ГЛАВА VIII
МАРС — ПЛАНЕТА УГАСШЕЙ ЖИЗНИ

  • Многие считают,что Марс наиболее интересный небесный объект, так как это единственный мир, для которого у нас, повидимому, имеются прямые доказательства жизни и так как, по мнению некоторых астрономов, изучение Марса приводит к убеждению о существовании на нём разумных существ.
  • Марс обращается вокруг Солнца по орбите, лежащей вне орбиты Земли; его среднее расстояние от солнца в 1 ½ с небольшим раза превосходит среднее расстояние от Солнца до Земли. Орбита его довольно эллиптична, так что расстояние между Солнцем и Марсом колеблется вокруг его среднего значения на 42 млн. км. Для обращения по орбите Марсу требуется период, немного меньший двух лет; поэтому Земля обгоняет его, в среднем, один раз в два года и пятьдесят дней. В этот момент Марс, как говорят астрономы, находится в противостоянии с Солнцем, так как Солнце, Земля и Марс лежат тогда почти на одной прямой (они были бы точно на прямой, если бы орбиты Марса и Земли не лежали в плоскостях, несколько наклонённых друг к другу), причём Солнце и Марс находятся в противоположных сторонах от Земли; поэтому Марс в противостоянии восходит с заходом Солнца и проходит через меридиан в полночь. Так как орбиты Марса и Земли несколько эллиптичны, расстояние между Землёй и Марсом во время противостояния может изменяться от 56 до 100 млн. км. Чем ближе к нам Марс во время противостояния, тем лучше условия для изучения его поверхности. Наиболее благоприятные противостояния происходят в августе, наименее благоприятные — в феврале. В противостоянии блеск Марса достигает наибольшей величины. При наименее благоприятных противостояниях Марс по блеску несколько слабее Сириуса-самой яркой звезды на всем небе; но при наилучших условиях Марс делается ярче любой звезды и любой другой планеты, за исключением Венеры в моменты её наибольшего блеска. Но в наибольших удалениях от Земли Марс почти вдвое слабее Полярной Звезды.
  • Диаметр Марса равен приблизительно 6780 км, так что он только немного больше полудиаметра Земли; его масса приблизительно в десять раз меньше массы Земли, сила тяжести на его поверхности составляет только 2/5 от силы тяжести по земной поверхности, и скорость убегания с поверхности Марса равна 5,1 км/сек. Это меньше, чем половина соответствующей скорости для Земли (11,3), так что мы можем предвидеть, что у Марса имеется некоторая атмосфера, но что она должна оказаться значительно более разреженной и меньшей протяжённости, чем у Земли.
  • Наши возможности для удовлетворительных наблюдений Марса в известной мере ограничены. Его видимый диаметр изменяется от 3,5 секунды дуги, когда Марс находится в наибольшем удалении, до 25 секунд в наиболее благоприятных противостояниях. В этих случаях диаметр его изображения, видимый в телескоп, приблизительно в 7 раз больше, а поверхность изображения примерно в 50 раз больше, чем когда планета находится в наибольшем удалении от Земли. Для изучения тонких деталей на поверхности планеты условия более или менее благоприятны в течение только немногих месяцев до и после противостояния, иными словами, примерно несколько месяцев в течение каждых двух лет.
  • Предположим, что в нашем распоряжении имеется большой телескоп с фокусным расстоянием в 7,5 м. При наиболее благоприятных противостояниях диаметр изображения Марса в фокальной плоскости такого инструмента несколько менее 1 мм, при наименее благоприятных-приблизительно в два раза меньше; при наибольшем удалении планеты он равен примерно 0,1 мм.
  • При столь малом размере изображения даже в большой телескоп оказывается невозможным изучить тонкие детали строения поверхности Марса с помощью фотографии. Эти детали настолько сложны в своей структуре, что многие из них мельче зёрен фотографической пластинки; к тому же планета никогда не бывает достаточно ярка, чтобы её можно было фотографировать моментально. Необходимы снимки с выдержкой; но тогда лёгкие токи атмосферы, которые всегда имеются в большей или меньшей степени, совершенно затушевывают наиболее тонкие детали изображения. Если мы попытаемся обойти затруднение с зернистостью пластинки, применяя мелкозернистые пластинки малой чувствительности, то приходится значительно увеличивать выдержку; но вместе с этим возрастает и вредное влияние неспокойствия атмосферы. Таким образом, в обоих случаях имеется предел для деталей, которые могут быть обнаружены фотографически. В этом причина того обстоятельства, что на фотографиях Марса видно меньше деталей, чем на рисунках, выполненных опытными наблюдателями. При визуальных наблюдениях всегда есть возможность выждать момент, когда атмосфера на короткое время успокоится и все детали будут резко очерчены. Почти в каждую ясную ночь можно отметить несколько коротких интервалов, во время которых условия видимости становятся гораздо лучше, чем они бывают в среднем.
