент вращения Урана и Нептуна,
неясность происхождения спутников, комет, малая
вероятность события. И все-таки гипотеза Джинса «самая
приемлемая».
Вряд ли Генри Норрис Рессел, заканчивая свой учеб-
ник в 1926 г., мог думать, что через 9 лет именно он на-
несет первый удар гипотезе Джинса.
Но прежде чем это произошло, у гипотезы Джинса
появилась как бы «побочная линия» — ее видоизменение,
сделанное в 1929 г. английским геофизиком Гарольдом
Джеффрисом. Затруднения с объяснением осевого вра-
щения планет заставили его заменить тесное сближение
звезды с Солнцем касательным столкновением, не при-
ведшим ни к гибели звезды, ни к гибели Солнца, но вы-
звавшим выброс газообразной ленты, которая затем, как
и в гипотезе Джинса, отклонялась уходившей звездой,
получая от нее момент количества движения. Зато воз-
никшие в этой струе турбулентные движения газа при-
вели к вращению планет, образовавшихся после ее раз-
рыва на части.
И вдруг в 1935 г. против гипотезы Джинса—Джеф-
фриса (как ее стали называть) было выдвинуто эффектное,
хотя и совершенно элементарное, возражение. Его сде-
лал Рессел в популярной книге «Солнечная система и
ее происхождение». Суть возражения состояла в том,
что момент количества движения, приходящийся на еди-
ницу массы (так называемый удельный момент), у звезды
был гораздо меньше, чем у любой из планет. Простой
расчет (в рамках элементарной математики) показал,
что даже при наилучших (с точки зрения гипотезы Джинса)
обстоятельствах прохождения звезды, при которых из-
46
вержение еще возможно, удельный момент ее будет в 2,4 ра-
за меньше, чем у Меркурия, в 4 раза меньше, чем у Земли,
в 9 раз меньше, чем у Юпитера, и в 22 раза меньше, чем
у Нептуна. В среднем получалось, что планеты имеют
в 10 раз больший удельный момент, чем звезда.
Переход к гипотезе Джеффриса еще более ухудшал
положение — звезда проходила бы слишком близко и
имела бы относительно Солнца еще меньший удельный
момент. Чтобы добиться успеха, надо было «отодвинуть»
звезду на большее расстояние или приписать ей большую
массу, так как удельный момент пропорционален корню
квадратному из того и другого. Но чтобы увеличить
удельный момент звезды в 22 или хотя бы в 10 раз, надо
увеличить расстояние или массу соответственно в 500
или в 100 раз. Между тем увеличивать расстояние нельзя—
не получится извержение, а звезд с такими массами тоже
не бывает.
Гипотеза Джинса—Джеффриса зашла в тупик. Рессел
сам же попробовал вытянуть ее из этого тупика, пред-
положив, что Солнце до встречи было двойной звездой,
причем спутник Солнца — звезда-карлик с массой 0,01
солнечной — был разбит на части при столкновении
или сближении со встречной звездой.
Правда, звезд такой малой массы ни тогда, ни теперь
никто не наблюдал, а в настоящее время строго доказано,
что звезд с массой меньше 0,07 солнечной быть не может
(они не будут в центре достаточно горячими, чтобы под-
держивать термоядерные реакции). Рессел это понимал,
и сам указывал на трудности своей гипотезы. Несмотря
на это, в 1936 г. за ее разработку принялся американ-
ский астроном Р. Литтльтон. Он предположил, что спут-
ник Солнца был вовсе не так мал, но, оставив часть ве-
щества при сближении или столкновении со звездой,
он был затем выброшен из пределов солнечной системы.
Литтльтону возразили два других астронома — Лей-
тен и Хилл, указавшие, что на вырывание струи нужна
в 40 раз большая энергия, чем на выбрасывание спутника
Солнца из солнечной системы. Началась дискуссия,
проходившая в довольно резких тонах. Литтльтон упрекал
Лейтена в одержимости «предвзятой идеей о том, что
планетные системы представляют собой распространенное
явление»; на это Лейтен возражал, что, «очевидно, за-
щитники катастрофической теории в глубине души яв-
47
ляются религиозными людьми, которые неизменно опол-
чаются против множественности обитаемых миров и, сле-
довательно, против всякой теории, не предполагающей
почти единственности нашей солнечной системы: при этих
обстоятельствах крайняя невероятность становится ос-
новой теории и можно даже говорить о возвращении
к «верю, ибо это нелепо» 10.
В этих словах Лейтена заложен глубокий смысл,
ибо они раскрывают идеологическую основу катастрофи-
ческих гипотез. Все эти гипотезы исходят из допущения
ничтожно малой вероятности образования планетных
систем, подобных нашей, и как следствие — из их исклю-
чительности. Сам процесс образования планет представ-
ляется как нагромождение такой цепи обстоятельств,
что отсюда — один шаг до признания участия в этом
процессе некоего «высшего разума», умело направляю-
щего звезду так, чтобы она, упаси боже, не прошла
ни слишком далеко, ни слишком близко или же (в гипо-
тезе Рессела—Литтльтона) прошла бы так точно, чтобы
выбросить воображаемый спутник Солнца из солнечной
системы.
В самый разгар дискуссии, в 1938 г., появилось сооб-
щение об открытии шведским астрономом Эриком Хольм-
бергом планетоподобных спутников звезд. По периоди-
ческим отклонениям в положениях нескольких близких
к нам звезд Хольмберг нашел, что некоторые из них
имеют невидимых спутников с массами, лишь от 2 до 30 раз
большими, чем масса Юпитера.
Забегая немного вперед, скажем, что непосредствен-
ные результаты, полученные Хольмбергом, оказались
ошибочными. Но они дали толчок новым, более тщатель-
ным исследованиям, в частности пулковского астронома
А. Н. Дейча, американца К. Странда и других уче-
ных, полностью подтвердивших принципиальный вы-
вод, сделанный Хольмбергом: планетные системы — до-
вольно частое явление в ближайших окрестностях
Солнца. Из 55 звезд, расположенных ближе 16 световых
лет от нас, 4 (включая Солнце), по-видимому, имеют
планетные системы и еще две находятся «под подозрением».
Если это так, то примерно 10% звезд окружены пла-
нетами.
10 «Формула веры» одного из «отцов церкви» III в. н. э. Тертул-
лиана («Credo quia absurdum est»).
48
Конечно, материал для такой оценки был еще недо-
статочен. Но и он уже давал основание для того, чтобы
отказаться от любых вариантов катастрофических ги-
потез.
Параллельно со сбором наблюдений свой особый суд
вершили ученые-теоретики. Детальный критический раз-
бор гипотезы Джинса—Джеффриса выполнила в 1936 г.
советская исследовательница небесный механик Н. Ф. Рейн.
Но решающим для гипотезы Джинса—Джеффриса явился
расчет, выполненный в 1942 г. московским астрономом
Н. Н. Парийским.
Парийский вновь вернулся к той схеме прохождения
звезды, которую рассматривал в 1935 г. Рессел. Но он де-
тально рассчитал траекторию звезды и траектории сгуст-
ков, выброшенных из Солнца с различными скоростями.
Результаты оказались совершенно неожиданными (рис. 9).
Самые быстрые сгустки, обладающие в момент сбли-
жения скоростями в 750 и 600 км/сек (вторая из них равна
параболической скорости относительно Солнца), лишь
слегка отклоняются звездой и уносятся в бесконечность
(траектории 1 и 2). При скорости 450 км/сек сгусток опи-
сывает сложную изогнутую траекторию 6, догоняет
звезду и падает на ее поверхность. При слишком малых
скоростях сгустки падают обратно на Солнце (траекто-
рия 8). Та же судьба постигает сгусток, выброшенный
со скоростью, чуть меньшей параболической (траекто-
рия 3). При скорости около 500 км/сек сгусток, который
мог бы упасть обратно на Солнце, благодаря дополни-
тельному ускорению, сообщаемому ему звездой, раз-
гоняется и тоже уходит в бесконечность (траектория 5).
Лишь некоторые сгустки (при скорости 520 км/сек) могут
выйти на гелиоцентрическую орбиту (кривая 4), но боль-
шая полуось ее оказывается в семь раз меньше, чем у ор-
биты Меркурия. Получить более далекие орбиты ни при
каких предположениях не удается.
Расчет Парийского нанес окончательный удар гипо-
тезе Джинса. Правда, сам Джинс еще не сдавался. В июле
1942 г. он высказал предположение, что в период обра-
зования солнечной системы Солнце и встречная звезда
были сверхгигантами, в 1000 раз больше нынешнего
Солнца, иначе говоря, Солнце простиралось до современ-
ной орбиты Урана. Это повышало вероятность встречи
в 17 миллионов раз (из-за больших размеров обоих тел),
49
но не снимало трудностей, связанных с распределением
угловых моментов и с характером траекторий выбросов.
Более того, надо было еще доказать, что Солнце в прош-
лом переживало стадию сверхгиганта. Между тем все
исследования указывали на то, что Солнце никогда
не проходило такой стадии.
Гипотеза Джинса рухнула. Сам Джинс умер в 1946 г.,
так и не разрешив проблемы происхождения солнечной
системы. Джеффрис спустя два года публично отказался
от своей гипотезы. Из третьего издания его книги «Земля,
ее происхождение, история и строение» — той самой,
в которой когда-то (в 1929 г.) была изложена его
гипотеза, теперь, 21 год спустя, четыре главы о про-
рис. 9. Судьба выбросов из Солнца при близкой
прохождении звезды (по H. H. Парижскому
50
йсхоЖдении солнечной системы были полностью исклю-
чены.
На развалинах рухнувших гипотез нужно было воз-
двигать новое здание.
ЧТОБЫ СТРОИТЬ ЗДАНИЕ,
НУЖНЫ КИРПИЧИ
Без кирпичей не построить здания — это давно известно.
И хотя теперь все больше входит в практику крупно-
блочное строительство, для нас безразлично, будем ли
мы называть «кирпичами» настоящие кирпичи, или го-
товые блоки, или плитки из самана, или даже простые
бревна. Мысль наша ясна.
Эта мысль полностью приложима и к солнечной си-
стеме, и к гипотезе об ее происхождении.
«Кирпичами» для солнечной системы служат твердые
частички пыли (в гипотезе Канта) или молекулы газа
(в гипотезах Лапласа и Джинса). А планетезимали Чем-
берлина и Мультона можно уподобить, если хотите,
крупным блокам.
«Кирпичами» для любой гипотезы являются факты.
Мы уже познакомились с главнейшими фактами,
относящимися к солнечной системе, когда рассказывали
о гипотезе Лапласа. За 150 лет, прошедших со времени
ее создания, число этих фактов значительно увеличилось
и по своему содержанию они стали гораздо разнообразнее.
В 1948 г., когда разработка новых космогонических
гипотез шла уже полным ходом в Москве и в Ленин-
граде, в Стокгольме и в Геттингене, в Оксфорде и в Кемб-
ридже (точнее, в двух Кембриджах: английском и аме-
риканском), — голландский астроном Тер Хаар сфор-
мулировал четыре основных группы фактов, имеющих
наибольшее значение для космогонии солнечной системы.
Вот эти факты.
Группа А. Закономерности орбит. Направление
орбитального движения планет одно и то же, эксцентри-
ситеты орбит малы (т. е. орбиты почти круговые), пло-
скости орбит почти совпадают, Солнце вращается в том же
направлении, и его экватор слабо наклонен к плоскости
планетных орбит (рис. 10).
Группа Б. Закономерность изменения расстоя-
ний планет от Солнца. Как известно, расстояния почти
51
всех планет (включая астероиды, но исключая Меркурий,
Нептун и Плутон) хорошо удовлетворяют так называ-
емому закону Боде—Тициуса:
RK = а 4- Ъ • 2",
где п — номер планеты, Rn — ее расстояние в астрономи-
ческих единицах, а=0,4 а. е., &=0,075. Это наглядно
видно из следующей таблицы.
Таблица
Планета Расстояние от Солнца, а. е.
действи- тельное по закону Боде
Меркурий .... 0,39 0,55
Венера 0,72 0,70
Земля 1,00 1,00
Марс 1,52 1,60
Астероиды • • (2,80) * 2,80
Юпитер 5,20 5,20
Сатурн 9,54 10,0
Уран 19,2 19,6
Нептун 30,1 38,8
Плутон 39,5 77,2
* Для астероидов приводится среднее
стояние.
Закон Боде—Тициуса не имеет никакого теоретиче-
ского обоснования, но в свое время он сыграл большую
роль в науке при поисках астероидов и Нептуна. Мно-
гие ученые пытались (а иные пытаются и теперь) заменить
его другим, теоретически обоснованным и пригодным для
всех планет, но пока без особого успеха.
Группа В. Деление планет на две группы (рис. И).
Внутренние планеты, или планеты типа Земли, имеют
небольшие размеры, высокую плотность и медленное
вращение. Внешние планеты, или планеты-гиганты, имеют,
наоборот, большие размеры, низкую плотность и очень
быстрое вращение вокруг оси, а также многочисленных
спутников. Плутон стоит несколько особняком.
Группа Г. Распределение момента количества
движения, о котором мы уже говорили: 98% его принад-
лежит планетам и только 2% — Солнцу.
52
Рис. Ю. Наклоны планетных
орбит к орбите Земли
Советские ученые В. Г. Фесенков и В. А. Крат не
удовлетворились классификацией Тер Хаара и предло-
жили в 1949—1951 гг. еще более подробные перечни фак-
тов, относящихся к солнечной системе и имеющих космо-
гоническое значение. Вот эти факты:
1. Вращение планет. Все планеты (кроме
Урана и, как теперь выяснилось, Венеры) вращаются
в прямом направлении, но наклоны их экваторов к плос-
кости орбит различны: от 0 до 30° (опять-таки за исклю-
чением Урана, у которого наклон равен 98°). Вращение
Меркурия и Венеры очень медленное, а Луна и внутрен-
ние спутники Юпитера обращены к своим планетам одной
стороной. Зато планеты-гиганты вращаются очень быстро.
2. Наличие в солнечной системе ас-
тероидов и метеоритов. Этот факт требует
специального объяснения.
Рис. (1. Две группы планет
3. Кольца Сатурна. Это, конечно, не остатки
лапласовых газовых колец, но что же: остатки разбив-
шегося спутника, нарушившего предел Роша, или просто
рой частиц, не собравшихся в единое тело?
4. Движение спутников. Спутники резко
делятся на регулярные, орбиты которых располо-
жены в плоскости экватора планеты (спутники Марса,
внутренние спутники Юпитера, Сатурна, все спутники
Урана — всего 21 из 32), и аномальные, орбиты
которых расположены под большими углами к экватору
планеты (7 внешних спутников Юпитера, спутник Сатурна
Феба, спутники Нептуна — итого 10). Особняком стоит
Луна, орбита которой гораздо ближе к плоскости зем-
ной орбиты, чем к плоскости земного экватора. Часть
аномальных спутников (7 из 10) имеет обратные движе-
ния. Наиболее резко все эти особенности спутников вы-
ражены в системе Юпитера (рис. 12).
И
5. Распределение моментов количе-
ства движения в системах спутников (кроме си-
стемы Земля—Луна) обратно тому, что мы имеем в сол-
нечной системе: львиная доля момента принадлежит
планете, а не спутникам.
6. Физические особенности планет
и их атмосфер. Сюда относятся такие факты, как раз-
личие плотностей планет и их спутников, наличие или отсут-
ствие атмосфер у тех или иных планет, различие их химиче-
ского состава, свойства поверхностей планет и Луны
и многое другое.
Да, фактов было много. Улучшились и методы иссле-
дования. На вооружение космогонистов кроме испытан-
ного оружия — небесной механики и термодинамики —
Рис. 12. Система спутников Юпитера
(римские цифры —номера спутников).
55
поступили методы астрофизики (включая магнитную гид-
родинамику), геофизики и геохимии. Наступление на
основную космогоническую проблему — происхождение
солнечной системы — развернулось по всему фронту.
В нем участвовали не один-два ученых, как в прежние
годы, а десятки специалистов в различных странах. И что
самое удивительное, они работали почти одновременно,
даже не зная вначале о работах друг друга. Многих раз-
делила война. Но вот война закончилась, все опублико-
ванные работы были изучены, и взорам ученого мира пред-
ставилась следующая картина.
Около десятка гипотез, разработанных различными
учеными мира, конкурируя между собой, пытались объяс-
нить происхождение солнечной системы. Правда, все они
были объединены общим направлением: все они были н е-
б у л я р н ы е, т. е. рассматривали образование планет
из гигантской туманности — огромного облака пыли и
газа. Однако процесс образования планет рисовался
разным ученым по-разному. Немецкий физик К. Вейц-
зеккер предположил, что в допланетном облаке суще-
ствовали мощные вихри, способствовавшие формирова-
нию планет. Шведский астрофизик X. Альвен пытался
учесть влияние электромагнитных сил и рассматривал
движение заряженных частиц туманности в магнитном
поле Солнца. Голландец Тер Хаар, о котором мы уже
упоминали, применил к гипотезе Вейцзеккера совре-
менную теорию турбулентности, созданную советским
математиком А. Н. Колмогоровым. Американский астро-
ном Дж. Койпер, напротив, показал, что система правиль-
ных вихрей Вейцзеккера не могла образоваться, и за-
ставил его отказаться от этой идеи. Сам Койпер старался
разработать гипотезу, основанную на учете роли солнеч-
ных приливов и приливного трения. Но наиболее раз-
работанная с физической и математической точек зре-
ния гипотеза, получившая горячую поддержку астро-
физиков и геофизиков и вызвавшая жаркие споры и ди-
скуссии, была создана советским ученым Отто Юльеви-
чем Шмидтом.
МАТЕМАТИК, ПОЛЯРНИК, КОСМОГОНИСТ
Жизнь Отто Юльевича Шмидта — яркий пример разно-
сторонней деятельности ученого, государственного дея-
теля, коммуниста.
56
Отто Юльевич Шмидт (1893—1956)
Широкая общественность нашей страны и всего мира
узнала о Шмидте в 30-х годах — в эпоху его знаменитых
полярных зкспедиций. Никогда не будут забыты героиче-
ский поход «Сибирякова», драматическая эпопея «Челю-
скина», полет воздушной армады на Северный полюс и
высадка там первой дрейфующей станции. А во главе
всех этих экспедиций стоял он, «ледовый комиссар», с длин-
ной, тогда еще черной бородой, — Отто Юльевич Шмидт
Но начинал Шмидт не с этого. Еще задолго до своих
полярных путешествий он стал известен ученому миру
как крупный математик, значительно развивший важную
отрасль высшей алгебры — теорию групп, как организа
тор и руководитель советской школы алгебраистов.
Однако О. Ю. Шмидт не думал замыкаться в «чистой
науке». С первых лет Советской власти он активно вклю-
чился в работу по становлению молодого Советского госу-
дарства. Он работал в Наркомпросе, Наркомфине, Гос-
плане, возглавлял Государственное издательство, был
главным редактором Большой Советской Энциклопедии.
В какой бы области ни развивал свою кипучую деятель-
ность Отто Юльевич, он оставлял после себя такое насле-
57
дие, которого одного было бы достаточно, чтобы увекове-
чить его имя.
Для этого было бы вполне достаточно его работ по
теории групп.
Для этого было бы достаточно Большой Советской Эн-
циклопедии.
Для этого было бы достаточно его исследований в
Арктике.
Для этого было бы достаточно его космогонической
теории.
К О. Ю. Шмидту больше, чем к кому-нибудь другому,
применимы строки Пушкина: «То академик, то герой, то
мореплаватель, то плотник. . .»
О. Ю. Шмидт был избран академиком в 1935 г.
В 1937 г. ему было присвоено звание Героя Советского
Союза.
В 1929—1936 гг. он совершил пять длительных плава-
ний по Северному Ледовитому океану, общая длина ко-
торых составляет около 40 тыс. км — длина окружности
Земли по экватору.
Правда, плотником Отто Юльевич не был, но во время
полярных авралов выполнял любую физическую работу:
был грузчиком, впрягался в сани, спускался в ледовые
трещины. . .
Трудно иногда даже представить себе, как может
повернуться судьба людей в реальной действительности.
Вот характерный пример.
11 апреля 1934 г. . .. Весь мир, затаив дыхание, следит
за завершением челюскинской эпопеи. На дрейфующей
льдине еще вчера оставались 65 челюскинцев, а среди
них — больной Шмидт. Вечер. Проходит очередное со-
брание Московского отделения Всесоюзного астрономо-
геодезического общества. Заканчивается научный доклад.
И вдруг входит тогда еще молодой ученый Б. В. Кукар-
кин. Его лицо взволновано.
— Товарищи! — обращается он к залу. — Только что
передали сообщение, что сегодня усилиями наших героев-
летчиков 37 челюскинцев сняты со льдины и перевезены
в Ванкарем. 28 осталось.
— А Шмидт? Что со Шмидтом? — раздались голоса.
— Шмидт в Ванкареме.
Конечно, все мы, участники этого собрания, верили,
что и 28 оставшихся челюскинцев будут спасены (это
58
произошло через два дня). Все мы надеялись, что
О. Ю. Шмидт выздоровеет (это случилось спустя три не-
дели). Но никто из нас не думал, что именно ему, Шмидту,
суждено через 10 лет создать новую гипотезу происхо-
ждения солнечной системы. Не думал сидевший среди нас
молодой студент Борис Левин, что через 12 лет он станет
ближайшим сотрудником О. Ю. Шмидта в разработке этой
гипотезы, а затем — продолжателем его трудов. Не ду-
мал и сам Б. В. Кукаркин, что спустя 17 лет он будет
выступать на первом совещании по вопросам космого-
нии, специально посвященном обсуждению гипотезы
Шмидта, и, заканчивая дискуссию, скажет:
«Советские космогонисты, и в первую очередь
О. Ю. Шмидт, справедливо считают, что имеются все
данные для создания теории происхождения небесных тел
и, в частности, Земли».
Да, все данные для этого имелись. Оставалось создать
теорию.
КАК ЗАХВАТИТЬ ТУМАННОСТЬ?
Увы, создать теорию или даже гипотезу, хорошо объяс-
няющую все закономерности солнечной системы, а также
ряд аномалий, о которых мы уже упоминали, было не
так просто. Конечно, знаний стало больше, развились и
уточнились методы исследования, но и задача стала
неизмеримо труднее именно потому, что надо было объяс-
нить большое разнообразие фактов и объяснить коли-
чественно. Ведь уже немало гипотез пришлось за-
браковать, отвергнуть.
И все же О. Ю. Шмидт (до этого астрономией не зани-
мавшийся, хотя и проявлявший к ней постоянный интерес)
начал не на пустом месте. Он изучил и использовал все
ценное из работ своих предшественников.
У Канта он взял идею о пылевом облаке, о пылевых
частицах как исходном материале для формирования
планет, идею «холодного» происхождения Земли.
У Лапласа — мысли о роли конденсации газа в фор-
мировании планет, аналогию с туманностями, наблюдае-
мыми в нашей Галактике, мысль о сжатии, уплотнении
вращающейся туманности.
У Мультона и Чемберлина он взял идею о планетези-
малях как переходной форме к образованию планет.
59
У Джинса — идею о том, что момент количества дви-
жения планет может быть привнесен извне в результате
встречи Солнца с другим небесным телом.
Но несмотря на это, гипотеза Шмидта не была похожа
ни на одну из ранее предложенных гипотез и не являлась
их компиляцией. Эта гипотеза была совершенно самостоя-
тельной.
В чем заключалась отправная идея гипо-
тезы Шмидта? Да, встреча Солнца с другой звездой крайне
маловероятна. Йо в нашей Галактике существуют много-
численные туманности — облака межзвездного газа и
пыли. Они имеют гораздо большие размеры, чем звезды, —
во многие миллионы раз по диаметру. Вероятность встречи
Солнца с такой туманностью, если считать ее диаметр
в 106 раз больше солнечного (а это довольно «маленькая»
туманность), возрастет в 1012 раз по сравнению с вероят-
ностью встречи со звездой. За время странствий Солнца
по галактическим просторам такая встреча вполне воз-
можна (вероятность ее можно будет оценить), а значит,
и закономерна. Двигаясь относительно туманности с не-
которой скоростью, Солнце могло ее захватить, а наличие
этой относительной скорости создало момент количества
движения, не связанный с моментом вращения Солнца.
Дальше из этой туманности путем объединения ее частиц
образовались сперва зародыши планет (планетезимали),
а потом и самые планеты (конечно, процесс объединения
частиц надо продумать и разработать детально).
Такова была основная идея О. Ю. Шмидта. Но и сама
идея, и отдельные детали изложенного процесса нужда-
лись в разработке. О. Ю. Шмидт понимал, что один,
несмотря на всю свою эрудицию, он не справится с этой
задачей. Он привлек молодых сотрудников: астрономов
Б. Ю. Левина и С. В. Козловскую, математика
Г. Ф. Хильми, позже в коллектив созданного им отдела
эволюции Земли Геофизического института (теперь Ин-
ститута физики Земли им. О. Ю. Шмидта) вошли гео-
физики Е. Н. Люстих и Е. А. Любимова, астрономы
В. С. Сафронов, Е. Л. Рускол, С. В. Маева. Другие астро-
номы, как Н. Н. Парийский, Л. Э. Гуревич, А. И. Ле-
бединский, работали в тесной связи с группой
Шмидта. А вскоре почти все советские астрономы при-
няли участие в разработке и обсуждении этой про-
блемы.
60
Но тогда, в середине 40-х годов, нужно было решить
основную задачу, на которой, казалось, держалась вся
гипотеза: возможен ли захват туманности?
Пройдет несколько лет, и станет ясно, что эта задача
совсем не самая главная в гипотезе Шмидта, что можно и
вовсе обойтись без гипотезы захвата, что есть другие
пути. Но это будет потом. А пока на очереди стоял именно
этот вопрос: возможен ли захват?
ГИПОТЕЗА ПРОТИВ ТЕОРИИ
Что такое захват? Представим себе два небесных тела.
Одно приближается к другому, как говорят, «из далеких
глубин Вселенной». Они никогда не были связаны между
собой. Но вот они сблизились. Что при этом произойдет?
Некоторые любители-графоманы (о которых еще будет речь
в пятой главе) описывают ход событий примерно так:
«Но тут звезда-спутница подошла к Солнцу и на нее стало
действовать солнечное притяжение. Звезда стала обра-
щаться вокруг Солнца, стала его Спутницей, а потом раз-
билась на части и получились планеты».
Конечно, так произойти не может. Солнечное притя-
жение не может подействовать «вдруг», оно действует
всегда и везде, в любой точке пространства, хотя и быстро
ослабевает с расстоянием. Любое тело, приближающееся
к Солнцу из бесконечности, только под действием его
притяжения (т. е. без учета собственной скорости) при-
обретает вблизи Солнца параболическую скорость (рав-
ную у его поверхности 618 км/сек), а при начальной ско-
рости, не равной нулю, орбита тела относительно Солнца
будет гиперболической.
Чтобы произошел захват, нужно гиперболическую ско-
рость приблизившегося тела превратить в эллиптическую.
Иначе говоря, тело нужно затормозить. Но как? Само
Солнце не может этого сделать, оно лишь разгоняет тело
при сближении. Отсюда и следует вывод, давно уже
строго обоснованный небесной механикой: в системе
двух тел захват невозможен.
А если бы было еще третье тело? Не могло бы
оно способствовать захвату?
Проблеме захвата в общей задаче трех тел (когда
все три тела имеют конечную и примерно одинаковую
массу) были посвящены две работы французского мате-
61
матика и астронома Жана Шази, вышедшие в 1929—
1932 гг.
При анализе относительного движения трех тел в не-
бесной механике различают два очень важных случая:
1. Полная энергия системы трех тел, равная сумме
их кинетической и потенциальной энергии, отрицательна.
Но кинетическая энергия любого тела или системы тел
всегда положительна, а потенциальная энергия системы
взаимно притягивающихся тел отрицательна. Если кине-
тическая энергия второго тела относительно первого
меньше потенциальной, то полная энергия будет отри-
цательной и движение второго тела происходит в ограни-
ченной области пространства 11. То же можно сказать и
о движении третьего тела.
Очевидно, что в этом случае возможны два варианта:
или и второе и третье тело движутся относительно первого
по замкнутым орбитам (будем называть их условно эл-
липсами), или, скажем, второе тело движется по эллипсу,
а третье — по гиперболе. В первом варианте о захвате го-
ворить нет смысла, так как три тела уже образуют свя-
занную систему. Что касается второго варианта, то
Шази в 1929 г. строго доказал, что захват при таких
условиях невозможен.
2. Полная энергия системы трех тел положительна. Это
значит, что либо два тела (второе и третье), либо только
одно из них движется относительно первого тела по
гиперболе. Захват состоял бы в переходе от первого ва-
рианта ко второму. Но Шази в 1932 г. доказал, что и
такой переход невозможен.
Казалось бы, задача зашла в тупик. Но О. Ю. Шмидт
интуитивно чувствовал, что вторая теорема Шази неверна
и что захват при положительной полной энергии воз-
можен. Гипотеза восстала против теории!
Как же было опровергнуть теорему Шази? Найти
ошибки в ее доказательстве? Но опровергнуть доказа-
тельство еще не значит опровергнуть самую теорему. Ведь
и для совершенно правильной теоремы можно придумать
ошибочное доказательство12. Нет, нужно было идти по
11 Если бы не было третьего тела, мы бы просто сказали: «второе
тело движется по эллипсу».
12 Ярким примером этого являются безнадежные поиски в течение
трехсот лет общего доказательства теоремы Ферма (из области
62
другому пути — рассчитать реальный пример захвата,
который противоречил бы теореме Шази.
О. Ю. Шмидт так и поступил. Он выбрал для расчета
три звезды с массами, равными солнечной, причем вторая
звезда двигалась относительно первой по эллипсу, а тре-
тья приближалась из бесконечности по гиперболе.
Идея Шмидта заключалась в том, что все движения
в механике обратимы относительно знака времени, иначе
говоря, с помощью уравнений движения нетрудно заста-
вить события течь (на бумаге, конечно) в обратном порядке.
Так, если пустить киноленту «наоборот», увидим, как, на-
пример, футболисты бегут задом наперед, мяч сам выле-
тает из ворот и т. п.
В применении к небесным телам этот прием удобен
и вполне строг. Если третья звезда сумеет оторвать вторую
от первой и заставить ее удалиться в бесконечность, то,
изменив знак времени, мы увидим, как после сближения
всех трех тел одно из них будет захвачено.
Подбор начальных условий и первый приближенный
расчет О. Ю. Шмидт выполнил сам. Он вычислял по 10 ча-
сов в день, привлек в помощь свою жену, и лишь тогда,
когда убедился в своей правоте, передал все данные
Н. Н. Парийскому для проведения точных расчетов.
Мы помним, что именно Парийский и именно путем
численного расчета опроверг гипотезу Джинса. Теперь
этому ученому, в совершенстве владевшему методами чи-
сленного интегрирования дифференциальных уравнений
(представлявших движение небесных тел), предстояло
опровергнуть теорему Шази и доказать правоту Шмидта.
Н. Н. Парийский организовал группу из трех опыт-
ных вычислительниц, которые немедленно принялись за
работу. Электронно-счетных машин тогда еще у нас не
было, вычислять приходилось с помощью арифмометров.
Напряженная работа продолжалась около года. Каждый
этап расчета просчитывался «в две руки», т. е. незави-
симо двумя вычислительницами, во избежание случайных
ошибок.
В 1947 г. в «Докладах Академии наук СССР»
О. Ю. Шмидт опубликовал результаты расчета. Да,
третья звезда, подходя к системе двойной звезды с боль-
теории чисел). За это время многие лица представляли ее «дока-
зательства», оказавшиеся все ошибочными, хотя справедливость
самой теоремы сомнений не вызывает.
63
шой полуосью орбиты в 200 а. е. (30 млрд, км), может,
пройдя всего в 10 а. е. от второй звезды, оторвать ее и
заставить улететь навсегда от первой (рис. 13). Если же
обратить задачу, то получалось, что при определенных
условиях встреча трех звезд приводила к захвату: третья
звезда «привязывала» вторую звезду к первой.
Но надо было еще определить вероятность такой трой-
ной встречи, показать, что она не равна нулю. Эту задачу
выполнил Г. Ф. Хильми. Он же строго доказал, что
в условиях примера О. Ю. Шмидта захват (или разрыв)
действительно произойдет.
Эти исследования заинтересовали небесных механи-
ков из Института теоретической астрономии в Ленинграде.
Работы О. Ю. Шмидта, Н. Н. Парийского и Г. Ф. Хильми
были тщательно проверены. Начиная с 1951 г. сотруд-
никами Института было опубликовано около 15 работ,
посвященных проблеме захвата. Найдены были, нако-
нец, и ошибки в доказательстве Шази.
Таким образом, прав оказался Шмидт. Захват в си-
стеме трех тел возможен. Но какое отношение имели все
эти теоретические исследования к реальной задаче —
захвату Солнцем газово-пылевой туманности? Ведь ту-
манность — не звезда, она состоит из частичек пыли и
атомов газа. И потом — что же играло роль треть-
его тела?
Переход от звезды к пылинке не представил особых
затруднений. Первый пример захвата пылинки рассчитала
в 1952 году О. А. Сизова, спустя год другой пример рассчи-
тала Г. Е. Храповицкая. Тем временем Г. А. Мерман раз-
работал ряд точных математических критериев, позволяв-
ших судить о возможности и осуществимости захвата
в любой заранее заданной ситуации. Г. А. Мерман и
Н. Г. Кочина, используя теперь уже электронно-счетные
машины, рассчитали в 1956 г. несколько десятков траек-
торий пылинок при различных начальных условиях и
определили границы условий, при которых происходит
захват.
Во всех этих случаях роль третьего тела играла
звезда, по массе примерно равная Солнцу, сближавшаяся
с ним на расстояние 9—10 а. е. В этом была слабость
теории. Конечно, такое сближение было во много раз бо-
лее вероятно, чем в схеме Джинса (примерно в 105 раз),
но не надо забывать, что оно должно было еще
64
совпадать с прохождением обеих звезд сквозь туман-
ность.
Поэтому еще задолго до того, как были выполнены все
эти работы, когда существовал лишь единственный при-
мер О. Ю. Шмидта, гипотеза гравитационного захвата
(как стали его называть) подверглась суровой критике
со стороны многих ученых нашей страны, собравшихся
в апреле 1951 г. на первую конференцию по космогонии,
Рис. 13. Схема разрыва-захвата в системе трех тел
(по О. Ю. Шмидту и Н. H. Парийскому)
темой которой было всестороннее обсуждение гипотезы
О. Ю. Шмидта.
Наиболее полно трудности гипотезы гравитационного
захвата описал в своем выступлении академик В. Г. Фе-
сенков. В наблюдаемых нами газово-пылевых туманностях
нашей Галактики основная масса принадлежит газу,
а пылинки как бы вкраплены туда в виде небольшой при-
меси. Они — как частицы дыма, плавающего в воздухе.
Движения таких частиц нельзя рассматривать без учета
сопротивления газовой среды, в которой они находятся.
Но это еще не все. Частицы пылевого облака имеют
определенный электрический заряд. Поэтому нельзя не
учитывать воздействия на них межзвездных магнитных
полей. Кроме того, на маленькие частички пыли очень
сильно действует световое отталкивание, вызываемое
солнечным излучением.
В 1956 г. Г. М. Идлис из Астрофизического института
Академии наук Казахской ССР заново рассмотрел проб-
65
лему захвата звездами диффузной материи. Он показал,
что для захвата туманности звезда должна «застрять»
в ней, что практически невозможно. Но его расчеты отно-
сились к первоначальной схеме О. Ю. Шмидта, развитой
затем Л. Э. Гуревичем (прохождение одинокой звезды
сквозь туманность).
Трудности гравитационного захвата были очевидны.
И ученые начали искать другие пути.
ЧТО ТАКОЕ МЕХАНИЗМ?
Обычно думают, что механизм — это машина, двигатель,
или часть машины, или вообще какое-то движущееся
устройство.
Но, оказывается, слово «механизм» имеет в науке и
совершенно иной смысл. Это — совокупность физических
воздействий, определяющих то или иное течение какого-
нибудь процесса. Мы уже рассмотрели в этой книге
немало различных механизмов, предложенных для объяс-
нения образования планет. Отделение газовых колец
в результате вращения и сжатия туманности — это ме-
ханизм. Отрыв газовой струи при прохождении звезды и
расслоение ее на сгустки — тоже механизм. Захват частиц
туманности в поле тяготения Солнца и звезды — опять-
таки механизм.
Поскольку механизм гравитационного захвата на-
талкивался на серьезные трудности, советские ученые
начали думать о других формах захвата, о других ме-
ханизмах. Еще в 1950 г. были предложены два новых
механизма захвата: захват по Радзиевскому и захват по
Агекяну.
В. В. Радзиевский рассмотрел, как действует на
мелкие частицы световое давление. Сила светового
давления прямо пропорциональна поверхности частицы,
т. е. квадрату ее диаметра. Сила же притяжения
прямо пропорциональна массе частицы, а значит, и
ее объему, т. е. кубу диаметра. Отношение отталки-
вания к притяжению будет поэтому обратно пропорцио-
нально диаметру частицы. Можно найти такой предельный
размер частиц, для которых световое давление уравно-
вешивает силу притяжения. Диаметр таких «нейтраль-
ных» частиц равен 10-5 см, или 0,1 мк. Для еще меньших
частиц световое давление будет сильнее.
66
Но на самые маленькие частицы из-за явления ди-
фракции (огибания лучом света твердых тел) световое
давление совсем не будет действовать. Значит, суще-
ствует некоторая область размеров частиц, для которых
световое давление преобладает. Для больших и меньших
частиц преобладать будет притяжение.
Представим себе, что к Солнцу по гиперболической
орбите приближается частица «нейтрального» размера.
Под действием ударов частиц солнечного ветра или иных
физических причин эта частица может распасться на
две. На меньшие частицы — осколки притяжение Солнца
будет действовать сильнее, и движение их из гиперболи-
ческого превратится в эллиптическое, иначе говоря,
произойдет захват.
А как выглядит механизм захвата по Т. А. Агекяну?
Если Солнце проходит сквозь газово-пылевое облако,
частицы пыли будут огибать Солнце по гиперболам и
позади движущегося Солнца образуется уплотнение пыли.
Пылинки будут часто сталкиваться между собой и при
этом терять кинетическую энергию (переходящую
в тепло), а значит, и скорость. Такие столкновения назы-
ваются неупругими. Потеря скорости и приведет к захвату.
Выступая на Первой конференции по космогонии
в 1951 г., профессор (ныне член-корреспондент АН СССР)
И. С. Шкловский указал на целый ряд трудностей обоих
механизмов захвата. С помощью механизма Агекяна
можно захватить пыль, но почти невозможно захватить
газ. Скорость прохождения Солнца сквозь облако должна
быть невелика — не больше 2 км/сек (а современная
скорость Солнца 20 км/сек). При большей скорости сталки-
вающиеся частицы будут испаряться.
Что касается механизма Радзиевского, то он содержит
в себе своеобразный «автостоп», заключающийся в том,
что по мере накопления пылевых частиц в окрестностях
Солнца солнечные лучи будут «заблокированы» и про-
ходящие пылинки не будут испытывать светового тормо-
жения. Подсчет И. С. Шкловского показал, что при этом
удастся собрать едва лишь одну миллионную часть массы
солнечной системы 13. Видите, как подходит в данном
13 Справедливости ради отметим, что В. В. Радзиевский не согла-
сился с этим возражением. Хотя экранирование солнечных лу-
чей и будет происходить, но оно само может привести к захвату
частиц, так как при этом увеличится роль притяжения. Прав-
67
случае слово «механизм»! Небесный механизм с собствен-
ной автоблокировкой — любой инженер может этому
позавидовать! Трудности гипотезы захвата понимали
многие ученые. Понимал их и О. Ю. Шмидт. И уже на
Первой конференции по космогонии ряд ученых (акаде-
мик В. А. Амбарцумян, профессор А. И. Лебединский,
профессор В. А. Крат и др.) в разных формах высказы-
вали идею о совместном образовании Солнца и протопла-
нетного облака. Сам О. Ю. Шмидт в последние годы
жизни считал возможным захват Солнцем не случайно
встреченной туманности, а остатков межзвездного газово-
пылевого облака, из которого оно само когда-то возникло.
Наиболее вероятной и эффективной формой захвата в этот
период он считал неупругие столкновения пылинок
между собой и с газовыми молекулами, т. е. уже описан-
ный механизм Агекяна, может быть, с некоторыми услож-
нениями.
И все же роль газа О. Ю. Шмидт явно недооценивал.
Между тем, как показал еще в 1948 г. профессор
К. П. Станюкович, сам факт расширения газовой струи,
выброшенной из Солнца в результате мощного изверже-
ния, может в принципе привести к тому, что часть массы
газа будет двигаться по орбитам, не пересекающим Солнце,
т. е. не упадет на него обратно. Поскольку Солнце вра-
щается, эта масса газа получит преимущественное движе-
ние в направлении его вращения. Она будет очень неве-
лика, но зато удельный момент количества движения
у нее будет велик. Эта меньшая часть среды с большими
моментами из-за центробежных сил останется на перифе-
рии и может образовать планеты.
В 1956 г. О. Ю. Шмидта не стало. Гипотеза захвата
так и осталась гипотезой. Другую гипотезу — о сов-
местном образовании Солнца и протопланетного облака —
пытался разрабатывать в 1958—1960 гг. американский
астрофизик Ф. Хойл, использовавший идеи Альвена о пе-
редаче момента количества движения от Солнца частично
ионизированному облаку с помощью магнитного поля.
Были и другие попытки. Но ясной, четко разработанной
теории образования протопланетного облака мы не имеем
до сих пор.
да, распад частиц прекратится, но начнется захват нераспав-
шихся частиц.
68
Совсем иное положение сложилось в отношении двух
других важнейших частей проблемы: механизма образова-
ния планет из газово-пылевого облака и эволюции уже
сформировавшейся Земли.
ПЛАНЕТЫ ИЗ ПЫЛИ И ГАЗА
Допустим, что так или иначе газово-пылевое облако обра-
зовалось. Могут ли из него сформироваться планеты, и
как это будет происходить?
Эту задачу О. Ю. Шмидт назвал центральной задачей
планетной космогонии. Но, как истинный ученый
(к тому же математик), он сформулировал ее гораздо точ-
нее и определеннее. Пусть нам дано следующее:
1) около Солнца существовал протяженный рой мел-
ких частиц, двигавшихся вокруг Солнца под влиянием
тяготения по эллипсам;
2) этот рой имел момент количества движения, от-
личный от нуля;
3) частицы роя могли объединяться в более крупные
тела, причем способ объединения пока не уточняется.
Требуется доказать, что из этого роя образуются
планеты, и притом не какие-то «планеты вообще», а соста-
вляющие систему, обладающую всеми известными основ-
ными свойствами нашей планетной системы. Эти основ-
ные свойства уже перечислялись нами (см. стр. 51—55).
Первоначально частицы роя двигались вокруг Солнца
по вытянутым орбитам, наклоненным под самыми различ-
ными углами к основной плоскости 14. Но при столкно-
вениях двух частиц и объединении их в более крупную ор-
биты обеих частиц как бы осреднялись. Если, допустим,
сталкивались две частицы, орбиты которых были наклонены
на 20°, но в противоположные стороны от главной плоско-
сти, то орбита слипшейся частицы должна была иметь уже
нулевой наклон. Если происходило объединение частиц
с наклонами 5 и 15° по одну сторону от главной плоскости,
то результирующая частица получала наклон орбиты
в 10° и т. д. Таким образом, частиц с большими накло-
14 То, что такая плоскость существует, вытекало из условия нера-
венства нулю момента количества движения роя. Ведь этот мо-
мент есть вектор. Плоскость, перпендикулярная ему, и
есть основная плоскость.
69
нами орбит становилось все меньше и меньше, рой стано-
вился все более плоским (рис. 14).
Усреднение орбит частиц роя по наклонениям есте-
ственно объясняло компланарность орбит планет солнеч-
ной системы.
Поскольку пылинки во много раз тяжелее газовых мо-
лекул, их столкновения чаще всего были неупругими, т. е.
сопровождались потерей части кинетической энергии.
Напротив, молекулы и атомы газа испытывали главным
образом упругие столкновения. Поэтому пылевая соста-
вляющая облака стягивалась к главной плоскости быстрее
газовой.
Уплощение роя привело к увеличению его плотности
и к росту числа столкновений частиц. Частицы, имевшие
орбиты, вытянутые в разных направлениях, при столкно-
вениях опять-таки усредняли направление своего движе-
ния, но уже в главной плоскости. Так из вытянутых эл-
липтических орбит получались орбиты почти круго-
вые.
Таким образом, усреднение орбит частиц роя по экс-
центриситетам естественно объясняло круговую форму
планетных орбит.
В результате столкновений и объединений отдельных
частиц в рое образовывались сгущения, которые про-
должали расти не только за счет случайных столкно-
вений с другими частицами и сгущениями, но и в резуль-
тате притяжения ближайших частиц. По мере уве-
личения массы сгущений и уменьшения расстояний между
ними этот фактор начинал играть все большую и большую
роль.
Разумеется, столкновения сравнительно крупных тел
с большими скоростями могли и должны были приводить
к их дроблению и даже частичному испарению. На роль
этого процесса в образовании метеоритов указал в 1937 г.
тогда еще молодой студент, а ныне профессор К. П. Станю-
кович. В 1947 г. академик В. Г. Фесенков применил его
для объяснения происхождения зодиакального света —
гигантского облака пыли, и сейчас заполняющей межпла-
нетное пространство в плоскости земной орбиты.
Но процессы дробления и испарения не могли замед-
лить общий ход эволюции газово-пылевого облака, так
как они тоже сопровождались необратимыми превра-
щениями кинетической энергии частиц в тепло, и лишь
70
Рис. 14. Эволюция газово-пылевого облака по теории О. Ю. Шмидта
(первый этап)
ускоряли уплощение первичного роя, рост его плотности, а
значит, и образование сгущений.
В 1950 г. два ленинградских астрофизика, Л. Э. Гу-
ревич и А. И. Лебединский, рассмотрели центральную за-
дачу планетной космогонии в том виде, как ее поставил
О. Ю. Шмидт, но количественно. Используя методы ста-
тистической физики, они определили условие начала гра-
витационной конденсации, иначе говоря, образования сгу-
щений под действием сил тяготения 15. Далее ими были
получены математические условия для минимальных и
максимальных масс образующихся сгущений, и, таким
образом, эти массы были как бы зажаты «в клещи». Весь
процесс объединения первичных сгущений во вторичные —
тела, по размерам близкие к современным астероидам, —
был рассмотрен строго математически, так же как и эво-
люция их орбит.
Переход от вторичных сгущений, или планетезималей
(зародышей планет), к современным планетам был, как
показали Л. Э. Гуревич и А. И. Лебединский, наиболее
длительным этапом эволюции газово-пылевого облака.
На этом этапе (рис. 15) заметно сказывались возмущающие
действия одних тел на другие. Поэтому в уже плоской си-
стеме планетезималей началась «раскачка» их орбит —
вновь появились (хотя и в не очень большом количестве)
орбиты с большими наклонами и эксцентриситетами.
Казалось бы, начинался обратный процесс — утолщения
роя тел, окружавших Солнце.
На самом деле путь назад был отрезан. Во-первых,
изменялись орбиты наименее массивных тел, тогда как
более крупные «спокойно» продолжали двигаться вблизи
главной плоскости и по почти круговым орбитам. Во-
вторых, «легкомысленные скитальцы» чаще сталкивались
друг с другом и с «регулярными» телами, дробясь на мел-
кие осколки, которые падали затем на более крупные тела,
способствуя их росту. Другая часть этих «скитальцев»,
проходя вблизи Солнца, падала на него, сообщая ему свой
момент количества движения. Именно этим объясняет
О. Ю. Шмидт близкое совпадение направлений вращения
Солнца и орбитальных движений планет. 16
16 Это условие формулируется так: гравитационная энергия на еди-
ницу массы в туманности должна в два раза превосходить сум-
марную энергию относительного движения частиц и приливных
сил.
72
Рис. 15. Второй этап: образование планет из допланетных тел и эволюция
их орбит
Так постепенно наиболее крупные планетезимали росли,
превращаясь в будущие планеты, а мелкие подвергались
своеобразному истреблению.
Солнце отнюдь не оставалось, по выражению
О. Ю. Шмидта, пассивным «наблюдателем» этого процесса.
С самого начала оно регулировало массу и химический
состав образующихся планет. В ближайшей к Солнцу
области роя (рис. 16) интенсивность солнечного излучения
была довольно высока. Здесь была зона испарения лету-
чих веществ — в первую очередь водорода и гелия —
из твердых частиц, которые оказались, таким образом,
обедненными этими элементами. Характерно, что соот-
ношение всех других элементов на Солнце, на Земле и в ме-
теоритах почти одинаково, что подтверждает эту точку
зрения.
Иная картина наблюдалась в более далеких частях
газово-пылевого облака. Здесь плотность слоя пыли и газа
была столь велика, что солнечное излучение почти не про-
ходило сквозь него. Температура частиц была не больше
25° К (от абсолютного нуля), или около —250° по шкале
Цельсия. При таких низких температурах все газы,
кроме водорода и гелия, должны были вымерзать на
твердых частицах. Сперва это происходило в плоскости
пылевого диска, затем туда попадали молекулы газа из
частей облака, расположенных выше и ниже главной пло-
скости. Их ожидала, естественно, та же судьба. Наконец,
молекулы газа, испарившиеся во внутренних частях
облака, имея еще первоначальные эллиптические орбиты,
переносились во внешние его части и тоже вымерзали на
твердых частицах. Так происходило, с одной стороны,
сжатие газовой составляющей облака (хотя и медленнее,
чем пылевой), с другой — во внешних его частях должны
были образовываться более массивные зародыши планет
(а затем и планеты). По расчетам Л. Э. Гуревича и А. И. Ле-
бединского, типичная масса этих зародышей в районе ор-
биты Юпитера составляла 1027 г (порядка массы Марса),
тогда как в районе земной орбиты — лишь 1024 г. (Это
соответствует примерно массам таких спутников Сатурна,
как Фетида и Диона, и в 7 раз превышает массу крупней-
шего из современных астероидов — Цереры. Разумеется,
эти оценки носят лишь приблизительный характер.)
Неясно пока еще, какой механизм приводил к обога-
щению планет типа Юпитера водородом и гелием, резуль-
74
Зона испарения Зона намерзания
+ 20О ‘'С О ° С 270 °C - Z7O°C
Рис. 16. Испарение и намерзание газов на твердых частицах в допланетном
облаке
татом которого является их сравнительно низкая плот-
ность. Как известно, водород обнаружен в спектрах этих
планет не только в виде соединений (метана, аммиака),
но и в свободном состоянии. Намерзать на пылинки при
температуре 25° К водород (не говоря уже о гелии) не мог.
Возможно, однако, что он был «затянут» в состав этих пла-
нет в газообразном состоянии, когда «зародыши» Юпитера
и Сатурна достигли 10—20 земных масс.
Работа Л. Э. Гуревича и А. И. Лебединского имела
большое значение в планетной космогонии. Она дала коли-
чественное обоснование качественным соображениям
О. Ю. Шмидта об эволюции газово-пылевого облака в пла-
неты и полностью подтвердила их. На Первом всесоюз-
ном совещании по космогонии почти все выступавшие
астрономы высоко оценили эту работу. Гипотеза о том,
как возникли планеты солнечной системы из облака пыли
и газа, превратилась в стройную теорию. Эта теория и
получила название космогонической теории
О. Ю. Шмидта в отличие от г и п о т е з ы О. Ю. Шмидта
о происхождении газово-пылевого облака путем захвата,
которая, как мы уже говорили, не получила поддержки
большинства ученых.
75
ЗАКОН ПЛАНЕТНЫХ РАССТОЯНИЙ
Разумеется, теория О. Ю. Шмидта не ограничилась иссле-
дованием процесса и механизма объединения частичек
пыли и газа в планеты. Из этого механизма были выве-
дены многие свойства нашей планетной системы. Одним
из них явился закон планетных расстояний, который впер-
вые был обоснован О. Ю. Шмидтом теоретически в 1946 г.
В основу своего вывода закона планетных расстояний
О. Ю. Шмидт положил идею осреднения удельных момен-
тов количества движения объединяющихся частиц. Не-
трудно видеть, что удельный (т. е. приходящийся на еди-
ницу массы) момент vR пропорционален \/R, так как ско-
рость планет v на основании третьего закона Кеплера об-
ратно пропорциональна \)R. Сравнивая удельные моменты
самых далеких планет — Нептуна и Плутона — со сред-
ним удельным моментом всех планет, О. Ю. Шмидт до-
казал, что удельные моменты планет возрастают в арифме-
тической прогрессии
\'Rn =a-]-bn
Наблюдения показали, что так оно и есть, но получаются
две разных прогрессии — для двух групп планет (Мерку-
рий — Марс и Юпитер — Плутон), отличающиеся значе-
ниями параметров а и о. Вот как это выглядело.
Планета VR теор. 'J R факт. Планета VR теор. VZR факт.
Меркурий . . . . 0.62 0.62 Юпитер . . . . . 2.28 2.28
Венера .... . . 0.82 0.85 Сатурн . . . . .3.28 3.09
Земля .... . .1.02 1.00 Уран . . . . . . 4.28 4.38
Марс .... . .1.22 1.23 Нептун . . . . . 5.28 5.48
Плутон . . . . . 6.28 6.29
Резкое различие коэффициента b для обеих групп пла-
нет (в 5 раз!) О. Ю. Шмидт объяснил влиянием светового
давления на ближайшие к Солнцу частицы. Однако это
объяснение он не довел до конца, не облек в количествен-
ную форму. Закон О. Ю. Шмидта задавал расстояния де-
вяти планет четырьмя параметрами (двумя парами чисел
а и Ъ). В этом был его недостаток. Кроме того, астероиды
совершенно выпадали из закона Шмидта.
Л. Э. Гуревич и А. И. Лебединский вывели другой за-
кон планетных расстояний, исходя из распределения орбит
76
объединяющихся протопланетных тел по эксцентрисите-
там. Действительно, тела с одинаковым средним рас-
стоянием от Солнца из-за различия эксцентриситетов ор-
бит образовывали довольно широкое кольцо, приближаясь
к Солнцу в перигелиях орбит и удаляясь от него в афе-
лиях. Чтобы движение планет было устойчивым, ширина
этих колец должна была изменяться по определенному
закону. Поскольку наибольшая доля массы протопланет-
ного облака находилась на расстоянии Юпитера, эта
планета явилась как бы центром симметрии в распределе-
нии расстояний всех планет от Солнца. Получалось, что
произведение расстояний планет, симметрично располо-
женных относительно Юпитера, должно было равняться
квадрату расстояния Юпитера. Посмотрим, так ли это.
Планеты
Юпитер............ 27.1
Астероиды—Сатурн . . 26.4
Марс—Уран ........ 29.2
Планеты
Земля—Нептун .
Венера—Плутон
Ни—1 X
X
30.1
28.6
Среднее значение................28.28
Как видим, отклонения в обе стороны не превы-
шают 6,5%, а в среднем равны 4,3%.
Идею гравитационной устойчивости положил в основу
своего закона планетных расстояний и академик В. Г. Фе-
сенков. Его закон близок по форме к закону Гуревича и
Лебединского, но точнее его, так как учитывает различие
масс планет. С помощью лишь одного параметра В. Г. Фе-
сенков представил расстояния всех планет, включая асте-
роиды и Меркурий (выпадающий из закона Гуревича и
Лебединского), а кроме того, его закон хорошо представ-
лял расстояния регулярных спутников Юпитера, Са-
турна и Урана. С другой стороны, В. Г. Фесенков прида-
вал слишком большое значение возмущениям от соседней
планеты по сравнению с возмущениями от Солнца и произ-
вольно завысил массы планет земной группы в 30 раз,
полагая, что они потеряли потом 97% своей массы за счет
легких газов — водорода и гелия.
Разные исходные предположения приводили к различ-
ным законам планетных расстояний. Это было естественно.
Но так ли уж велико было различие между ними?
77
Профессор Л. Э. Гуревич в своем выступлении на Пер-
вой конференции по космогонии так ответил на этот воп-
рос: «Расчет О. Ю. Шмидта и расчет, предложенный
А. И. Лебединским и мной, в известной степени друг друга
дополняют, потому что мы учитываем роль эксцентриси-
тета. . а О. Ю. Шмидт учел, что в этом процессе образо-
вания сгустков момент количества движения должен
сохраняться. Поэтому выводы, которые мы получили,
несколько различны и, очевидно, будущая теория должна
будет учесть и распределение по моментам, и распределе-
ние по эксцентриситетам».
Да, учесть по возможности все факторы, влияющие
на изучаемый процесс, или доказать, что их влияние пре-
небрежимо мало, в этом и заключается задача любой науч-
ной теории.
ПОЧЕМУ ВРАЩЕНИЕ ПРЯМОЕ?
Задача объяснения прямого вращения планет ставилась
еще Лапласом. Он показал, что при механическом осред-
нении скоростей частиц, двигавшихся вокруг Солнца по
третьему закону Кеплера (скорость убывает с расстоянием),
получались бы обратные вращения планет (рис. 17, б).
Для объяснения прямых вращений надо было предполо-
жить, что орбитальные скорости возрастают с расстоя-
нием (рис. 17, а), но это требовало, чтобы газовые кольца
Лапласа вращались, как твердые. В этом была трудность
объяснения прямых вращений.
В гипотезе Вейцзеккера, о которой мы упоминали,
вращения объяснялись наличием турбулентных завихре-
ний между крупными вихрями в газово-пылевом облаке.
Но эта схема была довольно искусственной.
Как же объясняла прямые вращения теория
О. Ю. Шмидта? Оказывается, большое значение в этом
вопросе имел переход при столкновениях частиц части их
механической энергии в тепловую.
При объединении частиц в планету должны были строго
соблюдаться два закона: закон сохранения энергии и за-
кон сохранения момента количества движения. Но если
орбитальный момент частиц мог перейти только в орби-
тальный и вращательный моменты планеты и ни во что
другое, то с энергией дело обстояло иначе. Часть механи-
78
Р и е. 17. Объяснение прямых и обратных вращений планет по Лапласу
ческой энергии «утекала», превращалась в тепловую.
Посмотрим, к чему это должно было привести.
Полная энергия роя частиц относительно Солнца Еч 0,
поскольку частицы движутся по эллиптическим орбитам,
будет отрицательной. Полная энергия образовавшейся
планеты относительно Солнца Е„ е, очевидно, также будет
отрицательной, но из-за потерь энергии она будет меньше
Еч а 16. Это значит, что радиус орбиты планеты (полагая ее
для простоты круговой) будет меньше среднего взвешен-
ного (по массам) радиуса орбит частиц. Планета, двигаясь
вокруг Солнца, только за счет потерь энергии окажется
как бы вытолкнутой на более близкую орбиту. Это приве-
дет к тому, что орбитальный момент планеты станет меньше
орбитального момента частиц. Но разность орбитальных
моментов частиц и планеты равна ее вращательному мо-
менту. Мы видим, что эта разность положительна, значит,
и вращение будет прямым (рис. 18).
Если перейти к эллиптическим орбитам, то все выводы
останутся прежними в случае, когда эксцентриситеты и на-
клонения орбит не очень велики. В противном случае
вращение может быть и обратным.
Все эти выводы О. Ю. Шмидт получил путем строгих
расчетов, сопоставляя уравнения законов сохранения
16 Слово «меньше» надо понимать в алгебраическом смысле; по аб-
солютной же величине окажется больше 7?,,.с.
79
Рис. 18. Объяснение прямых вращений планет в теории О. Ю. Шмидта
энергии и момента количества движения. Таким же мето-
дом он показал, что движение внутренних спутников пла-
нет должно быть прямым, а у внешних спутников может
быть и обратным, как это наблюдается у далеких спутников
Юпитера и Сатурна.
СПУСКАЕМСЯ С НЕБЕС НА ЗЕМЛЮ
Теория Шмидта объяснила много фактов, относившихся
к движению планет и их спутников. Но перед нею была еще
целая громадная область знаний со множеством фактов,
которые тоже требовали объяснения. Это была физика
нашей Земли и в гораздо меньшей степени физика других
планет.
О строении Земли мы знали довольно много, хотя,
конечно, далеко еще не все. О строении других планет
мы знали (и сейчас знаем) гораздо меньше, но их массы,
средние плотности, величины сжатия у полюсов, скорости
вращения, характер их поверхностей и атмосфер — все
это были известные факты.
Возникал вопрос: как происходила эволюция Земли
после ее сформирования как планеты и до настоящего вре-
мени? Чем отличалась эволюция Луны и других планет?
О. Ю. Шмидт сразу понял важность этого вопроса и
поэтому не случайно привлек в свой отдел эволюции Земли
геофизиков. Геофизики, геохимики, геологи наряду
с астрономами приняли живейшее участие в обсуждении
гипотезы Шмидта.
80
Со времени господства гипотезы Лапласа и вплоть до
40-х годов XX в. в науке прочно утвердилось представле-
ние об образовании Земли из горячего газа, имевшего сол-
нечное происхождение. Следующей стадией развития
Земли считалась «огненно-жидкая» стадия, когда Земля
сперва целиком, а затем лишь в ее недрах состояла из рас-
каленного—жидкого вещества. Доказательством «горя-
чего» прошлого Земли считались вулканические изверже-
ния, наличие горячих источников, землетрясения. Кроме
того, непосредственные измерения показывали, что темпе-
ратура в Земле растет с глубиной.
Еще в 20-х годах XIX в., вскоре после опубликования
гипотезы Лапласа, его соотечественник геолог Эли де Бо-
мон высказал гипотезу, получившую название контрак-
ционной (от латинского слова contractio — сжатие). Со-
гласно этой гипотезе, земная кора остыла прежде всего,
а при дальнейшем остывании и сжатии Земли она как бы
«сморщивалась» (как кожура на печеном яблоке), образуя
волнообразные складки — поднятия и прогибы. Когда
возникавшие при этом боковые (тангенциальные) напря-
жения сжатия достигали определенного предела, местами
происходило раздробление земной коры и образование
гор.
Во второй половине XIX в. контракционная гипотеза
получила всеобщее признание и дальнейшее развитие бла-
годаря работам американского геолога Дана, известного
австрийского геолога Эдуарда Зюсса и других ученых.
Некоторое время ее поддерживал и академик В. А. Об-
ручев .
В конце 80-х годов прошлого века английские ученые
Джордж Дарвин и К. Дэвисон выполнили математические
исследования распределения напряжений в земной коре —
также в рамках контракционной гипотезы. В XX в. ее
развивал и продолжал отстаивать до самого последнего
времени уже известный нам Гарольд Джеффрис.
Но еще в конце XIX в. многие геологи выдвинули су-
щественные возражения против контракционной гипотезы.
Вместо горизонтальных смещений земной коры на первый
план начали выдвигаться вертикальные движения. Воз-
никла пульсационная гипотеза, рассматривавшая последо-
вательное чередование сжатий и растяжений в земной коре.
Однако космогонического обоснования эта гипотеза не
имела.
81
Нельзя было забывать и о другой стороне дела. Если бы
земная кора коробилась волнообразно, на поднятиях сила
тяжести была бы чуть больше, а на прогибах, заполненных
водами океанов, — чуть меньше нормальной. Но наблю-
даемая картина распределения этих отклонений — ано-
малий силы тяжести — была совсем иной, чуть ли не про-
тивоположной. Для объяснения этого факта еще в середине
50-х годов XIX в. возникла теория изостазии, согласно
которой на глубине около 100 км существует некоторая
поверхность (получившая название изостатической), на
которой все давления вышележащих слоев земной коры
уравниваются. Для этого нужно было допустить, что плот-
ность коры под океанами больше, чем под материками
(как предполагал английский геофизик Дж. Пратт),
либо, что материки как бы плавают в более плотном, но
пластическом подкоровом веществе (гипотеза английского
астронома Дж. Эри). Гипотеза изостазии в несколько видо-
измененном варианте Эри в общих чертах согласуется
с наблюдаемыми медленными вертикальными движениями
земной поверхности.
Космогоническая теория О. Ю. Шмидта в буквальном
смысле лишила контракционную гипотезу всякого осно-
вания. Отпала идея о «горячем» происхождении Земли,
а значит и о ее сжатии. Всю историю Земли, начиная с ее
образования как планеты, надо было пересматривать по-
новому.
Геологи и геофизики приветствовали идеи Шмидта
о «холодном» образовании Земли, а многие из них включи-
лись в разработку его идей. Е. Н. Люстих произвел рас-
четы баланса энергии при предполагаемом сжатии Земли
и доказал, что только 1% ее может уйти на тектонические
процессы — на смятие и коробление земной коры. Все
остальное должно переходить в тепло. Но тогда остыва-
ние Земли сменилось бы ее разогреванием. Получалось,
что контракционная гипотеза сама себя опровергла.
Что же являлось причиной горообразования? Чтобы
ответить на этот вопрос, мы должны спуститься не только
с небес на Землю, но. . .
... И ДАЖЕ В ГЛУБЬ ЗЕМЛИ
Как представляет себе современная наука внутреннее
строение Земли? Ответ на этот вопрос дают наблюдения за
распространением сейсмических волн, возникающих при
82
землетрясениях или сильных взрывах. Эти волны отра-
жаются от границ, разделяющих слои разной плотности.
По времени прохождения сейсмических волн мы можем
судить не только о глубине каждой зоны, но и о ее средней
плотности. О многом рассказывают нам измерения анома-
лии силы тяжести, наблюдения за вращением Земли, за
перемещениями полюсов. Наконец, очень важные «ве-
щественные доказательства» поставляют нам извержения
вулканов.
Самый внешний слой Земли (рис. 19) — земная кора.
Толщина ее в среднем 35 км, но под горами увеличивается
Рис. 19. Внутреннее строение Земли
83
до 50—70 км. Верхний слой земной коры состоит из кислых
пород — гранитов и гнейсов, нижний — из основных по-
род типа базальта. Те и другие содержат главным образом
окислы кремния и алюминия, поэтому еще Э. Зюсс в 1909 г.
дал этим породам общее условное название «сиаль» (Si-|-Al).
Средняя плотность сиаля 2,7 г!см\
Земная кора отделяется от следующего слоя — ман-
тии — поверхностью раздела Мохоровичича, или попросту
поверхностью Мохо. Мантия состоит из более плотного
вещества с плотностью 3,3 г/см9, напоминающего ультра-
основные породы, богатые оливином. В их состав входит
помимо кремнезема магнезит, поэтому по терминологии
Зюсса они названы «сима».
Под океанами гранитовый слой сходит почти на нет,
а базальтовый утоньшается до 6—8 кл», более тяжелая
сима ближе подходит к поверхности, компенсируя отрица-
тельную аномалию силы тяжести, которую создала бы
вода океанов, если бы слой коры был везде одинаковой тол-
щины (рис. 20).
На глубине 2900 км мантия граничит с ядром Земли.
Средняя его плотность 9 г!см3, а плотность недавно обна-
руженного внутреннего ядра (на глубине 5100 км) —
около 12 г!смъ.
О. Ю. Шмидт и его сотрудники рассмотрели два основ-
ных процесса, определявших эволюцию Земли после ее
сформирования из допланетных тел. Это были термическая
(тепловая) история Земли и процесс гравитационной диф-
ференциации вещества в ее недрах и в земной коре. Ос-
новные идеи того и другого были заложены самим
О. Ю. Шмидтом, а затем детально разработаны его сотруд-
никами.
Итак, какова была термическая история Земли? От-
куда взялось ее внутреннее тепло, если Земля образова-
лась холодной?
Еще в 1906 г. Э. Резерфорд, а затем лорд Рэлей ука-
зали, что источником тепла в недрах Земли может быть
радиоактивный распад. С еще большей определенностью
ответил на этот вопрос в 1927 г. академик В. И. Вернадский.
В «Очерках по геохимии» он писал: «... Атомная радио-
активная теплота, а не остаточная теплота остывающей
планеты, как это думали еще совсем недавно, есть основ-
ной источник той теплоты, которая объясняет все геоло-
гические процессы, идущие на Земле. . .»
84
Итак, радиоактивный распад — вот основной источник
внутреннего тепла Земли!
Но прежде чем окончательно признать торжество этой
идеи, надо было выполнить соответствующие расчеты и
учесть другие источники тепла. Первые расчеты разогрева
Земли за счет перехода в тепло кинетической энергии вы-
падающих на нее остатков астероидных тел были выпол-
нены В. С. Сафроновым. Увы, этот источник тепла давал
Р и с. 20. Сиаль и сима под материком и океаном
немного. Часть энергии тут же излучалась в пространство,
а та доля, которая шла на нагревание Земли, могла уве-
личить ее температуру лишь на 100°.
Начиная с 1952 г., Е. А. Любимова выполнила ряд рас-
четов термической истории Земли, основываясь на гипо-
тезе радиоактивного разогрева. Эта задача была нелегкая.
Надо было знать основные источники радиоактивного
тепла, их количество, изменение его во времени и главное—
учесть изменение содержания радиоактивных элементов
с глубиной.
Основными радиоактивными элементами являются уран
(состоящий из двух изотопов: обычного U238 и актино-
урана U23S), торий и изотоп калия К40. Их содержание
различно в различных породах: больше всего их в кислых
породах (гранитах), затем идут средние (андезит, диорит),
потом основные (базальт) и, наконец, меньше всего этих
элементов в ультраосновных породах (дунит, перидотит).
Но даже в кислых породах содержание этих элементов из-
меряется миллионными долями: граммами на тонну по-
роды.
85
Радиоактивный распад 1 г урана дает 0,7 кал в год.
Актиноуран выделяет 4,3 кал в год на 1 г, но его в 140 раз
меньше, чем обыкновенного урана. Торий дает 0,2 кал
на 1 г в год, однако по количеству он раз в пять обильнее
урана. Таким образом, уран и торий дают примерно оди-
наковый вклад радиоактивного тепла. Наконец, калий-40
выделяет 0,27 кал на 1 г в год, причем его содержание в ос-
новных и ультраосновных породах на 1—3 порядка
больше, чем содержание урана и тория. А так как период
полураспада калия-40 (1,3 млрд, лет) короче, чем у урана
и тория (4,5 и 14 млрд, лет соответственно), то в прошлом,
около 3 млрд, лет назад, его вклад в радиогенное тепло
Земли был наибольшим. В еще более раннюю эпоху, как
показывает изучение метеоритного вещества, значитель-
ный вклад в тепло Земли давали короткоживущие радио-
активные элементы.
Расчеты В. С. Сафронова показали, что сам процесс
формирования Земли занял примерно 200 млн. лет. Про-
изошло это, как показывают те же «урановые часы»,
около 4,5 млрд, лет назад 17. Период образования самих
радиоактивных элементов должен быть отнесен в прошлое
еще на миллиард лет — во всяком случае не более, иначе
многие быстро распадающиеся изотопы просто «не до-
жили» бы до нас.
Вот эти данные Е. А. Любимова и положила в основу
своих расчетов. Ей пришлось учесть сложный ме-
ханизм передачи тепла в недрах Земли, и притом не только
обычной молекулярной теплопроводностью, но и лучеис-
пусканием и даже перемещением в кристаллах особого
(так называемого экситонного) состояния возбуждения.
В результате расчетов удалось установить, что при
любых предположениях о скорости расслоения (диффе-
ренциации) земного вещества радиоактивного тепла было
вполне достаточно, чтобы нагреть недра Земли до темпе-
ратур 2500—3000°. Этот основной результат позволил вы-
яснить и некоторые детали термической истории Земли.
Первыми расплавлялись наиболее легкоплавкие по-
роды, которые, как правило, и более легкие. Они стреми-
17 Возраст Земли (точнее — земной коры) определяется по соотно-
шению урана-238 и конечного продукта его распада — свинца-
206. Наиболее древние земные породы имеют возраст 3,6 млрд,
лет, метеориты — до 4,5 млрд. лет. Можно считать, что и возраст
земной коры не меньше.
86
Рис. 21. Гравитационная дифференциация вещества земной коры
лись всплыть наверх, тогда как более тяжелые массы ве-
щества оседали вниз. С легкоплавкими породами выноси-
лись наружу и радиоактивные элементы. Вот почему их
содержание в верхних частях земной коры (состоящих из
самых легких пород) повышено. Поднятия и опускания
громадных масс вещества явились причиной вертикаль-
ных движений земной коры и формирования рельефа
(рис. 21). Постепенное обеднение недр Земли радиоактив-
ными элементами и общее их истощение за счет распада
привели постепенно к замедлению разогрева земных недр.
Но все же даже теперь центральные части Земли продол-
жают разогреваться. Правда, из-за малой теплопроводно-
сти Земли приток тепла из ее недр примерно в 25 000 раз
меньше, чем тепло, получаемое ею от Солнца.
Очаги расплавленной магмы, проявляющие себя из-
вержениями вулканов, как теперь выяснено, носят ло-
кальный характер. Расчеты А. А. Смыслова показали, что
их образование тоже объясняется радиогенным разогревом.
Когда-то ядро Земли считалось железо-никелевым.
Тот же Зюсс дал ему обозначение «нифе» (Ni-|-Fe). Перво-
начально принимал эту точку зрения и О. Ю. Шмидт.
Разделение метеоритов (скорее всего — осколков других
Я7
планет) на железные и каменные как будто подтверждало
эту идею. Но Е. Н. Люстих расчетами доказал, что вещество
Земли только за счет гравитационной дифференциации
не могло разделиться на железное ядро и перидотитовую
оболочку. К тому же непонятным было в этом случае су-
ществование внутреннего ядра.
Еще в 1939 г. советский геолог В. Н. Лодочников вы-
сказал мнение, что ядро Земли — не железное, а состоит
из тех же пород, что и мантия, но испытавших под дей-
ствием растущего к центру давления фазовое превращение,
сопровождаемое скачкообразным увеличением плотно-
сти и «металлизацией» силикатов, т. е. переходом их
в состояние, близкое к состоянию вещества в металлах.
В 1949—1950 гг. английский физик У. Рамзей, опираясь
на данные современной физики высоких давлений, пока-
зал, что при давлении 1 400 000 атм, существующем на
границе земного ядра, должен действительно происходить
переход силикатов в металлическую фазу. К тому же
температура плавления железа в ядре при давлениях
в миллионы атмосфер повышается до 4—7 тыс. градусов,
тогда как, по расчетам В. Н. Жаркова, металлизированные
силикаты при тех же давлениях плавятся при 1200—2500°.
Но температура глубоких недр Земли, по расчетам
Б. Ю. Левина и С. В. Маевой, не превосходит 3000°.
Значит, железное ядро было бы при таких условиях
твердым, а «металлизированное» силикатное — жидким.
Но ядро Земли, несомненно, жидкое: об этом красноре-
чиво говорит тот факт, что сквозь него не проходят
поперечные сейсмические волны, а проходят только про-
дольные, причем скорость их прохождения резко па-
дает 18. Значит, гипотеза Лодочникова—Рамзея правильно
отражает внутреннее строение Земли.
Ну, а что же представляет собой внутреннее ядро?
Вот оно-то, может быть, действительно состоит из железа.
Проверить это пока нельзя — ведь мы не можем наблю-
дать прохождение через него поперечных волн (они пол-
ностью гасятся во внешнем ядре). Но рано или поздно и эта
проблема будет решена.
18 В продольных сейсмических волнах колебания происходят вдоль
распространения волны, а в поперечных — перпендикулярно
ему. Скорость распространения поперечных волн в 2 раза меньше,
чем продольных.
88
Теперь мы видим, какой громадный объем вопросов
затронула теория Шмидта из самых различных областей
знания: астрономия, механика, физика, газовая динамика,
геофизика, геохимия, геология. И всюду — математика.
На каждом шагу нам приходилось употреблять слово
«расчеты». Расчеты такого-то показали то-то. Без расче-
тов сейчас никакая гипотеза не может даже заявлять
право на существование.
И еще одна черта современной науки ярко проявилась
в обсуждении гипотезы, а затем теории Шмидта — кол-
лективность в научных исследованиях. Сначала
О. Ю. Шмидт работал один. Затем у него появилось
несколько сотрудников. Потом работы Шмидта и его
школы буквально всколыхнули ученых нашей страны, и
в обсуждении гипотезы Шмидта в 1951 г. приняли уча-
стие уже 40 ученых различных специальностей. Еще
несколько десятков человек участвовали в разработке
отдельных, связанных с ней задач. На международных
совещаниях в ее обсуждении приняли участие многие
зарубежные ученые. Даже в нашей популярной книге
мы вынуждены были в связи с изложением теории
Шмидта упомянуть об исследованиях 30 ученых, не счи-
тая предшественников Шмидта.
Таков стиль современной науки. И хотя не все еще
ясно в происхождении планетной системы, хотя еще есть
немало белых пятен, хотя теория Шмидта — далеко не
единственная в планетной космогонии, но характерно,
что точки зрения авторов разных гипотез продолжают
сближаться, а идею образования планет из газово-пылевого
допланетного облака признают практически все. Еще идут
споры о путях образования этого облака (складывается
впечатление, что у ученых «не хватает духу» приступить
к этой задаче вплотную), еще продолжаются дискуссии
о происхождении Луны — единственного спутника с ано-
мально большой массой и моментом, о происхождении ко-
мет и астероидов. Но для их разрешения нужны факты.
Факты — воздух ученого. Без воздуха фактов наука задох-
нется. И ученые отправляются дальше в поисках фактов.
ЗА ФАКТАМИ — НА ДРУГИЕ ПЛАНЕТЫ
Можно ли было бы понять все закономерности развития
животного мира, если бы мы имели возможность изучать
его в пределах лишь одного острова или даже материка?
89
Вероятно, нет. Еще труднее обстоит дело с развитием
Земли. Геологи, геофизики долгое время изучали нашу
планету в одном-единственном экземпляре. Лишь недавно
методы этих наук были применены к изучению Луны,
а затем Марса и других цланет.
Изучая другие планеты, мы многое сможем понять и
в отношении нашей Земли. Возьмем такой пример, как
существование у той или иной планеты плотного ядра.
У Земли, как мы знаем, оно есть, хотя еще неясно, из
чего оно состоит. А у других планет? Если исходить из
гипотезы фазовых превращений под действием высокого
давления, то у более массивных планет ядро должно
существовать, а у меньших планет и спутников его может
и не быть.
Для подхода к этому вопросу в распоряжении уче-
ных был только один факт: плотности планет земной
группы и Луны. (Было очевидно, что планеты-гиганты
имеют иное внутреннее строение и рассматривать их надо
отдельно.) Составив таблицу масс и плотностей этих
пяти тел, ученые к концу 40-х годов получили такую
картину:
Планета Масса (Земля = 1) Плотность, г/см3
Луна . . 0.012 3.33
Меркурий . . 0.045 4.15
Марс . . 0.108 3.85
Венера 0.82 5.10
Земля 1.00 5.52
Казалось, все идет хорошо: чем больше масса
планеты, тем больше ее средняя плотность, а значит,
больше ядро. Правда, была маленькая неувязка: ма-
ленький Меркурий по плотности «забегал вперед»
более крупного Марса, — но она казалась незначитель-
ной. Да и масса Меркурия (не имеющего спутников) была
известна очень неточно.
Но вот в 1950 г. немецкий астроном Эрих Рабе из
наблюдений возмущений, вызываемых Меркурием в дви-
жении малой планеты Эрот за период 1926—1945 гг.,
заново вычислил массу Меркурия. Она оказалась на 20%
больше, чем предполагалось ранее, и составляла 0,054
земной. Плотность Меркурия тогда получалась уже
5,07 г/см3 — почти как у Венеры, имеющей в 15 раз
90
большую массу. Меркурий выпал из, казалось бы, наме-
тившейся закономерности.
Б. Ю. Левин, изучавший этот вопрос, объяснил такое
«поведение» Меркурия его близостью к Солнцу: он должен
был образоваться из частиц, прогретых до довольно высо-
ких температур (несколько сот градусов), а потому поте-
рявших все легкоплавкие и летучие компоненты и сохра-
нивших, наоборот, более тугоплавкие, а значит, и более
плотные вещества.
Но возьмем планеты, не выпадающие из зависимости
средней плотности от массы, — Луну и Марс. Средняя
плотность Луны почти равна плотности базальтового слоя
Земли («сима»). С другой стороны, давление в центре
Луны — всего 50 000 атм против 3 500 000 атм в центре
Земли. Такое давление в недрах Земли достигается на
глубине всего 150 км. Значит, Луна не должна иметь
плотного ядра.
Рассмотрим теперь Марс. Масса его больше, чем
у Луны, и в центре давление должно достигнуть по край-
ней мере 160 000 атм (если считать его однородным
шаром). Но для Марса мы знаем параметр, неизвестный
в случае Луны, а также Меркурия и Венеры (из-за их
медленного вращения). Это величина экваториального
сжатия — 1/192. Угловая скорость вращения Марса
почти та же, что и у Земли, но сжатие Земли гораздо
меньше — всего лишь 1/298. Это показывает, что Марс —
более однородный, чем Земля. Давление в его центре
соответствует давлению в мантии Земли на глубине
примерно 1100 км. Значит, и Марс не имеет ядра. Ядро
может быть только у Венеры, в центре которой давление
достигает 2 500 000 атм, превышая критическое значе-
ние 1 400 000 атм, при котором происходит переход веще-
ства в «металлическое» состояние.
С учетом всех этих данных Б. Ю. Левин и С. В. Маева
еще в 1958 г. выполнили расчеты термической истории
Луны и Марса тем же методом, каким были осуществлены
расчеты тепловой истории Земли. Расчеты велись на
гидроинтеграторе конструкции профессора В. С. Лукья-
нова (тогда астрономы еще не имели в своем распоряже-
нии электронно-счетных машин, а когда они появились,
расчеты были повторены и уточнены 18 19).
18 Именно поэтому данные расчеты были опубликованы значительно
позже: для Луны — в 1960 г., а для Марса — только в 1965 г.
91
Выяснилось, что через 1—1,5 млрд, лет после обра-
зования Луны ее недра должны были частично распла-
виться. Но дальше уменьшение запасов радиоактивных
веществ, их вынос наружу с легкоплавкими веществами,
потери тепла — все это привело к остыванию Луны.
Наружные слои остывали быстрее и должны были зат-
вердеть до глубин в 500—700 км.
Аналогичная картина получилась и для Марса —
с той разницей, что около 1,5 млрд лет назад для него
наступила своеобразная стабилизация: остывание почти
прекратилось. Глубже 300—500 км температура марсиан-
ских недр превышает температуру плавления, и они
могут быть в жидком состоянии.
А теперь обратим внимание на такой вопрос — один
из многих, который можно задать, рассматривая внутрен-
нее строение планет: почему одни планеты имеют маг-
нитное поле, а другие — нет?
Хорошо известно, что Земля по своим магнитным свой-
ствам подобна намагниченному железному шару. На-
пряженность ее магнитного поля составляет 0,6 э (у маг-
нитных полюсов). Природа земного магнетизма еще
неясна. Согласно одной из гипотез, объясняющих это
явление, магнитное поле Земли образуется электрическими
токами, возникающими в ее жидком ядре в результате
вращения Земли.
Тут сразу же надо отметить, что жидким ядро может
быть только в случае справедливости гипотезы Лодоч-
никова—Рамзея о фазовых переходах в каменистом ве-
ществе при критическом давлении. Если ядро Земли
железное, расплавиться оно не может.
Значит, для наличия магнитного поля (в случае спра-
ведливости гипотезы электрических токов в ядре) нужны
два условия: существование ядра и быстрое вращение.
Что же говорят факты?
Полеты советских станций «Луна-2», «Луна-9» и других
к Луне, советской станции «Венера-4» к Венере, амери-
канской станции «Маринер-4» к Марсу позволили изме-
рить их магнитные поля, которые оказались очень сла-
быми. Магнитное поле Луны, по данным первого советского
лунного спутника «Луна-10», не превышает 20 гамм
Аналогичные расчеты были выполнены в 1959—1963 гг. в США
3. Копалом и Дж. Макдональдом.
92
(1 гамма=10~6 а). У Венеры, как передала «Венера-4»,
магнитное поле более чем в 3000 раз слабее земного,
у Марса, по данным «Маринера-4», оно слабее по крайней
мере в 100 раз.
В противоположность этому такие массивные и быстро
вращающиеся планеты, как Юпитер и Сатурн, обладают
магнитными полями. Путем наблюдений радиоизлучения
этих планет у них были обнаружены радиационные пояса,
как у нашей Земли. Отсюда удалось оценить и напряжен-
ность магнитных полей планет-гигантов. У Юпитера
магнитное поле в 10—100 раз превосходит земное, у Са-
турна — от 2 до 20 раз.
сопоставить между собой собранные
Теперь можно
факты.
Планета Вращение Ядро Магнитное поле
Луна Медленное Нет Слабое
Марс Быстрое » »
Венера Медленное Есть »
Земля Быстрое » Сильное
Сатурн » » »
Юпитер » » »
Из этих данных видно, что:
1) планеты с медленным вращением не имеют заметного
магнитного поля (Луна, Венера).
2) планеты, у которых нет ядра, тоже не имеют его
(Луна, Марс);
3) планеты с быстрым вращением и ядром все имеют
магнитные поля (Земля, Юпитер, Сатурн).