  • Когда Марс находится на его ближайшем расстоянии к Земле, он расположен более благоприятно для наблюдения, чем всякое другое небесное тело, исключая Луну. Правда, Венера иногда подходит к Земле ещё ближе, чем Марс, но в таких случаях Венера имеет вид очень тонкого серпа, и её можно наблюдать только днём. Когда Марс находится в наиболее благоприятных условиях и мы наблюдаем его в трубу с увеличением в 75, то его диск представляется такого же видимого размера, как Луна, наблюдаемая невооружённым глазом. На первый взгляд могло бы показаться, что при таких условиях детальное изучение поверхности планеты не может быть особенно трудным. Однако, стоит сравнить весьма неотчётливые очертания лунной поверхности, видимые простым глазом, с теми тонкими и сложными деталями, которые обнаруживаются на фотографиях Луны, полученных в большой телескоп, чтобы понять, как много мы теряем в случае Марса.
  • Небольшие фазы обнаруживаются у Марса при телескопических наблюдениях; они были открыты Галилеем в 1610 г.; но так как орбита Марса лежит за пределами орбиты Земли, то мы никогда не можем наблюдать его в виде серпа, как это имеет место для Меркурия и Венеры; наибольшая фаза Марса сравнима с фазой Луны через три дня после полнолуния.
  • При благоприятных условиях Марс наблюдается в телескоп как прекрасный объект яркооранжевого цвета, на котором различаются неясные пятна. Первая зарисовка Марса, отмечающая пятна на его поверхности была сделана в 1659 г. Гюйгенсом; изучив их видимые движения, Гюйгенс высказал предположение, что Марс вращается в 24 часа. В 1666 г. Кассини нашёл, что период вращения Марса составляет 24 ч. 40 м., что очень близко к современным определениям, по которым оборот Марса равен 24 ч. 37 1/2 м. Кассини первым обратил внимание на характерные «полярные шапки» Марса. Однако, только в конце XVIII века сэр Вильям Гершель открыл, что размеры этих шапок меняются, причём их колебания носят сезонный характер.
  • Какой бы из полюсов Марса ни был в данное время обращён к Земле, вокруг него видна яркая белая шапка. Обе полярные шапки обнаруживают правильные сезонные изменения размера. Так, например, в течение лета на северном полушарии Марса северная шапка сокращается, в то время, как южная растёт. При дальнейшей смене времён года северная шапка начинает увеличиваться, а южная — убывать. Мы заключаем, по аналогии, что здесь происходит нечто подобное тому, что имеет место в обеих полярных областях Земли, покрытых снегами и льдом.
  • В противоположность изменчивым полярным шапкам (которые, кстати сказать, легко наблюдаются в телескоп средних размеров) тёмные пятна на поверхности Марса носят более или менее устойчивый характер. Мы можем наблюдать, как они увлекаются вращением планеты; это и позволяет определить период её оборота с большой точностью.
  • Первое, действительно детальное и тщательное изучение поверхности Марса было выполнено итальянским астрономом Скиапарелли при весьма благоприятном противостоянии Марса в 1877 г. Скиапарелли был весьма искусным наблюдателем; он имел в своём распоряжении отличный телескоп; условия наблюдений были хороши, и Марс находился тогда на исключительно близком расстоянии от Земли. Существование тёмных областей на поверхности планеты, выделяющихся на её общем краснокоричневом фоне, было уже известно, и предполагалось, что эти пятна представляют собой моря, а самый фон планеты-области суши на её поверхности. Но в 1877 г, Скиапарелли открыл, что на Марсе имеются, не наблюдавшиеся до тех пор темноватые полосы; они пересекают области суши (или «континенты») и соединяют друг с другом различные «моря». Скиапарелли ввёл для этих полос название canali, что в переводе означает проливы или каналы. Однако, сходство итальянского слова с английским словом «канал» было причиной того, что термин, введённый Скиапарелли, стали понимать в несколько более узком смысле, чем сам он имел в виду; отсюда произошло довольно много неясностей и неверных толкований (Примеч.- В его более общем смысле, итальянское слово canali обозначает всякий узкий проток воды, но не обязательно искусственно сооружённый. [Ред.]).
  • Скиапарелли продолжал наблюдать Марс в течение ряда лет и открыл, что тёмная окраска морей неодинакова и непостоянна; в общем она является тёмнокоричневой, смешанной с серым, но она не везде одинаково интенсивна и не остаётся неизменной на всё время в одном и том же месте. От совершенно чёрной она может дойти до светлосерой и пепельной. Скиапарелли сопоставлял эти различия в окраске Марса с различиями в цветах земных морей, но подчеркивал, что моря в тёплой зоне Земли обычно гораздо темнее околополярных морей; так, например, у Балтийского моря замечается слегка грязноватый оттенок, который не наблюдается у Средиземного моря. Скиапарелли заметил, что, по крайней мере, частично изменения окраски морей носят сезонный характер, и он интерпретировал их, как изменения в цвете морей, которые становятся темнее по мере того, как Солнце подходит к зениту и лето вступает в свои права.