Конечно, изученных планет еще мало — только шесть,
но факты по этим шести планетам говорят в пользу ги-
потезы электрических токов.
Мы привели здесь немного примеров. Но и их доста-
точно, чтобы понять, как важно изучать другие планеты.
Это нужно для более глубокого понимания природы и
истории нашей Земли, ее строения и развития.
Изучение природы Луны и планет, как и любых не-
бесных тел и явлений, тоже не обходится без гипотез.,
Но о них мы поговорим в следующих главах.
ГЛАВА ВТОРАЯ
ГИПОТЕЗЫ О ЛУНЕ
ЗНАЕМ ЛИ МЫ ЛУНУ?
Луна — ближайшее к Земле небесное тело, ее единствен-
ный естественный спутник. Еще задолго до начала эры
космических полетов Луна считалась наиболее изучен-
ным телом солнечной системы после Земли. Даже тогда
в лучшие телескопы мира можно было различить на Луне
детали поперечником в километр и даже меньше. С по-
мощью фотометров и спектрографов можно было изучать
малейшие нюансы ее отражательной способности (аль-
бедо) и цвета, получать и анализировать поляризацион-
ные свойства отраженного лунной поверхностью света и
многое другое. А за последние годы, когда к Луне вслед
за советской автоматической станцией «Луна-1» устре-
мились десятки других космических аппаратов, из кото-
рых четыре сели на лунную поверхность, а восемь превра-
тились в искусственные спутники Луны, возможности
изучать Луну возросли необычайно.
И все-таки знаем ли мы Луну?
На поверхности Луны мы наблюдаем обширные тем-
ные равнины, получившие по недоразумению названия
«морей», длинные горные хребты, напоминающие земные,
глубокие трещины и борозды. Но самой главной особен-
ностью лунного рельефа являются, конечно же, знамени-
тые лунные кратеры — кольцевые горы (рис. 22).
Слово кратер (crater) по-латыни означает «чаша».
Но форму чаши имеют лишь самые маленькие кратеры,
да и то не все. Иногда лунные кольцевые горы называют
цирками (от слова circulus — круг). И действительно,
они нередко напоминают арену цирка.
Размеры лунных кратеров весьма разнообразны — от
250 км до . . . Раньше писали «до километра», но теперь
94
яа панорамах «Луны-9» и «Луны-13», па снимках амери-
канских «Рейнджеров» видны кратеры меньше метра.
Высота вала у больших кратеров измеряется кило-
метрами (2—4 км). В центре многих из них имеется горка,
высота которой почти всегда меньше высоты вала. Неко-
торые ученые называют кратерами только кольцевые
горы с центральной горкой, оставляя за прочими название
«цирки» другие ученые большие кольцевые горы назы-
вают цирками, а малые — кратерами.
Но дело не в терминологии. Как возникли эти кратеры
и цирки и почему их нет на Земле — вот в чем вопрос!
ВУЛКАНЫ ИЛИ МЕТЕОРИТЫ?
Из десятка гипотез, предлагавшихся в разные времена
для объяснения кольцевых форм лунных гор, две сохра-
няют свое значение до настоящего времени, и их стороп-
Р ВС. 23. Лунные кратеры и области Южного полюса
95
ники, сменяя друг друга, ведут между собой, по меткому
выражению испанца А. Палюзи-Бореля, «Столетнюю
войну». Эти две гипотезы — вулканическая (эндогенная)
и метеоритная (экзогенная). Приставки эндо- и экзо-
означают соответственно действие внутренних и внеш-
них сил.
Вулканическая гипотеза старше своей соперницы,
хотя и не намного. Впервые ее высказал в конце 80-х
годов XVIII в. известный немецкий астроном-наблюдатель,
судья по профессии, Иоганн Шретер. По мнению Шретера,
не подлежало сомнению, «что все глубокие кольцеобразные
впадины на лунной поверхности — это настоящие кра-
теры». Несомненно, пишет он далее, «что одна и та же
сила создала как кратеры, так и кольцеобразные горы
вокруг них; следовательно, они должны были возникнуть
одновременно. Сила, породившая их, отнюдь не является
чем-то внешним для Луны, она должна была исходить
из недр лунного тела, проявляясь в виде извержений».
Возможность вулканических извержений на Луне пред-
полагал в те же годы и Вильям Гершель.
Но ни у Шретера, ни у Гершеля, ни у их многочислен-
ных последователей не было в распоряжении ни одного
наблюдения действительного извержения на Луне. Никто
из них не провел научного геологического анализа лун-
ного рельефа. Мы нарочно привели высказывания Шре-
тера, чтобы показать разительное противоречие между
категоричностью его суждений («несомненно», «должны
были») и почти полным отсутствием обоснований.
Не в лучшем положении была первоначально и дру-
гая гипотеза — метеоритная. Идея о том, что кратеры
образованы падающими на Луну метеоритами, была
выдвинута впервые в 1824 г. немецким астрономом
Францем Груитуйзеном. По его мнению, космические
массы, падавшие на Луну, были гораздо больше совре-
менных метеоритов и вызывали продавливание кольцевых
участков лунной коры с образованием кратеров.
Груитуйзен был большим фантазером, и некоторые его
предположения сейчас не могут не вызвать улыбки. Так,
он считал Луну обитаемой, заявлял об открытии им «лун-
ных городов», «грандиозных укреплений» и даже надеялся
увидеть «праздничные процессии селенитов с иллюми-
нацией». Впрочем, такие же «города» открывал и Шретер,
автор вулканической гипотезы.
96
В то время обе гипотезы переживали Свое детство,
и, с нашей точки зрения, обе выглядели по-детски наивно.
Взгляды Груитуйзена вскоре были забыты, и лишь
в 1873 г. английский астроном Р. Проктор вновь высказал
идею о проламывании лунной коры ударами метеоритов,
сопровождавшимися излияниями лавы, которая и обра-
зовывала стенки и дно кратера. Однако позже Проктор
отказался от этих взглядов.
В 1892 г. президент Американского геологического
общества Г. Джильберт, уходя со своего поста, произнес
большую речь, в которой дал первое серьезное и обстоя-
тельное обоснование метеоритной гипотезы. При этом он
впервые высказал идею, что не только кратеры, но и
лунные «моря» образованы лавовыми излияниями, выз-
ванными падениями больших масс «метеоритов». В следую-
щем году статья Джильберта была опубликована, но
осталась не замеченной астрономами. О ней вспомнили
лишь полвека спустя.
Через тридцать лет после Джильберта известный не-
мецкий геофизик Альфред Вегенер подверг критике
различные взгляды на происхождение лунных формаций
и предложил следующий вариант метеоритной гипотезы.
Метеориты, образовавшие лунные кратеры, до этого
двигались вокруг Луны, образуя некоторое «метеоритное
кольцо». Метеориты падали на Луну под действием ее
притяжения, т. е. нормально к ее поверхности, так как
в противном случае кратеры, по представлению Вегенера,
должны были иметь эллиптическую форму. Ведь в те
времена образование кратеров приписывалось в основном
механическому воздействию падающего метеорита на
лунную кору. Теплота, развивающаяся при падении, по
мнению Вегенера, способствовала кратерообразованию, но
играла второстепенную роль.
Для подтверждения своих взглядов Вегенер проводил
опыты по моделированию лунных кратеров путем сбрасы-
вания небольших порций цементного порошка на массу
жидкого или порошкообразного цемента. Искусственные
миниатюрные кратеры в цементной массе, полученные
Вегенером, чрезвычайно походили на лунные кратеры
по форме, структуре, наличию центральной горки и даже
лучей.
Существенным подтверждением своей точки зрения
Вегенер считал открытие метеоритных кратеров на Земле
97
(в частности, Аризонского кратера) и их морфологиче-
ское сходство с лунными.
Книга Вегенера «Происхождение Луны и ее кратеров»
была издана в Германии в 1921 г. и спустя два года пере-
издана в СССР. Но, как это ни странно, она осталась
совершенно неизвестной большинству американских и
английских ученых. В важнейших монографиях и статьях
о Луне таких современных исследователей, как Болдуин,
Юри, Койпер, Копал, Грин, имя Вегенера даже не упо-
минается, хотя каждая из этих работ содержит обширную
библиографию.
Ну что же — таких примеров в истории науки мы
знаем немало. Некоторые из них приводились и в этой
книге.
А между тем в конце XIX и начале XX в. сторонники
вулканической гипотезы тоже предприняли ряд попыток
ее обоснования. Любопытно, что среди них многие отнюдь
не были специалистами-геологами. Одну из первых таких
попыток предприняли английские любители астрономии
Дж. Нэсмит (известный как изобретатель парового молота,
а также особой системы телескопа) и Дж. Карпентер.
В 1874 г. в большой книге, посвященной Луне, они выд-
винули фонтанно-вулканическую гипотезу, согласно ко-
торой извержение из центральной горки приводит к посте-
пенному насыпанию вала кратера (рис. 23). Но, как
известно, далеко не все кратеры имеют центральную
горку.
В 1896 г. французский астроном П. Пюизё попытался
обосновать вулканическую гипотезу учетом приливов,
вызываемых на Луне Землей. Нетрудно подсчитать (см.
формулу на стр. 41), что они должны быть раз в 20 силь-
нее, чем лунные приливы на Земле. По мнению Пюизё
приливы и являлись причиной лавовых излияний, обра-
зовавших лунные кратеры. Вместе с астрономом М. Леви
П. Пюизё составил и издал большой фотографический
атлас Луны, считавшийся в течение 65 лет лучшим в мире.
Изучая лунные фотографии, Леви и Пюизё подметили
немало важных фактов, относившихся к структуре лун-
ного рельефа, в частности были обнаружены полигональ-
ные (многоугольные) кратеры.
Но, конечно, решающее слово в обоснование вулкани-
ческой гипотезы должны были сказать геологи. Они не
остались безучастными в этом вопросе. Еще в 1843 г.
38
Рис. 23. Происхождение лунных кратеров по Нэсмиту
и Карпентеру
уже известный нам автор контракционной гипотезы
Эли де Бомон посвятил одну из своих работ сравнению
горных массивов Земли и Луны. Спустя три года аме-
риканский геолог Джемс Дана опубликовал статью
«О вулканах на Луне». Изучением предполагаемых лун-
ных вулканов много занимался, начиная с 70-х годов
прошлого века, французский геолог Станислав Менье.
В 1896 г. он издал в Петербурге монографию «Сравни-
тельная геология, или геология небесных тел», в которой
разрабатывал вопросы образования и развития лунного
рельефа — не только кратеров, но и гребней, борозд,
трещин.
Приблизительно в то же время изучением форм лун-
ного рельефа и структуры лунной поверхности занимался
такой известный геолог, как Эдуард Зюсс, посвятивший
Луне несколько своих работ. Вот как он описывает обра-
зование лунных «морей»:
«Температура большой массы отнюдь не является
вполне равномерной. В одном каком-нибудь месте она
поднимается, разъедает шлаковую оболочку, и отсюда
новая переплавка равномерно распространяется по всем
направлениям на сотни километров. Очаг плавления имеет
форму шарового сегмента; его контур представляет собой
круг. Но вот процесс приближается к концу; температура
99
поверхности у краев очага ниже, нежели в средних его
частях; шлаки уже не расплавляются целиком, а выбра-
сываются наружу, подобно морене. На этом весь процесс
останавливается. В результате остается большая плоская
равнина, кругообразно оцаймленная. . . шлаковым валом,
который иногда возвышается над вновь застывающей
поверхностью на много тысяч футов. Таковы, например,
громадные шлаковые валы, которые под названием Апен-
нин, Альп и т. д. окружают Море Дождей».
Мы увидим скоро, что основная идея Зюсса об обра-
зовании «морей» в результате частичных расплавлений
поверхностного слоя Луны подтвердится в ходе новейших
исследований, но его представление о горных хребтах,
окаймляющих «моря», как о шлаковых валах окажется
неправильным. Это помогут установить первые искус-
ственные спутники Луны, запущенные советскими уче-
ными.
Рис. 24. Юго-западный край Луны с кратером Варгентин (указан стрелкой)
100
Рис. 25. Вид сверху типичного земного вулкана (слева) и лунного кратера
(при боковом освещении)
В начале XX в. проблемой происхождения лунных
кратеров интересовался академик А. П. Павлов, предло-
живший остроумную модификацию вулканической ги-
потезы. По его схеме раскаленная лава, поднимаясь из
недр Луны, расплавляла части лунной поверхности, что
приводило к образованию в этих местах круглых лавовых
озер, окаймленных правильными кольцевыми валами,
напоминающими вал вокруг лавового озера в кратере
Килауэа, периодически возникающий и разрушающийся.
Затем уровень лавы понижался и она застывала. Позже,
иногда на том же месте, возникали новые очаги расплав-
ления, образовывались вторичные (паразитные) кратеры
и шлаковые конуса — центральные горки. Иногда лава
заливала кратер до верхних краев вала и образовывалась
«столовая гора» типа кратера Варгентина (рис. 24). Как
видим, у Павлова есть много общего с идеями Зюсса.
Вулканическую гипотезу за первые четыре десятиле-
тия XX в. пытались разрабатывать и другие геологи,
среди которых был один из авторов планетезимальной
гипотезы происхождения солнечной системы Т. Чемберлин.
101
Но основным содержанием их работ был морфологи-
ческий анализ структур лунной поверхности и выявление
признаков, позволяющих судить о генезисе лунного
рельефа. В интересующем нас частном вопросе — о проис-
хождении лунных кратеров — никто из геологов не дал
четкой картины (или лучше сказать — механизма) их
образования. Высказывались в основном лишь общие
соображения, приводились примеры схожих земных об-
разований.
С самого начала было ясно, что на обычные земные
вулканы (типа Везувия) лунные кратеры совсем не по-
хожи (рис. 25). Вместо конусообразной коры с узким
жерлом на вершине на Луне мы видим широкий кольце-
Рис. 26, «Лунный кратер» на Земле (фото Г. С. Штейнберга)
102
вой вал, а в центре (притом далеко не всегда) — горку
без жерла.
Но кроме таких вулканов, как Везувий, Этна, Стром-
боли, Ключевская сопка, имеющих конусообразную форму,
существуют так называемые кальдеры и маары, вид ко-
торых куда больше напоминает лунные кратеры.
Кальдеры часто образуются в результате провала
верхней части конуса вулкана — их называют проваль-
ными. Диаметр таких кальдер бывает подчас очень велик.
Так, Кратер Лэйк (Кратерное озеро) в штате Орегон (США)
имеет в диаметре 10 км, высота его вала — 2,4 км. Еще
больше вулкан Узон на Камчатке.
Кроме провальных кальдер существуют еще взрывные
кальдеры, или маары, образующиеся в результате взрыва
газов. Таково Лаашское озеро в Германии, имеющее
диаметр 3,5 км.
Очень похожи на лунные кратеры вулканы Хверфьялла
и Лудент, расположенные на острове Исландия, вблизи
озера Миватн. Диаметр кольцевого вала первого из них
достигает 1 км, а внутри есть центральная горка — моло-
дой вулкан. Есть подобные кратеры и на Курильских
островах (рис. 26).
Но внешнего сходства кальдер и мааров с лунными
кратерами для укрепления позиций вулканистов было
недостаточно. Ведь не меньшее, а, пожалуй, большее
сходство с ними имели метеоритные кратеры на
Земле.
Вопрос надо было исследовать более глубоко.
ДВЕ КНИГИ
В 1949 г. в двух почти противоположных точках зем-
ного шара вышли две книги, посвященные происхожде-
нию лунного рельефа. И надо сказать, что авторы этих
книг рассматривали проблему тоже с почти диаметральных
позиций.
Одна из этих книг вышла в Москве и называлась «Об
основных вопросах истории развития поверхности Луны».
Ее автором был советский геолог А. В. Хабаков.
Другая книга была издана в Чикаго, называлась
«Лик Луны» и принадлежала перу американского уче-
ного Ральфа Болдуина.
103
Их содержание и подход к решению проблемы станут
ясными из следующих двух отрывков, содержащих отзывы
об этих книгах двух других известных ученых.
Вот что писал о книге А. В. Хабакова в 1952 г. ака-
демик АН УССР Н. П. Барабашов, более 30 лет изучав-
ший природу Луны: «Он (А. В. Хабаков. — В. В.) наг-
лядно показал, что происхождение форм рельефа лунной
поверхности можно объяснить только закономерностями
внутренними, в том числе и вулканическими процессами,
а не пришедшими извне (как метеориты)».
А вот мнение о книге Р. Болдуина американского
геохимика, лауреата Нобелевской премии Гарольда Юри,
высказанное в 1956 г.: «Астрономам понадобилось почти
столетие дискуссий, чтобы признать, что строение лунной
поверхности вызвано главным образом столкновениями».
Итак, в «Столетней войне» сложилась странная ситуа-
ция: каждая из сторон торжествовала свою победу.
Третейского суда не было. Таким судьей могла быть
только сама Луна, но она упорно молчала, словно посмеи-
ваясь над учеными.
Впрочем, все обстояло далеко не так просто. Книги
Хабакова и Болдуина далеко не во всем противоречили
друг другу, и обе они, особенно первая, явились ценным
вкладом в исследование природы Луны. Обе гипотезы
с выходом этих книг вступили в пору своей зрелости.
Дискуссии возобновились, но на совсем ином, более вы-
соком научном уровне.
Книга А. В. Хабакова была задумана ее автором еще
в 1939—1940 гг. Обратившись к литературе по природе
Луны и строению ее поверхности, ученый начал было
приходить в отчаяние от неописуемого разнобоя мнений,
обнаружившегося в мировой литературе о Луне. Список
использованной им литературы разрастался неисчерпаемо
и вскоре достиг восьмисот названий. В этом океане легко
было упустить ценные мысли и попросту растеряться.
И А. В. Хабаков, геолог по специальности, начал
учиться приемам астрономических наблюдений. Он наблю-
дал Луну сначала для общего ознакомления, потом стал
изучать отдельные области, представлявшие для него
интерес. «Никакое разглядывание фотографий лунной
поверхности, пусть даже самых лучших, — говорил
А. В. Хабаков, — не может дать геологу столько, сколько
непосредственные наблюдения у телескопа».
104
Наступила Великая Отечественная война. Редчайшие
сокровища библиотеки Пулковской обсерватории ока-
зались недоступными, а частью даже погибли. Несмотря
на это, в тяжелые 1941—1943 гг. А. В. Хабаков и написал
в основном свою книгу. Затем, уже по окончании войны,
рассказал о своих выводах на заседании Отделения мате-
матической и физической географии Всесоюзного гео-
графического общества в Ленинграде. Дальше последо-
вали обсуждения проблемы с ленинградскими и пулков-
скими астрономами, доработка книги, сдача ее в печать.
Уже после этого А. В. Хабаков смог познакомиться
с двухтомной монографией Дж. Сперра «Геология в при-
менении к селенологии», изданной в Америке в 1944 г.
В ней, как и в книге самого Хабакова, содержался гео-
логоморфологический анализ лунного рельефа, выска-
зывались некоторые соображения о составе лунных пород.
По многим вопросам взгляды обоих исследователей сов-
падали.
Наконец, почти одновременно с книгой Хабакова,
в июне 1948 г., закончил свою книгу «Современные пред-
ставления о Вселенной» академик В. Г. Фесенков. Правда,
Луне в ней посвящены лишь 10 страниц, но автор ее вы-
сказывается вполне определенно. Ему была известна книга
Сперра, а книгу Хабакова он редактировал. И председа-
тель Комитета по метеоритам АН СССР (занимающий
этот пост и поныне) решительно стал в ряды противников
метеоритной гипотезы.
ЛУНА ГЛАЗАМИ ГЕОЛОГА
Как же мог геолог изучать историю развития лунной по-
верхности, не побывав на ней? Для этой цели существует
давно известный метод — геологоморфологический анализ.
Во многих местах на Луне отчетливо заметны следы
наложения одних форм на другие. Приведем несколько
примеров.
Вот перед нами — Море Нектара (рис. 27). В верхней
части его — полуразрушенный цирк Фракастор, имею-
щий форму подковы. Очевидно, что он образовался раньше
Моря Нектара, а затем уже произошли опускание дна
котловины и заполнение ее лавой. Лава залила северную
часть вала Фракастора и его дно. Итак, Фракастор —
105
доморской кратер. Напротив, маленький кратер Россе,
расположенный севернее, недалеко от «рогов» подковы
Фракастора, явно послеморского происхождения.
В правом нижнем углу снимка можно видеть, как
молодой кратер Теофил наложился на более древний кра-
тер Кирилл, частично разрушив его вал. Таких примеров
можно привести немало.
А. В. Хабаков тщательно изучил последовательность
наложений одних лунных образований на другие. Он ис-
следовал также типичные формы лунных объектов и их
состояние (наличие сбросов, обрушений, разрывов, раз-
ломов и т. д.).
Но он не удовольствовался этим. Много интересного
геологу могли дать астрофизические сведения: отражатель-
ная способность, цвет, степень поляризации света различ-
ных участков лунной поверхности. По ним можно было
судить о вероятном составе и строении лунных пород,
сравнить их с земными породами, выявить общность и раз-
личие между теми или иными образованиями на Луне.
Изучение всех этих материалов позволило А. В. Ха-
бакову сделать уверенный вывод: поверхность Луны по
всем данным сложена вулканическими породами. Но пре-
обладание вулканических пород на поверхности целой пла-
неты невозможно было объяснить без представления о том
или ином механизме лавовых извержений, без мысли о вул-
канизме как существенном факторе образования рельефа
Луны.
Следы обширных лавовых излияний и затопления ими
более древнего рельефа, действительно, наблюдаются на
Луне. Кроме уже рассмотренных примеров можно ука-
зать на частичные затопления цирков в Море Ясности,
Озере Сновидений, Море Облаков и в других местах.
Исследовав строение «берегов» лунных «морей»,
А. В. Хабаков пришел к заключению, что «моря» образо-
вались в результате грандиозных погружений бывших
участков гористой"«суши» и что этот процесс сопровождался
образованием круговых разломов.
Кое-где на Луне (например, в Море Кризисов) при под-
ходящих условиях освещения видны остатки затопленных
кратеров. Их назвали кратерами-фантомами (призра-
ками). Существуют на Луне и древнейшие, погребенные
«моря», впоследствии «разъеденные» образовавшимися на
их месте кратерами.
106
Рис. 27. Море Нектара с кратерами Фракастор (вверху,
в виде подковы) и Россе (левее середины снимка)
Все это привело А. В. Хабакова к мысли, что периодов
образования кратеров и «морей» на Луне было несколько
и что они последовательно сменяли друг друга. Периоды
интенсивного кратерообразования, по мнению А. В. Ха-
бакова, были связаны с расширениями, а периоды образо-
вания «морей» — со сжатиями лунного шара, сопрово-
ждавшимися гигантскими обрушениями.
Вот как выглядит схема этих периодов, по А. В. Ха-
бакову, если идти от современности в глубь веков.
Современный период продолжается несколько
десятков тысяч лет и характеризуется ослабеванием кра-
терообразования. В этот период образовалось около 500 не-
больших кратеров (на видимой стороне Луны), диамет-
рами от 5 до 40 км, причем большая часть их — несомненно
метеоритного происхождения.
Коперниковский период предшествовал со-
временному и продолжался несколько миллионов лет.
107
В это время возникли кратеры с лучами (Коперник, Тихо,
Кеплер, Аристарх и др.) и все послеморские кратеры —
всего более 4800.
Океанский период, с которым связано формиро-
вание Великого пояса лунных «морей» (Океан Бурь,
моря Дождей, Ясности, Спокойствия, Плодородия и др.)—
тоже несколько миллионов лет.
Птолемеевский период, в который образо-
вались доморские кратеры (Птолемей, Фракастор и др.),
длился гораздо дольше: вместе с еще более древними пе-
риодами (названы ниже) не меньше 100—200 млн. лет.
Алтайский период соответствует времени обра-
зования тех древних «морей», которые обнаруживаются
в районе лунного Алтая и в некоторых других местах.
Гиппарховский (доалтайский) период также
сопровождался горообразованием. Это видно по фестон-
чатой изъеденности древнего края Алтайских гор, свиде-
тельствующего об образовании там древнейших кра-
теров.
Древнейший период отличался, по-видимому,
немногочисленностью кратеров, ровной холмисто-бугри-
стой или гребнисто-корковой поверхностью, напоминаю-
щей шлаковую поверхность лавы.
Такова история развития поверхности Луны по
А. В. Хабакову. Что же в ней — истина, а что — только
гипотеза?
Истина — это определения относительного возраста
различных образований, выделение среди них более моло-
дых, средних, древних и древнейших, установление после-
довательности формирования различных групп лунных
кратеров и «морей». Не подлежит сомнению и то, что
«моря» — действительно области гигантских лавовых из-
лияний и что вообще вулканизм на Луне имел (а возможно,
и имеет) место.
Гипотеза — это утверждение, что лунные кратеры об-
разованы в результате вулканических извержений, что
образование «морей» занимало длительное время, что
Луна испытывала периоды расширения и сжатия, что
образование кратеров прекращалось в эпоху формирова-
ния «морей». Гипотетичны и оценки длительности отдель-
ных периодов.
А теперь посмотрим на те же явления с другой точки
зрения.
108
БОМБЫ, МЕТЕОРИТЫ И ЛУННЫЕ
КРАТЕРЫ
Одним из постоянных возражений против метеоритной ги-
потезы было отсутствие на Луне эллиптических кратеров.
Казалось бы, метеориты, падающие на Луну под большими
углами, должны были образовывать именно вытянутые
ямы — кратеры. Пытаясь обойти это затруднение, и
Джильберт, и Вегенер вынуждены были предполагать,
что метеориты падали на Луну почти вертикально, под дей-
ствием ее притяжения.
А между тем в таком предположении не было никакой
надобности, а возражение, связанное с формой кратеров,
основано на недоразумении.
В 1928 г. новозеландский ученый А. Гиффорд в коро-
тенькой заметке указал на то, что при ударе метеоритов
о лунную (или земную) поверхность должен происходить
взрыв, при котором независимо от угла падения образуется
круговой кратер. Но на заметку Гиффорда никто не обра-
тил внимания, и она прошла бесследно для науки.
Спустя 10 лет московский студент Кирилл Станюкович
(ничего не знавший о заметке новозеландца) выполнил
дипломную работу на тему «О происхождении лунных кра-
теров». В ней впервые было строго доказано, что метеорит,
сталкивающийся с твердой поверхностью планеты со ско-
ростью в несколько десятков километров в секунду, про-
изводит грандиозный взрыв. Огромная кинетическая
энергия летящего метеорита при ударе о поверхность пла-
неты реализуется весьма своеобразно. Продолжать движе-
ние тело не может из-за сопротивления среды, поэтому
вся энергия переходит в тепло. Нетрудно рассчитать,
что при скорости более 5 км/сек кинетическая энергия на
единицу массы (удельная кинетическая энергия) превы-
шает удельную теплоту испарения камня и железа. При
таком сверхскоростном ударе тела ведут себя подобно
сильно сжатому газу: силы молекулярного сцепления ока-
зываются слишком малы по сравнению с начальной энер-
гией удара. Для описания явлений, происходящих при
таком ударе, нужно было привлечь уравнения газовой
динамики.
Обо всем этом Станюкович сделал доклад на Второй
конференции по кометной и метеорной астрономии, со-
стоявшейся в начале 1937 г. в Москве. Краткое изложение
109
доклада было опубликовано в «Астрономическом журнале».
Но большая работа осталась неопубликованной, и научный
мир о ней тоже не узнал.
Лишь в 1947 г. К. П. Станюкович (ставший к тому вре-
мени уже доктором технических наук) совместно
с В. В. Федынским опубликовал в «Докладах Академии
наук СССР» статью «О разрушительном действии метео-
ритных ударов», где излагал основные положения своей
теории. Эта статья, напечатанная в наиболее авторитетном
советском научном журнале, уже не могла остаться неза-
меченной. На нее появились отклики. Между тем К. П. Ста-
нюкович продолжал развивать и совершенствовать свою
теорию и, в частности, применил ее к Луне.
Вот как выглядит, согласно К. П. Станюковичу, про-
цесс образования кратера при ударе метеорита о поверх-
ность планеты (рис. 28). В первые мгновения после удара
тело еще продолжает двигаться вперед, сжимая на своем
пути породы, о которые произошел удар. Одновременно
и тело, и часть окружающей породы испытывают резкое
нагревание за счет прохождения по ним мощной ударной
волны, зародившейся в момент удара. Когда тело полно-
стью останавливается, происходит взрыв — мгновенное
испарение метеорита и значительной части вещества во-
круг него. Так как до этого тело успело углубиться
в почву, взрыв происходит на некоторой глубине. Громад-
ная масса вещества оказывается выброшенной силой взрыва
далеко от места падения метеорита. На этом месте обра-
зуется чашеобразное углубление — метеоритный кратер.
Разумеется, форма кратера не зависит от угла падения
метеорита К
Из расчетов К. П. Станюковича следует, что сила та-
кого взрыва намного превосходит силу взрыва тротилового
заряда, равного по массе упавшему метеориту. Расчет
этот прост, и мы можем предложить его читателю.
Пусть метеорит падает со «средней» скоростью 40 км/сек
(читатель может сам проделать такие же расчеты для дру-
1 Любопытно, что даже в последнее время некоторые сторонники
вулканической гипотезы прибегают к старому аргументу, свя-
занному с отсутствием эллиптических кратеров на Луне. Так,
он использовался в книге известного немецкого вулканолога про-
фессора А. Ритмана «Вулканы и их деятельность» (изд-во «Мир»,
1964, стр. 416) и был применен в докладе венгерского геолога
Бела Мохачи на V конференции по планетологии в Ленинграде
в мае 1965 г.
110
гих скоростей). Тогда его
удельная кинетическая энер-
гия составит
(4.106)2 о ЛЛ12
= 8 • 1012 эрг[г
Но удельная энергия испа-
рения камня или железа
равна примерно 8-1010 эрг/г
(в 100 раз меньше), а плот-
ность энергии детонации тро-
тила 4-IO10 эрг!г (в 200 раз
меньше). Таким образом,
упавший метеорит произво-
дит взрыв, гораздо более
мощный, чем такая же фу-
гасная бомба.
Кстати, о бомбах. Посмо-
трите на рис. 29: не правда
ли, похоже на лунные кра-
теры? Но это не Луна —
это снятые с самолета во-
ронки от бомб, сброшенных
во время минувшей войны
американской авиацией на
германские заводы Фокке—
Вульф. Внешнее сходство,
скажете вы? Но рассмотрим
этот вопрос поглубже.
В уже известной нам
книге Р. Болдуина «Лик
Луны» приводится интерес-
ный график (рис. 30). На нем
представлена зависимость
между диаметром и глуби-
ной дна для воронок от сна-
рядов, бомб, взрывов, для
земных метеоритных крате-
ров и, наконец, для лунных
кратеров. Ясно видно, что,
несмотря на некоторый раз-
брос точек (связанный, по-
видимому, со свойствами
Рис. 28. Процесс образования ме-
теоритного кратера
а — фронт ударной волны, б — от-
раженная волна разрежения
lit
почвы), структура всех этих воронок и кратеров свя-
зана единой закономерностью. А значит, и механизм
образования у них был один. Этот механизм — взрыв!
Значит, выходит, что лунные кратеры. . . Но не сле-
дует спешить с выводами. Взрыв может иметь и подзем-
ную причину. Как показали американские атомные под-
земные взрывы, после них образуются настоящие кратеры,
схожие по структуре с метеоритными (рис. 31). Мы знаем,
что взрывы бывают и при вулканических извержениях.
Но никогда еще при этом не образовывались кратеры,
похожие по своей структуре на лунные. Для иллюстрации
этого несоответствия на график Болдуина (см. рис. 30) мы
нанесли семь крупнейших кальдер. Нетрудно видеть, что
только три из них (Товада, Ньюбери и Рудольф) хорошо
Рис. 29. Воронки от бомб (с самолета)
112
Рис. 30. Зависимость диаметр—глубина для взрывных воро-
нок, земных метеоритных кратеров, кальдер и лунных крате-
ров (по Р. Болдуину)
ложатся на кривую, остальные четыре (Иджен, Валлес,
Килауэа и Катмаи) не соответствуют общей закономер-
ности. И это не удивительно: ведь они провальные, а не
взрывные. Взрывные кальдеры на Земле — большая ред-
кость, и вряд ли можно считать, что именно этот вид вул-
канизма оказался наиболее распространенным на Луне.
Большим недостатком вулканической гипотезы было
отсутствие разработанной физико-математической теории
механизма извержения в применении к Луне, такой тео-
рии, которая могла бы конкурировать с теорией образо-
вания метеоритных кратеров К. П. Станюковича или аме-
113
Р ис. 31. Профили Аризонского метеоритного кратера (вверху)
и двух кратеров от подземных ядерных взрывов. Масштаб
Аризонского кратера уменьшен в 15 раз
риканского физика Роберта Бйорка. На это давно уже
указывали «вулканистам» их противники.
Теории не было. Как могли образоваться гигантские
лунные кратеры в результате вулканических извержений,
оставалось неизвестным. И вдруг. . . печать и радио на-
шей страны разнесли известие о вулканическом изверже-
нии на Луне!
ИЗВЕРЖЕНИЕ В КРАТЕРЕ АЛЬФОНС
В ночь со 2 на 3 ноября 1958 г. на крупнейшем в то время
телескопе страны — 122-сантиметровом рефлекторе Крым-
ской астрофизической обсерватории 2 — вели наблюде-
ния Луны два приезжих астронома. Один из них был из-
вестный пулковский астрофизик профессор Н. А. Козырев,
другой — харьковский астроном В. И. Езерский, специа-
лист по физике планет.
Телескоп был наведен на лунный кратер Альфонс
(рис. 32). Кратер этот был выбран не случайно. Уже давно
2 Сейчас этот телескоп занимает в СССР лишь четвертое место.
114
в нем замечались какие-то подозрительные помутнения,
о чем свидетельствовал английский астроном Олтер.
Телескоп был снабжен спектрографом большой диспер-
сии (т. е. дававшим большой масштаб спектра). Ученые
с 22 октября начали систематическое фотографирование
спектров кратера Альфонс, но до 3 ноября никаких осо-
бенностей в нем обнаружено не было.
Наступало утро 3 ноября. Было еще темно. Луна нахо-
дилась в фазе последней четверти и поднималась все выше.
Между 3 и 4 часами утра ученые заметили ослабление си-
ней и фиолетовой частей спектра центральной горки кра-
тера. В 4 часа 30 минут общая яркость горки заметно
ослабела.
Прошло еще полтора часа. И вдруг в 6 часов утра яр-
кость центральной горки необычно усилилась. Козырев
начал снимать спектр, Езерский следил в телескоп-гид
Рис. 32. Кратер Альфонс (снято американской космической станцией
«Рейнджер-9»)
115
за точностью наводки. Повышение яркости горки продол-
жалось полчаса, после чего прекратилось. Для контроля
Козырев снял новую спектрограмму, а на следующую
ночь — еще одну.
Когда пластинки были проявлены, на спектрограмме,
полученной 3 ноября в 6 часов — 6 часов 30 минут, была
обнаружена яркая полоса в спектре центральной горки
кратера Альфонс. Она превосходила почти в два раза яр-
кость солнечных лучей, отраженных горкой. В природе
полосы не приходилось сомневаться: это была известная по-
лоса Свана, принадлежавшая молекуле углерода (рис. 33).
Обо всем этом Н. А. Козырев официально уведомил
директора Пулковской обсерватории члена-корреспон-
дента АН СССР (ныне академика) А. А. Михайлова. Вот
что он писал в конце своей докладной записки: «Скорее
всего около 4—6 часов 3 ноября из центральной горки
Альфонса была выброшена пыль (вулканический пепел),
просвечивая через которую, центральная горка казалась
краснее и более слабой, чем обычно. Этот выброс пыли
предшествовал выделению газов, которое произошло в 6 ча-
сов — 6 часов 30 минут. Таким образом, наблюдавшееся
явление весьма сходно с нормальным развитием вулкани-
ческого процесса».
Об открытии Козырева было сообщено в газетах, объяв-
лено по радио. Но профессор А. А. Михайлов не удоволь-
ствовался результатами самого Козырева. Он решил дать
обработать его спектрограмму другому астроному — скеп-
тику. Уж если и скептик подтвердит полученные Козыре-
вым результаты, в их справедливости можно будет не сом-
неваться.
В качестве скептика был избран пулковский астроном
А. А. Калиняк. Проведя совместно с Л. А. Камионко тща-
тельный микрофотометр ический анализ вспышки, за-
фиксированной на спектрограмме Козырева, А. А. Ка-
линяк и Л. А. Камионко сделали следующий вывод: «Из
характера структуры спектра, выявленной в результате
микрофотометрического анализа, может быть сделано одно-
значное заключение о том, что эффект вспышки свечения
центрального пика кратера Альфонс, зарегистрированной
Н. А. Козыревым, был обусловлен свечением газовой
плазмы, выброшенной из недр Луны». Дальше обсуждались
природа и характер этого свечения, учитывались различ-
ные привходящие эффекты.
116
4737
Рве. 33. Спектры кратера Альфонс: до извержения (вверху) и вовремя
извержения (по Н. А. Козыреву). На нижнем спектре видна яркая полоса
углерода (X = 4737 А).
Итак, факт извержения на Луне был установлен. Зна-
чит, центральная горка Альфонса — действующий вул-
кан! Но если так, то напрашивается вывод, что и другие
центральные горки лунных кратеров — вулканы, пусть
даже потухшие.
Действительно, на вершинах некоторых центральных
горок можно было обнаружить небольшие углубления,
получившие название «вершинных кратеров». Если счи-
тать, как это делал Болдуин, что они образованы случайно
попавшими в вершины этих гор метеоритами, то, по его же
расчетам, число «вершинных кратеров» на видимой сто-
роне Луны должно быть около 15. К тому времени (1949 г.)
их было известно 12. Согласие превосходное!
Тогда английский астроном Патрик Мур предпринял
специальные поиски «вершинных кратеров» с помощьк
83-сантиметрового рефрактора Медонской обсерватории
(блвз Парижа). Две серии наблюдений — в 1952 и
1956 гг. — позволили ему обнаружить около 50 таких
объектов. Но среди них кроме центральных горок были
и лавовые купола, вулканическая природа которых стала
ясной после того, как Дж. Койперу с помощью крупней-
117
Ших американских телескопов удалось сфотографировать
маленькие кратерочки на их вершинах (рис. 34). Углы
склонов этих куполов составляют 5—8 градусов, т. е. они
такие же, как у земных вулканов с жидкой базальтовой
лавой. Возможно, что это тоже потухшие вулканы гавай-
ского типа.
Итак, наличие вулканизма на Луне было доказано.
Разумеется, это укрепило позиции «вулканистов». Целый
круг ученых, преимущественно геологов, занялся разра-
боткой вопросов морфологии лунных образований, их
генезиса, общих вопросов тектоники на Луне. Среди этих
ученых были немецкий геолог Курд Бюлов, американский
геолог Джек Грин, венгерский геолог Петер Хедервари,
советские геологи Ю. А. Ходак и В. Б. Нейман, чехосло-
вацкий геолог Конрад Бенеш и многие другие. Но ни
Рис. 34. Лавовые купола на Луне (по Дж. Койперу). Группа куполов видна
в верхней части снимка (ниже большого кратера), один купол — близ правого
края
118
один из них не дал прямого ответа на вопрос: как же,
каким .путем, с помощью какого механизма сформирова-
лись большие лунные кратеры и цирки?
А между тем метеоритная гипотеза давала ясный ответ
на этот вопрос.
МЕТЕОРИТНАЯ ГИПОТЕЗА РАЗВИВАЕТСЯ
В первоначальных вариантах метеоритной гипотезы об-
разование и эволюция Луны как небесного тела рассматри-
вались сами по себе, а ее бомбардировка встречными ме-
теоритами — сама по себе. Очевидно, встречи Луны с та-
кими телами должны были носить случайный характер.
Поэтому и расположение метеоритных кратеров должно
было быть совершенно случайным, никак не связанным
с окружающим рельефом.
Но наблюдения показывали совсем иную картину.
Кратеры распределяются по лунной поверхности весьма
неравномерно. Наряду с областями, богатыми кратерами,
встречаются не менее обширные территории, где их почти
нет. Это главным образом «моря».
Еще одним возражением против метеоритной гипотезы
было почти полное отсутствие случаев, когда бы крупный
кратер накладывался на мелкий. Зато обратных случаев
(мелкий кратер сидит на валу или на дне крупного) можно
найти сколько угодно. Вулканическая активность могла
постепенно затухать, и образовывались кратеры все мень-
шего масштаба, говорили своим противникам «вулка-
нисты», а вот как вы объясните, почему Луна встречала
сначала громадные метеориты, а потом все более мелкие?
Тут надо иметь в виду, что для образования таких кра-
теров, как Клавий, Гримальди, Птолемей, диаметром 100—
200 км, требовались не простые метеориты, а тела разме-
рами в 2—4 км, т. е. небольшие астероиды. Можно под-
считать, что вероятность встречи Луны с таким астероидом
в современных условиях очень мала: одна встреча может
произойти раз в миллиард лет. На всю Луну за время ее
существования упало бы три-четыре астероида подобных
размеров, из них на видимую сторону не больше двух.
А гигантских кратеров указанных диаметров на видимой
стороне нашего спутника гораздо больше.
Но нельзя было рассматривать эволюцию лунного рель-
ефа в отрыве от эволюции самой Луны. Между тем, как
ПЭ
М
с
Рис. 35. Схема разломов в районе Моря Дождей
(по Джильберту)
мы видели в главе I, взгляды на образование Земли (и
Луны) подверглись за последние 20 лет коренному пере-
смотру. На смену представлениям о конденсации планет
из горячего облака газа пришла идея аккумуляции их
из планетезималей — твердых тел астероидального раз-
мера.
Так вот где таились колоссальные запасы тех тел, ко-
торые могли (и должны были) бомбардировать Луну на
первых этапах ее существования. Все наши подсчеты спра-
ведливы только для послеморских кратеров (а крупных
среди них действительно немного, и ни один не превышает
80 км). Прежде условия были совсем иные.
Но в рое планетезималей были, несомненно, тела еще
больших размеров — более 10 и даже около 100 км.
К чему привело бы их падение на Луну?
Вот так и образовались лунные «моря», ответили на
этот вопрос сторонники метеоритной гипотезы. Удар столь
130
гигантского тела должен был вызвать грандиозный взрыв,
сопровождавшийся сбросом и опусканием дна котловины,
которое и было залито лавой, пробившейся сквозь лун-
ную кору.
Факты? Но еще Джильберт в 1893 г. показал, что Море
Дождей на Луне является как бы центром, откуда расхо-
дятся по радиусам трещины-разломы (рис. 35). А неко-
торые борозды, как утверждает Ральф Болдуин, были про-
сто прорыты осколками, разлетавшимися радиально под
малыми углами к горизонту. Английский астроном
Дж. Филдер обратил внимание на то, что у южных кон-
цов борозд, расходящихся от Моря Дождей в сторону кра-
тера Птолемей, часто наблюдаются большие вытянутые
изолированные глыбы, ориентированные вдоль борозд.
Может быть, это и есть те осколки, которые были выбро-
шены при взрыве, образовавшем Море Дождей?
«СТОЛЕТНЯЯ ВОЙНА» ПРОДОЛЖАЕТСЯ
Вокруг Моря Дождей и системы расходящихся от него
радиальных трещин разгорелась жаркая дискуссия.
А. В. Хабаков еще до выхода книги Болдуина раскрити-
ковал схему разломов Джильберта, заявив, что она не со-
ответствует действительности: на самом деле имеет место
наложение трех различных систем разломов разного воз-
раста, причем наиболее старые из них (в районе кратеров
Птолемей, Гиппарх, Региомонтан) древнее самого «моря».
Английский астроном с русской фамилией В. Фирсов на-
пал на Филдера с его гипотезой о происхождении борозд,
доказывая, что столь длинные борозды не могли быть про-
рыты летящими осколками: последние затормозились бы
или рикошетировали. Филдер отступил с боем. Что ж,
если это не «траншеи», то трещины, возникшие из-за го-
ризонтальных напряжений в лунной коре при ударе пла-
нетезимали.
В 1956 г. в дискуссию включился известный американ-
ский геохимик профессор Гарольд Юри. Он сразу же встал
на сторону Джильберта и Болдуина. Произведя некоторые
расчеты, Юри заметил, что Море Дождей могло образо-
ваться в результате косого удара планетезимали диаметром
около 200 км, подлетавшей к Луне с минимальной скоро-
стью 2,4 км/сек. Удар пришелся в район Залива Радуг,
в северо-западной части Моря Дождей. Энергия этого удара
121
составила 4-1032 эрг, т. е. в миллиард раз превосходила
энергию взрыва Тунгусского метеорита. Такой мощный
удар вызвал местное расплавление и излияние лавы,
в результате которого и образовалось Море Дождей
(рис. 36).
Известный американский астроном Джерард Койпер,
составитель новейшего фотографического атласа Луны,
также поддержал гипотезу Болдуина об образовании Моря
Дождей в результате мощного удара, но, по его мнению,
удар пришелся в центр Моря Дождей. Залив Радуг,
согласно Койперу, образовался позже, в результате но-
вого удара.
Юри пошел дальше и высказал предположение, что
весь Великий пояс лунных морей на видимой стороне Луны
образован гигантскими излияниями лавы при ударах двух
планетезималей в области Моря Ясности и Моря Дождей.
Эти лавовые излияния должны были затопить также рай-
оны Океана Бурь, Моря Облаков, Моря Спокойствия и
Моря Плодородия. Удары меньших тел, согласно Юри,
создали «кратерные моря» типа Моря Кризисов или Моря
Нектара. Основываясь на взглядах Юри, его соотече-
ственник И. Левитт предсказал, что на обратной сто-
роне Луны не должно быть больших «морей», так как ве-
роятность столкновения Луны с телами столь гигантских
размеров очень мала.
Наступил октябрь 1959 г. Человечество увидело первые
снимки обратной стороны Луны, переданные советской
космической станцией «Луна-3». «Морей» там было дей-
ствительно немного, и они были именно «кратерного»
типа. То же самое показали и снимки, полученные в 1965 г.
советской станцией «Зонд-З» (рис. 37). Прогноз Левитта
оправдался.
Но, может быть, дело совсем не в случайности удара,
а в приливных силах, возникающих под действием Земли
и благоприятствующих излияниям магмы? Однако при-
ливы создаются не только на стороне Луны, обращенной
к Земле, но и на противоположной стороне (правда,
передний приливной горб несколько мощнее заднего).
Фигура Луны ясно показывает, что в прошлом она вра-
щалась быстрее и именно приливы в лунной коре затормо-
зили ее вращение.
Советский астроном Б. Ю. Левин, изучая эволюцию
Луны (см. главу I), подошел к проблеме происхождения
122
Р ИС. 36. Схема образования Моря Дождей (но Г. Юри и Дж. Койперу)
лунного рельефа с чисто космогонических позиций.
Луна, по его мнению, должна была пережить три стадии
бомбардировки: первую — при ее формировании из роя
планетезималей, сравнительно недалеко от Земли, вто-
рую — при постепенном удалении от Земли и вычерпы-
вании внешних частей роя, и третью — на последнем
этапе ее эволюции, длящемся и по сей день, за счет слу-
чайных столкновений с метеоритами и астероидами.
А Земля? Ей разве не пришлось пережить такую бом-
бардировку? Или нас защищала атмосфера? Нет, атмо-
сфера от таких крупных тел не может служить защитой:
порукой тому — Аризонский метеоритный кратер, не го-
воря о еще больших кратерах. Но почему на Земле их
так мало? Ответ на этот вопрос очень прост: их уничто-
жили вода и ветер за многие миллиарды или сотни мил-
лионов лет. Ведь даже сравнительно молодой Аризонский
кратер носит заметные следы эрозии (выветривания).
Новые и новые ученые включались в дискуссию.
Ирландский астроном Э. Эпик (эстонец по националь-
123
Р и с. 37. Фотография обратной стороны Луцы, полученная Советской
космической станцией «Зонд-З»
ности) произвел подсчет, показавший, что распределение
послеморских кратеров по размерам соответствует рас-
пределению метеоритов и астероидов по массам. Амери-
канские астрофизики У. Синтон, Дж. Саари и Р. Шорт-
хилл, измеряя температуры лунной поверхности во время
лунных затмений, обнаружили, что дно кратеров с лу-
чами (Тихо, Коперник и др.) остается теплее на 40°,
чем окружающие места. Что же это — очаги магмы?
Нет, измерения велись в инфракрасных лучах, которые
дают нам температуру лишь самого наружного слоя.
Значит, дно этих кратеров прикрыто очень тонким слоем
пыли (около 0,3 мм толщиной), тогда как в окружаю-
щих местах этот слой толще. Рыхлый наружный слой
быстрее теряет тепло во время затмения, чем подстилаю-
щее его более плотное вещество. Значит, кратеры с лу-
чами очень молодые — они образовались лишь сотни
тысяч лет назад.
А сами лучи? Они имели явно насыпное происхожде-
ние. Ведь они распространялись прямо, не считаясь
с рельефом местности. Скорее всего, это были выбросы
из кратера при его образовании. Советский любитель
астрономии инженер П. Ф. Сабанеев в серии остроумно
поставленных экспериментов по сбрасыванию твердых
тел и комьев цемента на слой цементного порошка воспро-
извел все основные формы лунных кратеров: вал, цен-
тральную горку и даже радиальные лучи. Другую
серию опытов провел ивановский врач А. М. Беневолен-
ский, бросавший твердые тела на слой застывающей вяз-
кой смолы, — и тоже получились типичные лунные кра-
теры.
И вдруг — неожиданное открытие! Американский кос-
мический зонд «Маринер-4» передал в июле 1965 г. снимки
поверхности Марса и на них видны. . . такие же кратеры,
как и на Луне. На одной сотой части поверхности Марса
было обнаружено свыше ста кратеров диаметрами от 5
до ПО км. Некоторые — с центральными горками, дру-
гие — полуразрушены, а в общем — та же картина
(рис. 38).
И снова обе стороны восприняли это как подтвержде-
ние своих взглядов. «Законы развития поверхностей
Марса и Луны едины, — заявили «вулканисты», — и они
определяются работой внутренних сил». «Ничего подоб-
ного, — отвечали сторонники метеоритной гипотезы, —
125
ведь Марс, как и Луна, должен был подвергаться бомбар-
дировке планетезималями, да и к поясу астероидов он
ближе».
«Столетняя война» продолжалась. Вместе с тем на-
чало появляться новое направление, стремящееся объеди-
нить обе противоположные гипотезы, используя их самые
сильные стороны. Да, развитие Луны должно было
сопровождаться ее бомбардировкой планетезималями, го-
ворят представители этого направления. От этого и воз-
никли кратеры и цирки с гигантскими кольцевыми ва-
лами. Но на месте удара лунная кора стала менее проч-
ной, и это облегчило выход внутренним силам, поэтому
в центре многих кратеров образовались центральные горки,
вероятно, вулканы, действующие или потухшие. Боль-
Рис. 38. Фотография марсианских кратеров, полученная американской
космической станцией «Маринер-4»
126
Р и с. 39. Образование оФкола и
лавового излияния при ударе круп-
ного тела о поверхность Луны (по
К. П. Станюковичу и В. А. Бронш-
тэну)
1 — удар метеорита и расхождение
ударной волны, 2 — образование
откола в месте встречи двух волн
разрежения, 3 — прорыв магмы
вверх через область откола и тре-
щины, 4 — излияние лавы на по-
верхность
шая часть образований лун-
ного рельефа (горные хребты,
борозды, котловины «морей»)
возникла тоже за счет внут-
ренних сил, в ходе текто-
нических изменений в лун-
ной коре. Ими же объяс-
няются и полигональные
формы некоторых кратеров.
Но возможность образова-
ния «морей» в результате
ударов огромных планетези-
малей не исключена. Как
сообщили в своем докладе
на Международном симпо-
зиуме «Луна» в декабре
1960 г. в Ленинграде
К. П. Станюкович и автор
этой книги, при ударе та-
кого гигантского тела по
лунной коре должна пройти
столь мощная ударная волна,
сопровождаемая волной раз-
режения, что это вызовет
откол с нижней границы
коры большого фрагмента,
так что выход магмы наверх
будет облегчен (рис. 39). И тогда можно рассматривать
образование «морей» в духе гипотезы Болдуина—Юри.
Конечно, многое в этом вопросе могли прояснить непо-
средственные исследования лунной поверхности. А кстати,
что же мы о ней знаем?
127
ПЫЛЬ ИЛИ ШЛАК?
Впервые о свойствах наружного покрова Луны загово-
рили после того, как Э. Петтит и С. Никольсон провели
в конце 20-х годов нынешнего столетия большую серию
измерений температуры Луны в разных местах при раз-
личной высоте Солнца. Еще в XIX в. было установлено,
что температура на Луне изменяется в очень широких
пределах — примерно от +120 до —150° С. Серии точных
измерений колебаний температуры одних и тех же точек
лунной поверхности за период лунации (полного цикла
смены фаз), проведенные Петтитом и Никольсоном, по-
казали, что вещество Луны очень быстро нагревается и
столь же быстро отдает тепло, как только оно лишается
энергии солнечных лучей. Еще разительнее это прояви-
лось при наблюдениях во время лунных затмений 1927
и 1939 гг.: попадая в тень Земли, участок поверхности
Луны за какой-нибудь час остывал на 200° и так же бы-
стро восстанавливал свою температуру по выходе из тени.
Это было первым указанием на малую теплопроводность
наружного покрова Луны.
В конце 40-х годов на помощь астрофизикам пришла
радиоастрономия. Стало возможным принимать излуче-
ние поверхности Луны на разных волнах. К середине
50-х годов стало ясно, что чем больше длина волны,
тем меньше колебания температуры как во время луна-
ции, так и во время затмений.
В 1954 г. советский радиофизик В. С. Троицкий развил
точную теорию теплового радиоизлучения Луны. Он по-
казал, что радиоволны большей длины могут проходить
сквозь более толстый слой вещества, чем волны меньшей
длины. Поэтому они сообщают нам о температуре более
глубоких слоев. Радиоастрономы получили возможность
исследовать тепловой режим Луны на различной глу-
бине — до 20 м.
Между тем, как показывали радионаблюдения, уже
на длине волны 3 см размах колебаний температуры за
время лунации не превышает 15° С, а на волне 20 см —
всего 4° С. Эти волны приходят к нам с глубин 1,5 и
10 м соответственно. Значит, там, сравнительно неглу-
боко, уже нет никаких колебаний температур. Там ца-
рит почти постоянная температура: около —60° С.
128
Еще сравнительно недавно многие видные ученые
высказывали мнение, что именно колебания температуры
приводят на Луне к растрескиванию ее коры и к образо-
ванию трещин. Так, бывший директор Пулковской обсер-
ватории профессор А. А. Иванов в своем учебнике «Астро-
номия» в 1939 г. писал: «Такая огромная разность
температур от -|-120о до —160° может оказать разрушитель-
ное действие на горные породы лунной поверхности,
которые могли бы подвергнуться распаду и частично
обрушиться» 3.
Итак, теплопроводность лунного покрова ничтожна.
Но все-таки можно ли ее оценить, сравнить с известными
нам материалами? Работы голландских астрофизиков
А. Весселинка и И. Егера показали, что можно. По виду
температурной кривой, за период лунации можно найти
так называемый тепловой параметр у, определяемый
через плотность лунного вещества р, его теплоемкость с
и теплопроводность к следующим образом:
У = (kpc)~k.
Наоборот, зная эти три величины, а значит и у для
земных материалов, можно построить теоретический ход
температурной кривой и сравнить его с наблюдениями.
Это и было сделано в 1948 г. Весселинком, а в 1953 г.
Егером. Построив теоретические графики изменения тем-
ператур за лунацию и во время затмения для у=20 (скаль-
ные породы), у=140 (пемза) и у=1000 (тонкая пыль),
Егер сравнил их с наблюдениями (рис. 40). Казалось
несомненным, что наружный покров Луны состоит из тон-
чайшей пыли с теплопроводностью 3-10-8 кал!см>сек-град.
Это в 500 раз меньше теплопроводности стекла, в 200 раз —
дерева и в 30 раз — пробки или пенопласта.
Вот отсюда и родилась гипотеза о том, что поверхность
Луны покрыта толстым слоем тончайшей пыли, образован-
3 В том, что так могли думать в 1939 г., нет ничего удивительного.
Но подобные взгляды излагаются подчас и в современных популяр-
ных книгах. Так, Ф. Ю. Зигель в книге «Вселенная полна загадок»
(Детгиз, 1960) допускает, что «растрескивание лунной поверхно-
сти обусловлено большой разностью температур лунным днем и
лунной ночью» (стр. 29), и даже, что колебания температуры по-
верхности Луны во время затмений «будоражили» поверхностные
слои видимой стороны Луны, благодаря чему вулканические силы
проявили здесь себя весьма заметно» (стр. 41). В наши дни это
выглядит курьезным заблуждением.
129
ной в результате непрерывной бомбардировки Луны мик-
рометеоритами. Эту гипотезу выдвинул в 1955 г. англий-
ский астроном Томас Голд.
Голд обратил внимание на различие форм древних
и более молодых кратеров. Первые носили явные следы
эрозии (разрушения), очевидно, за счет этой ни на ми-
нуту не прекращающейся бомбардировки. Куда же де-
вается удаляемый в процессе эрозии материал? Он должен
рассеиваться по поверхности Луны, отвечает Голд. Этому
переносу пыли должны способствовать новые удары
микрометеоритов, а также электростатические силы, воз-
никающие под действием солнечного излучения и потоков
заряженных частиц — корпускул.
«Моря» Луны покрыты вовсе не застывшей лавой,
заявлял Голд, а толстым слоем пыли. Его толщина может
достигать 1 км. Эта пыль подобна зыбучим пескам. В ней
может утонуть космический корабль, который попытается
совершить посадку на Луну. Перед прилунением даже
автоматического космического корабля должны быть про-
ведены специальные эксперименты для проверки этого
предположения. Для этой цели нужно. . . взорвать на
Луне большую бомбу: поднятая взрывом масса пыли бу-
дет освещена Солнцем и видна с Земли.
Взрывать на Луне бомбы? Хотел того Томас Голд
или не хотел, но его предложение пришлось по вкусу
некоторым деятелям Соединенных Штатов Америки.
Да, взрывать, только не простые бомбы, а атомные.
А еще лучше — водородные. «Луна — идеальный поли-
гон для атомных испытаний», — кричали американские
газеты. «Военные требуют баз на Луне», — вторила им
реклама крупной фирмы «Мартин», работающей на аме-
канские вооруженные силы. Появились схемы и проекты
раздела Луны.
Но ничего из этого не вышло. По инициативе Совет-
ского правительства был подписан Московский договор
о запрещении ядерных испытаний в космосе (а также в ат-
мосфере и под водой). На XX сессии Генеральной ассамб-
леи Организации Объединенных Наций была принята
резолюция о нераспространении прав государственной
и частной собственности на небесные тела.
Луна — для всех. Луна не может стать ничьей соб-
ственностью, ничьей территорией. Но все-таки что ждет
первых космонавтов на Луне?
130
°к
&00
Рис. 40. Изменение температуры лунной поверхности
во время затмения (по Егеру)
Крестики — наблюдения, сплошные линии — теоретические
кривые
Советские ученые не согласились с гипотезой Голда.
И для этого у них были весьма серьезные основания.
В Ленинграде, на Астрономической обсерватории
Ленинградского университета уже много лет под руковод-
ством известного планетоведа профессора В. В. Шаро-
нова велись исследования отражательных свойств лун-
ной поверхности и сравнение их с земными образцами.
Еще в 1954 г., т. е. до появления гипотезы Голда,
В. В. Шаронов, используя наблюдения светлоты и цвета
лунных объектов, горных пород и метеоритов, выполнен-
ные его сотрудницами А. П. Борисовой и Н. А. Буднико-
вой, произвел статистическое сопоставление распределе-
ния исследованных образцов по каждому из свойств
(светлоте и цвету) в отдельности. Полного сходства не
было получено ни для одной из групп образцов. Луна
оказалась темнее всех земных горных пород и краснее
метеоритов.
В 1956 г. В. В. Шаронов сравнил ход отражательной
способности лунных и земных пород по спектру и нашел
довольно хорошее согласие для магматических горных
131
пород основного состава (базальта, диабаза, габбро) и
плотных продуктов вулканических извержений (лав,
обсидианов, пехштейнов).
Одновременно сотрудница В. В. Шаронова Н. С. Ор-
лова изучила изменение отражательной способности лун-
ных пород с углом отражения — так называемую инди-
катрису рассеяния. Наилучшее совпадение индикатрис
получилось. . . для вулканических шлаков. Оказалось,
что как для лунных «морей», так и для материков индикат-
риса вытянута в направлении падающих лучей, а это
указывало на сильную иссеченность лунной поверх-
ности.
Для объяснения результатов всех этих исследований
профессор Н. Н. Сытинская выдвинула «метеорно-шла-
ковую» гипотезу, согласно которой лунная поверхность
везде покрыта корой из ноздреватого пеноподобного
материала. Этот материал возникал из вещества коренных
горных пород Луны под влиянием высокой температуры,
сопровождающей взрывы метеоритов, падающих на
поверхность Луны. Темный цвет наружного покрова
Н. Н. Сытинская объяснила выделением окислов железа
из силикатов лунных пород.
Так перед учеными встал вопрос: что покрывает лун-
ную поверхность — пыль или шлак?
Между тем пылевая гипотеза подверглась критике
совсем с другой стороны. Уже известный нам В. Фирсов
и французский ученый Манси обратили внимание на то,
что в своих теоретических исследованиях Егер и Вес-
селинк не учитывали изменений тепловых свойств пыли
или порошка в зависимости от условий гравитации,
внешнего давления и температуры. Теплопроводность
порошка сильно зависит от степени его сжатия, а кроме
того, она, так же как и теплоемкость, изменяется примерно
пропорционально абсолютной температуре. С учетом
этого, а также слипания пылинок в условиях вакуума
для теплового параметра пыли получалось значение 200—
300, а не 1000, как того требовали наблюдения.
К тому же сам Егер еще в 1953 г. заметил, что наблю-
дения лунных затмений дают у=1000, а наблюдения за
период лунации у=400. Это расхождение было подтверж-
дено по измерениям в инфракрасных лучах американским
астрономом У. Синтоном.
Все эти явления получили объяснение в ходе длитель-
132
ных исследований радиоизлучения Луны, проводившихся
в Горьковском радиофизическом институте под руковод-
ством доктора физико-математических наук В. С. Троиц-
кого.
Эти исследования начались в 1952 г. и постепенно
совершенствовались по своей методике. Росла точность
измерений, улучшалась теория. В 1955 г. В. С. Троицкий
указал, что, если допустить увеличение плотности (а зна-
чит, и теплопроводности) лунного вещества с глубиной,
согласие наблюдений между собой и с теорией улучшится.
Причем для этого вовсе не обязательно прибегать к двух-
слойной модели (рыхлый слой пыли на твердом основа-
нии), как это сделали американские радиоастрономы
Дж. Пиддингтон и Г. Миннетт. Можно обойтись и одно-
слойной моделью.
Для уточнения измерений В. С. Троицкий и его со-
трудники решили соорудить искусственную Луну. Так они
назвали абсолютно черный диск тех же угловых размеров,
что и Луна, помещенный на большом расстоянии от радио-
телескопа. Этот диск, температура которого была точно
известна, служил для «привязки» измерений излучения
настоящей Луны. Таким путем горьковские радиофизики
измерили радиотемпературу Луны и ее изменения в ши-
роком диапазоне длин волн — от 0,13 до 70 см. Наблю-
дения производились и за период лунации, и во время
затмений.
Сразу же удалось установить, что плотность наруж-
ного покрова Луны около 0,5 г!см9. Тут помогла радиоло-
кация, позволяющая определить коэффициент отражения
радиоволн лунной поверхностью. Оказалось, что он не-
обычайно мал — от 1,7% на сантиметровых волнах до 4%
на дециметровых. По этому коэффициенту можно опре-
делить диэлектрическую проницаемость лунных пород,
а она в свою очередь зависит от их плотности. Так удалось
найти плотность наружного покрова Луны и доказать,
что она (а значит, и теплопроводность) меняется с глу-
биной.
Точные измерения радиотемпературы Луны вместе
с теорией теплового режима лунной поверхности позво-
лили В. С. Троицкому и его сотрудникам установить,
что у=400 и что теплопроводность наружного покрова
примерно втрое выше, чем принималось раньше. Нашло
объяснение и различие у для затмений и лунаций- Просто
133
данные лунации относились к более глубоким слоям,
чем данные лунных затмений.
Плотность наружного покрова растет с глубиной, до-
стигая 2,5—3 г!см3 на глубине 20 м. Там она приближается
к плотности скальных пород. Вместе с плотностью мед-
ленно растет и температура — примерно 2° на метр глу-
бины. Если это явление продолжает распространяться и
дальше вглубь, то недра Луны должны быть горячими.
Но это — уже новая гипотеза. Горячи ли все недра
Луны или только некоторый пояс на глубине 50—60 км,
или мы имеем дело лишь с отдельными очагами магмы —
сказать пока трудно.
Работы Троицкого подтвердили «метеорно-шлаковую»
гипотезу. Стало ясно, что лунную поверхность устилает
не пыль, которая должна слипаться в условиях вакуума,
а пористый пеноподобный материал, напоминающий шлак.
Если бы все это можно было увидеть вблизи. . .
Прошло лишь 9 лет со времени создания «метеорно-шла-
ковой» гипотезы — и профессор Сытинская держала в ру-
ках панораму лунной поверхности, полученную и пере-
данную на Землю советской станцией «Луна-9». На ней
отчетливо была видна изрытая, пористая поверхность,
так похожая на кусочек «лунного камня», который по-
казывал профессор Шаронов на Международном симпо-
зиуме «Луна» в декабре 1960 г. Но самого профессора
Шаронова уже не было среди нас.
ЛУНА ВБЛИЗИ
Первые попытки приблизиться к Луне и получить фото-
графии ее поверхности с близкого расстояния предпри-
няли американцы. В 1961 г. они запустили два первых
космических аппарата «Рейнджер», полеты которых но-
сили испытательный характер. Следующие четыре «Рейнд-
жера» постигла неудача: они либо врезались в лунную
поверхность, не передав ни одного снимка, либо проле-
тали мимо Луны.
Лишь 31 июля 1964 г. «Рейнджер-7» смог передать
на Землю около 4300 фотографий поверхности Луны
с различных расстояний — от 2000 км до 500 м. Первые
снимки показывали то же, что можно было увидеть или
заснять с Земли. Но по мере приближения аппарата
134
Рис. 41. Снимок лунной поверхности американской космической
станции «Рейнджер-7» с высоты 5 км. Стрелкой показан кратерок,
в котором лежит глыба
к Луне становились видны все более и более мелкие под-
робности.
Лунная поверхность в заснятом районе (Море Обла-
ков) оказалась испещрена мелкими и мельчайшими кра-
терами. Размеры самых маленьких из них составляли
десятки сантиметров (рис. 41).
17 февраля и 24 марта 1965 г. успешно завершили свой
полет космические зонды «Рейнджер-8» и «Рейнджер-9».
Первый передал около 7500 снимков района Моря Спо-
койствия, второй — столько же фотографий знаменитого
кратера Альфонс. Качество снимков было выше, чем
у «Рейнджера-7».
Что же показали эти фотографии? Спокойные, округ-
лые формы рельефа, отсутствие острых углов, крутых
склонов, которые так любили изображать художники-
135
фантасты. Даже на панораме Луны, которую много лет
показывали во время лекций в Московском планетарии,
было изображено совсем не то, что в действительности
имеется на Луне: какие-то остроконечные пики, крутые
скалы, неестественно высокие кратеры. Но хотя снимки
«Рейнджеров» еще не давали нам настоящей лунной па-
норамы, они показывали вид ее поверхности сверху,
с высоты полета обычных самолетов. Гладкость лунного
рельефа подтверждала «метеорно-шлаковую» гипотезу,
ибо именно удары микрометеоритов — основной фактор
эрозии, сглаживания лунного рельефа.
Ученые изучили структуру мельчайших кратеров,
заметных на снимках. Все они явно были образованы уда-
рами падавших на Луну тел, но тела эти, как и сами
кратеры, резко делились на две категории. Первичные
кратеры были образованы, по-видимому, ударами метео-
ритов. Их очертания резки, они очень похожи на земные
метеоритные кратеры. Вторичные кратеры располагаются
вокруг первичных, значительно меньше их по диаметру,
и имеют более мягкие, сглаженные контуры. Они могли
быть образованы падением с небольшими скоростями
обломков, выброшенных из первичных кратеров.
Разъяснилась загадка светлых лучей на Луне. Они
оказались состоящими из множества маленьких кратероч-
ков, заполненных светлым веществом. Это вещество
наблюдается в полнолуние и на валах больших кратеров,
превращая их в светящиеся кольца. При малых фазах
внутрь каждого кратерочка падают тени от его вала и
луч не выделяется. В полнолуние же светлое вещество
отражает солнечный свет обратно, по тому же направле-
нию и к тому же люминесцирует. Вот почему мы видим
светлый луч. Очевидно, что эти кратерочки, лежащие
на дугах больших кругов, образованы веерами выбросов
светлого вещества из главного кратера. В каждом веере
обломки его летели под разными углами к поверхности,
но в одном направлении, потому и упали на различном
удалении от большого кратера.
Казалось бы, снимки «Рейнджеров» дали явный пере-
вес сторонникам метеоритной гипотезы. И все же вулка-
нисты не сдавались. Да, мелкие кратеры имеют ударное
происхождение. Но они образованы падениями вулкани-
ческих «бомб» при извержениях из главного кратера.
А снимки «Рейнджера-9» показали несколько кратеров
136
Рис. 42. Часть панорамы Луны, полученной советской станцией «Луна-9»
Рис. 43. Снимок лунной поверхности и Земли, полученный
американской станцией «Лунар Орбитер»
с темными ореолами (признаки вулканического пепла!),
располагавшихся на трещинах, вряд ли имевших метео-
ритное происхождение.
Весной 1965 г. в Годдардовском центре космических
исследований состоялась конференция, посвященная
природе Луны. Обсуждая результаты «Рейнджеров», уча-
стники конференции не пришли к единому мнению, и
председательствующий — доктор Томас Голд — вынуж-
ден был завявить: «Фотографии «Рейнджеров» оказались
зеркалом, в котором для каждого отразилась лишь его
собственная точка зрения».
Наступил 1966 год. 3 февраля советская станция
«Луна-9», осуществляя намеченную программу, впервые
в истории космонавтики мягко опустилась на лунную по-
верхность и на следующий день начала передачу изображе-
ний лунной панорамы. В это время в том секторе Океана
Бурь, где совершила посадку станция, наступало утро.
Солнце стояло низко, и предметы отбрасывали длинные тени,
138
подчеркивавшие микроструктуру лунной поверхности.
Мы видели ее вблизи, в каких-нибудь 50—60 см. На
снимках «Луны-9» можно было различить детали до одного
миллиметра величиной (рис. 42).
Никакого слоя пыли на этих снимках не видно. Правы
оказались советские ученые, отрицавшие наличие этого
слоя. «Метеорно-шлаковая» гипотеза получила полное
подтверждение. Обнаружились и ясные следы эрозии:
какие-то следы геологической структуры, жилки, реб-
рышки, между которыми вещество удалено. Чем? Уда-
рами мельчайших метеорных тел или непрерывным дей-
ствием частиц солнечного ветра? Скорее всего и тем, и
другим.
В ряде мест были обнаружены камни. Любопытно,
что все они стояли как бы на постаментах: под ними ве-
щество не было разрушено. Видимо, сам камень защищал
от эрозии тот участок грунта, на котором он нахо-
дился.
139
С одним из этих камней, хорошо видимым на рис. 42,
связан любопытный эпизод. На пресс-конференции, со-
стоявшейся 10 февраля 1966 г. в Доме ученых, один из кор-
респондентов спросил академика М. В. Келдыша:
— В чей огород брошен камушек, видный на лунной
фотографии, — в лагерь ученых-метеоритчиков или вул-
канологов?
Академик Келдыш ответил:
— Я думаю, что они еще имеют возможность перебра-
сывать этот камушек друг другу.
И он оказался прав. Ведь «Столетняя война» еще не
окончена, и в идущих сейчас схватках даже такой ка-
мень — серьезное оружие.
Прошло четыре месяца со времени посадки «Луны-9»,
и 2 июня 1966 г. на Луну сел американский космиче-
ский аппарат «Сервейор-1». Его камеры смогли заснять
след, который оставила одна из его лап на лунном
грунте. Нет, лапа не провалилась, не увязла в лунной
пыли, она сдвинулась лишь на дюйм.
Таким образом, «Сервейор-1» тоже опроверг пылевую
гипотезу.
24 декабря 1966 г. на Луну опустилась советская
станция «Луна-13». Она выбросила две длинные лапы-
стрелы с грунтомером и гамма-счетчиком и начала непо-
средственно измерять физические свойства лунного
грунта. Они оказались близкими к земным грунтам сред-
ней плотности.
Наступление на Луну развивалось и по другому на-
правлению: 3 апреля, 28 августа и 25 октября 1966 г.
на окололунные орбиты были выведены первые искус-
ственные спутники Луны — советские станции «Луна-10»,
«Луна-11» и «Луна-12». Все они измеряли магнитное поле
Луны, изучали окололунное пространство, определяли
гамма-излучение лунной поверхности; «Луна-12», кроме
того, фотографировала ее и передавала изображение
на Землю.
18 августа на окололунную орбиту вышла американ-
ская станция «Лунар Орбитер», также передавшая на
Землю немало интересных фотографий. 10 ноября к ней
присоединилась станция «Лунар Орбитер-2», снимки ко-
торой производят сильное впечатление.
На рис. 43 вы видите Землю над горизонтом Луны.
Земля освещена Солнцем, находящимся выше, за преде-
140
лами кадра, и поэтому она имеет фазу широкого серпа,
обращенного выпуклостью вверх. На лунной поверхности
видны мелкие кратеры сбоку и чуть сверху, отчетливо
различима их структура, они все покрыты какими-то
струями вещества, напоминающими потоки лавы. Да, это
вещество явно вулканической природы.
И снова скрещивают в споре шпаги старые против-
ники — вулканисты и метеоритчики. Видимо, только
на самой Луне завершится их вековой спор.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
ВЕНЕРА - НЕИЗВЕДАННАЯ ПЛАНЕТА
ВЕНЕРА ПОД ЧАДРОЙ
Если бы планеты могли разговаривать, то между ними
вполне мог состояться такой разговор.
Луна: Ну, что, слышали? Много я задала загадок
людям? Ведь вот уж совсем близехонько видят мою по-
верхность, а как произошли мои кратеры — решить не
могут.
Марс: Положим, такого рода загадок и на Земле
немало. Все видно как на ладони, а причина неизвестна.
А что скажешь о моих каналах? Сколько они породили
споров? Люди попытались решить этот вопрос, послав
ко мне космическую станцию х, но вместо каналов обна-
ружили на снимках кратеры — такие же, как у тебя.
Так что загадка кратеров — наша общая, а вот загадка
каналов — только моя. Они еще над ней помучаются!
Венера: Честное слово, все ваши загадки — сущая
ерунда по сравнению с моими. Ведь когда астрономы на-
блюдают тебя, Марс, и тебя, Луна, они спорят о том,
что они видят. А вот когда дело доходит до меня, им при-
ходится судить о том, чего они не видят. А это будет по-
труднее!
Да, Венера, безусловно, права. Еще никто из людей
не видел ее поверхности. Никто не знает, есть ли там горы
или равнины, и совсем недавно шли споры о том, есть ли
там моря или леса. Венера закрыта сплошным белесым
покрывалом, своеобразной чадрой — это ее густая атмо-
сфера, которую открыл в 1761 г. наш знаменитый сооте-
чественник Михаил Васильевич Ломоносов, наблюдая
прохождение Венеры перед диском Солнца.
1 «Маринер-4» (США), июль 1965 г.
142
По атмосфера Ве-
неры — не просто слой
газа, окружающий пла-
нету. Ломоносов писал,
что «планета Венера окру-
жена знатною воздуш
пою атмосферою, таковою,
лишь бы не большею, чем
та, какова обливается во-
круг нашего тара зем-
ного». Действительно, сей-
час совершенно ясно, что
атмосфера Венеры плотнее
земной по крайней мере
раз в десять. Но дело не
только в этом.
Плотная чадра Ве-
неры — это ее облачный
слой (рис. 44). Сплошной,
без просветов, он окру-
жает планету целиком,
окутывает ее со всех сто-
рон, полностью преграж-
дая путь любым лучам —
ультрафиолетовым, види-
мым, инфракрасным. Даже
солнечные лучи не прохо-
дят сквозь этот слой. Это
не значит, правда, что на
Венере сплошная тьма, —
напротив, благодаря рас-
сеяпию солнечного света
частицами атмосферы там
должно быть довольно
светло. Но никогда не
играют на ее поверхности
лучи Солнца, отражаясь
от водной глади или от
гладкой поверхности кам-
ня, никогда не видны на
небе Венеры звезды и пла-
неты. А Луны у Венеры
нет.
Р 1 С. 44. Снимка Венеры в ультрл-
фнолстовых лучах
нз
Долгое время астрономы пытались определить, с каким
периодом Венера вращается вокруг оси. Английский
астроном Патрик Мур подсчитал, что без малого за триста
лет (1666—1958) было 85 таких попыток. Одна из них
относится к XVII в. (Д. Кассини), четыре — к XVIII,
23 — к XIX, 57 — к XX вв. Но все они были одинаково
безрезультатны до применения радиолокации в 1961 —
1962 гг. Итоги визуальных, фотографических, спектро-
скопических наблюдений и теоретических соображений
давали резко различающиеся значения периода вращения
Венеры — от 20 часов до 225 суток (таков период обра-
щения планеты вокруг Солнца). И все они оказались
неверными. Все до одного! Никто и подумать не мог,
что Венера вращается в обратную сторону — не так,
как все планеты. Лишь при помощи радиолокации удалось
точно определить, что период вращения Венеры 243 су-
ток, причем направление его — обратное. Этот же метод
позволил установить положение оси и полюсов Венеры:
ее ось оказалась почти перпендикулярной плоскости
орбиты. Но это уже не из области гипотез, и не на этом
мы хотели построить наш рассказ о Венере. Речь пойдет
о том, чего мы не видим, — о ее поверхности.
СПЛОШНОЙ ОКЕАН
ИЛИ ВЫЖЖЕННАЯ ПУСТЫНЯ?
Каждую планету, а тем более соседние с Землей — Ве-
неру и Марс, астрономы «прощупывали» в первую очередь
с точки зрения возможности развития там органической
жизни. Как было бы заманчиво, если бы жизнь там была
возможна! И, что греха таить, нередко эта заманчивость
оказывалась сильнее веских научных доводов, говорив-
ших против.
Для решения проблемы о природе планеты, а значит
и о возможности жизни на ней основную роль играли
ответы на три вопроса: 1) какова температура на планете,
2) имеется ли там вода, 3) каковы состав и плотность
ее атмосферы, имеется ли в ней кислород?
О температуре Венеры можно было судить по раз-
ным данным. Теоретические расчеты, основанные на за-
конах излучения, показывали, что, если Венера вра-
щается медленно, температура ее подсолнечной точки
должна быть около +190° С. Если же она вращается
144
быстро, то средняя температура планеты будет лишь
+55° С. Почему-то именно это значение по молчаливому
согласию было принято как наиболее вероятное боль-
шинством астрономов и популяризаторов. Картина теп-
лой, даже жаркой планеты с густой атмосферой, заполнен-
ной большим количеством углекислого газа (открытого
с помощью спектрального анализа в 1932 г.), наводила
на мысль о том, что Венера, быть может, переживает эпоху,
соответствующую нашему каменноугольному периоду
(около 200 млн. лет назад). Тогда атмосфера Земли была
насыщена углекислым газом, но деятельность растений —
гигантских хвощей, древовидных папоротников, плау-
нов, существовавших в то время, — способствовала от-
качке углекислого газа из атмосферы и насыщению
ее кислородом. Так, может быть, Венера — это как бы
Земля в прошлом и у нее еще «все впереди»?
Но были и другие взгляды. Факт наличия у Венеры
плотного облачного слоя требовал ответа на вопрос:
из какого вещества состоят ее облака? Из капель формаль-
дегида, как предполагал еще в 40-х годах американский
астроном Р. Вильдт? Но в спектре Венеры нет признаков
этого вещества. Поляриметрические наблюдения фран-
цузского астронома Бернара Лио говорили о водной
природе облаков. Анализируя спектральные наблюде-
ния Венеры, американские астрономы Д. Мензел и
Ф. Уиппл в 1954 г. пришли к заключению, что в атмо-
сфере Венеры над облачным слоем может содержаться
около 2% того количества водяного пара, который на-
ходится над горой Маунт-Вильсон. Измерения темпера-
туры облачного слоя показали, что на этом уровне
довольно холодно: от — 33° до —68° С. Это не противоре-
чило гипотезе о теплой поверхности и влажной атмосфере,
хотя и снижало вероятную оценку содержания водяного
пара.
Однако Мензел и Уиппл обратили внимание на то, что
предположение о существовании влажной атмосферы
над твердой поверхностью планеты несовместимо с хорошо
установленным фактом наличия в атмосфере Венеры боль-
ших количеств углекислого газа (которого там в ты-
сячи раз больше, чем в атмосфере Земли). Ведь тогда
влажные горные породы, главным образом силикаты,
давно поглотили бы весь углекислый газ и превратились
бы в карбонаты — породы, насыщенные углеродом.
145
Чтобы примирить эти противоречия, Мензел и Уиппл
выдвинули гипотезу о том, что вся поверхность Венеры
представляет собой сплошной океан. Увы, эта гипотеза
оказалась крайне недолговечной. Выдвинутая в 1954 г.,
она была опровергнута данными радиоастрономических
наблюдений Венеры уже )п;ва года спустя. В мае 1956 г.
три американских радиоастронома — Мейер, Слонейкер
и Мак-Каллаф — сделали около 600 записей радиоизлуче-
ния Венеры на волне 3 см. По этим записям была опре-
делена температура излучения (так называемая яркостная
температура), которая оказалась равной примерно +300° С.
Триста градусов выше нуля! Чтобы удержать воду
в жидком состоянии при такой температуре, нужны дав-
ления порядка 100 атм. А при +350° (такая температура
тоже зафиксирована на Венере) требуется 170 атм\
Ясно, что никакого океана на Венере быть не может.
Скорее там выжженная пустыня.
Вот какой сюрприз преподнесла астрономам Венера.
Но этот сюрприз не был единственным за последние де-
сять лет.
РАЗНОБОЙ ТЕМПЕРАТУР
Получив столь неожиданный результат при измерении
яркостной температуры Венеры на сантиметровых волнах,
ученые захотели его проверить. Вновь и вновь на различ-
ных обсерваториях в Советском Союзе и в Соединенных
Штатах Америки производились измерения радиотем-
ператур Венеры при разных ее фазах, на различных
волнах (рис. 45). При это выявились следующие удиви-
тельные факты:
1) на сантиметровых волнах температура Венеры
в среднем равна +350° С, слегка изменяясь с фазой
на 40—70° в каждую сторону;
2) на более длинных, дециметровых, волнах темпера-
тура медленно падает примерно до +250° С,
3) на самых коротких, миллиметровых, волнах тем-
пература падает довольно резко — до (+30°)—(+140°) С.
Этот разнобой температур не мог объясняться слу-
чайными ошибками наблюдений. Ведь определения тем-
ператур производились независимо десятками исследо-
вателей. В каждую серию входили сотни отдельных из-
мерений. И у всех получалось то же самое.
146
0,4- 0,8/ 2 3 4 7/0 20 30 40 70смЛ
Рис. 45. Яркостные температуры Венеры на различных волнах
Но у поверхности Венеры должна быть какая-то
определенная температура, величина которой не может
зависеть от способа измерений, в частности от длины
волны, на которой они проводятся. Правда, это верно только
в том случае, если мы имеем дело с тепловым радиоиз-
лучением, т. е. с обычным излучением нагретого тела,
испускающего инфракрасные лучи и радиоволны. А ведь
бывает еще нетепловое радиоизлучение, связанное с элек-
тромагнитными процессами (примером его являются хотя
бы передачи земных радиостанций или атмосферные шумы,
возникающие при грозовых разрядах). С чем же мы имеем
дело в случае Венеры?
Сенсацией облетело Землю сообщение американского
радиоастронома Дж. Крауса о том, что он уловил резкие
всплески радиоизлучения Венеры на волне 11 м. Что
их порождает? Мощные грозовые разряды? Но вскоре
выяснилось, что Краус ошибся, что он принимал шумы
земного происхождения. «Гроза» прошла стороной.
Нетепловое излучение имеет такие свойства, что его
яркостная температура резко возрастает с длиной волны.
147
У планеты Юпитер на волне 3 см яркостная температура
равна — 110°, что очень близко к температуре его облач-
ного покрова, измеренной в инфракрасных лучах. Но уже
на волне 68 см она достигает +50 000° С. Это — явный
признак нетеплового излучения, порождаемого тормо-
жением электронов в сильном магнитном поле планеты.
Но у Венеры нет ничего похожего. Значит, ее излу-
чение — тепловое. Чему же тогда равна температура
ее поверхности? Плюс триста или плюс тридцать гра-
дусов?
ПАРНИК, ИОНОСФЕРА И ВЕТЕР
Для объяснения наблюдаемой картины были предложены
почти одновременно три гипотезы.
Согласно одной из них — парниковой гипотезе
К. Сагана — поверхность Венеры имеет действительно
температуру +300—350°. Сантиметровые радиоволны до-
ходят до нас от раскаленной поверхности, не испытывая
какого-либо поглощения в атмосфере или в облачном
слое планеты. Что касается миллиметровых волн, то они
должны поглощаться парами воды, содержащимися
в ее атмосфере. Поэтому принимаемые нами миллиметро-
вые радиоволны исходят не от поверхности Венеры,
а от некоторого слоя ее атмосферы под облаками.
Что же порождает такие высокие температуры?
С точки зрения этой гипотезы, условия в атмосфере
Венеры напоминают гигантский парник (рис. 46). Лучи
Солнца, несущие основную долю энергии в видимой части
спектра, хотя и теряют около 60% на отражение от об-
лачного слоя, все же проникают до поверхности Венеры,
разумеется, претерпев по пути многократное рассеяние
молекулами атмосферы и частичками облаков. Они не-
сут Венере тепловую энергию Солнца. Поверхность
Венеры нагревается, а нагретая поверхность должна
отдавать свое тепло, иначе она будет нагреваться бес-
предельно. При температурах в сотни градусов тепло
отдается в основном в виде инфракрасного излучения,
которому не легко проникнуть за пределы атмосферы
планеты. На пути его подстерегают два газа — поглоти-
теля инфракрасных лучей. Один из них — углекислый
газ, которого на Венере очень много, но он способен
поглощать излучение только в сравнительно узкой по-
148
Рис. 46. Прохождение различных излучений сквозь атмосферу Венеры
лосе длин волн от 12 до 17 мк. Другой газ — водяной
пар — имеет очень широкие полосы поглощения, наглухо
закрывающие почти весь инфракрасный участок спектра
и оставляющие лишь «окно» между 8 и 13 мк. Но водяного
пара в атмосфере Венеры очень мало, а, чтобы объяснить
наблюдаемый парниковый эффект, его требовалось 3%
от общего состава атмосферы.
Другая гипотеза — эолосферная — была выдвинута
Э. Эпиком. В ней поверхность Венеры тоже накалена
до —350°, но причиной этого является не парниковый
эффект, а. . . ветер. Да, ветер, но очень сильный, взды-
мающий тучи пыли и нагревающий поверхность планеты
за счет трения. Зона сильных ветров, которую Эпик
назвал по имени бога ветра Эола эолосферой, прости-
рается от поверхности до слоя облаков. Солнечное излу-
чение из-за поглощения пылью вообще не доходит до по-
верхности. На Венере всегда темно, жарко, пыльно и
ветрено.
Эпик попробовал расчетами подкрепить свою гипо-
тезу — ведь дело было в 60-е годы XX в. и словам, пусть
даже звучавшим внешне убедительно, никто уже не ве-
рил. Оказалось, что 2% солнечной энергии, попадающей
на Венеру, было бы достаточно для обеспечения энергии
149
венерианских ветров. И все же эолосферная гипотеза
не нашла сторонников. Многие ее стороны остались
неразработанными, на ряд вопросов она не давала ответа.
Наконец, наблюдения советских и американских радио-
астрономов, установивших зависимость яркостной тем-
пературы Венеры от ее фазы (т. е. от времени суток Ве-
неры), окончательно опровергли эолосферную модель.
Серьезной конкуренткой парниковой гипотезы стала
третья из предложенных гипотез — ионосферная. Со-
гласно ионосферной модели, предложенной в 1961 г.
Д. Джонсом, радиоизлучение на сантиметровых волнах
испускается не поверхностью планеты, а расположенным
высоко в атмосфере ионосферным слоем, имеющим тем-
пературу около -f-330° С. При этом само излучение обу-
словлено перемещением свободных электронов в поле
ионов. Ионосфера Венеры должна быть прозрачна для
волн миллиметрового диапазона, и, таким образом, на-
блюдаемая на этих волнах температура от +80 до +130° С
относится к поверхности планеты.
Однако расчеты самого Джонса показали первую труд-
ность ионосферной гипотезы. Чтобы обеспечить темпера-
туру +330° С, ионосфера Венеры должна иметь электрон-
ную концентрацию 109 электронов на 1 см3, тогда как
в земной ионосфере эта величина нигде не превышает
10е электронов на 1 см3. Чтобы объяснить такое превы-
шение концентрации электронов (в тысячу раз!), надо
было допустить или наличие мощного источника иони-
зации (не проявляющего себя в атмосфере Земли), или
очень малую скорость обратного процесса — рекомби-
нации, превращающей ионы вновь в нейтральные атомы.
Но поток солнечного излучения, вызывающего иони-
зацию, на Венере только вдвое мощнее, чем на Земле.
Тогда Джонс обратился к другому источнику иониза-
ции — к корпускулярным потокам, исходящим от Солнца.
У Венеры не обнаружено магнитного поля, потоки кор-
пускул не должны отклоняться, как в магнитном поле
Земли. Взяв наивысшие оценки плотности потока кор-
пускул за пределами земной атмосферы, Джонс пришел
к выводу, что на Венере скорость ионизации может быть
раз в 30 больше, чем на Земле. Если теперь предположить,
что рекомбинация ионов происходит по схеме «атомарный
ион+электрон=нейтральный атом» (такая рекомбинация
называется радиативной, так как сопровождается ис-
150
пусканием излучения), то можно, казалось бы, объяснить
высокую электронную концентрацию в ионосфере Ве-
неры.
ИОНОСФЕРНАЯ ГИПОТЕЗА
ПЕРЕД СУДОМ ФАКТОВ
В 1961 г. почти одновременно с Джонсом исследованием
ионосферы Венеры занялся молодой советский геофизик
А. Д. Данилов. Он обратил внимание на то обстоятельство,
что по данным экспериментальных исследований земной
ионосферы на ракетах и спутниках в ней очень велико
количество молекулярных ионов, т. е. молекул, потеряв-
ших один из электронов. Основным видом рекомбинации
в этом случае являются процессы воссоединения моле-
кулярного иона с электроном и распад молекулы на два
нейтральных атома (эта рекомбинация носит название
диссоциативной). Но скорость диссоциативной рекомбина-
ции по крайней мере в сотни тысяч раз больше, чем у радиа-
тивной, и тогда все построения Джонса рушатся: макси-
мальная электронная концентрация у Данилова полу-
чилась такая же, как в земной ионосфере, т. е. в 1000 раз
меньше, чем нужно.
Весной того же года советские радиоастрономы
А. Д. Кузьмин и А. Е. Саломонович провели новую се-
рию наблюдений радиоизлучения Венеры на волне 9,6 см.
Результаты были совершенно неожиданными. Яркостная
температура Венеры испытывала резкие колебания ото
дня ко дню, достигая 400 и даже 700° выше нуля. Тем-
пература поверхности так изменяться не могла. Значит,
все-таки дело в ионосфере? Но тогда как преодолеть труд-
ности ионосферной гипотезы? Ведь кроме затруднения
с электронной концентрацией была еще одна, не менее
важная трудность. Проведенная в том же году радиоло-
кация Венеры принесла еще одну неожиданность: коэф-
фициент отражения радиоволн длиной от 10 до 70 см
поверхностью Венеры оказался почти одинаков и равен
10%, хотя прозрачность плотной ионосферы для этих
волн должна различаться в 1000 раз. Радиоволны дли-
ной 70 см должны быть полностью поглощены такой ионо-
сферой, но они почему-то доходят до нас.
Две группы советских ученых попробовали преодо-
леть трудности ионосферной гипотезы. Это были прежде
151
всего радиоастрономы А. Д. Кузьмин и А. Е. Саломоно-
вич — надо было объяснить обнаруженную ими в 1961 г.
«пляску» температур. Независимо от них за ту же за-
дачу взялись молодые геофизики А. Д. Данилов и
G. П. Яценко. Работа была закончена в 1963 г.
Обратите внимание, читатель: за обоснование ионосфер-
ной гипотезы взялся тот самый Данилов, который незадолго
до этого сам нанес по ней сильный удар. В ее разработке
приняли участие А. Е. Саломонович, до того столь же
серьезно разрабатывавший парниковую гипотезу, и
А. Д. Кузьмин, который два года спустя выполнит решаю-
щий эксперимент, в результате чего будет подорвана сама
идея излучения мощной ионосферы.
Что это? Непоследовательность? Шатание из стороны
в сторону? Нет, это спокойное и методическое исследо-
вание всех возможных объяснений наблюдаемой картины.
Истинный ученый не даст увлечь себя предвзятой идее,
не станет подгонять под нее факты, а проверит и изучит
все возможности.
Так и поступили четверо советских ученых. Их по-
строения и выводы во многом сходны, но путь моло-
дых геофизиков более поучителен. Последуем же за
ними.
Как раз тогда, в 1963 г., японский ученый М. Шимицу
теоретически рассмотрел уровень, на котором в атмосфере
Венеры происходит диссоциация молекул на атомы.
Он пришел к выводу, что выше 80 км молекулярных ио-
нов быть не должно. Но если так, то преобладающим ме-
ханизмом нейтрализации ионов будет радиативная,
а не диссоциативная рекомбинация. Это позволяло Да-
нилову и Яценко преодолеть первую трудность ионо-
сферной гипотезы.
Сложнее было с результатами радиолокации. Моло-
дые ученые выдвинули предположение, что радиоволны
длиной 70 см отражаются от самой ионосферы, не прохо-
дят сквозь нее. Волны длиной 40 см уже проходят, частично
поглощаясь, и отражаются от поверхности, а волны дли-
ной 10 см, свободно проходя сквозь ионосферу, сильно
поглощаются при отражении из-за наличия неровностей
поверхности такого же масштаба. В результате коэффи-
циент отражения всех трех волн получается одинаковым.
Конечно, в этом рассуждении была некоторая натяжка,
но противоречия в нем не было.
152
Но надо было еще объяснить результаты радионаблю-
дений на различных волнах: почему яркостная темпе-
ратура (300—400° G) больше температуры поверхности
почти на 300°. Это привело Данилова и Яценко к модели
полупрозрачной ионосферы с высокой электронной тем-
пературой (около 5000°) в области максимальной концент-
рации электронов и с более холодным слоем, располо-
женным выше. Нечто подобное имеет место и в земной
ионосфере. Такая модель хорошо представляла радиона-
блюдения на миллиметровых волнах и на волне 10 см, но
значения яркостной температуры на волнах 3 и 20—40 см
резко выпадали. Модель полупрозрачной ионосферы тре-
бовала прогрессирующего роста температуры с длиной
волны, а наблюдения показывали «горб» на волнах
3—10 см и «завал» на дециметровых волнах. Это обстоя-
тельство и погубило модель полупрозрачной ионосферы.
Тогда Данилов и Яценко предложили новую мо-
дель — модель скважной (дырчатой) ионосферы. Согласно
этой новой модели в атмосфере Венеры имеются отдель-
ные области с высокой электронной концентрацией —
ионосферные облака. Нечто подобное наблюдается и у нас
на Земле в зонах полярных сияний. Если предположить,
что в этих облаках электронная концентрация ЗЛО9 эле-
ктронов на 1 см3, а в «окнах» — в сто раз меньше,
то строение ионосферы Венеры в области «окон» может
быть таким же, как получил А. Д. Данилов в 1961 г., —
напоминающим строение земной ионосферы.
Сравнение этой модели с наблюдениями позволило
получить неплохое согласие. Получился даже «горб»
температуры на сантиметровых волнах и ее спад к деци-
метровым. Сходную модель рассмотрел А. Д. Кузьмин,
попытавшийся учесть некоторые новые источники иони-
зации — первичные космические лучи, усиленную радио-
активность в атмосфере.
И все же в 1965 г. в печати был опубликован ... некролог
ионосферной модели радиоизлучения Венеры. Да, именно
так назвали свою статью два американских астронома —
Р. Уокер и К. Саган. В своей работе они рассмотрели все
варианты ионосферной модели, перечисленные выше,
и сделали вывод о ее неприменимости.
Факт за фактом бросали Уокер и Саган на чашу ве-
сов, голосуя против ионосферной модели. Атомарный
азот должен диффундировать вниз, к плотным слоям,
153
быстрее, чем он образуется в ходе диссоциации ультра-
фиолетовыми лучами Солнца, — значит, преобладать бу-
дут все-таки молекулярные ионы и быстрая диссоциа-
тивная рекомбинация. В случае оптически плотной ионо-
сферы яркостная температура на сантиметровых волнах
должна сильно зависеть от длины волны, а это противо-
речит наблюдениям. На волнах 1—2 см, для которых
ионосфера оптически тонкая, должно наблюдаться уве-
личение «радиояркости» к краю диска Венеры, но изме-
рения «Маринера-2» на волне 1,9 см показывали обрат-
ное. Правда, А. Д. Данилов в 1964 г. смог построить
модель скважной ионосферы с потемнением к краю,
но эта модель давала на самом краю пик яркости, кото-
рый непременно был бы обнаружен «Маринером-2».
А пика-то наблюдения и не показали.
Пока шли эти дискуссии вокруг ионосферной гипотезы,
советский радиоастроном А. Д. Кузьмин готовился к даль-
нему путешествию за океан, чтобы вместе с американскими
учеными поставить решающий эксперимент для ее про-
верки.
НАЧИНАЕМ ПРИПОДНИМАТЬ ЧАДРУ
На востоке Калифорнии, вдали от побережья располо-
жена обсерватория Оуэнс Вэллей Калифорнийского тех-
нологического института. Эта обсерватория располагает
уникальным прибором — подвижным радиоинтерферо-
метром. Он состоит из двух 27-метровых параболоидов,
каждый из которых сам по себе является гигантским
радиотелескопом — антенной, принимающей радио-
волны, приходящие к нам из космоса (рис. 47). Но обе
антенны вместе образуют систему, называемую интер-
ферометром. Радиоволны, падающие на каждую из антенн,
интерферируют между собой, а это позволяет измерить
многие величины, недоступные каждой из антенн в от-
дельности: диаметр малого источника радиоволн, распре-
деление радиояркости по диску планеты и ряд других.
Основной особенностью этого радиоинтерферометра было
то, что каждую из антенн (весящих по 500 т) можно
передвигать по рельсовым путям в двух перпендикуляр-
ных направлениях и устанавливать на любой из 11 стан-
ций. Таким образом, можно было изменять не только
154
Рис. 47. Антенны радиоинтерферометра обсерватории Оуэнс Вэллей
расстояние между антеннами — базу интерферометра,
но и ее направление.
Именно сюда и был приглашен А. Д. Кузьмин по со-
глашению между Академией наук СССР и Национальной
академией наук США об обмене учеными. В мае 1964 г.
совместно с американским ученым Барри Кларком он при-
ступил к наблюдениям Венеры.
Сложна была аппаратура радиоинтерферометра, сло-
жен процесс наблюдений. Каждая из антенн имела высоко-
частотные головки, основной частью которых был клист-
ронный гетеродин. Синхронизация обоих гетеродинов
производилась специальным генератором. Сигналы от
обеих антенн перемножались, причем специальное
устройство компенсировало разность длин кабелей, иду-
щих от антенн, и влияние суточного движения Венеры
на разность хода сигналов. Другое устройство, перио-
дически изменяя фазу одного из гетеродинов, получало
интерференционную картину. После этого результирую-
щий сигнал пропускался через фильтры, отсеивавшие
случайные шумы, и подавался на интегрирующее устрой-
ство и пишущий регистратор.
Да простит нам читатель все эти технические подроб-
ности: мы их привели не для того, чтобы приблизить
читателя к устройству этого грандиозного прибора,
а чтобы дать понять всю его сложность. Да, в наш век
техники гипотезы «требуют» подчас очень сложного обо-
рудования. Но и это было еще не все.
В процессе наблюдений непрерывно производилось
сравнение с точечными космическими источниками радио-
излучения — далекими галактиками или квазарами,
которые служили своеобразными эталонами. По ним
проверялись полная интенсивность радиоизлучения Ве-
неры, его поляризация, распределение радиотемпературы,
возможные аппаратурные эффекты, по ним после каждого
передвижения на новую станцию производилась точная
юстировка антенн. Но нередко наблюдениям мешал
сильный ветер, создававший вибрацию антенн, и тогда
наблюдения приходилось прекращать.
За работой приемной аппаратуры следил опытный
инженер Чарльз Спенсер. За полтора года до приезда
Кузьмина Кларк и Спенсер провели первую пробную
серию наблюдений Венеры, позволивших впервые измерить
распределение ее радиотемпературы по диску в неполя-
156
ризованном излучении. Кузьмин и Кларк значительно
расширили программу исследований, включив измерение
поляризации радиоизлучения планеты.
Три месяца продолжалась напряженная работа. Много
времени потребовала и обработка наблюдений. Резуль-
таты стали известны лишь к концу декабря 1964 г.
С помощью радиоинтерферометра Кузьмин и Кларк
впервые измерили радиус твердого шара Венеры: 6057 км
(до этого астрономы измеряли лишь радиус облачного
слоя). Отсюда определилась и средняя высота облаков —
от 40 до 60 км над поверхностью планеты. Это облегчило
расчет модели атмосферы Венеры.
Измерения поляризации радиоизлучения Венеры по-
казали, что его источником является твердая поверх-
ность, а не атмосфера и не облака. В самом деле, только
гладкая твердая поверхность, согласно уже известной
нам теории В. С. Троицкого, может дать излучение,
частично поляризованное на краях диска планеты.
Ни атмосфера, ни облачный слой, ни какое-либо
иное аморфное образование такими свойствами не об-
ладают.
Итак, поверхность Венеры раскаленная. Но всюду ли
одинакова ее температура? Наблюдения Кларка и Кузь-
мина показали, что не всюду. Самая горячая точка
там, где Солнце в зените, — нагрета до -Ц-480° С. На про-
тивоположной (антисолнечной) точке «только» -J-3600 С.
А самыми холодными точками планеты оказались ее по-
люсы. «Полярный холод» на Венере — понятие довольно
относительное. Там всего лишь -{-230° С.
Работа Кузьмина и Кларка имела большое значение
для исследований Венеры. Она создала решающий пере-
вес в пользу парниковой гипотезы. Оставалось объяснить
некоторые детали.
Измерения дифференциальной поляризации радио-
излучения Венеры позволили определить диэлектриче-
скую проницаемость ее вещества. Она получилась равной
2,5 — заметно ниже, чем у земных песков (3,5—4), скаль-
ных пород (5—8), и во много раз ниже, чем у воды (80).
Стало ясно, что наружный слой Венеры — рыхлый и
что там не может быть больших скоплений воды или
иной жидкости.
Диэлектрическую проницаемость поверхностного по-
крова Венеры можно было определить и другим путем —
157
с помощью радиолокации, по коэффициенту отражения
радиоволн. Теперь уже не было ничего удивительного
в том, что для волн 10 и 70 см он был почти одинаков —
около 10—15%, ведь отражала их одна и та же поверх-
ность. Но. . . это приводило к значениям диэлектрической
проницаемости 3,7—5, т. е. значительно большим, чем
получилось у Кларка и Кузьмина.
Противоречие? Ученые сразу принялись за поиски
объяснения. Было предложено несколько гипотез. Со-
ветские ученые В. М. Вахнин и А. И. Лебединский пред-
положили, что часть радиоизлучения Венеры порождается
тлеющими разрядами в ее атмосфере, американские уче-
ные У. Пламмер и Дж. Стронг — что заметную роль
играет нетепловое излучение облаков. То и другое излу-
чение не поляризовано, поэтому поляризационные наблю-
дения дают заниженное значение диэлектрической прони-
цаемости по сравнению с радиолокацией. Обе группы уче-
ных сделали отсюда вывод, что на Венере, может быть,
вовсе не так жарко.
Они, правда, не учли того факта, что точно такая же
картина — расхождение диэлектрических постоянных, оп-
ределенных по собственному радиоизлучению и с помощью
радиолокации, — наблюдается и у Луны, заведомо ли-
шенной атмосферы и облаков. Обе гипотезы были постро-
ены на одном-единственном факте, а этого было недоста-
точно. Сравнение с Луной показывало, что дело не в ат-
мосфере и не в облаках, а в свойствах поверхности Венеры.
И вдруг — новая неожиданность! Радиолокация Венеры
на волне 3 см, проведенная группой американских уче-
ных, показала аномально низкий коэффициент отраже-
ния — всего 1% вместо 10%. Наблюдения 1966 г. под-
твердили этот результат.
Задача осложнилась. И все же ее успешно решил моло-
дой советский радиоастроном Г. М. Стрелков. Он рас-
считал модель строения поверхности Венеры, состоящей
из наружного очень рыхлого слоя, находящегося на твер-
дом скальном основании. Толщина этого слоя несколько
сантиметров. Радиоволны длиной 3 см отражаются именно
от этого слоя, а рыхлый песок как раз и обладает столь
низким коэффициентом отражения — около 1 %. Более длин-
ные волны отражаются уже от плотного основания — под-
ложки, характеризуемой диэлектрической проницаемостью,
как у плотных песков и даже некоторых скальных пород.
158
Когда же мы принимаем собственное излучение Венеры,
часть излучения подложки отражается от границы с рых-
лым слоем, а часть — от его верхней границы и не до-
ходит до нас. Вот почему диэлектрическая проницаемость
по поляризационным наблюдениям оказывается зани-
женной.
Теория Стрелкова объяснила и «завал» температур
на дециметровых волнах. Ведь эти волны приходят к нам
с большей глубины, т. е. от подложки, и также испыты-
вают двойное отражение при переходе через границы
двух сред.
Таким образом, парниковая гипотеза значительно
укрепила свои позиции. Но надо было еще объяснить,
как образуется сам парниковый эффект.
Первые расчеты Сагана и Баррета, дававшие удов-
летворительное объяснение парникового эффекта погло-
щением в водяном паре и углекислом газе, оказались
слишком грубыми и были подвергнуты критике целым
рядом исследователей. Для обеспечения требуемого пар-
никового эффекта требовались колоссальные оптические
толщи атмосферы, т. е. она должна быть совершенно
непрозрачной для инфракрасных лучей.
Выход из положения наметился, казалось, в работе
американцев Дж. Оринга и Дж. Мариано, которые учли
поглощение в облачном слое, считая его состоящим из ка-
пелек воды. К этому времени (1965 г.) гипотеза о водной
природе облаков Венеры получила ряд подтверждений:
исследование инфракрасного излучения облаков с по-
мощью автоматического спектрометра, поднятого на стра-
тостате на высоту 24 км, позволило американским ученым
получить хорошее согласие с кривой отражения для
кристалликов льда; в другом полете было изучено со-
держание водяного пара над облаками; независимое
доказательство его присутствия в атмосфере Венеры по-
лучил из большой серии наблюдений на высокогорной
станции Юнгфрауйох французский астроном О. Доль-
фюс; наконец, американские ученые Стелин и Баррет
обнаружили полосу водяного пара в диапазоне мил-
лиметровых волн — на волне 13,5 мм.
И все же решение Оринга и Мариано было неверным.
При указанном ими механизме парникового эффекта
атмосфера под облачным слоем быстро нагрелась бы
до температуры поверхности.
159
Советский радиоастроном Г. М. Стрелков сумел найти
решение и этой задачи. Ошибкой многих исследователей
было то, что атмосферу Венеры считали для простоты
«серой», т. е. одинаково поглощающей все лучи. Если
учесть свойство водяного пара поглощать лучи лишь
в определенном интервале длин волн, то нужный парни-
ковый эффект может быть достигнут при содержании
углекислого газа даже 5% (а на самом деле оно ока-
залось около 90°/о) и водяного пара 0,07% при дав-
лении у поверхности 10 атм. Слой осажденной воды
в этом случае составит около 9 г/см2, что согласуется
с определениями количества водяного пара над облаками,
выполненными Дольфюсом и американцами.
Ученые начали приподнимать чадру Венеры. Радио-
локаторы уже обшаривают ее поверхность, выявляя
неровности рельефа, — такие области недавно появи-
лись на картах. 1 марта 1966 г. советская космическая
станция «Венера-3» впервые прорезала облачный слой
и достигла поверхности Венеры.
А 18 октября 1967 г. наша межпланетная станция
«Венера-4» осуществила плавный спуск в атмосфере Ве-
неры, передав ценнейшие сведения о температуре, дав-
лении, плотности и химическом составе ее атмосферы.
При подлете станции к планете были получены также
данные о магнитном поле Венеры, концентрации заря-
женных частиц вблизи нее.
В результате этого исторического эксперимента пар-
никовая гипотеза получила полное подтверждение: тем-
пература атмосферы вблизи поверхности в месте спуска
(на ночной стороне планеты) оказалась +280° С,
давление — около 20 атм. Концентрация заряженных
частиц выше 100 км не превышает 103 на 1 см9, т. е. в 1000
раз меньше, чем в атмосфере Земли. Это открытие окон-
чательно опрокидывает ионосферную гипотезу.
Полет «Венеры-4» был выдающимся успехом совет-
ской науки и техники.
Видно, уже недалек тот день, когда мы получим пер-
вые фотографии ландшафта Венеры. И тогда таинственное
покрывало будет сорвано с этой планеты.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
ГИПОТЕЗЫ РАССКАЗЫВАЮТ О МАРСЕ
ЕСТЬ ЛИ ЖИЗНЬ НА МАРСЕ?
Кто не помнит веселого фильма «Карнавальная ночь»
и нелепую фигуру лектора-халтурщика, рассуждающего
о жизни на Марсе? «Есть ли жизнь на Марсе, нет ли
жизни на Марсе — науке еще неизвестно», — говорит
он заплетающимся языком. Юмор артиста С. Филиппова,
играющего эту роль, оказался настолько действенным,
что настоящие лекторы-астрономы долго не решались
даже произносить злополучные слова «есть ли жизнь
на Марсе?», ибо немедленно из зала кто-нибудь добавлял
«нет ли жизни на Марсе?» под дружный смех слушателей.
Ну, а все-таки — есть ли жизнь на Марсе? Что здесь
известно науке, а что неизвестно?
Нам известно многое о физических условиях
на Марсе (рис. 48). Точно измерены температуры в раз-
личных точках его поверхности в разные времена года
и суток. Кстати, смена дня и ночи на Марсе происходит
так же, как и на Земле (сутки Марса лишь на 40 минут
длиннее), смена времен года подчиняется тем же законам
(только год там вдвое длиннее нашего), имеются и теп-
ловые пояса — все как на Земле.
Температура поверхности Марса на экваторе может
достигать в полдень, в периоды наибольшего прибли-
жения к Солнцу (орбита Марса заметно вытянута), 4-25° С.
Но уже к вечеру она падает до нуля, а за ночь, к утру,
до —50° С. Атмосфера Марса очень разрежена и плохо
удерживает тепло.
В полярных районах летом за долгий полярный день
температура может подниматься до -J-100 С, но зимой
она падает до —80° С и ниже. И все же температурные
161
условия на Марсе благоприятны для жизни, хотя го-
раздо суровее, чем на Земле.
Для жизни нужна вода. Ее существование на Марсе
теперь не вызывает сомнений, хотя в прошлом порождало
немало споров. Белые пятна, закрывающие полярные
районы Марса, как показывают поляриметрические из-
мерения О. Дольфюса и спектрофотометрические иссле-
дования В. И. Мороза, состоят из инея и льда. Правда,
слой их тонок, воды на Марсе очень мало. Но все же вода
есть. Имеется она и в атмосфере планеты в виде белых
облаков, легкого тумана и водяного пара.
Ну, а какова плотность атмосферы Марса? И есть
ли в ней «газ жизни» — кислород?
Первые оценки плотности марсианской атмосферы
носили чисто качественный характер. Во всяком случае,
низкое альбедо планеты и высокая прозрачность атмо-
сферы Марса говорили о том, что она гораздо разреженнее
земной.
В середине 20-х годов начали появляться первые
количественные оценки, основанные на фотометрических
и поляриметрических наблюдениях. В 1926 г. американ-
ский астроном Д. Мензел определил, что атмосферное
давление на Марсе должно составлять 25 миллибар (в 40
раз меньше, чем на Земле). В 1934—1944 гг. большую
серию определений атмосферного давления на Марсе
провели советские фотометристы Н. П. Барабашов,
В. В. Шаронов, Н. Н. Сытинская, В. Г. Фесенков. В сред-
нем, по их определениям, получалось давление около
85 миллибар. Именно это значение фигурировало в свод-
ной таблице американского астронома Ж. Вокулера
в его книге «Физика планеты Марс», изданной у нас
в 1956 г. Из 12 определений, использованных Вокулером,
6 приходились на долю советских ученых.
Но в 60-е годы пришлось пересмотреть оценку дав-
ления. Прежний результат был подвергнут сомнению.
Советский астроном В. И. Мороз и американские астро-
номы X. Спинрад, Г. Мюнч и Л. Каплан независимо друг
от друга, изучив контуры полос поглощения углекислого
газа в спектре Марса, определили, что давление у по-
верхности не превосходит 25 миллибар.
Это расхождение результатов тут же получило свое
объяснение. В июне 1964 г. на совещании рабочей группы
по изучению Венеры и Марса в Киеве Н. Н. Сытинская
162
Рис. 48. Фотография Марса
и Э. Г. Яновицкий объяснили превышение давления
по данным фотометрических и поляризационных наблю-
дений наличием в атмосфере Марса мелких частиц (аэро-
золей), состоящих скорее всего из пыли и, возможно,
ледяных кристалликов. Они рассеивают и поляризуют
свет наряду с молекулами газа.
Через год полет американской станции «Маринер-4»
принес новые данные о давлении в атмосфере Марса.
Когда станция заходила за планету, ее радиоволны
проходили насквозь атмосферу Марса. По их поглощению
и преломлению удалось независимо определить величину
атмосферного давления, притом дважды — при заходе
и при выходе из-за края планеты. Были получены зна-
чения 5—9 миллибар, т. е. еще в 3—5 раз меньше, чем
по спектральным определениям.
163
Таким образом, плотность атмосферы Марса очень
низка. Даже если данные «Маринера-4» относятся не
к самой поверхности, а к более высокому уровню и если
верны спектральные определения, все же она в 40—50 раз
разреженнее земной.
А как же обстоит дело с кислородом? Тут мы сталки-
ваемся с драматической историей настойчивых, но без-
успешных поисков этого «газа жизни» в атмосфере
Марса.
Самая большая трудность на пути исследователей
заключалась в том, что кислорода слишком много в нашей,
земной атмосфере. Отраженные Марсом лучи Солнца,
испытав двукратное поглощение в атмосфере планеты,
проходили потом сквозь нашу атмосферу, прежде чем
попасть в спектрограф астронома. И в спектре Марса
четко вырисовывались широкие теллурические
(от Tellus — Земля) полосы кислорода. В них тонули следы
марсианских полос.
Первый метод, примененный астрономом В. Слайфером
на Флагстаффской обсерватории в США еще в 1908 г.,
состоял в следующем. Спектры Марса сравнивались
со спектрами Луны, не имеющей атмосферы. Если бы
в атмосфере Марса кислород был в заметном количестве,
его полосы были бы усилены.
Наблюдения производились в Аризоне, в пустынной
и сухой местности на высоте 2200 м над уровнем моря
в самое холодное и сухое время года — в январе и фев-
рале 1908 г. Спектрограммы Слайфера обработал физик
Бери, причем оба ученых нашли, что полоса кислорода
в спектре Марса усилена.
Это побудило директора Ликской обсерватории
У. Кэмпбелла предпринять наблюдения спектра Марса
в еще более подходящих условиях. Он организовал во
время великого противостояния 1909 г. экспедицию
на гору Уитней (4420 м) и там, несмотря на жестокую
бурю и холод, выполнил программу наблюдений. Ника-
кого усиления полос кислорода обнаружено не было.
Тогда директор Флагстаффской обсерватории П. Лоу-
элл применил новый метод, основанный на принципе
Доплера—Физо.
Когда Марс приближается к нам или, наоборот, уда-
ляется, линии спектра, принадлежащие планете, должны
смещаться соответственно к фиолетовому либо к красному
164
концу. Теллурические линии, связанные с Землей,
естественно, смещаться не должны. Результатом должно
быть расширение линий, так как относительная скорость
Марса по лучу зрения слишком мала, чтобы линии раз-
дваивались.
Но ни самому Лоуэллу в 1905 г., ни Кэмпбеллу в 1910 г.
не удалось получить даже намека на расширение линий.
Зато в 1926 г. У. Адамс и К. Сент-Джон, фотографируя
спектр Марса в момент его приближения со скоростью
18 км/сек, обнаружили слабое расширение полосы кис-
лорода, причем как раз в нужную сторону. Из этих
наблюдений выходило, что в атмосфере Марса кислорода
только в шесть раз меньше, чем в нашей.
В 1932—1933 гг. наблюдения были повторены У. Адам-
сом и Т. Дэнхемом на обсерватории Маунт-Вильсон,
причем за время наблюдений скорость Марса по лучу
зрения менялась на 26 км/сек. Никакого смещения или
расширения полос обнаружено не было. Учитывая точ-
ность измерений, Т. Дэнхем вывел отсюда получившую
широкую известность оценку верхнего предела содержания
кислорода в атмосфере Марса: 0,15% от его содержания
в земной атмосфере. Все последующие наблюдения под-
твердили эту оценку.
Любопытно, что многие популяризаторы восприняли
оценку Дэнхема как установление факта наличия кис-
лорода в атмосфере Марса, хотя и в небольшом коли-
честве. Между тем она означает нечто прямо противопо-
ложное: факт отсутствия кислорода в количестве,
превышающем указанный предел. А то, что ниже этого
предела, наблюдениями с земных обсерваторий обнару-
жено пока быть не может.
Итак, можно считать установленным, что: средняя
температура на Марсе на 30° ниже, чем на Земле, коли-
чество воды на Марсе по крайней мере в миллион раз
меньше, чем на Земле, плотность атмосферы Марса в 40—
50 раз меньше, чем атмосферы Земли, кислород в атмо-
сфере Марса не обнаружен, и его может быть в луч-
шем случае в 700 раз меньше, чем в земной атмо-
сфере.
Может ли в таких условиях существовать жизнь
на Марсе? Как вы думаете? Впрочем, не спешите с ответом.
Послушаем, что думают по этому поводу специа-
листы.
165
КАНАЛЫ И МАРСИАНЕ
В 1877 г. в период великого противостояния Марса
итальянский астроном Джованни Скиапарелли открыл
на Марсе сеть тонких темных линий, покрывавших свет-
лые области планеты. Он и& назвал по-итальянски словом
«canali», что означало вообще любой водный проток,
не обязательно искусственный. Мысль о возможности
искусственного происхождения каналов была им вы-
сказана (и то — очень осторожно) гораздо позже —
в 1895 г. Скиапарелли нанес на свою карту Марса около
100 каналов.
Это открытие пробудило интерес к Марсу среди многих
астрономов. Заинтересовался Марсом и американский
дипломат Персиваль Лоуэлл. На свои средства он по-
строил обсерваторию в пустыне Аризона на высоком плато
в условиях сухого и прозрачного воздуха. Лоуэлл заказал
известному оптику Альвану Кларку объектив 60-санти-
метрового рефрактора, пригласил способных сотрудников,
среди которых выделялись два брата Слайфера: Весто
Мелвин — прекрасный спектроскопист и Эрл — опытный
наблюдатель, получивший за 50 лет десятки тысяч фото-
графий красной планеты Ч
В 1894 г. Флагстаффская обсерватория начала свою
работу. В ходе многолетних наблюдений Лоуэлл нанес
на карту около 700 каналов (рис. 49). Он выступил как
самый решительный защитник и пропагандист идеи об
искусственном происхождении каналов Марса, о том,
что это — плод деятельности разумных обитателей пла-
неты, марсиан.
Свои идеи Лоуэлл изложил в нескольких книгах
(«Марс и его каналы», «Марс и жизнь на нем», «Эволюция
миров») и во многих статьях, научных и популярных.
Вот как описывал сам Лоуэлл каналы Марса: «По-
верхность планеты любопытнейшим образом изборождена
мелкой сетью линий и кружков. Чем лучше удавалось
разглядеть планету, тем явственнее выступала эта заме-
чательная сеть. Точно вуаль покрывает всю поверхность
1 По иронии судьбы в нашей, да и в некоторой зарубежной лите-
ратуре обоих Слайферов принимали за одно и то же лицо. Все
спектроскопические исследования Марса, а также других планет
И далеких галактик принадлежат В. М. Слайферу, тогда как фото-
графические исследования Марса — Э. Слайферу.
16Q
Рис. 49. Каналы Марса (по Лоуэллу)
Марса. Каждая из линий сети удивительно прямая,
как будто она намеренно проведена с величайшей точ-
ностью. Каждая линия на всем своем протяжении имеет
одинаковую ширину, однако между собой эти линии
различаются: одни из них длиннее и явственнее, чем другие.
Средняя их ширина, по-видимому, заключается между
15 и 25 км и падает до 2—3 км для наиболее тонких линий.
Эти линии встречаются в точках, очень ясно различае-
мых; бывает, что их сходится до 14 в одной и той же точке.
В местах, где линии сходятся, имеются небольшие темные
пятнышки, которые мы назвали оазисами. Оазисы бывают
различной величины».
Далее Лоуэлл отмечал следующие свойства каналов:
они наблюдаются не только на материках, но и на «морях»;
их концы упираются либо в полярную шапку, либо
в «море», либо в оазис, либо в другой канал; каналы тем-
неют по мере таяния полярной шапки, начиная с приле-
167
жащего к ней конца; весеннее потемнение распростра-
няется по каналам (и одновременно по «морям»), переходя
через экватор в другое полушарие, некоторые каналы
(всегда одни и те же) при этом становятся двойными.
«Картина как раз такая, — писал Лоуэлл, — какая
получилась бы, если бы это была система искусствен-
ного орошения, основанная на таянии полярных снегов. . .
Таким образом, если бы Марс был обитаем, то мы должны
были бы найти там именно такую любопытную систему
орошения; это объяснение кажется единственным, выте-
кающим из наблюдаемых фактов».
Да, Лоуэллу оно казалось единственным возможным
объяснением. Увы, только казалось.
Зато сколько шуму наделала гипотеза Лоуэлла! Во
всех странах начали появляться фантастические романы
о марсианах — о прилете их на Землю («Борьба миров»
Г. Уэллса) и о полетах людей на Марс и встречах там
с марсианами («Аэлита» А. Толстого и др.). Стали серьезно
обсуждаться проекты о том, как дать знать воображаемым
марсианам о нашем существовании: например, выложить
(или засеять растениями) на большой площади какую-
нибудь геометрическую фигуру, или собрать все мощные
прожекторы и направить их на Марс с ночной стороны
Земли, или использовать большие зеркала для отражения
на Марс лучей Солнца. Стали ожидать (и даже наблюдать!)
сигналы с Марса.
Но все было напрасно. Марсиане не откликнулись
и ничем не дали о себе знать.
Гипотеза Лоуэлла (которая потом получила название
техногенной) для своего времени была прогрессивной.
Она пробудила интерес к Марсу у многих исследователей.
Число работ, посвященных Марсу, возрастало.
Но вот что было интересно. Многие опытные наблю-
датели, работавшие с еще большими инструментами, чем
Лоуэлл (например, 3. Барнард, Э. Антониади), никогда
не наблюдали прямолинейных каналов. Антониади всегда
изображал на месте каналов цепочки пятен, широкие
размытые полосы, границы раздела областей разной
яркости (рис. 50).
Настораживало и другое. Начиная с 1897 г. Лоуэлл
занялся наблюдениями Венеры и открыл на ней каналы!
Он составил карту Венеры, дал названия ее областям,
хотя, как мы знаем, на поверхности Венеры ничего
168
Рис. 50. Одна и та же область на Марсе по Лоуэллу
(вверху) и по Антониади (внизу)
увидеть нельзя. «Каналы» Венеры были явной оптиче-
ской иллюзией, плодом воображения Лоуэлла.
Так, может быть, и каналы Марса—иллюзия? Ряд
ученых (Э. Пиккеринг, У. Маундер) поставили специаль-
ные эксперименты для доказательства фиктивности ка-
налов. В опытах Маундера группе в 10—20 школьников
(ничего не знавших о каналах Марса) предлагалось сри-
совывать изображения этой планеты, скопированные с ри-
сунков Скиапарелли, но с рядом изменений: на одном были
изображены оазисы, но не было каналов, на другом,
наоборот, каналы были показаны, а оазисы — нет, на
третьем не было ни тех, ни других, а лишь короткие
извилистые линии. Но почти во всех случаях дети ри-
совали каналы, причем именно там, где они были, судя
по картам Лоуэлла. Больше всего каналов изображали те,
кто находился не слишком близко, но и не очень далеко
от модели (рис. 51).
Маундер сделал отсюда вывод, что каналы Марса
возникают в результате суммирования глазом наблю-
дателя мелких деталей, которые не могут быть восприняты
в отдельности.
Во время великого противостояния Марса в 1909 г.
Э. Антониади произвел большую серию наблюдений
Марса в 83-сантиметровый телескоп Медонской обсерва-
тории. Подводя итоги своей работы, он писал: «Гипотеза
о мнимом существовании геометрической сети получила
окончательное опровержение. . . ибо самые сильные
инструменты нашего времени не обнаружили и следа
этой сети, между тем как детали, гораздо более тонкие,
чем прямолинейные «каналы», были постоянно видны».
И Антониади был не одинок в своем мнении: почти тот же
вывод одновременно с ним сделал директор обсерватории
Маунт-Вильсон Джордж Хэл. К их мнению присоедини-
лись многие опытные наблюдатели.
Но решающее слово должна была сказать фотография.
На обсерватории Лоуэлла Эрл Слайфер с 1903 г. получал
прекрасные фотографии Марса. И что же? Антониади имел
полное основание заметить не без сарказма: «Не харак-
терно ли, что прекрасные фотографии Марса, полученные
г. Лоуэллом, подтверждают не столько его рисунки,
сколько рисунки, полученные в Медоне?»
Тогда же, в 1909 г., снимки Марса были получены еще
в одном месте земного шара. Этим местом была Пулков-
170
Рис. 51. Опыт Маундера против реальности каналов:
вверху — оригинал, внизу — его изображение при за
рисовке с большого расстояния
ская обсерватория, где на 76-сантиметровом рефракторе
работал молодой русский ученый Гавриил Адрианович
Тихов. Его снимки отличались от всех остальных фото-
графий Марса — они были сделаны со светофильтрами.
МОРЯ И РАСТЕНИЯ
Мы уже сталкивались с «морями» на Луне и знаем, что
они не содержат ни капли воды. Темные области на
Марсе по аналогии с лунными тоже получили название
«морей». Известный английский астроном Вильям Гершель
в 1784 г. высказывал мнение, что это — настоящие моря.
Спустя столетие, в 1878 г., французский астроном Э. Лиз
высказал иную гипотезу: полагая, что светлые области —
материки — представляют собой песчаные пустыни, он
сделал предположение, что «моря» Марса в действитель-
ности представляют собой области, покрытые раститель-
ностью. Эту гипотезу в 1884 г. поддержал его соотечествен-
ник Б. Трувело. «Судя по изменениям, которые я на-
блюдал в этих пятнах год от года, можно было бы полагать,
что эти зеленоватые изменчивые поверхности могут быть
марсианской растительностью, подверженной сезонным
изменениям», — писал он. К тому же выводу пришел
и П. Лоуэлл, объяснивший весеннее потемнение «морей»
распространением влаги от тающих полярных шапок.
«Моря» всем наблюдателям казались зеленоватыми
или голубоватыми. Их окраска, как и потемнение, из-
менялась с временами года. Серые зимой, они приобре-
тали зеленоватую окраску весной и летом, а осенью
становились коричневатыми или рыжеватыми, как увя-
дающие листья растений. Картина была весьма наглядная,
но . . . увы, чисто качественная.
Ученым этого было мало. Они хотели получить более
веское, количественное доказательство. Первая попытка
в этом направлении и была предпринята Г. А. Тиховым.
Обработка фотографий, полученных со светофильтрами
в 1909 г., позволила ему обнаружить три важных явления,
названных «эффектами Тихова». Один из них относился
к видимости и цвету полярных шапок. Другой говорил
о наличии у планеты атмосферы. Третий показывал, что
контраст между «морями» и «материками» растет с пере-
ходом от зеленых лучей к красным, т. е. «моря» действи-
тельно зеленее «материков».
172
/7
P салат лучат
<8 куасныт лучат
P и с. 52. Марс и земной пейзаж в синих и красных лучах
P c
Пятнадцать лет никто не повторял этого эксперимента,
и только в 1924 г. американский астроном У. Райт,
а затем в 1926 г. его соотечественник Ф. Росс получили
снимки Марса в широком цветовом диапазоне — от уль-
трафиолетовых до инфракрасных лучей (рис. 52). Они
не только подтвердили выводы Тихова, но Райт обнаружил,
что в ультрафиолетовых и фиолетовых лучах Марс полу-
чается на снимках больше, чем в красных и инфракрас-
ных 2. Кроме того, Райт открыл так называемый «фио-
летовый слой», или «голубую мглу», в атмосфере Марса,
вызванную, по-видимому, рассеянием солнечных лучей
мелкими частицами — аэрозолями, плавающими в его
атмосфере.
2 Этот «эффект Райта» был первоначально приписан действию атмо-
сферы Марса. Но советские астрономы В. В. Шаронов и Н. П. Ба-
рабашов доказали, что причиной его является закон потемнения
к краю диска планеты в красных лучах в соединении с фотографи-
ческими эффектами.
173
И все же простых указаний на зеленоватый цвет
«морей» было недостаточно. Ведь некоторые минералы
тоже могут иметь зеленый цвет. Как убедиться, что в
«морях» есть растительность?
Ученые избрали два пути для проверки этой гипотезы.
На один из них указал К. А. Тимирязев, много лет
изучавший вопрос о спектральных свойствах растений.
Его магистерская диссертация, защищенная еще в 1871 г.,
называлась «Спектральный анализ хлорофилла». Хлоро-
филл — красящий пигмент растений — образовывал в их
спектре широкие темные полосы в красной части.
Узнав о гипотезе растительной природы «морей»
Марса и о спектральных исследованиях планет, прово-
дящихся в обсерватории Лоуэлла, Тимирязев в 1908 г.
написал Лоуэллу письмо, в котором спрашивал его,
не наблюдается ли главная полоса поглощения хлоро-
филла в спектре темных областей Марса.
Ответ Лоуэлла не заставил себя ждать. В нем сообща-
лось, что В. М. Слайфер еще в 1907 г. делал специальные
снимки спектров земных растений и Марса, чтобы до-
казать присутствие полос хлорофилла. Для земной ра-
стительности получились хорошие результаты, для
Марса — нет. Лоуэлл пишет о трудностях работы, свя-
занных с малым количеством света, идущего от планеты,
и с невозможностью правильно расположить щель спек-
трографа, но так или иначе результат был отрицательным.
В 1918 и 1920 гг. Г. А. Тихов сам попробовал обна-
ружить полосу хлорофилла с помощью окулярного спек-
троскопа, привинченного к 38-сантиметровому пулков-
скому рефрактору. Он отметил общее потемнение в крас-
ной части спектра «морей» и темную полосу, которую он
принял сперва за полосу хлорофилла.
Но в этом Тихов ошибся и вскоре сам понял свою
ошибку. Тщательные фотографические, а затем и фото-
электрические наблюдения спектра Марса, выполненные
в США уже в 40-х годах, не показали никаких признаков
полос хлорофилла.
Второй путь проверки растительной гипотезы был
основан на использовании эффекта, открытого в 1905 г.
американским физиком Р. Вудом. Фотографируя растения
в инфракрасных лучах, Вуд обнаружил, что в этих лучах
они кажутся ослепительно белыми, как бы покрытыми
снегом. Это означало в переводе на научный язык, что
174
растения отражают очень много инфракрасных лучей.
Казалось бы, открылся прекрасный способ проверки
гипотезы растительной природы «морей» Марса. Надо
было сфотографировать Марс в инфракрасных лучах, и
если «моря» — это области, покрытые растениями, то
на этих снимках они будут выглядеть не темными, а белыми.
У. Райт первый в 1924 г. получил инфракрасные снимки
Марса. Темные области на них выглядели еще темнее,
чем на других снимках. Этот результат был подтвержден
дальнейшими наблюдениями профессора В. В. Шаронова
в 1939 г. А когда в 1947—1948 гг. известный американский
астроном Джерард Койпер с помощью инфракрасного
спектрометра, снабженного сернистосвинцовым фото-
элементом, промерил излучение марсианских «морей»
в инфракрасных лучах и тоже не получил никаких из-
менений их контраста с «материками», большинство
астрономов решило, что с гипотезой растительности
покончено.
Но, как это часто бывает, спор по этому вопросу
не только не закончился, а разгорелся с новой силой.
В далекой Алма-Ате, куда приехали наблюдать полное
солнечное затмение 21 сентября 1941 г. пулковские и
московские астрономы, их застигла война. Пулковская
обсерватория была разрушена, Ленинград блокирован,
враг угрожал Москве. Возвращаться было некуда.
И тогда в Алма-Ате было организовано новое научное
учреждение: Институт физики и астрономии Академии
наук Казахской ССР. Возглавил его академик
В. Г. Фесенков, а в числе ученых этого института был
и член-корреспондент АН СССР Г. А. Тихов.
Тихов не оставлял своих занятий Марсом и горячо
поддерживал гипотезу растительной природы «морей».
Однажды (это было в 1945 г.) он читал лекцию о возмож-
ности жизни на других планетах. В этой лекции он
указал, что одним из главных возражений против суще-
ствования растительности на Марсе является отсутствие
интенсивного отражения инфракрасных лучей темными
областями планеты. Кончилась лекция, и к Тихову по-
дошла одна из слушательниц, агрометеоролог А. П. Ку-
тырева. Она спросила ученого!
— Не является ли такая особенность следствием
сурового климата Марса, так как инфракрасные лучи
несут почти половину солнечного тепла и марсианские
175
растения должны поглощать эти лучи для согре-
вания?
— Что ж, это вполне вероятно, — ответил Тихов.
Но идея А. П. Кутыревой запала ему в голову, и он
на следующий же день решил проверить ее. В распоряже-
нии Тихова были рукописи его ученика, впоследствии
известного исследователя метеоритов Е. Л. Кринова,
который еще в 1932—1938 гг. изучал отражательную
способность многочисленных природных образований, в
том числе почв и растений. Обработка полученного
им громадного материала заняла несколько лет (несмотря
на то, что в ней участвовало 15 человек) и в 1947 г. была
издана в виде специальной монографии. Но тогда, в 1945 г.,
это была еще только рукопись.
Г. А. Тихов сравнил отражательную способность
в инфракрасных лучах у двух пар растений: зеленого овса
и полярного можжевельника, березы и ели. Оказалось,
что хвойные растения, приспособленные к более суровому
климату, отражают инфракрасных лучей в три раза
меньше, чем теплолюбивые овес и береза (рис. 53).
Так родилась новая наука — астроботаника, наука
о спектральных свойствах растений и о вероятных свой-
ствах растительности на других планетах. Позже этот
термин был распространен на любые формы жизни и астро-
ботаника превратилась в астробиологию. К научным ис-
следованиям в этой области кроме астрономов были при-
влечены биологи. Наконец, в ноябре 1947 г. было создано
специальное учреждение — Сектор астроботаники Ака-
демии наук Казахской ССР.
Исследования Г. А. Тихова и его сотрудников развер-
нулись в трех направлениях: это были, во-первых, тща-
тельные исследования марсианских «морей» — их спек-
тральных и фотометрических свойств. Во-вторых, это были
еще более тщательные исследования земных растений,
произрастающих в различных условиях. Изучались ра-
стения тундры и пустыни, высокогорные и субарктиче-
ские. Спектры растений получались в различные времена
года. Наконец, третьим направлением были эксперименты
по выращиванию растений в услових, приближающихся
к марсианским: при низких температурах и давлениях.
Результаты исследований земных растений полностью
подтвердили предположение, высказанное А. П. Куты-
ревой и проверенное Г, А- Тиховым. «Эффект Вуда»
176
у многих растений, при-
способленных к суровому
климату, отсутствовал. Не
было его и у лишайников,
на что независимо обратил
внимание Дж. Койпер.
Второе возражение про-
тив гипотезы раститель-
ности отпадало.
А как же было с пер-
вым возражением? Как
ведет себя полоса хлоро-
филла у теплостойких ра-
стений Земли? Экспедиция
Сектора астроботаники,
работавшая в 1948 г. в
районе Салехарда, в устье
Оби, сфотографировала
спектры карликовой бе-
резы, кладонии, мытника,
Длина волны, M/U
Рис. 53. Спектральная отражатель-
ная способность «морей» Марса и неко-
торых растений
1 — «моря» Марса, 2 — кукушкин
лен, з — пихта при температуре —26°,
4 — тундровый можжевельник, 5 — овес
цетрарии и других расте-
ний. И в этих спектрах,
полученных в июле — в
самое теплое время года, —
главная полоса поглоще-
ния хлорофилла отсутство-
вала! Зато весь красный
конец спектра их был ослаблен: растения стремились
поглощать красные лучи, которые наряду с инфракрас-
ными несли значительную долю солнечного тепла.
Эксперименты профессора Кабардино-Балкарского пед-
института С. М. Токмачева, проведенные в 1950 г.,
показали, что при пониженном давлении (25—95 милли-
бар) семена кукурузы могут прорастать и давать всходы.
Аналогичные опыты были успешно проведены профес-
сором Л. К. Лозина-Лозинским с некоторыми беспозво-
ночными животными.
Успехи астроботаники получили широкую известность
в СССР и за рубежом. О работах Тихова и его сотруд-
ников писали журналы и газеты различных стран. Сам
Г. А. Тихов уже высказывал далеко идущие идеи о воз-
можных формах растительности Венеры, о жизни бактерий
на планетах-гигантах, о прошлом марсианской вегетации.
177
Он не сомневался, что на Марсе могут существовать не
только мхи и лишайники, но и высшие растения.
И в это время по основным положениям астроботаники
был открыт жестокий огонь критики сразу с нескольких
позиций.
НИ МАРСИАН, НИ РАСТЕНИЙ
Первой выступила против возможности существования
растений на Марсе профессор биологии Казахского
сельскохозяйственного института О. В. Троицкая. Она
подошла к этой проблеме как биолог, опираясь на сло-
жившиеся к тому времени (1952 г.) в науке представления
о законах возникновения жизни на Земле и об условиях
существования растительных и других организмов. Рас-
сматривая с этих позиций условия, существующие на
Марсе, профессор Троицкая отметила четыре неблаго-
приятных для жизни фактора:
1. На Марсе, как показал академик В. Г. Фесенков,
отсутствуют открытые водоемы больше 200—300 м, а коли-
чество паров воды в атмосфере ничтожно. Между тем
хорошо известно, что жизнь на Земле зародилась именно
в воде, в мировом океане, и лишь значительно позже вышла
на сушу. Вода необходима для растений, без нее невоз-
можны превращения веществ в его клетках, невозможна
и транспирация — выделение воды в атмосферу.
2. В атмосфере Марса ничтожно мало кислорода, кото-
рый нужен растению для дыхания. Значит, либо надо
исключить возможность существования на Марсе земно-
подобных растений, либо допустить для них иной способ
дыхания, а такие способы (разложение органических
веществ, или «брожение», восстановление окисленных
соединений) известны лишь для микроорганизмов.
3. На Марсе очень низкие температуры, особенно ночью,
хотя именно ночью происходит рост растений. Предпола-
гаемые растения Марса должны быть приспособлены
к росту при низких и кратковременных дневных положи-
тельных температурах и в то же время хорошо переносить
отрицательные температуры до —85° С.
4. Разреженная атмосфера Марса свободно пропускает
губительные ультрафиолетовые лучи Солнца, от которых
растения должны иметь какую-то защиту.
178
Профессор Троицкая вспомнила и об отсутствии
в спектре «морей» Марса полосы хлорофилла, и о том, что
марсианские растения не должны осуществлять важней-
ший в жизни любого растения процесс фотосинтеза —
разложения под действием энергии солнечных лучей
поглощаемых из воздуха и почвы углекислого газа и водя-
ных паров с образованием углеводородов в теле растения
и с выделением кислорода в атмосферу. Мало воды — зна-
чит, нечего поглощать, нет кислорода в атмосфере — зна-
чит, ничего не выделяется.
Отдавая должное трудам Г. А. Тихова и признавая
ценность сделанных им открытий — приспособляемости
отражательных свойств растений к сезонам и климатиче-
ским условиям и других, — О. В. Троицкая отметила,
что все они касались свойств земных растений. «Как ни
интересно решить вопрос о существовании жизни на Марсе,
особенно растений, в положительном смысле, от этого. . .
приходится воздержаться. Утверждать, что на Марсе
есть растительность, мы не имеем права. Условия суще-
ствования растений на Марсе так неблагоприятны для
роста и развития растительного мира, что их можно счи-
тать непригодными», — такими словами заканчивала
О. В. Троицкая свою статью.
Второй и, пожалуй, более мощный удар по концепции
Г. А. Тихова и его школы нанес астроном академик
В. Г. Фесенков. Этот известный ученый ранее не раз зани-
мался исследованиями Марса. В 1944 г., заканчивая боль-
шую работу о свойствах поверхности и атмосферы Марса,
посвященную анализу результатов фотометрических на-
блюдений планеты со светофильтрами, он писал: «Моря. . .
представляют максимум отражательной способности в зе-
леных лучах. . Это близко соответствует известному хло-
рофильному максимуму и может служить указанием на
возможность существования на Марсе зеленой раститель-
ности».
И все же, допуская эту возможность, В. Г. Фесен-
ков отмечал, что для окончательного решения вопроса
нужны новые факты, например, выявление повышения
отражательной способности «морей» Марса в инфракрас-
ных лучах.
Все это было написано и до работ Койпера, оконча-
тельно установившего отсутствие «эффекта Вуда» для
марсианских «морей», и, конечно, до работ Г. А. Тихова,
179
показавшего, что этот эффект не обязателен для растений,
приспособленных к суровым условиям.
Развитие работ школы Тихова, протекавших сначала
в руководимом им институте, с одной стороны, и критика
их О. В. Троицкой, с другой стороны, заставили В. Г. Фе-
сенкова заново пересмотреть всю проблему в целом.
Итогом этого пересмотра явилась большая статья «О фи-
зических условиях и возможности жизни на Марсе»,
опубликованная в 1954 г. в журнале «Вопросы философии».
Впрочем, по содержанию статья носила совсем не фило-
софский, а вполне конкретный естественнонаучный ха-
рактер.
В. Г. Фесенков сначала сделал обзор истории про-
блемы. После полной победы системы Коперника боль-
шую популярность получила идея о населенности планет
живыми организмами (вплоть до мыслящих существ).
Это общее настроение повлияло и на многих астрономов.
«Поэтому, — отмечал В. Г. Фесенков, — совершенно
односторонние, непроверенные наблюдательные данные
часто служили поводом к тому, чтобы считать почти до-
казанным наличие более или менее высокоразвитой жизни
на Марсе или на других планетах».
Очень важное замечание! На проходивших в те годы
дискуссиях по астроботанике многие, увы, защищали
идеи Г. А. Тихова не новыми научными аргументами,
а общими философскими или чисто декларативными
соображениями. Наиболее излюбленным был тезис:
«жизнь могла приспособиться к суровым условиям Марса,
следовательно, она там есть».
Но было ли чему приспосабливаться? — ставит вопрос
академик Фесенков. Были ли на Марсе в прошлом усло-
вия для зарождения жизни? Ведь даже на нашей теплой
Земле с ее мощной атмосферой (имевшей в прошлом со-
всем иной состав) жизнь зародилась в океане. На Марсе же
океанов и морей скорее всего не было. Как же могла там
зародиться жизнь?
Современные условия Марса соответствуют воображае-
мому высокогорному плато, находящемуся на высоте 18—
20 км, с температурой на несколько десятков градусов ниже,
чем на Земле, и при почти полном отсутствии кислорода3.
3 Эта оценка высоты соответствует плотности атмосферы Марса
по данным 50-х годов. С учетом последних данных это плато надо
еще поднять до 25—30 км.
180
Может ли в таких условиях существовать жизнь?
Нет, не может.
Свободный кислород в нашей атмосфере не только
создан, но и поддерживается биосферой, без которой он
не мог бы сохраниться из-за своей высокой химической
активности. На Марсе кислород не обнаружен — значит,
биосфера там себя никак не проявляет.
Таковы общие соображения, высказанные В. Г. Фе-
сенковым. Ну, а данные наблюдений? Что говорят они?
Незадолго до этого известный исследователь Марса ака-
демик АН УССР Н. П. Барабашов из объективных фото-
метрических наблюдений сделал важный, хотя и неожи-
данный для многих, вывод: «моря» Марса имеют краснова-
тый цвет (по сравнению с белым экраном). Только на фоне
еще более красных материков они кажутся зеленоватыми
или голубоватыми. Это — эффект цветового контраста.
Впрочем, Н. П. Барабашов не подвергал сомнению ги-
потезу растительности. Он считал, что наблюдения цвето-
вых изменений и распространения волны потемнения ей
не противоречат, хотя есть и минералы, меняющие свой
цвет при увлажнении (например, тихвинский боксит).
В. Г. Фесенков попробовал применить численные кри-
терии для выяснения наличия растительности в «морях».
Растения должны расходовать часть энергии, получаемой
от Солнца, на свою жизнедеятельность. Сравнивая темпе-
ратуры и отражательные способности (альбедо) «морей»
и материков, можно определить эту долю — «фактор
жизни». Оказалось, что «фактор жизни» для марсианских
«морей» равен нулю.
Другим критерием является так называемый фактор
гладкости, определяющий закон убывания яркости по-
верхности с углом падения на нее солнечных лучей. Для
гладкой матовой поверхности он равен единице. Для иссе-
ченных неровных поверхностей он меньше единицы, а для
некоторых растений становится даже отрицательным. Но
для «морей» Марса фактор гладкости, по данным БЕ. Н. Сы-
тинской, близок к единице. Все как будто говорило против
существования растений на Марсе.
Не оставалось там места и марсианам, особенно после
того, как профессор А. И. Лебединский в 1956 г. строго
доказал, что на поверхности Марса вообще не может быть
жидкой воды: она бы немедленно испарилась при тех
давлениях и температурах, которые там господствуют.
181
Вода может быть на Марсе только в твердой и газообраз-
ной фазах. В твердой — в виде льда, инея и снега. В газо-
образной — в виде водяного пара. Облака могут состоять
из кристалликов льда. И только через атмосферу может
происходить влагооборот между северным и южным полу-
шарием, между тающей и нарастающей полярной шапкой.
РАСТЕНИЯ — ДА, МАРСИАНЕ - НЕТ
Наступило лето 1956 г. Приближался сентябрь, а с ним —
очередное великое противостояние Марса. Астрономы тща-
тельно готовились к наблюдениям красной планеты, ожи-
дая, что этот год принесет им, быть может, разъяснение
некоторых ее загадок.
Наблюдения Марса в 1956 г. прошли весьма успешно.
Планету наблюдали в СССР, США, Франции, Японии,
Италии, Чехословакии. У нас наблюдения велись
в Алма-Ате, Ташкенте, Харькове, Волгограде, Абасту-
мани. Были обнаружены новые интересные явления:
образование белых пятен над «материками» (сплошные
облака? твердые осадки?), резкое помутнение атмосферы
в южном полушарии, скрывшее на две недели полярную
шапку, появление больших желтых (пылевых) облаков.
Но астрономы ждали не этого. И дождались. Американ-
ский астроном У. Синтон, сотрудник Флагстаффской об-
серватории, носящей теперь имя Лоуэлла, обнаружил
признаки полос поглощения в инфракрасном спектре
Марса, свойственных. . . лишайникам. Свои результаты
он немедленно переслал Г. А. Тихову. Ученый мир на-
сторожился.
Но радоваться было рано. Прибор Синтона был не-
совершенен: он не мог отделять «морей» от материков —
в поле зрения попадал весь диск Марса.
Спустя два года Синтон значительно улучшил конструк-
цию прибора и перенес эксперимент с 60-дюймового
телескопа на крупнейший в мире 200-дюймовый. Теперь
уже он мог выделять «моря» и материки. Для сравнения
фотографировался спектр Солнца. Результат превосхо-
дил все ожидания: в спектре «морей» Марса были обна-
ружены три полосы поглощения на длинах волн 3,43,
3,56 и 3,67 мк. Все они характерны для органических
молекул, в частности для разных видов растительности.
182
Солнце
Рис. 54. Записи инфракрасного спектра Солнца, пустынь
и «морей» Марса, полученные Синтоном в 1958 г. По-
лосы поглощения на записях имеют вид выемок. Три
«полосы жизни» в спектре «морей» указаны стрелками.
Водяной пар и метан (дающие полосы во всех трех
спектрах) принадлежат земной атмосфере
В спектре материков и Солнца этих полос обнаружено
не было (рис. 54).
Тихов и его сторонники торжествовали. Вот оно —
решающее доказательство органической природы «морей»
Марса!
Прошло еще два года. 25 января 1960 г., на 85-м году
жизни скончался Гавриил Адрианович Тихов. И тут выяс-
нилось, что среди сотрудников Сектора астроботаники
нет никого, кто мог бы творчески возглавить его работу.
Сектор астроботаники был расформирован: астрономы
183
перешли в Астрофизический институт, ботаники — в Ин-
ститут ботаники Академии наук Казахской ССР.
Но дело было не только в смерти Г. А. Тихова. Методы
его школы к тому времени исчерпали себя, все основные
результаты были получены в 40-х и 50-х годах, чего-либо
нового школа Тихова, опиравшаяся целиком на его воззре-
ния, дать уже не могла.
В это время появилась небольшая книжка, написан-
ная совсем еще молодым астрономом К. А. Любарским.
Называлась она «Очерки по астробиологии». В ней вопрос
о растительности на Марсе ставился совсем под другим
углом зрения.
К. А. Любарский поставил перед собой нелегкую
задачу: не связывая себя никакой предвзятой идеей (вроде
искусственных каналов Лоуэлла или высших растений
Тихова), на основании только анализа физических усло-
вий на планете Марс попытаться предсказать возможность
существования там растительности, ее ожидаемые свойства
и астрономические следствия ее существования, а затем
сравнить то, что получится, с данными наблюдений.
Перед молодым ученым сразу же встали немалые труд-
ности. Если первая часть задачи (анализ условий на Марсе)
для него не представляла особого труда, то для успешного
решения второй ее части (предсказание свойств растений)
надо было знать ботанику. И не ботанику вообще, а физио-
логию и биохимию растений. И Любарский засел за лите-
ратуру. Он изучил основные труды К. А. Тимирязева,
Л. А. Зенкевича, Р. Ю. Левинсона-Лессинга, Л. С. Берга
и многих других ученых. Понадобились работы по палеон-
тологии, почвоведению, минералогии — Любарский изу-
чил и их. Первые свои исследования он начал еще в 1958 г.
совместно с другим молодым ученым — астрофизиком
Б. М. Владимирским.
С трепетом приступали они — два молодых астронома —
к решению биологических вопросов. К. А. Любарский
приводит в связи с этим слова известного физика Э. Шре-
дингера, которые служили ему как бы напутствием:
«Мы ясно чувствуем, что только теперь начинаем при-
обретать надежный материал для того, чтобы объединить
в одно целое все, что нам известно, но с другой стороны,
становится почти невозможным для одного ума овладеть
более чем какой-либо одной небольшой специальной частью
науки. Я не вижу выхода из этого положения. . . если
184
некоторые из нас не рискнут взяться за синтез фактов и
теорий, хотя бы наше знание в некоторых из этих обла-
стей было неполным и полученным из вторых рук и хотя бы
мы подвергались опасности показаться невеждами».
Забегая немного вперед, скажем, что со времени вы-
хода книги К. А. Любарского (1962 г.) ни один биолог
не обвинил его в невежестве или хотя бы в каких-либо
биологических неточностях и ошибках. Критика (притом
довольно слабая) прозвучала лишь со стороны одного из
астрономов, сторонника школы Тихова.
Как же ставит и решает проблему К. А. Любарский?
Да, академик Фесенков прав в том, что надо подходить
к проблеме жизни на Марсе (и на любой планете вообще)
с исторической стороны. Могла ли жизнь возникнуть на
Марсе? Для этого нужны: органические вещества, обста-
новка, благоприятствующая окислению (для превращения
простейших углеводородов в сложные органические со-
единения), жидкая вода на поверхности и подходящая тем-
пература.
Удовлетворяет ли этим условиям современный Марс?
Нет, не удовлетворяет. Могли ли эти условия иметь место
на Марсе в далеком прошлом? Есть веские основания пред-
полагать, что могли. И Любарский приводит эти основа-
ния. Резкий дефицит воды и углекислого газа на Марсе
необъяснимы с космогонической точки зрения. Значит,
ранее их было больше. Гидросфера на Марсе была, но
Марс — высыхающая планета. Часть воды ушла под
почву и там замерзла (такова гипотеза другого молодого
астронома — В. Д. Давыдова), часть пошла на фотосин-
тез, часть — на гидратацию. Но если была гидросфера,
в атмосфере Марса было больше водяного пара, она лучше
сохраняла тепло, и температуры на планете были выше.
Значит, жизнь на Марсе могла зародиться.
Ну, а как обстоит дело в настоящее время? Пригоден ли
Марс для жизни теперь? И шаг за шагом Любарский пока-
зывает, что пригоден, хотя условия там очень суровы. Но
ведь и приспособляемость растений к суровым условиям
очень велика. Даже действие жесткой ультрафиолетовой
радиации и космических лучей не может служить пре-
пятствием для жизнедеятельности некоторых растений.
Но одно дело «жизнь возможна», а другое дело —
«жизнь есть». И Любарский приводит несколько доказа-
тельств наличия растительности на Марсе: сезонные изме-
185
нения в «морях» (на основании теории окраски минераль-
ных поверхностей доказывается, что это нельзя объяснить
с позиций минеральной гипотезы), открытие полос орга-
нических молекул Синтоном и соответствие наблюдаемых
и ожидаемых оптических свойств «морей».
Что же это за соответствие? Вот здесь и заключается
главное, узловое место в теории Любарского. Он утвер-
ждает, что пигментация растений зависит от состава падаю-
щей солнечной радиации.
Каков преимущественный способ синтеза вещества
у предполагаемых организмов Марса? Почти никто не
сомневается, что это может быть только фотосинтез, —
для других возможных реакций на Марсе нет окислителей
или нужных реагентов.
В фотосинтезе на Земле важнейшую роль играют расти-
тельные пигменты — одним из них является уже извест-
ный нам хлорофилл. Одним, но не единственным. Суще-
ствуют еще каротиноиды, фикобилины, антоцианы. И вот
оказывается, что каротиноиды гораздо устойчивее по
отношению к ультрафиолетовым лучам, чем хлорофиллы,
что их доля в растениях увеличивается с понижением тем-
пературы и давления. Но самое главное свойство всех
пигментов — так называемая хроматическая адаптация.
Максимум поглощения солнечных лучей у всех пигментов
совпадает с максимумом числа фотонов в спектре этих
лучей на данной высоте (или глубине — в морях). По
мере погружения в воды океанов возрастает роль фико-
билинов — водоросли на глубине красные или бурые.
Фикобилины — древнейшие из пигментов, они преобла-
дали тогда, когда вся жизнь была сосредоточена в океанах.
Затем главная роль перешла к каротиноидам, а потом
уже — к хлорофиллам.
На Марсе максимум солнечного излучения сдвинут
к желто-зеленым лучам (из-за прозрачности его атмо-
сферы), а это совпадает с максимумом поглощения у каро-
тиноидов. Итак, хлорофиллы не играют особой роли
в окраске растений Марса, и поиски полосы хлорофилла
в спектре «морей» были заведомо обречены на неудачу.
Более того, низкая температура на Марсе и действие
ультрафиолетовых лучей должны способствовать накопле-
нию в тканях растений еще одной группы пигментов —
антоцианов (или им подобных по спектральным свойствам),
а они придают растениям красно-бурую окраску. Так
186
вот почему красноваты по отношению к белому экрану
марсианские «моря».
Много интересных вопросов рассматривается в неболь-
шой книжке К. А. Любарского: как могут осуществлять
влагообмен растения Марса при чрезвычайной сухости
его климата; как происходит их дыхание; каковы их внеш-
ние (морфологические) свойства; как происходит прирост
их вещества? Нет, растения Марса не могут быть выс-
шими — типа наших деревьев или кустарников: им не-
выгодно иметь большую поверхность листвы, терять через
нее тепло и влагу. Это скорее подушечники — плоские,
без особых неровностей. Но тогда и фактор гладкости
«морей» может не сильно отличаться от единицы (впрочем,
И. К. Коваль, а затем В. А. Бронштэн показали, что он
гораздо меньше).
Итак, наблюдаемые оптические свойства «морей»
Марса согласуются с предполагаемыми. Ну, а как же с кри-
тикой всей гипотезы о растительности?
В атмосфере Марса мало кислорода? Да, мало. Но ведь
на этой планете нет ни лесов, ни океанов, где выделение
кислорода наибольшее. Если считать, что материки Марса
подобны нашим пустыням, а «моря» — степям, то по-
лучится, что годовой выход кислорода в атмосферу будет
порядка 1013 г, а его общее содержание — не более
5-1016 г. Но это в три раза меньше верхнего предела,
указанного в свое время Дэнхемом. Значит, кислород
может быть на Марсе, но обнаружить его мы пока не мо-
жем.
«Фактор жизни», введенный В. Г. Фесенковым? Он
мал, но вовсе не равен нулю. На Земле растение исполь-
зует энергию солнечных лучей не столько на фотосинтез,
сколько на транспирацию — испарение воды, содержа-
щейся в его тканях. На Марсе воды в растениях должно
содержаться мало, транспирация будет ничтожна, следо-
вательно, и «лишние» затраты энергии будут малы. Вот
почему мал у «морей» Марса «жизненный фактор».
Так теория Любарского дала простые ответы на многие
критические замечания по адресу гипотезы растительности
на Марсе. Но К. А. Любарский отметил и ряд ошибок
школы Г. А. Тихова. Главной из них был геоморфизм —
стремление приписывать предполагаемым растениям
Марса свойства земных растений, развивающихся совсем
в других условиях.
187
Со времени выхода книги К. А. Любарского прошло
шесть лет. Вопросам астробиологии был посвящен ряд
солидных монографий зарубежных ученых. Но, пожалуй,
ни в одной из них нет такого простого и в то же время
глубоко обоснованного подхода к решению проблемы,
как в этой небольшой брошюре.
Впрочем, за эти шесть лет позиции астроботаников явно
ухудшились. Оценки плотности марсианской атмосферы,
как мы уже говорили, понизились в 5—10 раз. Главный
козырь астроботаников — полосы Синтона — получили
неожиданно другое толкование — как полосы поглощения
паров тяжелой воды, содержащейся в атмосфере Земли 4.
Полет «Маринера-4» не подтвердил, хотя и не опроверг,
астроботанической гипотезы.
Правда, тщательные эксперименты в специальной
камере, имитирующей условия Марса, выполненные в Ин-
ституте микробиологии АН СССР под руководством ака-
демика А. А. Имшенецкого, показали, что в условиях
«искусственного Марса» земные бактерии не погибают и
даже размножаются. Но разве этого ожидали сторонники
жизни на Марсе?
Но впереди — дальнейшие исследования. Полеты кос-
мических станций у самой поверхности планеты и мягкая
посадка их на эту поверхность позволят нам воочию уви-
деть, есть ли на Марсе растения или какие-то иные формы
жизни.
А как же марсиане? Их что же, окончательно нет?
ВПРОЧЕМ, МАРСИАНЕ ЕЩЕ ПОЯВЛЯЮТСЯ
Да, они иногда еще появляются. Но не на пустынных
просторах Марса и не на гостеприимной почве нашей
Земли, а на страницах некоторых научно-популярных
статей и книг. Автором большинства этих статей и книг
является доцент Ф. Ю. Зигель.
Астроном по образованию, он скоро понял, что основ-
ное его призвание — это популяризация науки. Его перу
принадлежит немало хороших научно-популярных книг
4---------
Для этого надо, однако, предположить, что эти пары присутство-
вали над обсерваторией Маунт-Паломар в дни съемок спектра «мо-
рей» и отсутствовали при съемках спектров материков и Солнца.
А это предположение чересчур искусственно и требует независи-
мых подтверждений. Их смогут дать лишь новые наблюдения,
188
по астрономии 5. Он — блестящий лектор и полемист.
И, в частности, он очень любит ставить интересные для
широких кругов вопросы, на которые пока наука либо не
может дать ответ, либо этот ответ не удовлетворяет многих
читателей, ошибочно думающих, будто наука обязана
чуть ли не каждый день преподносить им сенсационные
открытия. Примером последнего случая может служить
все тот же вопрос о марсианах.
Сейчас среди астрономов-специалистов нет ни одного,
кто всерьез допускал бы хоть на долю процента возмож-
ность существования марсиан. Ф. Ю. Зигель не только
допускает, но даже утверждает, что марсиане существуют.
Значит, у него есть для этого основания? Новые наблю-
дения, факты, опыты? Нет, ничего этого у него нет. Зато
есть искусство полемики, а этого, увы, иногда бывает
достаточно, чтобы убедить невзыскательного читателя,
к тому же страстно желающего, чтобы его убедили. Ведь
идея так привлекательна!
Когда П. Лоуэлл создавал свою техногенную гипотезу
«каналов» Марса, он построил для этого специальную
обсерваторию, оснастил ее первоклассными приборами,
20 лет подряд вел наблюдения, привлекая помощников,
ассистентов, делал расчеты.
Ф. Ю. Зигель не вел никаких специальных наблюде-
ний Марса. Он не делал расчетов и экспериментов. Не
выдвигал никаких новых доводов в пользу этой гипотезы.
Просто он изучил труды Лоуэлла и повторяет его аргу-
менты, лишь слегка подновив их. Но через 60 лет и при
совсем другом состоянии наших знаний о природе
Марса 6.
Не будем повторять эти аргументы — они уже были
изложены выше, когда мы рассказывали о работах
П. Лоуэлла. Вкратце основная идея Ф. Ю. Зигеля состоит
в том, что наблюдаемые на Марсе явления (распростра-
нение сезонных потемнений от полярных шапок по «кана-
лам» и «морям» и переход потемнения через экватор) якобы
не могут быть объяснены естественным путем.
«Единственное место, где можно найти воду, — это
под поверхностью Марса, — пишет Ф. Ю. Зигель. —
6 Например, «Звезды ведут в бесконечность» (Физматгиз, 1961);
«Сокровища звездного неба» (изд-во «Наука», 1964).
6 См. Ф. Ю. Зигель. Жизнь в космосе. Минск, 1966; «Каналы
на Марсе». — «Наука и жизнь», 1965, № 4.
189
Только какими-то сложными техническими устройствами
можно растопить с помощью Солнца подпочвенные около-
полярные льды. . . а затем по скрытым в почве трубо-
проводам. . . доставить ее за тысячи километров ко всем
очагам марсианской жизни».
Гипотеза это или не гипотеза? Мы познакомились уже
в этой книге со многими гипотезами. Все они исходят из
фактов, объясняют эти факты и проверяются другими
фактами. А выдержка, приведенная выше, ничем не отли-
чается от отрывка из научно-фантастического романа.
Ведь в научной фантастике тоже создается видимость
реальности, иначе бы она не была научной.
Но попробуем все же, не отмахиваясь от нового ва-
рианта техногенной гипотезы, рассмотреть его критиче-
ски. Будем считать «каналы» реальными линейными обра-
зованиями на поверхности Марса. Можно ли их объяснить
естественными причинами. Да, можно. Это могут быть
тектонические разломы в коре планеты, как предполагал
еще Скиапарелли и как допускает развивающий его идеи
советский астрогеолог (появилась и такая специаль-
ность!) Г. Н. Каттерфельд. Это могут быть трещины, обра-
зованные выходом на поверхность подпочвенных льдов,
как считает московский астроном В. Д. Давыдов. Те и
другие могут быть благоприятны для развития раститель-
ности. Она-то скорее всего и темнеет, получая влагу по-
лярных шапок через атмосферу.
Исчерпывающую критику техногенной гипотезы дал уже
известный нам К. А. Любарский. Прежде всего — сколько
на Марсе воды? Не будем вскрывать погребенные ледяные
массивы В. Д. Давыдова, подсчитаем количество воды
в реальном образовании — в полярных шапках. Оценка,
сделанная профессором А. И. Лебединским и Г. И. Сало-
вой исходя из баланса энергии для полярных шапок,
скорости их таяния и замутненности атмосферы, гласит:
если распределить воду шапок равномерно по поверх-
ности Марса, она покроет ее слоем толщиной в 0,01 —
0,1 мм. Доли миллиметра, а не километры, как на Земле!
Столько же содержится в атмосфере планеты. Но хватит ли
этого растениям? Расчеты показывают, что для скудной
растительности типа степной или полупустынной хватит
с избытком: в год земные пустыни перерабатывают в жи-
вое вещество 0,006 мм слоя воды, а степи — 0,033 мм.
Правда, на Земле много воды идет на транспирацию, но
190
в холодных условиях Марса транспирация не играет суще-
ственной роли. Да и вода, выделяющаяся при транспира-
ции, должна поступать в атмосферу, а факты говорят, что
атмосфера Марса суха.
Можно рассчитать скорость волны потемнения по
скорости таяния шапки. К. А. Любарский делает это и
получает 50 км/сутки. Наблюдения же дают 45 км/сутки,
т. е. почти то же самое. Значит, источник волны потемне-
ния — полярные шапки.
Доступна ли вода шапок для растительности? Да, до-
ступна — и притом главным образом через атмосферу.
Исследования атмосферных течений на Марсе, выполнен-
ные американскими геофизиками С. Гессом, Й. Минцом,
японским ученым С. Миямото, показывают, что влаго-
обмен, подобно тепло- и массообмену, может происходить
с помощью воздушных течений. Циркуляция атмосферы
на Марсе во многом отличается от земной. В частности,
там наблюдается конвективный теплоперенос из летнего
полушария в зимнее. Это и объясняет переход волны по-
темнения через экватор. О том же говорят и наблюдения
за перемещением облаков на Марсе.
Любопытно, что волна потемнения не распространяется
по «каналам», как по руслам рек, захватывая по пути те
или иные «моря», а идет одновременно по «морям» и «ка-
налам» в зависимости от широты. Значит, путь переноса
влаги — не по поверхности, а через атмосферу.
Так что не нужны Марсу «сложные технические уст-
ройства» для растапливания подпочвенных вод. Нет там
трубопроводов, по которым доставляется вода за тысячи
километров. Ну, а вдруг марсиане все же есть. Разумны ли
эти «разумные» марсиане? — ставит вопрос К. А. Любар-
ский. Хорошо ли объясняет известные факты сама техно-
генная гипотеза?
Чтобы растопить 1 г воды, требуется 80 кал тепла.
На 1 см2 поверхности Марса за сутки приходится в среднем
400 кал. Большая часть их уходит на нагревание почвы.
Пусть удается, использовать на растопление воды 20%
падающей энергии — значит марсианам удастся расто-
пить 1 г/см2 в сутки. Но для переноса этого грамма за
5000 км (такова длина некоторых «каналов») надо затра-
тить энергии в 7—8 раз больше, чем вся приходящая энер-
гия солнечных лучей. Значит, дело не в Солнце, и у мар-
сиан должен быть другой, более мощный источник энергии.
191
Но если он у них есть, зачем же предпринимать столь
неразумные действия — гнать воду от полюсов к эква-
тору, а не наоборот. Ведь именно в экваториальной зоне
раньше наступает тепло, именно отсюда выгоднее начать
орошение, чтобы скорее подать воду туда, где она может
пригодиться прежде всего.
А зачем гнать воду через экватор? Даже если допустить,
что вода берется все же из полярных шапок, то ведь ближе
брать ее из полярной шапки своего полушария (источник
энергии имеется и с Солнцем не связан).
Нет, пресловутые марсиане вряд ли действуют разумно
с нашей точки зрения. Остается единственный аргумент:
«а им так захотелось». Он, конечно, неуязвим для критики,
но вряд ли может серьезно рассматриваться при решении
научных вопросов.
На этом мы простимся с Марсом и марсианами. В том,
что их сейчас на Марсе нет, можно не сомневаться. Суще-
ствовали ли они в прошлом — вопрос, приводящий нас
снова в область фантастики. Мы достаточно уделили места
научным гипотезам, поговорим теперь немного и о фанта-
зиях. Но не о любых фантазиях, а о тех, что выдаются
иногда за гипотезы.
ГЛАВА ПЯТАЯ
«ДОМОРОЩЕННЫЕ» ГИПОТЕЗЫ
«ПРИМИТЕ МОЮ ГИПОТЕЗУ»
Однажды в кабинет научного консультанта Московского
планетария вошел немолодой мужчина с толстой папкой
под мышкой.
— Здравствуйте. Я любитель астрономии, — отре-
комендовался он.
— Вы хотите получить консультацию?
— Да нет, собственно говоря. Просто я кое с чем
не согласен.
— С чем же вы не согласны? — удивился консуль-
тант.
— А вот с тем, что пишут ученые о происхождении
нашей планетной системы. Ведь теория Шмидта, она —
идеалистическая. Я ее полностью опроверг.
— Ну, чтобы опровергнуть научную теорию, мало
объявить ее идеалистической, — заметил консультант
(он уже догадался, с кем имеет дело).
— А вот я тут доказываю, что теория Шмидта оши-
бочная, — заявил посетитель и протянул консультанту
толстую рукопись. — Вот, примите мою гипотезу. Я ра-
ботал над ней тридцать лет.
— Тридцать лет? — ахнул консультант.
— Да, тридцать лет. И я здесь полностью решил
планетную проблему. Вот тут, пожалуйста, распишитесь,
что приняли мою гипотезу, в которой дано решение
планетной проблемы. И печать поставьте. — И он про-
тянул консультанту заранее заготовленную расписку.
Но тот отвел его руку.
— Подождите. Вы говорите, что работали тридцать
лет. Но неужели вы за это время ни с кем не советова-
лись, не консультировались?
193
— Нет, ни с кем. Все сам домыслил, своим умом.
— А где же (консультант заглянул в конец руко-
писи) список использованной вами литературы?
— А зачем он? Я всего этого, что ученые пишут,
не читал, я с ними не согласен.
— Но астрономию-то вы изучали по каким-то книгам?
Что вы читали по астрономии?
Посетитель назвал несколько научно-популярных книг
и учебник астрономии для 10-го класса средней школы.
— Ис этим багажом вы хотите решить задачу, над
которой бьются крупнейшие ученые всего мира? — уди-
вился консультант.
— Не только хочу решить, но уже решил. Вот по-
читайте и увидите.
Консультант перелистал рукопись. В ней не было
ни формул, ни выкладок, ни таблиц. Сплошной текст,
изредка сопровождаемый несложными графиками. В нем
описывалось, как, по мнению посетителя, произошла
солнечная система.
— Хорошо. Допустим, что вы решили планетную
проблему, как вы ее называете. Как же вы объясняете
распределение моментов количества движения в сол-
нечной системе?
— Распределение . . . чего?
— Моментов количества движения, — повторил кон-
сультант.
— А что это такое?
Все было ясно: самоуверенный посетитель даже по-
нятия не имел, что такое момент количества движения —
основная величина в планетной космогонии, из-за неучета
которой рухнула когда-то гипотеза Лапласа, а затем
и некоторые другие космогонические гипотезы.
Этот разговор не выдуман, хотя и не является стено-
графической записью. Автору не раз приходилось быть
свидетелем или участником подобных разговоров с людьми,
которые возомнили себя учеными и решили, что приду-
мывать гипотезы может каждый, лишь бы хватило фан-
тазии. Среди них встречаются люди самых различных
профессий и возрастов, но чаще приходят с гипотезами
люди пожилые или средних лет. Это и понятно: молодежь
обычно идет в науку прямой дорогой — ведь получить
любую специальность у нас может каждый, кто имеет
к этому желание и способности.
194
Среди авторов доморощенных гипотез встречаются и
совсем малограмотные люди, и лица с высшим образо-
ванием, инженеры. Эти пишут какие-то формулы, что-то
пробуют вычислять. Но и формулы, и вычисления лю-
бителей-инженеров на поверку оказываются не менее
наивными, чем словесные описания любителей-бухгал-
теров или любителей-пенсионеров.
Всех этих людей принято называть графоманами.
ЧТО ТАКОЕ ГРАФОМАНИЯ?
Графоманы появились давно. Долгое время они занима-
лись отнюдь не сочинением гипотез (о которых вообще
тогда мало кто имел представление), а куда более про-
стым, на первый взгляд, занятием: писанием художест-
венных произведений — рассказов, стихов, повестей и
даже романов. Многим людям казалось, что ничего труд-
ного в этом нет. Если человек умел писать в рифму,
он уже считал себя поэтом и заваливал своими стихами
редакции литературных журналов. Другие писали по-
вести, романы, не представляющие абсолютно никакой
художественной ценности, но требовавшие затраты вре-
мени у сотрудников редакций и издательств, у писателей
и литераторов.
Слово «графомания» состоит из двух частей: «графо» —
письмо и «мания» — болезненная страсть к чему-либо,
в данном случае к бесплодному писанию, к многословному
пустому сочинительству.
Первые атаки графоманов приняли на себя писатели
и литераторы, редакторы и издатели. Борьба с графо-
манами оказалась нелегкой. На них не действовали обыч-
ные методы убеждения, хотя применялись и они. Вот
что, например, писал А. М. Горький одному из графо-
манов в ответ на его жалобы:
«Вы, «начинающие», жалуетесь на редакторов крайне
часто и в большинстве случаев действительно неспра-
ведливо. . . В наше время редакторы получают тысячи
рукописей, тоже в огромном большинстве бездарных,
да к тому же и безграмотных» х.
Когда же стало ясно, что убеждение действует на гра-
фоманов далеко не всегда, литераторы применили против
1 А. М. Горький. Собрание сочинений в тридцати томах,
т. 25. Гослитиздат, стр. 123—124.
195
них испытанное оружие — смех. Некоторые литератур-
ные журналы на последних страницах стали печатать
ответы графоманам. Вот пример одного из таких ответов:
«Вы пишете: «Она сидела с Владимиром под деревом,
обнимая его». Что же, это возможно, если только дерево
не слишком толстое, а Владимир не очень ревнив».
Но это, так сказать, графоманы литературные. А вот
графоманы научные появились сравнительно недавно —
в ЗО-е годы, когда популяризация науки сделала доступ-
ным для широких кругов населения знакомство с науч-
ными открытиями и гипотезами.
И тут наши ученые и популяризаторы сделали одну
большую ошибку. Уделяя довольно много места и вни-
мания описанию различных открытий и гипотез, они
не стремились показать, как, каким путем тот или иной
ученый пришел к этому открытию или гипотезе. «Ученый А.
открыл, что звезды возникают и в наше время»; «Согласно
гипотезе профессора Т., растения на Марсе голубоватого
цвета», — такие выражения встречаются буквально на каж-
дом шагу в научно-популярных книгах и статьях. Их ав-
торы часто полагают, что путь ученого, ход его сообра-
жений и расчетов, многочисленные детали процесса
наблюдений и их обработки будут непонятны читателю.
Отчасти они правы — не все можно изложить доступно.
Но показать трудности, сложность процесса исследова-
ния, особенно в такой науке, как астрономия, совершенно
необходимо.
Не имея представления о методах работы ученых,
любители-гипотезоманы думают, что все открытия и ги-
потезы возникают лишь в ходе рассуждений. Но тогда
чем же я хуже? — думает такой любитель. «Я не уче-
ный, — писал недавно один из них в Государственный
астрономический институт имени Штернберга, — но ап-
парат мышления у меня работает на том же принципе,
что и у ученых».
Такова психология графоманов. А цель у них, ко-
нечно, — опубликовать свои «гипотезы» и прославиться
на весь мир. Впрочем, некоторыми руководят и более
«низменные» побуждения. Вот еще один отрывок из письма
того же графомана: «В общем, если Вас заинтересует
моя гипотеза, то я могу Вам ее продать. А рассказать
ее Вам — это значит отдать бесплатно». Комментарии
тут, как говорится, излишни.
196
«СУМАСШЕДШИЕ» ИДЕИ
И «СУМАСШЕДШИЕ» ГИПОТЕЗОМАНЫ
Хорошо известно, что Государственный комитет по делам
изобретений и открытий осаждают «сумасшедшие» изоб-
ретатели, предлагая самые разнообразные проекты —
вплоть до вечного двигателя. А в научные учреждения
обращаются многочисленные авторы «сумасшедших ги-
потез» и требуют их опубликования. Когда им пытаются
растолковать необоснованность (в лучшем случае) или
вздорность (в худшем) их идей, они отвечают довольно»
стереотипно:
— Ничего, над Коперником тоже смеялись. (Такой
ответ нам приходилось слышать от нескольких, не зна-
комых между собой графоманов.)
— Вы признаете только официальную науку и смот-
рите лишь на ученые степени и звания, а самородков
из народа в науку не пускаете. (Конечно, под «самород-
ками» эти люди подразумевают в первую очередь самих,
себя.)
— Я буду жаловаться на вас . . . (указывается „
куда или кому).
— А вот я покажу мой труд академику (профессору,,
доктору наук) такому-то, и вы увидите, что он его признает.
Говоря о «сумасшедших гипотезах», не надо смешивать
между собой два совершенно разных понятия.
Весной 1958 г. выдающийся датский физик Нильс
Бор, говоря о единой теории элементарных частиц, вы-
двинутой В. Гейзенбергом и В. Паули, сказал: «Нет ни-
какого сомнения, что перед нами — безумная теория.
Вопрос состоит в том, достаточно ли она безумна, чтобы
быть правильной».
Аналогичную мысль высказал в октябре того же
1958 г. на Всесоюзном совещании по философским вопро-
сам естествознания член-корреспондент АН СССР
Д. И. Блохинцев: «Нужен серьезный фундаментальный шаг
вперед, — и здесь нужно, быть может, только одно слово.
Идея должна быть какой-то совершенно «сумасшедшей».
Действительно, революционные идеи в науке на пер-
вых порах кажутся современникам совершенно «сума-
сшедшими». Разве не казалась безумной в свое время
идея о шарообразности Земли, а затем — о движении
ее в пространстве? А теория относительности Эйнштейна?
197
А квантовая механика? Именно о таких «безумных»,
«сумасшедших» идеях, содержащих принципиально новый
подход к природе явлений, говорили Н. Бор и Д. И. Бло-
хинцев. И такие идеи, получая прочное подтверждение
фактами, действительно двигают науку вперед.
Совершенно иное дело — «сумасшедшие гипотезы» гра-
фоманов. Помимо основного недостатка — декларатив-
ности, умозрительности, отрыва от фактического (наблю-
дательного) материала — в этих гипотезах на каждом
шагу проявляется потрясающая безграмотность их ав-
торов в научных вопросах.
Если Бор и Эйнштейн смело заменяли классические
представления в физике новыми, то они в совершенстве
знали эти самые классические представления. Автор
любой современной научной гипотезы, как правило,
в совершенстве знает все предыдущие гипотезы и часто
начинает свой труд с их критического анализа.
Гипотезоманы, наоборот, почти никогда не знают
(глубоко, серьезно) того вопроса, в котором они хотят
сделать «переворот в науке». И, увы, очень часто авторы
подобных «сумасшедших» гипотез в действительности
оказываются людьми с больной психикой. Их болезнь
давно известна медикам и называется паранойя.
БРЕД ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
Паранойя вообще — это психическое заболевание, ха-
рактеризующееся устойчивым бредом, например бредом
преследования, ревности и т. д. Одной из форм паранойи
является так называемый бред изобретений и открытий.
Сущность его состоит в том, что больному кажется, будто
он сделал важное изобретение или выдающееся открытие,
и что вся беда в том, что его не могут понять ученые-
консерваторы. При этом во всем остальном — в жизни,
в семье, в работе — человек остается совершенно нор-
мальным. Поэтому он не считается (и не является) сума-
сшедшим в полном смысле этого слова. Тем не менее
таких людей ставят на учет в психоневрологические
диспансеры. Любопытно, что выявлению психопатов-
параноиков часто способствуют научные учреждения,
куда они обращаются со своими «открытиями». Так,
только за один 1966 г. Отделение общей и прикладной
физики АН СССР помогло медикам выявить 24 параноика.
Л98
Каких только идей не выдумывают гипотезоманы!
Так, например, гражданин Д. из Рязанской области
несколько месяцев упорно писал во Всесоюзное астро-
номо-геодезическое общество, что предметы на Луне
должны весить больше, а не меньше, чем на Земле. При-
чем это писалось уже после полетов наших лунных ракет,
когда сила притяжения Луны была проверена не только
на Земле, но и в космосе. А по мысли некоего Г. из Гру-
зии предметы, перенесенные на Луну, должны разбухать,
увеличиваясь в объеме, из-за уменьшения там силы тя-
жести.
Некоторые гипотезоманы «специализируются» на «опро-
вержении» законов Кеплера и Ньютона. В г. Лукоянове
Горьковской области еще до войны жил любитель Л.,
опровергавший третий закон Кеплера. Он вел переписку
со многими учеными, принципиально не признавал (или
не понимал) формул, зато приводил длинные расчеты,
которые делал с громадным количеством знаков (т. е.
с фиктивной точностью). Из этих расчетов якобы следо-
вало, что он прав. Но в каждом его расчете содержалась,
как правило, ошибка (принципиальная, а отнюдь не ариф-
метическая — уж арифметику-то он знал как следует),
на которую ему тотчас же указывали ученые. Не сму-
щаясь этим, он приводил другой расчет (брал другой
пример) и присылал на проверку и так далее. Убедить
его так никто и не смог.
Зато москвич П. оперирует для опровержения закона
тяготения Ньютона только формулами. Вот вкратце ход
его рассуждений. Возьмем формулу относительного уско-
рения планеты с массой т под действием притяжения
Солнца, имеющего массу М:
(М + т)_
^ОТН J j.9,
Но из элементарной механики известно, что сила
равна произведению массы на ускорение. Следовательно,
сила притяжения планеты к Солнцу равна
р ___/ (М + го) m
тогда как по закону Ньютона должно быть
„ , Мт
глл / г2 •
199
Ошибка П. состоит в том, что в формулу второго
закона Ньютона (F=mw) нужно подставлять не отно-
сительное ускорение (планеты по отношению к Солнцу),
а ускорение планеты в неподвижной системе отсчета.
Это ускорение равно
, М
С другой стороны, Солнце под действием притяжения
планеты также испытывает ускорение, равное
we = —fyr-
Из второго закона Ньютона немедленно получаем
р —___f Мт р —f Мт р —___________р
с J г2 ’ пл J |р2 ’ ° пл>
т. е. силы, действующие на Солнце и на планету, равны
по величине и противоположны по направлению (это
следует также из третьего закона Ньютона). Относитель-
ное ускорение получается следующим образом. Мы при-
нимаем условно Солнце неподвижным (т. е. при-
даем ему и планете равные ускорения — wa) или, что
то же самое, рассматриваем движение планеты в системе
отсчета, связанной с Солнцем. Получаем
, (М + т)
И’отн = ~we = f------.
Если следовать рецепту П., то сила притяжения
Солнца к планете окажется
г. _ (М + т) М , р
г с / г2 "пл’
т. е. не будет равна силе притяжения планеты к Солнцу.
Несмотря на простоту вопроса, П. до сих пор про-
должает упорствовать в своих заблуждениях и рассылает
по разным адресам размноженные фотоспособом письма
(число которых подходит к сорока) с изложением своих
путаных взглядов. Аргументы, основанные на опытных
и наблюдательных данных (в том числе и относящихся
к двойным звездам), на него не действуют — он просто
приписывает компонентам двойных звезд другие массы
или скорости и получает «подтверждение» своих формул.
200
ТУМАННОСТЬ ВСТРЕТИЛАСЬ С ВОЛНОЙ
Любопытное письмо пришло несколько лет назад в Москов-
ский планетарий. Автор его — любительница К-ва —
просила сперва указать ей ошибки в ее взглядах на про-
исхождение солнечной системы. После этого следовало
изложение такой гипотезы:
«Огромная газовая туманность встретилась с мощной
галактической электромагнитной волной и молниеносно
в ней распределилась, принимая примерно круглое вра-
щательное движение по ее электромагнитным полям.
И так как энергия поля была больше кинетической энер-
гии облака, то газ облака стал двигаться вдоль магнитных
силовых линий».
Фраза нелепая, что и говорить. Но все же попробуем
разобрать ее с «серьезных» позиций. Итак:
«Огромная газовая туман-
ность. . .»
«. . .встретилась с мощной
галактической электромагнит-
ной волной. . .»
«. . .и молниеносно в ней
распределилась. . .»
«. . .принимая примерно круг-
лое вращательное движение по
ее электромагнитным полям».
«И так как энергия поля
была больше кинетической
энергии облака.. .»
«. . .то газ облака стал дви-
гаться вдоль силовых линий».
А каковы ее масса, плот-
ность, размеры, состав?
Что это за волна: излучение
или ударная волна в плазме;
если последняя, то каковы ее
амплитуда, скорость, каким
образом она образовалась, по-
чему она названа галактиче-
ской?
Что значит «молниеносно»:
за какой срок и почему именно
за такой? Как туманность мог-
ла «распределиться» в волне?
Какова напряженность этих
полей, где расчет движения
частиц туманности в этих по-
лях? Надо показать, что оно
будет вращательным.
Где оценка обеих энергий,
основанная на данных наблю-
дений?
А откуда появились самые
силовые линии, т. е. откуда
взялось магнитное поле? Из-
вестные нам межзвездные маг-
нитные поля связаны с веще-
ством — межзвездным газом,
туманностями, а не сущест-
вуют сами по себе.
Одна фраза — и столько
было задать и
по другим фразам.
вопросов. Не меньше можно-
201
Все эти вопросы были сообщены К-вой вместе с со-
ветом не писать больше гипотез. В ответ она осыпала
отвечавшего градом упреков и оскорблений, после чего
занялась самовосхвалением («моя мысль очень правильна»)
и изобразила себя этаким великим мыслителем, которому
«запрещают мыслить». Впрочем, она решила предложить
ученым своеобразное «разделение труда»: она, К-ва,
будет давать свои «гениальные идеи», а ученые будут
их разрабатывать.
Ее примеру следуют многие гипотезоманы. Так, на-
пример, Ш. из Москвы обращался не менее чем к 10 астро-
номам Москвы и Киева с бредовой гипотезой о захвате
Луны Землей в результате удара «протолуны».
По идее Ш. «протолуна» двигалась вначале по эл-
липтической орбите и столкнулась с Землей, причем один
из осколков превратился в нынешнюю Луну. Во-первых,
никакие факты не указывают на то, что Земля претерпела
в прошлом подобную катастрофу, а во-вторых, сравни-
тельно небольшой эксцентриситет лунной орбиты прямо
говорит против подобной гипотезы «катастрофического»
захвата. Но Ш., не будучи в состоянии как-либо обосно-
вать свою гипотезу, предлагал многим ученым (каждому
в отдельности) «соавторство»: вы, дескать, разработайте
мою гипотезу и пусть она носит имена обоих. Конечно,
ученые с негодованием отказались.
Многие гипотезоманы, получая отрицательные отзывы
ученых, жалуются на них в весьма высокие инстанции,
пишут едкие письма в газеты, вовсю ругая «консерватизм»
ученых, их «кастовую замкнутость», «боязнь нового».
Один любитель в отчаянии написал в Государственный
астрономический институт имени Штернберга: «Неужто
вы согласитесь забросить мою писанину? Неужто я в ва-
шей личности не обрету Короленко для Горького?»
Ответим ему словами самого А. М. Горького:
«Многие из вас, кандидатов на «всемирную славу»,
торопясь «одним махом» доскочить до нее, хватаются
за темы серьезного, глубоко жизненного значения. Но темы
эти не по силам большинству из вас, и вы их комкаете,
искажаете, компрометируете — засыпая хламом пустень-
ких, бездушных или плохо выдуманных слов» 2.
-з А. М. Г о р ь к и й. Собрание сочинений в тридцати томах, т. 25.
Гослитиздат, стр. 128.
202
Хотя это адресовано «литературным» графоманам,
но лучше не ответишь и любителям сочинять гипо-
тезы.
Именно так, «одним махом» попробовал решить все
проблемы физики, космогонии и даже биологии гипо-
тезоман С. Он предложил «единую» гипотезу происхожде-
ния и развития материи, объясняющую все или почти
все известные нам формы ее превращения (образование
звезд, планет, туманностей, жизни, а также элементар-
ных частиц) действием некоего «космического поля».
Возражая против материальности полей и существования
фотонов (установленного экспериментально), он вводит
понятия о «суператомах», «первотронах», «первошарах»
и тому подобных вещах, существование которых ниоткуда
не вытекает и высосано буквально из пальца. Зато С.
подвергает сомнению существование в атомах протонов
и нейтронов, утверждает наличие атмосферы на Луне
и предстоящее в будущем развитие жизни на Марсе.
На каждом шагу он пишет: «должно», «безусловно»,
«можно утверждать». Почти все процессы он объясняет
действием своего «космического поля», подобно тому
как раньше все приписывали богу. Хотя С. в бога не верит,
он не замечает, что путем замены слова «бог» словами
«космическое поле» нельзя получить ответа на вопрос
о происхождении реальных небесных тел.
С. размножил текст своей «гипотезы» на ротаторе
и разослал ее директорам многих научно-исследователь-
ских учреждений. Тот экземпляр, с которым познако-
мился автор, имел № 22, а всего их было, вероятно,
30-40.
Сделаем небольшой расчет. Если в каждом из этих
научных учреждений на прочтение «труда» С. и ответ
ему было затрачено всего по 3 часа, то это значит, что
он отнял у наших ученых 100 человеко-часов. За эти
часы ученые могли бы сделать ценные исследования,
принести пользу государству, помочь серьезным люби-
телям астрономии. А ведь С. не одинок. Хорошо еще,
если гипотезоман располагает только пишущей машинкой
и печатает свой «труд» в 3—5 экземплярах. А если к его
услугам ротатор? Сколько вреда приносят эти люди
нашей науке?
Но иногда этот вред может быть неизмеримо большим,
чем просто потеря времени.
203
«ГЕНИЙ» С ОБРЕЗОМ И ДРУГИЕ
9 июня 1964 г. в помещение Комиссии по спектроскопии
Академии наук СССР вошел человек средних лет с боль-
шим футляром от чертежей. Он прошел в кабинет ученого
секретаря Комиссии В. Г. Корицкого. Человек открыл
футляр, засунул в него руку. Корицкий ожидал, что
посетитель вытащит какие-нибудь чертежи. Он уже до-
гадался, что перед ним один из любителей-неудачников,
обивающих пороги научных учреждений со своими «от-
крытиями» и «гипотезами». Футляр как бы случайно
остановился на уровне груди ученого. И вдруг. . .
В небольшом помещении гулко прогремел выстрел.
Смертельно раненный Корицкий нашел в себе силы, чтобы
выбежать в коридор, припереть дверь комнаты. «Там
сумасшедший!» — закричал он подбежавшим сотрудни-
кам и упал на их руки, обливаясь кровью. Через не-
сколько часов он скончался.
В футляре от чертежей был обрез от обыкновенного
охотничьего ружья. Он был специально приспособлен
своим владельцем, чтобы стрелять через дно футляра.
Убийцей оказался. . . юрисконсульт одной из снаб-
женческих контор г. Куйбышева В. Осокин 37 лет. Он был
убежден, что сделал какое-то гениальное открытие,
не раз писал об этом в Академию наук СССР, но каждый
раз получал отрицательные ответы. Один из них был
подписан В. Г. Корицким, не знавшим, конечно, что
этим он подписывает свой смертный приговор. Осокин
решил отомстить Корицкому и привел свой замысел
в исполнение.
Осокин был подвергнут психиатрической экспертизе,
которая с несомненностью установила, что этот «гений»
с обрезом — параноик, безнадежный маньяк, страдаю-
щий бредом изобретений и открытий.
К сожалению, этот случай не единичен. Незадолго
до трагической гибели Корицкого другая фанатичка
столкнула под колеса поезда метро известного физика,
специалиста по газовому разряду профессора В. Л. Гра-
новского.
Было время, когда ученые гибли за свои идеи и от-
крытия. На кострах инквизиции оборвалась жизнь Джор-
дано Бруно, Мигеля Сервета, Лучилио Ванини. Тогда
им мстила религия, церковь. Эти времена давно и без-
204
возвратно прошли. Ученые в наши дни пользуются все-
общим уважением. Ведь они двигают вперед науку,
а наука стала теперь производительной силой, непо-
средственно влияющей на развитие производства, на улуч-
шение материального благополучия народа.
Это в полной мере относится и к такой науке, как
астрономия, еще недавно казавшейся многим недалеким
людям «отвлеченной», не связанной с жизнью. Это мне-
ние глубоко ошибочно. Когда-то, на заре цивилизации,
астрономия возникла из потребностей практики, чтобы
помогать людям вести счет времени, создавать календари,
находить дорогу в далеких плаваниях и путешествиях.
Сейчас она помогает физикам постигать тайны строения
атома и элементарных частиц, изучать явления при
сверхвысоких и сверхнизких температурах и давлениях,
помогает геофизикам изучать природу Земли.
Чтобы двигать науку вперед, нужно иметь соот-
ветствующее образование. Пять-шесть лет уходит на под-
готовку молодого специалиста — астронома. И, конечно,
далеко не каждый из них становится звездой первой
величины.
Но многие гипотезоманы почему-то убеждены, что
высказать «гениальную» идею в области астрономии может
каждый. Некоторые из них сами зачисляют себя в Ко-
перники и в Ломоносовы. А когда убеждения не помо-
гают, они хватают перо и строчат бесконечные жалобы,
и иной раз пытаются мстить, как это сделал Осокин.
То и другое представляет собой социальное зло. Ко-
нечно, ущерб, приносимый гипотезоманами, неизмеримо
меньше, чем зло от пьянства или хулиганства, но за-
бывать о нем не следует.
Вот почему IV съезд Всесоюзного астрономо-геодези-
ческого общества, состоявшийся в Риге в октябре 1965 г.,
в специальной резолюции осудил гипотезоманию. Вот
как выглядит соответствующий пункт этой резолюции:
«Отметить как нежелательное явление склонность
части любителей астрономии к сочинению спекулятивных,
доморощенных гипотез и поручить Центральному совету
и советам отделений продумать систему мероприятий
для борьбы с гипотезоманией. Рекомендовать полностью
отказаться от рассмотрения «сочинений» любителей, на-
правленных на опровержение твердо установленных за-
конов природы».
205
Одним из мероприятий для борьбы с гипотезоманией
и является выход этой книжки. Что касается второй
части резолюции, то ведь еще в 1775 г. французская Ака-
демия наук вынесла решение не принимать и не рас-
сматривать никакие проекты «вечного двигателя», а также
решения задач трисекции угла, квадратуры круга
и некоторых других, признанных принципиально нераз-
решимыми.
Действительно, попытки опровергнуть твердо уста-
новленные и многократно проверенные наблюдениями и
экспериментами законы природы выглядят в наше время
просто жалкими. Мы уже рассказывали об «опроверга-
телях» законов Кеплера и Ньютона. Есть довольно боль-
шая группа гипотезоманов, специализировавшихся на «оп-
ровержении» теории относительности. Как правило, уси-
лия этих «опровергателей» лишь отражают их низкую
научную грамотность, хотя среди них попадаются и люди
с высшим образованием.
Но есть и еще один вид гипотезоманов. Эти люди
не стремятся опровергнуть общие законы природы или
объяснить происхождение солнечной системы и звездной
вселенной. Они занимаются, так сказать, частными пробле-
мами. И их сочинения, как это ни странно, публикуются
и нередко большими тиражами. Кто же эти люди? В чем
состоят их гипотезы?
ГЛАВА ШЕСТАЯ
ФАНТАЗИИ ПОД ВИДОМ ГИПОТЕЗ
ЛЕГЕНДА О ТУНГУССКОМ МЕТЕОРИТЕ
30 июня 1908 г. произошло явление природы, известное
в науке как падение Тунгусского метеорита.
В начале 20-х годов, с почти двадцатилетним опозда-
нием, ученые начали изучать это явление.
А еще 20 лет спустя, в 1946 г., родилась легенда о том,
что Тунгусский метеорит был ни больше ни меньше как
марсианским кораблем, потерпевшим аварию в несколь-
ких километрах от земной поверхности.
Эта легенда оказалась на редкость стойкой: несмотря
на все попытки ученых разоблачить и развенчать ее, она
упорно не желает уходить со сцены.
Откуда же взялась эта легенда и почему она оказалась
такой устойчивой?
Ранним утром 30 июня 1908 г. сотни людей на обшир-
ных пространствах Восточной Сибири от Енисейска до
Бодайбо наблюдали полет «огненного шара» — болида,
за которым тянулся светлый хвост, переходивший в клубы
дыма. Когда болид скрылся за горами или за лесом, раз-
дались страшные удары, напоминавшие раскаты грома
или выстрелы из орудий. Многие очевидцы видели взрыв.
Сейсмические приборы, расположенные в Иркутске, за-
регистрировали сотрясение почвы. Воздушная волна обе-
жала весь земной шар и была зафиксирована на микро-
барограммах многих метеорологических станций Сибири,
Европейской части России и Западной Европы.
Когда первые научные экспедиции под руководством
профессора Л. А. Кулика прибыли к месту катастрофы
(это было в 1927 г.), взору ученых предстала грандиозная
картина поваленного леса (рис. 55). На площади в 2000 км2
207
были повалены почти все деревья. Их стволы лежали ра-
диально, будучи направлены корнями к эпицентру взрыва.
Но когда Кулик и его товарищи прошли в район эпицентра,
они не нашли на земле, как ожидали, метеоритных масс.
Правда, были обнаружены округлые впадины — воронки,
заполненные водой. Кулик принял их за метеоритные кра-
теры. Это предположение было вполне естественным —
ведь метеориты, падающие на Землю с остатками косми-
ческой скорости, производят при ударе о почву взрыв и
образуют кратер (см. главу вторую). Много усилий было
затрачено на прокладывание траншеи, на спуск воды из
самой крупной воронки. Наконец, дно воронки обнажи-
лось, и вместо метеорита участники экспедиции увидели
старый полусгнивший пень. . .
Как это ни странно, но именно этот пень полностью
опровергал гипотезу о метеоритном происхождении во-
ронок. Дело в том, что возраст дерева, остатком которого
был пень, был намного больше 21 года, прошедшего к тому
времени с момента падения Тунгусского метеорита. Но
если бы метеорит действительно упал в то место, где росло
дерево, то не только пня, но и трухи от него бы не осталось.
Где же искать метеорит? Помощник Л, А. Кулика по
экспедиции и продолжатель его работ Е. Л. Кринов
в 1949 г. полагал, что местом падения метеорита могло
быть Южное Болото, расположенное на 2 км к югу от
воронок. Но тщательные исследования дна болота, про-
веденные экспедицией Комитета по метеоритам в 1958 г.,
окончательно опровергли это предположение.
При сильном ударе о почву массивного тела, летящего
со скоростью 30—40 км/сек, как показали в 1947 г.
К. П. Станюкович и В. В. Федынский, должен был обра-
зоваться громадный кратер типа Аризонского. Но такого
кратера в районе эпицентра не было. Зато был стоячий
«телеграфный» лес — в самом эпицентре деревья почему-то
не были повалены, а устояли на корню, хотя с них были
содраны сучья и кора.
Можно считать, что именно этот факт и породил легенду
о взрыве марсианского корабля.
Правда, еще в 1925 г. директор Иркутской магнитной
и метеорологической обсерватории А. В. Вознесенский,
изучая происхождение воздушных волн, зафиксирован-
ных барографами сибирских метеостанций, высказал мысль,
что метеорит разорвался в воздухе, на высоте 20 км над
208
Рис. 55. Вывал леса в Тунгусской тайге (снято в 1928 г.)
поверхностью Земли. Дробление метеорных тел на боль-
шой высоте — хорошо известный и часто наблюдаемый
факт. Но тут мы имели дело не с простым дроблением, а
со взрывом.
Почему же метеорит вдруг взорвался в воздухе?
(Именно взорвался, а не раздробился!) Ответа на этот
вопрос тогда — в середине 40-х годов — еще не было.
И вдруг в 1946 г. в массовом научно-популярном жур-
нале «Вокруг света» появился рассказ писателя-фантаста
А. П. Казанцева «Взрыв». В нем рассказывалось о том,
как, завершая свой рейс к Земле, взорвался марсианский
межпланетный корабль, летевший на атомном горючем.
Над Тунгусской тайгой прогремел атомный взрыв!
Это произошло на высоте 5—10 км над землей. . .
Для фантастического рассказа это было написано не-
плохо. Вряд ли кто станет спорить о праве писателя на
научную фантазию. Ту же тему использовал известный
польский писатель Станислав Лем в своем романе «Астро-
навты», сам А. П. Казанцев в «Пылающем острове» и др.
Но в подзаголовке было написано «рассказ-гипотеза».
209
Рис. 56. Действие взрывной волны от воздушного взрыва
на деревья
И действительно, вскоре Казанцев начал пропагандиро-
вать свою идею как настоящую научную гипотезу. Он
пытался доказать, что на самом деле в 1908 г. к нам
прилетал межпланетный корабль с Марса.
Будем справедливы: в ходе рассуждений А. П. Казан-
цева было рациональное зерно. Оно состояло в том, что
если в районе эпицентра деревья повалены не были, то,
значит, взрывная волна действовала на них вдоль стволов,
т. е. сверху вниз. Взрыв произошел не на Земле, а в воз-
духе! Но уже на некотором расстоянии от эпицентра эта
волна действовала под углом и валила деревья сплошь
(рис. 56).
Несмотря на то что идея надземного взрыва (или раз-
рыва) была высказана на 20 лет раньше А. В. Вознесен-
ским (исходя из совсем других соображений), описанный
выше ход рассуждений принадлежит именно А. П. Казан-
цеву, и, если бы он на этом остановился, ученые, без сомне-
ния, приветствовали бы его идею, получившую спустя
12 лет полное подтверждение в результате работ научной
экспедиции Комитета по метеоритам АН СССР.
Да, иногда бывает так важно вовремя остановиться!
Но Казанцев остановиться не смог, навязчивая идея влекла
210
его все дальше, и он продолжал отстаивать два совершенно
фантастических предположения:
1) что 30 июня 1908 г. к Земле приближался межпла-
нетный корабль с Марса (или с другой планеты);
2) что взрыв над Тунгусской тайгой был ядерным.
Рассмотрим оба эти предположения и покажем их на-
учную несостоятельность.
ОПЯТЬ МАРСИАНЕ?
Мы уже говорили в четвертой главе, насколько невероят-
ным представляется сейчас существование марсиан. Но
отвлечемся на миг от этого обстоятельства и посмотрим
на все это с несколько иной точки зрения. Возможен ли
был вообще в этот день прилет марсиан?
Дело в том, что межпланетные перелеты возможны не
в любые сроки, а лишь в строго определенные периоды,
зависящие от взаимного расположения планет (в данном
случае Земли и Марса) на своих орбитах. Такие периоды
разделяются «мертвыми сезонами», когда перелеты невоз-
можны.
Известный специалист по теории межпланетных переле-
тов А. А. Штернфельд, заинтересовавшись «задачей Казан-
цева», выполнил необходимые расчеты и показал, что ни
при каких предположениях о скорости ракеты и ее траек-
тории 30 июня 1908 г. корабль, запущенный с Марса, не
мог достигнуть Земли. Действительно, в это время Марс
и Земля находились по разные стороны от Солнца.
На всякий случай А. А. Штернфельд рассчитал и траек-
тории воображаемого перелета Венера — Земля. И что же!
На этот раз результат был благоприятен: если бы на Ве-
нере существовали разумные обитатели, они могли бы
в день катастрофы прилететь на Землю. Но даже в те годы
(это было в конце 40-х годов) трудно было допустить воз-
можность разумной жизни на Венере. И сам Казанцев на
это не решился.
Но он допустил другое. Сделав «крутой поворот»
в своих рассуждениях, он поведал ученому миру (а заодно
и массовому читателю, не очень взыскательному к научной
достоверности, зато любящему романтику и «крутые
повороты») новую версию. Корабль на Землю прилетел
с Венеры, но летели в нем марсиане. Просто они избрали
сложный маршрут: Марс — Венера — Земля.
211
Не правда ли, как просто и как далеко от науки!
Воображаемым марсианам можно без труда приписывать
любые действия, лишь бы защитить свою навязчивую идею.
Действительно, кто сможет ее проверить? «Корабль»
взорвался, «марсиане» погибли, и, пока не прилетит но-
вый корабль или пока мы сами не побываем на Марсе,
эту идею можно развивать дальше.
А можно ли? Как фантастику — можно, как научную
гипотезу — нельзя. Нельзя потому, что нет подтверждаю-
щих ее фактов и, наоборот, есть много фактов, ей противо-
речащих. К тому, что было сказано в четвертой главе,
можно добавить еще следующее соображение.
Со времени Тунгусской катастрофы прошло 60 лет.
И что же, высокоразумные марсиане за это время даже не
попробовали повторить своей попытки достичь Земли?
За последние 8 лет в СССР и США было послано шесть
космических станций к Венере и три — к Марсу, а от-
туда за 60 лет — только один корабль?
Этот довод заставил Казанцева сделать еще один «кру-
той поворот». Корабль был не обязательно с Марса. Не
прилетал он и с Венеры. Это был посланец других миров,
космический корабль из другой планетной системы, от
другой звезды. Межзвездные расстояния измеряются де-
сятками световых лет. Даже с субсветовой скоростью та-
кой перелет занял бы не менее 20 лет. Столько же там,
в той планетной системе, ждали сигнала о прибытии или
возвращения корабля. Не дождались. Но на новый пере-
лет уйдет опять 20 лет. Так можно натянуть и 60, и 70 лет,
да и почему бы на той планете не взять верх осторожным
деятелям, которые после гибели одного корабля не станут
рисковать другим? Все можно предположить, но все это
будет только фантазия, не поддающаяся никакой проверке.
С гипотезой о ядерном взрыве дело обстояло несколько
иначе.
БЫЛ ЛИ ВЗРЫВ ЯДЕРНЫМ?
Нет ничего удивительного в том, что легенда о ядерном
взрыве родилась именно в 1946 г., а скажем, не на два
года раньше. Ведь лишь в начале августа 1945 г. челове-
чество узнало об атомной бомбе. Энергия взрывов, разру-
шивших Хиросиму и Нагасаки, составляла примерно
1021 эрг. Энергия взрыва Тунгусского метеорита была
212
1023 эрг, т. е. в 100 раз больше. Ее можно было сравни-
вать с сильным ядерным взрывом *.
Но ядерный взрыв характерен определенными свой-
ствами и последствиями, не имеющими места при других
взрывах. Прежде всего в момент взрыва возникает осле-
пительно белый шар, который в первые мгновения ка-
жется во много раз ярче Солнца. Затем яркость его пони-
жается, а дальше снова повышается, достигая вторичного
максимума, после которого происходит постепенное и уже
окончательное падение яркости. Этот ход явлений связан
с тем, что на фронте взрывной волны, распространяющейся
от огненного шара во все стороны, происходит образова-
ние окиси, а затем и двуокиси азота, причем последняя
начинает сильно поглощать излучение шара. По мере
ослабевания энергии взрывной волны двуокись азота пере-
стает образовываться, воздух становится прозрачным, и
поэтому кажется, что огненный шар вновь разгорается.
Окончательное угасание шара связано с постепенным его
охлаждением главным образом за счет излучения.
После взрыва образуется громадный объем раскален-
ного воздуха радиусом в сотни метров, который, будучи
легче окружающего холодного воздуха, начинает подни-
маться вверх. Достигнув высоты в несколько километров,
где плотности горячего и холодного воздуха уравниваются,
облако горячего воздуха начинает расширяться в стороны,
принимая известную всем (к счастью, только по картин-
кам) форму гриба (рис. 57, слева). Двуокись азота придает
грибообразному облаку темно-бурый цвет.
Помимо ударной волны, производящей сильные разру-
шения, и мощного излучения, могущего вызвать мгновен-
ный лучистый ожог, последствием атомного или ядерного
взрыва является проникающая радиация — поток быстрых
и медленных нейтронов и других частиц, а также гамма-
лучей, воздействие которых на живой организм приводит
к поражению его тканей и к лучевой болезни. Наконец,
при реакции деления урана или плутония образуются
стойкие радиоактивные изотопы (осколки делящихся
ядер) — стронций-90, и цезий-137, создающие длительное
радиоактивное заражение местности, приводящее в конеч-
ном счете к той же лучевой болезни.
1 Часто при оценке энергии взрыва употребляют так называемый
тротиловый эквивалент. Для Тунгусского метеорита он равен
3 млн. т (или даже больше).
213
Мы знаем, как велика опасность от атомного или ядер-
ного взрыва. До сих пор, спустя более 20 лет после атом-
ных взрывов в Хиросиме и Нагасаки, в Японии умирают
люди, подвергшиеся радиоактивному облучению. Но
если в Тунгусской тайге произошел ядерный взрыв,
в 100 раз более мощный, то почему же не видно его послед-
ствий?
Из всех описанных явлений действительно наблюда-
лись только два: ударная волна и лучистый ожог. Но
взрывная ударная волна образуется при любом мощном
взрыве, а лучистый ожог явился результатом излучения
раскаленного воздуха за фронтом другой ударной волны —
баллистической, обтекавшей летящее метеорное тело.
Поскольку скорость его в десятки раз превышала скорость
звука, воздух не успевал расступаться перед метеоритом
и давление на фронте ударной волны скачком возрастало
в десятки тысяч раз. Но плотность воздуха при этом могла
увеличиться только в десять раз. Поэтому температура
за ударной волной подскакивала в тысячи раз и дости-
гала сотен тысяч градусов. Именно свечение ударной
волны, а не самого метеорного тела видели наблюдатели,
описывавшие полет Тунгусского метеорита. А находив-
шиеся ближе других к траектории его полета С. Б. Семе-
нов и И. П. Косолапов ощутили мгновенный лучистый
ожог (без серьезных последствий). Следы ожога и последо-
вавшего за ним лесного пожара сохранили нам уцелевшие
после катастрофы деревья.
Итак, ударная волна и лучистый ожог не говорят ни-
чего о природе взрыва, а указывают лишь на его мощность.
Ну, а все остальное? Видел ли кто-нибудь огненный
шар в месте взрыва? Нет, все очевидцы ясно указывают
на то, что шар быстро летел по небу, причем он был слабее
Солнца и на него было не больно смотреть. (Если бы
там протекала медленная ядерная реакция, все очевидцы
были бы поражены потоками гамма-лучей).
Наблюдал ли кто грибообразное облако? Нет, ни один
человек. Впрочем, один человек писал, что наблюдался
«огненный столб с черным дымом, упершийся в безоблач-
ное небо и расплывшийся там черным грибом». Но этот
человек. . . А. П. Казанцев 2, который отнюдь не был
2 А. Казанцев. Поиски продолжаются. — «Юный техник»,
1958, № 9.
214
очевидцем и ее мог найти подобного описания среди под-
линных показаний очевидцев 3.
Пострадал ли кто-нибудь от радиации, от лучевой
болезни? Опять-таки никто. И все же Казанцев фантази-
рует, будто бы эвенки, ходившие в тайгу вскоре после па-
дения метеорита, погибли — конечно, от лучевой болезни.
На самом деле местный шаман объявил, что на землю спу-
стился бог Огды и запретил эвенкам посещать это место.
Один из эвенков нарушил запрет и действительно вскоре
скончался с признаками отравления. По-видимому, его
отравил шаман, стремясь показать силу своего заклятья.
Зато эвенки Даонов, Бушков, Черончин, братья Салаткины
побывали там вскоре после падения метеорита и
остались живы и здоровы.
Не доверяя слухам и общим соображениям, группа
молодых ученых — физиков и врачей из Томска, органи-
зовав Комплексную самодеятельную экспедицию (КСЭ),
решила проверить предположение о ядерном взрыве.
Были собраны и изучены все архивы медицинских учре-
ждений, опрошены все старейшие жители и врачи, нако-
нец, подвергнуты эксгумации (извлечению для исследо-
вания) трупы умерших после 1908 г. Их кости были
изучены на радиоактивность. Результаты всех этих исследо-
ваний были отрицательны: никаких признаков лучевой
или вообще неизвестной болезни обнаружено не было.
Начиная с 1959 г. некоторые самодеятельные группы
пытались обнаружить повышенную радиоактивность в про-
бах почвы и в спилах деревьев. Одну из этих групп возглав-
лял молодой инженер-геофизик из города Октябрьский
Башкирской АССР А. В. Золотов. Можно сказать, что
А. П. Казанцев заразил его своей идеей. И дальше нача-
лись непонятные вещи.
А. В. Золотов сразу же обнаружил повышенную радио-
активность в почве района катастрофы. Тогда аналогичные
исследования с более совершенными приборами провели
научные сотрудники Института геохимии и аналитической
химии им. Вернадского и не получили никаких признаков
роста радиоактивности.
А. В. Золотов вновь идет в тайгу, берет спилы деревьев,
переживших катастрофу, выделяет вещество древесины
3 См. Е. Л. Кринов. Тунгусский метеорит. Изд-во АН СССР,
1949; И. С. Астапович. Большой Тунгусский метеорит. —
«Природа», 1951, № 2 и 3.
215
Рис. 57. Ядерный взрыв (слева) и полет Сихотэ-А пинского метеорита
правой картинке
(справа). Описания очевидцев Тунгусского падения ближе соответствуют
по годовым кольцам, сжигает его и исследует радиоактив-
ность золы. На фоне общего роста радиоактивности к на-
ружным кольцам (связанного с атомными и ядерными ис-
пытаниями, проводившимися после 1945 г.) для одного
дерева обнаруживается небольшой подъем в 1908 г.
Аналогичные эксперименты проводят Л. В. Кириченко
и М. П. Гречушкина из Института прикладной геофизики
и находят, что годовые слои 1900—1920 гг. (включающие
1908 г.) не обладают повышенной радиоактивностью по
сравнению с соседними фракциями. Общий вывод: «Ра-
диометрическая съемка и анализ проб почв района паде-
ния Тунгусского метеорита показали, что этот район по
содержанию естественных радиоактивных продуктов ни-
чем не отличается от районов с аналогичным ландшафтом,
а уровень загрязнений поверхностного слоя почвы ра-
диоизотопами искусственного происхождения обусловлен
современными глобальными выпадениями продуктов ядер-
ных взрывов».
Группа ученых из Института геохимии и аналитиче-
ской химии имени Вернадского под руководством профес-
сора В. И. Баранова провела радиохимический анализ
почвы и деревьев с места катастрофы для выделения радио-
активных изотопов. Результат — изотопы обнаружены.
Но наряду с долгоживущими стронцием-90 (период полу-
распада 28 лет) и цезием-137 (26,6 лет) обнаружен церий-
144 (период полураспада 284 дня). Если это остатки Тун-
гусского взрыва, то стронция и цезия должно было сохра-
ниться примерно —£ того, что образовалось при взрыве
(прошли два периода полураспада), а церия-144 — только
10 ~21 начального количества. Вывод ясен: все изотопы не-
давнего происхождения.
Неожиданно в английском журнале «Нейчур» за 1965 г.
появляется статья трех американских ученых — нобелев-
ского лауреата У. Либби, К. Коуэна и К. Этлури, —
в которой отмечается повышение на 1 % содержания ра-
диоактивного углерода С14 в слое 1909 г. для двух деревьев,
находившихся в 800 кж друг от друга. Авторы статьи го-
товы допустить, что Тунгусский метеорит состоял из анти-
вещества!
Антивещество! Как это заманчиво! Но Либби и его
коллеги не первые выдвинули эту гипотезу. Еще в 1948 г.
американский астроном Ла Паз предложил такую идею.
218
Никаких фактов, подтверждавших ее, кроме грандиоз-
ности катастрофы, у Ла Паза не было. Но у Либби, каза-
лось бы, факты налицо?
Увы, независимой проверки вывод Либби не выдержал.
Американский химик Ганс Зюсс, измерив содержание С14
в 150 древесных образцах, возраст которых охватывает
последние 2000 лет, не подтвердил увеличения количества
этого изотопа в 1909 г. Зато обнаружены его колебания раз-
ной периодичности, в которые легко укладывается резуль-
тат Либби. Такой же вывод сделала группа советских уче-
ных под руководством академика А. П. Виноградова.
Единственный факт отпадает, а с ним рушится и гипотеза
антивещества — эффектная, но малообоснованная.
Однако А. В. Золотов попытался подойти к проблеме
с другой стороны — он стремился расчетами показать, что
Тунгусское тело имело малую скорость, что кинетическая
энергия его была недостаточна для образования мощной
баллистической волны, что деревья были повалены только
взрывной волной. Первые его расчеты были опубликованы
в 1961 г., но вскоре К. П. Станюкович и автор этой
книги обнаруживают в них ошибки, сводящие на нет все
результаты. А. В. Золотов, не смущаясь неудачей, делает
новые расчеты, анализирует картину вывала леса, пытаясь
отсюда получить соотношение энергий обеих волн —
баллистической и взрывной. Результат опять в пользу
взрывной волны: она раз в десять мощнее баллистической.
Формулы, примененные молодым ученым, на этот раз без-
упречны. Но его подводят числовые параметры. Угол
наклона траектории к земной поверхности он выбирает
сильно заниженный, произвольно предполагает, что энер-
гия баллистической волны равномерно распределяется
на длине пути в 30 км. Он не замечает, что избыточное да-
вление на фронте баллистической волны входит в формулу
в четвертой степени и малейшая ошибка в этой величине
тоже может исказить все результаты.
Нет, не удается Золотову доказать, что Тунгусский
взрыв мог быть ядерным. Но его выводы уже стали до-
стоянием широкой печати. Их усиленно пропагандирует
уже знакомый нам Ф. Ю. Зигель. В молодежных журна-
лах «Техника — молодежи», «Смена», «Знание — сила»
одна за другой появляются статьи Зигеля и Золотова,
на них откликаются некоторые молодые физики, не зани-
мавшиеся тунгусской проблемой и поверившие Зигелю и
219
Золотову на слово. Они предлагают методы, как проверить
ядерный характер взрыва, не зная, что все эти методы
давно испытаны и дали отрицательные результаты. И сам
Зигель в своей книге «Жизнь в Космосе» (Минск, 1966)
вынужден признать, что результаты по радиоактивности
противоречивы и проблема нуждается в дополнительном
изучении. А XII метеоритная конференция, состоявшаяся
в мае 1966 г. в Новосибирске, в своем решении отметила,
что «результаты изучения радиоактивности и другие ис-
следования до настоящего времени не дают оснований для
предположения о ядерном характере Тунгусского взрыва».
Конференция признала недопустимой популяризацию не-
проверенных фактов и необоснованных гипотез по метео-
ритике.
ЛУЧ ЛАЗЕРА С 61-й ЛЕБЕДЯ
Вряд ли какое-нибудь другое явление природы пытались
объяснить, привлекая для этого столь богатый арсенал
новейших изобретений человечества, как падение Тунгус-
ского метеорита.
Человек построил космические корабли — но еще до
этого Тунгусский метеорит был объявлен космическим
кораблем.
Человек научился добывать атомную и ядерную энер-
гию — и Тунгусский взрыв объявляется ядерным.
Человек открыл античастицы — и, пожалуйста, Тун-
гусский метеорит становится куском антивещества.
Наконец, человек построил лазеры — квантовые оп-
тические генераторы, — и вот уже находятся люди, спе-
шащие объявить Тунгусский метеорит лучом лазера,
посланным с другой звезды.
Эти люди — писатели Г. Альтов и В. Журавлева.
На страницах томской молодежной газеты «Юный ленинец»,
а затем в журнале «Звезда» они сперва порицают Казан-
цева и Зигеля за непоследовательность их высказываний.
Достается и ученым (причем подчас справедливо). Но
вдруг оба писателя из критиков превращаются в сочини-
телей и, следуя по неверному пути Казанцева, предлагают
«собственную» гипотезу. Тунгусский метеорит, по
их мнению, никогда не существовал. Не было и космиче-
ского корабля. И куска антивещества тоже не было.
220
Вообще никакая масса в тот памятный день в атмосферу
Земли не влетала.
А что же было? Просто жители одной из планет системы
61-й Лебедя направили на нас лазерный луч. Такой, как
в «Гиперболоиде инженера Гарина». Он и вызвал впечатле-
ние полета огненного шара, взрыв и все прочее. Как и по-
чему — неизвестно.
Ученые пытались увещевать писателей, внушить им
всю нелепость их идеи. Профессор Д. Я. Мартынов сооб-
щил им, что звезда 61-я Лебедя находилась совсем не
в том направлении, откуда летел болид, — не помогло.
Профессор К. П. Станюкович и автор этой книги написали
Г. Альтову и В. Журавлевой большое письмо с объясне-
нием их ошибок — тоже не подействовало.
Ну, а все же, как говорится, а вдруг? Сделаем неболь-
шой расчет. До звезды 61-й Лебедя 11 световых лет, или
примерно 10й км. Чтобы на таком расстоянии луч имел
ширину в несколько сот метров (это максимальная оценка
диаметра головы болида), его угол расхождения должен
составлять всего-навсего одну миллиардную долю се-
кунды дуги. Но такой ничтожный угол расхождения не-
возможен из-за явления дифракции света, а если бы был
возможен, такой луч по законам физической оптики не
мог бы нести энергию (она пропорциональна телесному
углу расхождения луча), да еще на такое большое рас-
стояние.
Если бы это был луч с далекой звезды, мы увидели бы
ее вспышку — и только. Ничего похожего на картину
падения Тунгусского метеорита никто бы не наблюдал.
Мы привели и этот парадоксальный пример, чтобы по-
казать, насколько опасно иногда увлекаться сенсациями
и, что еще хуже, увлекать ими других. Вот ряд примеров
реакции широкой публики (у нас и за рубежом) на сен-
сации, связанные с Тунгусским метеоритом.
Мальчик лет тринадцати после лекции о Тунгусском
метеорите в Московском планетарии подходит к лектору:
— Почему вы все время говорите о Тунгусском метео-
рите, когда доказано, что это был космический корабль?
— Что ты, мальчик, никто этого не доказал. Это просто
фантазия писателя Казанцева.
— Нет, я читал не Казанцева, а одного ученого, он до-
казывает, что это был корабль (наверное, он прочитал одну
из статей Зигеля).
221
Лектор пытается объяснить ему суть дела, но глаза
у мальчишки горят, он уже верит, он хочет верить, что
к нам прилетал «гость из космоса». Такого переубедить
трудно.
А вот письмо другого мальчика из далекой Австралии:
«Дорогой сэр!
Читая журнал, натолкнулся на статью, касающуюся
разрушений леса на Тунгуске. В ней говорилось, что боль-
шинство русских ученых (!) полагает, что причиной этого
был космический корабль с другой планеты, который взор-
вался на высоте одной мили над почвой. Я показал эту
статью своим друзьям в школе, но они отнеслись весьма
скептически к космическому кораблю с другой планеты.
Не будете ли вы столь любезны прислать мне картину
разрушений леса, отчеты и заключения ваших ученых,
а также аргументы, по которым они полагают, что это
был космический корабль с другой планеты.
С почтением, С. Букланди.
Хорошо, что Букланд и его товарищи отнеслись с не.-
доверием к этой нелепой версии. Плохо только, что она
выдается за мнение «большинства русских ученых». Нет,
дорогой С. Букланд, это мнение не большинства и даже
не отдельных советских ученых, а лишь горстки вульга-
ризаторов науки.
Но в заблуждение были введены не только австралий-
ский мальчик и его товарищи. Эту сенсацию подхватили
американские газеты. Вот что писала газета «Нью-Йорк
Таймс» 4 октября 1959 г., во вторую годовщину космиче-
ской эры: «Советские ученые утверждают: взрыв 1908 г.
был ядерным. При изучении ядерного взрыва в Сибири
отмечена высокая радиоактивность».
Итак, опять фантазии Казанцева приписываются со-
ветским ученым, которые сделали все, что могли, для разо-
блачения его измышлений.
Так, казалось бы, невинная «игра в гипотезы» привела
к искажению точки зрения советской науки в международ-
ном масштабе.
Разумеется, все это было оценено по достоинству на-
шей научной общественностью. Приведем несколько вы-
держек.
222
«К сожалению, случается, что сомнительные в научном
отношении положения, которые из-за своей необоснован-
ности не могут быть опубликованы в научных изданиях,
проникают в популярную литературу или кино. Не могут
не вызвать недоумения, например. . . стремления во что бы
то ни стало представить Тунгусский метеорит атомным кос-
мическим кораблем». (Из доклада академика П. Н. Федо-
сеева на общем собрании Академии наук СССР, 4 июля
1963 г.)
«За последнее время в некоторых газетах и журналах
проявляется стремление выступать с дискуссионными
статьями по сложным научным и научно-техническим про-
блемам, о которых эти органы печати и их редколлегии,
состоящие по преимуществу из литераторов, не могут су-
дить достаточно компетентно. В погоне за острым и сенса-
ционным материалом они публикуют подчас статьи оши-
бочные, иногда прямо противоречащие политике нашей
партии в области науки и техники». (Из доклада В. И. Сна-
стина на VII пленуме Правления Всесоюзного общества
«Знание», 10 сентября 1963 г.).
«Осудить распространение некоторыми издательствами,
научно-популярными журналами и газетами. . . анти-
научных гипотез Казанцева, Агреста и др., преподноси-
мых в сенсационном духе и создающих в СССР и за рубе-
жом извращенное представление о советской науке».
(Из резолюции III съезда Всесоюзного астрономо-геоде-
зического общества, 11 апреля 1960 г.).
Итак, мы видим теперь, что фантазии о Тунгус-
ском метеорите, во-первых, противоречат объективным
научным данным: наблюдениям очевидцев, измерениям
радиоактивности, общей картине разрушений.
Во-вторых, эти фантазии сбивают с толку неподготов-
ленных читателей, вводят их в заблуждение, внушают
неправильное представление о советской науке.
В-третьих, популяризация этих фантастических ут-
верждений наносит ущерб международному авторитету
советской науки, как можно было убедиться из приведен-
ных выше примеров.
Оставим же их, дорогой читатель. Ведь нам еще пред-
стоит ответить на вопрос, который у всех на
устах: а как же сами ученые объясняют Тунгусское яв-
ление?
223
СНОВА УДАР КОМЕТЫ
В самом начале нашей книги, лишь начиная разговор
о научных гипотезах, пытавшихся объяснить происхо-
ждение солнечной системы, мы рассказали о гипотезе Бюф-
фона, согласно которой удар кометы о Солнце привел к об-
разованию планет. Прошло свыше 200 лет с тех пор, давно
отпала гипотеза Бюффона, но последствия удара кометы
(только не о Солнце, а о Землю) вновь заинтересовали
ученых.
Многолетние поиски Тунгусского метеорита в виде
крупных масс или их осколков окончились безрезультатно.
Не был обнаружен и метеоритный кратер. Значит, камен-
ный или железный метеорит на Землю не падал.
Анализ картины вывала леса показал, что взрыв кос-
мического тела произошел в воздухе на высоте 5—10 км
над землей.
Это тело вошло в земную атмосферу утром, двигалось
с востока-юго-востока, т. е. летело навстречу Земле (Земля
движется по орбите утренней стороной вперед).
Через несколько часов после падения на обширных
пространствах Западной Сибири, Урала, европейской ча-
сти России и Западной Европы — до Ирландии — наблю-
далось необычно светлое сияние, охватившее все небо,
отмеченное многими обсерваториями, метеорологическими
станциями, описанное в журналах и газетах. Южная гра-
ница области свечения шла по линии Ташкент—Бордо,
восточная находилась в районе падения, западная —
где-то в Атлантике (рис. 58). Это свечение неба не было
полярным сиянием.
Таковы факты, имевшиеся в распоряжении ученых.
Как можно было их объяснить с единой точки зрения?
Объяснение было найдено. Еще в 1934 г. английский
метеоролог Ф. Уиппл (однофамилец современного амери-
канского астронома Ф. Уиппла) выдвинул гипотезу, что
Тунгусское тело было небольшой кометой. В 1939 г. эту
гипотезу поддержал советский астроном И. С. Астапович.
Но тогда их голоса не были услышаны. Все ждали, что
вот-вот будут найдены (в воронках, в почве, в болоте)
осколки метеорита. Но после экспедиции Комитета по
метеоритам АН СССР 1958 г., когда стало ясным, что взрыв
произошел в воздухе, к этой гипотезе неизбежно пришлось
вернуться.
224
Рис. 58. Область необычного свечения неба 30 июня—2 июля
1908 г.
Ученые подошли к ней разными путями. Академик
В. Г. Фесенков пришел к ней, анализируя орбиты комет
и метеоритов. В самом деле, почти все метеориты движутся
в солнечной системе в прямом направлении, и их орбиты
напоминают орбиты астероидов, указывая на общность их
происхождения. Напротив, кометы могут двигаться в лю-
бых направлениях, под любыми углами к плоскости зем-
ной орбиты, в том числе и навстречу Земле.
Самая плотная часть кометы — ее ядро. По современ-
ным взглядам, ядро кометы представляет собой ледяной
конгломерат, состоящий из льдов самых различных га-
зов — углекислого газа (СО2), метана (СН4), аммиака
(NH3) и других, содержащий твердые включения из камня
и железа. С приближением к Солнцу льды частично испа-
ряются и вокруг ядра образуется оболочка из газов и пыли
(голова кометы). Давление солнечных лучей на пылинки и
действие магнитных полей, связанных с потоками заряжен-
ных частиц — «солнечным ветром», на ионы молекул газов
приводят к образованию хвоста кометы, почти всегда на-
правленного от Солнца.
225
Если представить себе влет кометного ядра в атмосферу
Земли, то что же произойдет? Профессор К. П. Станюко-
вич и В. П. Шалимов теоретически рассмотрели нагре-
вание и торможение такого тела. Они пришли к выводу,
что ледяное тело неизбежно должно испариться, не доле-
тая до поверхности Земли, причем выделение энергии
нарастает лавинообразно и заканчивается тепловым взры-
вом (рис. 59).
Но в ядре кометы присутствуют так называемые сво-
бодные радикалы — химически активные соединения. Вза-
имодействуя с кислородом воздуха, они могут выделить
дополнительную — химическую — энергию, усиливаю-
щую мощность взрыва. Эту идею высказал доктор физико-
математических наук Б. Ю. Левин.
В. Г. Фесенков и автор этой книги из разных сообра-
жений оценили начальную массу Тунгусской кометы —
около одного миллиона тонн. Это — сравнительно неболь-
шая комета, и не удивительно, что ее до встречи с Землей
не наблюдали на небе 4.
Скорость влета Тунгусской кометы в атмосферу Земли,
согласно расчетам, могла заключаться в пределах 30—
40 км/сек. К моменту взрыва эта скорость понизилась
до 16—20 км/сек, а масса взорвавшегося тела составляла
несколько десятков тысяч тонн (остальное испарилось
до взрыва).
Была подсчитана температура на фронте головной
ударной волны летящего тела. Она оказалась порядка
ста тысяч градусов. Не удивительно, что очевидцы Се-
менов и Косолапов ощутили физиологический ожог.
Сто тысяч градусов — это в десятки раз выше темпе-
ратуры поверхности Солнца. Почему же на Тунгусское
тело было не больно смотреть? Почему оно казалось
слабее Солнца?
Это объяснили академик Я. Б. Зельдович и доктор
физико-математических наук Ю. П. Райзер. Вспомните,
что мы писали выше о свечении огненного шара при атом-
ном взрыве. И в том, и в другом случае излучение высоко-
температурного газа сосредоточено в невидимой — уль-
4 Критики кометной гипотезы считают это обстоятельство чуть ли
не опровержением всей гипотезы. Но многочисленные факты про-
пуска или утери заведомо существующих комет с известными ор-
битами показывают, что не заметить слабую комету проще,
чем обнаружить ее.
226
Эпицентр
Рис. 59. Влет кометного ядра в атмосферу Земли и его разрушение
трафиолетовой области, для которой воздух совершенно
непрозрачен. Излучение ударной волны прогревает окру-
жающую ее область, но не до ста тысяч, а лишь до не-
скольких (2—3) тысяч градусов, и именно свечение этой
области прогрева мы и наблюдаем. Это заключение под-
тверждают спектры ярких болидов.
А как же объясняется необычное свечение неба? Его
исследованиями занимались томичи Н. В. Васильев,
В. К. Журавлев, А. Ф. Ковалевский и москвич
И. Т. Зоткин. Можно предполагать, что это было свече-
ние вещества хвоста кометы, влетевшего в земную атмо-
сферу одновременно с ее ядром. Так как Солнце в это
время находилось на востоке, хвост кометы должен
был быть направлен на запад, что и наблюдалось. Ча-
стицы хвоста за 1—2 суток рассеялись в атмосфере,
частично осели на земную поверхность, и свечение пре-
кратилось. Итак, это свечение — одно из проявлений
вещества кометы.
Другое его проявление — резкое ослабление про-
зрачности атмосферы, зарегистрированное спустя две не-
дели Ч. Абботом в Калифорнии. Можно полагать, что
это была пыль, выброшенная в атмосферу в результате
227
Рис. 60. Шарики с места падения Тунгусского
метеорита
взрыва Тунгусской кометы. По величине поглощения
света и была оценена начальная масса Тунгусской кометы.
Третье проявление вещества Тунгусского тела — мно-
гочисленные шарики, обнаруженные в пробах почвы
в районе катастрофы (рис. 60). Эти шарики диаметром
в десятки микрон не что иное, как застывшие капельки
расплавленного металла или силиката, входившего в со-
став твердых включений, находившихся в ядре кометы.
Высокий процент никеля в железных шариках указы-
вает на их космическое происхождение, а характер рас-
положения (рис. 61), тесно связанный с положением
эпицентра, — на генетическую связь этих шариков с тун-
гусским падением. Некоторый «снос» их к северо-западу
связан, как показал анализ, с направлением ветра, дув-
шего тогда с юго-востока.
Среди этих шариков есть любопытные пары, сросшиеся
(сплавленные) вместе или образовавшиеся один внутри
другого. Это — явное указание на быстрое, почти мгно-
венное выделение энергии, т. е. на взрыв.
Большим успехом советских ученых является полное
качественное и количественное объяснение характера
вывала леса в районе тунгусской катастрофы. Длительные
228
и кропотливые исследования несколвких десятков людей
(в комплексной экспедиции 1961 г. участвовало 70 человек)
в течение нескольких лет позволили замерить направление
вывала 50 000 деревьев на площади 2200 км2. Выяснилось,
что область вывала имеет характерную форму «бабочки»,
ось которой с точностью до градуса совпадает по направ-
лению с траекторией болида, уточненной по показаниям
очевидцев (рис. 62). В значительной части этой области
Рис. 61. Карта расположения шариков с места падения Тунгус-
ского метеорита
1 — содержание шариков в пробах п 4, 2 — 10 > п > 4
а — п > 10, 4 — траектория, 5 — эпицентр
229
Р п с. 62. «Бабочки», образованные поваленными деревьями
а — на месте падения Тунгусского метеорита, б — по теории
Г. И. Покровского, в — эксперимент М. А. Цикулина
и И. Т. Зоткина
деревья лежат строго радиально относительно эпицентра,
но ближе к траектории заметны отклонения от радиаль-
ности, имеющие симметричный относительно нее характер.
Здесь проявилось взаимодействие двух ударных волн:
взрывной и баллистической.
Как они должны были взаимодействовать? Теорию этого
общего случая развил еще в 1956 г. К. П. Станюкович.
В применении к тунгусскому падению весьма наглядную
картину взаимодействия двух волн, содержавшую объяс-
нение фигуры вывала — «бабочки», дал в 1964 г. известный
230
аэродинамик профессор Г. И. Покровский. И, наконец,
обширная серия модельных экспериментов, проведенных
И. Т. Зоткиным и М. А. Цикулиным в лаборатории Ин-
ститута физики Земли имени О. Ю. Шмидта, позволила
не только воспроизвести всю картину, но и определить
наклон траектории к поверхности Земли.
Посмотрите на эти три «бабочки» (см. рис. 62): первая (а)
получена в результате съемок на местности, вторая (б)
вытекает из теоретического исследования Г. И. Покров-
ского, третья (в) получена в модельном эксперименте
И. Т. Зоткина и М. А. Цикулина. В этом эксперименте
баллистическая волна моделировалась с помощью дето-
нирующего шнура, натянутого под заданным углом,
взрыв в конце — дополнительным зарядом, а деревья —
спичками или проволочками, воткнутыми вертикально
на плоскости, изображавшей местность. Углы наклона
и степень усиления заряда в конце «траектории» варьи-
ровались в ходе экспериментов. Наилучшее согласие
с картиной вывала леса в тайге получено для угла на-
клона 30°.
Таково современное состояние тунгусской проблемы.
Но исследования продолжаются. Нужно еще уточнить
немало вопросов. Идет спокойная научная работа —
без излишнего шума, без сенсаций, с нескрываемыми
трудностями, подчас с дискуссиями. Но эти научные
дискуссии ничего общего не имеют с теми «жаркими
спорами», которые пытаются изобразить редакции неко-
торых массовых журналов как полемику между «двумя
группами ученых». Увы, «жаркие споры» существуют
лишь на страницах этих журналов, а все советские ученые
едины в своей оценке деятельности вульгаризаторов науки,
на которых они давно уже перестали обращать внимание.
И как бы ни старались эти лица, наука пройдет мимо тех
фантазий, которые связывались в разное время с падением
«Тунгусского дива».
ЛЕГЕНДЫ
О «ЗВЕЗДНЫХ ПРИШЕЛЬЦАХ»
Не один Тунгусский метеорит попал «на зубок»
любителям сенсаций. Обуреваемые сильным желанием
во что бы то ни стало доказать, что Землю в прошлом
посещали «гости из космоса», А. П. Казанцев, М. М. хАтрест,
232
В. К. Зайцев и другие валят в одну кучу самые разнооб-
разные явления природы, события из истории древних
цивилизаций, памятники древней архитектуры, а также
библейские легенды и даже миф о «летающих тарелках».
«Баальбекская веранда — космодром, построенный
«звездными пришельцами»,— заявляет М. М. Агрест.
«Более нелепого анекдота я не слышал», — отвечает
доктор исторических наук Б. Б. Пиотровский. И действи-
тельно, археологам хорошо известно, что Баальбекская
веранда, расположенная в горах Антиливана, это часть
архитектурного ансамбля, включающего храм Ваала
(позже — Юпитера) и построенного в стиле древних
финикиян с позднейшими римскими наслоениями.
«Уничтожение Содома и Гоморры — дело рук «гостей
из космоса», — продолжает Агрест. Они взорвали там
склад атомного горючего». В Библии говорится, что жена
праведника Лота (сумевшего избежать катастрофы) была
превращена богом в соляной столб за то, что оглянулась
вопреки божьему запрету. Да нет — просто она отстала
и была поражена радиацией!
Не правда ли, как здорово?! А главное — проверить
невозможно. Очень может быть, что были такие города,
Содом и Гоморра, и что их разрушило землетрясение или
извержение вулкана. Но в древности люди все бедствия
приписывали богу. Библейские легенды и другие религиоз-
ные мифы рождались как искаженное отражение в созна-
нии людей явлений природы или событий в истории
народов.
«Взятие праведника Еноха живым на небо — тоже
дело рук заезжих космонавтов, — утверждает далее Аг-
рест. — Они посадили его в ракету и увезли с собой».
«А Иисус Христос? — вопрошает В. К. Зайцев. —
Он ведь тоже был космонавтом, точнее — врачом косми-
ческой экспедиции. Экспедиция состояла из трех человек,
отсюда и «святая троица». Христос исцелял людей, значит,
лечил неизвестными нам методами, может быть, гипнозом.
Его «вознесение» на небо — это отлет на космическом ко-
рабле».
Это уже настолько нелепо, что вряд ли нуждается
в комментариях 6.
в Более подробно эти вымыслы раскритикованы в книге М. Шах-
новича «Современная мистика в свете науки» (изд-во «Наука»,
1966).
233
«Да, но в Австрии, в городе Зальцбурге, в местном
музее хранится металлический параллелепипед, найден-
ный в глубинных отложениях, которым несколько десятков
тысяч лет», — заявлял несколько лет назад Казанцев.
«В нашем музее нет и никогда не было ничего подоб-
ного», — ответили австрийские ученые советскому жур-
налисту Г. Остроумову, захотевшему посмотреть на этот
феномен.
«А череп древнего бизона и череп неандертальца, про-
битые пулей навылет, — кто их убил? — спрашивает
Казанцев. — Конечно, пришельцы из космоса».
«Это сделали моллюски-костеточцы, брюхоногие и дву-
створчатые», — отвечают специалисты. Они проделывают
в костях павших животных филигранные отверстия
точной круглой формы. Не верите? Загляните в гроты
Сухуми, в Одесские катакомбы. Там в коровьих костях
вы найдете такие же отверстия, хотя в них никто не стрелял.
«А наскальные рисунки с изображениями людей
в шлемах с торчащими антеннами? — не унимается Казан-
цев. — Ведь это — подлинные портреты прилетавших
к нам на Землю «гостей из космоса».
«Зачем же так преувеличивать? Ритуальные маски
жрецов — вот что это такое. Такие маски применяются
и сейчас в ритуальных или народных танцах в Японии,
Индии, у народов Африки. А боевые панцири и шлемы
средневековых рыцарей, часто имевшие сверху шпили,
рога и иные «надстройки»? Почему бы и их не объявить
скафандрами космонавтов, а шпили и рога — антеннами?
Нет, по внешнему сходству судить опасно. Наружность
обманчива!»
«А календарь народа майя? Он явно связан с Вене-
рой — их год продолжается 290 суток. Уж не потомки ли
они жителей Венеры, прилетевших на Землю?»
290 суток это ровно половина синодического периода
Венеры, т. е. периода между двумя одинаковыми поло-
жениями Венеры относительно Солнца на небе Земли.
По-видимому, у майя был культ Венеры, как у других
народов — культ Луны или Солнца. На этих широтах солнеч-
ный календарь был не нужен — Солнце почти ежедневно
в полдень проходило вблизи зенита, а лунный месяц был
слишком короткий для счета больших промежутков
времени. Только жители Земли могли создать такой
календарь (год на Венере равен 225 суткам).
234
«Ну, а каменные шары в Коста-Рике? Неужели это
дело рук древних народов? Разве их не выточили «звезд-
ные пришельцы»?
«А зачем? Ну зачем бы они им понадобились? Для
сигнализации? Слишком дорогое удовольствие. Все это —
дело рук древних цивилизаций, как египетские пирамиды,
статуи на острове Пасхи, Баальбекская веранда, фрески
Тассили, а также как Парфенон, Колизей, делийская
колонна, пизанская «падающая башня». И не нужно для
этого привлекать воображаемых гостей из космоса. Иначе
получится как у Ломоносова, помните?
«. . . оным умникам и легко быть философами, выучась
наизусть три слова: «бог так сотворил», и сие дая в ответ
[вместо] всех причин».
Достаточно вместо слова «бог» поставить слова «гости
из космоса», и можно «давать сие в ответ вместо всех
причин».
Зачем заниматься научными исследованиями в области
археологии, истории древних народов, истории религии,
когда можно все одним махом объяснить «гипотезой
звездных пришельцев»?
«Но это же не наука!» — скажет читатель и будет прав.
Конечно, это не наука. И не гипотеза. Это — фантазия,
маскирующаяся под гипотезу. И — довольно об этом.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Наши беседы подошли к концу. Перед вами прошли многие
гипотезы, предлагавшиеся в разное время для объяснения
тех или иных космических явлений. Происхождение сол-
нечной системы, образование лунного рельефа, природа
Венеры, загадка марсианских каналов, жгучий вопрос
о жизни на Марсе — при решении этих вопросов не обой-
тись без гипотез. Они — как путеводная нить, как проб-
ный камень. Но гипотезы — не самоцель, они должны
приводить к решению проблемы. И опорой, критерием
верности любых гипотез служат факты. Горе теоретику,
который оторвется от фактов!
Мы не могли охватить всех гипотез, когда-либо пред-
лагавшихся в астрономии, или хотя бы всех областей
этой науки, где они использовались. Мы сознательно
ограничились пределами солнечной системы, да и то мно-
гого не рассмотрели даже в этих пределах — взять
хотя бы такой вопрос, как происхождение комет. А сколько
гипотез выдвинуло изучение природы Солнца, звездного
мира, большой Вселенной? А сколько еще их будет завтра?
Но задача состояла не в том, чтобы рассказать побольше
о разных гипотезах. Мы хотели показать читателю, каким
путем они создаются, в каких муках рождаются, как
проверяются, как утверждаются или отвергаются. Соз-
дание гипотез — самое трудное в науке. Прежде чем вы-
двинуть гипотезу, надо произвести скрупулезный анализ
фактов, часто связанный с обработкой тысяч наблюдений,
с выводом громоздких формул, со сложными вычислениями.
Не меньше трудностей связано и с проверкой гипотезы,
и с ее последующей доработкой.
236
В наше время разработка научных проблем перестала
быть делом одиночек. Работают большие научные кол-
лективы. Загляните в любой научный журнал — вы
увидите, как много статей написано двумя, тремя и более
авторами. А в конце многих статей очень часто следует
еще приписка: «в работе кроме авторов принимали уча-
стие такие-то».
Коллективность в научных исследованиях — харак-
терная черта современной науки. Для разработки той
или иной проблемы подчас необходимо содружество
астронома и физика (или геофизика, геолога, даже био-
лога). И всем нужны математики. Обработка наблюдений,
выполнение теоретических расчетов теперь невозможны
без электронно-счетных машин, алгоритмов, программ.
Но, допустим, гипотеза создана, все возможные расчеты
ее механизма выполнены. Ученый или группа ученых,
создавших гипотезу, стремятся поскорее обсудить ее
с другими специалистами. Как часто советы или товари-
щеская критика помогают авторам гипотезы избежать
ненужных ошибок. Посмотрите на окончания научных
статей и монографий. Почти всегда там можно встретить
слова: «Автор благодарит товарищей таких-то за полезные
дискуссии (замечания, советы)».
Мы приводили немало примеров, как неучет какого-
нибудь фактора или эффекта сводил на нет большую и
стройную, на первый взгляд, гипотезу. Вот почему об-
суждение в научных кругах — прекрасное средство (хотя
и не стопроцентное) избежать подобных ошибок. А потом
идет обсуждение в печати. Одни идеи часто рождают
другие или побуждают ученых проводить наблюдения и
эксперименты для проверки этих идей.
Ну, а дальше? Идеи, гипотезы — все это инструменты
для познания мира. А за познанием следует практическое
применение. Термоядерные реакции на Солнце — это
ведь тоже когда-то была только гипотеза, а теперь эти
реакции протекают в лабораториях ученых и со временем
получат промышленное применение.
Природа Луны, Марса, Венеры — пока объект ги-
потез, но уже близко то время, когда придется использо-
вать наши знания о них для создания лунных и планет-
ных станций, строительства там различных сооружений,
промышленной добычи кислорода, воды, топлива
для ракет.
237
Вот что это такое — гипотезы. Вот почему совершенно
бесплодны и бесполезны «доморощенные» гипотезы лю-
бителей и дилетантов, даже если они не одержимы бредом
изобретений и открытий. И вот почему бесплодны и вредны
фантазии, выдаваемые за гипотезы, авторами которых
являются некоторые писатели и популяризаторы.
Наука движется вперед. Раскрывая одни загадки, мы
одновременно обнаруживаем перед собой другие, требую-
щие ответа. А чтобы найти ответ, нужно предложить гипо-
тезу. Будет ли число гипотез расти или сокращаться
с прогрессом науки?
История науки показывает, что число гипотез растет и,
видимо, будет расти дальше. Но не до бесконечности,
конечно, а до того разумного предела, который опреде-
лится ходом развития науки.
Гипотеза подобна разведке в войне ученых с загадками
природы. За ней подтягиваются армии фактов, наблю-
дений, экспериментов, расчетов, формул, и, если разведка
повела эту армию по верному пути, успех гарантирован.
А если путь был указан неверный, армия временно от-
ступит, но только затем, чтобы с помощью новой раз-
ведки-гипотезы найти тот единственно правильный путь,
который приведет к истине.
ОГЛАВЛЕНИЕ
От редактора............................................ 3
Вместо предпсловпя......................................... 5
Глава первая
Гипотезы о происхождении Земли......................... 9
Зачем понадобился бог.................................. 9
Удар кометы........................................... 12
«Дайте мне материю — и я покажу, как из нее образовался
мир».................................................. 16
Философ и законы механики ............................ 17
Корифеи механики неба................................. 22
О чем говорилось в седьмом примечании................. 23
Астроном и первый консул.............................. 30
Факты против гипотезы................................. 31
Момент, которого не хватает .......................... 33
Звезда проходит мимо.................................. 37
Снова проходит звезда ................................ 39
А если бы звезда прошла............................... 45
Чтобы строить здание, нужны кирпичи .................. 51
Математик, полярник, космогонист...................... 56
Как захватить туманность? ............................. 59
Гипотеза против теории................................. 61
Что такое механизм?.................................... 66
Планеты из пыли и газа................................. 69
Закон планетных расстояний ............................ 76
Почему вращение прямое?................................ 78
Спускаемся с небес на Землю............................ 80
... и даже в глубь Земли ............................. 82
За фактами — на другие планеты......................... 89
Глава вторая
Гипотезы о Луне....................................... 94
Знаем ли мы Луну?..................................... 94
Вулканы или метеориты?................................ 95
Две книги.............................................. 103
Луна глазами геолога................................... 105
Бомбы, метеориты и лунные кратеры ..................... 109
Извержение в кратере Альфонс.......................... 114
Метеоритная гипотеза развивается....................... 119
«Столетняя война» продолжается......................... 121
Пыль или шлак?......................................... 128
Луна вблизи............................................ 134
Глава третья
Венера — неизведанная планета.......................... 142
Венера под чадрой...................................... 142
Сплошной океан или выжженная пустыня?.................. 144
239
Разнобой температур .................................. 146
Парник, ионосфера и ветер............................. 148
Ионосферная гипотеза перед судом фактов............... 151
Начинаем приподнимать чадру........................... 154
Глава четвертая
Гипотезы рассказывают о Марсе......................... 161
Есть ли жизнь на Марсе?............................... 161
Каналы и марсиане..................................... 166
Моря и растения....................................... 172
Ни марсиан, ни растений............................... 178
Растения — да, марспане — нет......................... 182
Впрочем, марспане еще появляются...................... 188
Глава пятая
«Доморощенные» гипотезы............................... 193
«Примите мою гипотезу»................................ 193
Что такое графомания?................................. 195
«Сумасшедшие» идеи и «сумасшедшие» гипотезоманы ... 197
Бред изобретений и открытий........................... 198
Туманность встретилась с волной....................... 201
«Гений» с обрезом и другие............................ 204
Глава шестая
Фантазии под видом гипотез ........................... 207
Легенда о Тунгусском метеорите........................ 207
Опять марсиане?....................................... 211
Был ли взрыв ядерным?................................. 212
Луч лазера с 61-й Лебедя.............................. 220
Снова удар кометы..................................... 224
Легенды о «звездных пришельцах»....................... 232
Заключение............................................ 236
Виталий Александрович Вронштэн
БЕСЕДЫ О КОСМОСЕ И ГИПОТЕЗАХ
Утверждено к печати
редколлегией научно-популярной литературы Академии наук СССР
Редактор В. И. Алексеев
Художник А. В. Коврпжкин
Технический редактор П. С. Кашина
Сдано в набор 6/V 1968 г. Подписано к печати 11/Х 1968 г. Формат
84хЮ81/32. Усл. печ. л. 12,6. Уч.-изд. л. 12,2. Тираж 30 000 экз. Т-13257.
Бумага № 1. Изд. Кй 2628/68. Тип. зак. 1085. Цена 41 коп.
Издательство «Наука». Москва, К-62, Подсосенский пер., д. 21
1-я тип. издательства «Наука». Ленинград, В-34, 9 линия, д. 12
41 ноп
В МАГАЗИНАХ
«АКАДЕМКНИГА»
ИМЕЮТСЯ
В ПРОДАЖЕ КНИГИ
ПО КОСМОСУ:
ПЕРВЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ
ПОЛЕТЫ ЧЕЛОВЕКА.
XI стр. I р. II «.
ПЕРВЫЙ ГРУППОВОЙ
КОСМИЧЕСКИЙ ПОЛЕТ.
НМ. «IS стр 91 •
ПРОБЛЕМЫ КОСМИЧЕСКОЙ
БИОЛОГИИ
I. «. «Ml. Ml стр. 1 р. «1 ж.
Т. 1. (Н>. 4М стр. 1 р. ю р.
Т. 4. <**S. Ш стр. 1 р. U ж.
КОСМОС И ПРОБЛЕМА
ВСЕОБЩЕГО МИРА.
«*Н. T9S стр. и ж.
СТАНЦИИ В КОСМОСЕ.
ТН«. MS стр 44 ж.
(Научно-лопулкривя серия)
Чмандм Л. В. КООРДИНАЦИЯ
ПРОИЗВОЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ
ЧЕЛОВЕКА В УСЛОВИЯХ
КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА,
ms. и« стр. sa ж.
Алма-Ата, ул. Фурманова, 91/97;
Баку, ул. Джапаридзе, 13;
Душанбе, пр. Ленина, 95;
Иркутск-33, ул. Лермонтова, 303;
Киев, ул. Ленина, 42;
Ленинград, Литейный пр., 57;
Москва, ул. Горького, 8;
Москва, ул. Вавилова, 55/5;
Новосибирск, Красный пр., 51;
Свердловск, ул. Мамина-
Сибиряка, 137;
Ташкент, ул. К. Маркса, 28;
Ташкент, ул. Шота Руставели, 43;
Уфа, пр. Октября, 129;
У фа, Коммунистическая ул., 49-
Фрунзе, бульвар Дзержинском
Харьков, Уфимский пер., 4/6.
Если Вы хотите приобрести
книги издательства "Наука»,
направляйте заказы в магазин
Книга — почтой» Центральной
конторы «Академкнига»
(Москва, В-463, Мичуринский
проспект, 12) или в
ближайший магазин
«Академкнига» по адресу:
ИЗДАТЕЛЬСТВОНАУНА-