  • Скиапарелли нашёл также, что и так называемые континенты не вполне одинаковы по цвету. На значительной их части преобладает оранжевый цвет; на некоторых, сравнительно небольших, площадях он доходит до тёмнокрасного оттенка, между тем как окраска других, тоже небольших областей, оказывается желтоватой или белой. К тому же, наряду с тёмными и более светлыми областями, в которых предполагали моря и континенты, оказалось несколько областей, обнаруживавших двойственную природу; иногда они были желтоватыми, как суша, иногда-тёмными и даже чёрными, как моря; в некоторых случаях их окраска являлась промежуточной между той и другой, так что возникало сомнение, являются ли они областями моря или суши. Скиапарелли заключил, что они представляют собой обширные болота, так что изменение окраски вызывается у них изменением уровня воды.
  • Обширные пространства материков были (по Скиапарелли) во всех направлениях перерезаны сетью многочисленных линий или полосок более или менее ясно выраженного тёмного цвета; их вид был весьма изменчив. Они пересекали поверхность планеты на значительные расстояния как правильные линии, совершенно не похожие на извилистые реки на поверхности Земли. Наиболее короткие из них имели длину всего в несколько сот километров; другие же простирались на тысячи километров, огибая почти одну треть поверхности Марса. Некоторые из этих линий, или «каналов», были весьма легко доступны наблюдению, другие, напротив, можно было рассмотреть лишь с величайшим трудом; они напоминали как бы тончайшую паутину, наброшенную на диск планеты. У некоторых ширина могла доходить до 200, даже до 300 км у других-она была не больше 20-30 км.
  • Заключение, к которому пришёл Скиапарелли после длительного изучения планеты, состояло в том, что эти «каналы» были постоянными образованиями на её поверхности. Их длина и расположение оставались неизменными или колебались только в небольших пределах. Но вид их и самая степень видимости изменялись значительно от одного противостояния Марса к другому, или даже в течение нескольких недель. К тому же эти изменения вида «каналов» не были одновременны; они появлялись неожиданным образом, так что один «канал» мог сделаться неотчётливым или даже невидимым, в то время как «канал» по близости становился очень заметным. «Каналы» пересекали друг друга под всевозможными углами, но обычно они встречались у небольших тёмных пятен, которые Скиапарелли истолковал, как озёра. Каждый «канал» оканчивался либо у озера, либо у другого «канала», либо у моря. Но ни один из них не был срезан посреди континента, оставаясь как бы без начала или конца.
  • Заключение Скиапарелли (1893г.), весьма продуманное, состояло в том, что «каналы» в действительности представляют собой борозды или углубления на поверхности планеты, предназначенные для протока воды. Изменения внешнего вида «каналов» Скиапарелли приписывал наводнениям, вызванным таянием снегов, за которым следовало всасывание воды в почву, и в отдельных случаях её высыхание. Скиапарелли добавлял, что вся паутина «каналов» представляет собой, вероятно, геологическое образование, так что нет необходимости предположить в них результат созидательного труда разумных существ.
  • Наиболее удивительное обстоятельство, относящееся к каналам (мы будем пользоваться в дальнейшем этим термином, так как он стал общепринятым), заключалось в их раздвоениях. По Скиапарелли, который первый указал на это явление в 1882 г., оно происходит главным образом в течение месяцев, предшествующих таянию полярных шапок или же следующих за ним. В течение нескольких дней, или даже нескольких часов, канал мог изменить свой вид и по всей своей длине превратиться в две одинаковые полоски, почти параллельные друг другу; обе они тянулись одна около другой о геометрической правильностью двух путей железнодорожного полотна. Оба эти канала, как утверждал Скиапарелли, шли почти в точности по пути первичного канала и заканчивались у его конца. При этом либо один из новых каналов совпадал с исходным, либо оба новых лежали по обе стороны от прежнего. Расстояние между обоими каналами могло изменяться от нескольких десятков до нескольких сот километров.
  • Раздвоение происходило отнюдь не одновременно у всех каналов, у которых вообще обнаруживалось это явление; оно появлялось изолированно то тут, то там, капризно, без какого-либо видимого порядка. Во время различных противостояний Марса можно было наблюдать, как один и тот же канал раздваивается неодинаковым образом в отношении ширины или общего вида и строения. Отсюда можно было заключить, что раздвоение каналов не могло быть следствием какого-либо постоянного образования на поверхности Марса, имеющего такую же геологическую природу, как самые каналы.
  • Скиапарелли добавлял: «эта удивительная картина, и в особенности то, что эти полосы оказались проведёнными с совершенной геометрической точностью, как если бы здесь применялись линейка и циркуль, побудила многих видеть в этих образованиях результат работы разумных существ, обитающих на планете. Я, во всяком случае, остерегаюсь выступать с возражениями против таких предположений, которые не заключают в себе ничего невозможного». Затем Скиапарелли разбирал различные соображения, выдвинутые для объяснения, этих явлений, и заключал так: «Анализ всех этих остроумных соображений приводит нас к выводу, что ни одно из них не соответствует полностью наблюдённым явлениям, ни во всём их объёме, ни хотя бы частично. Некоторые из этих гипотез и не были бы предложены, если бы авторы их могли наблюдать раздвоение каналов собственными глазами. Но так как авторы их, вероятно, спросят меня: можете ли вы сами предложить что-либо лучшее, то я должен чистосердечно ответить им: „нет"»
  • Мы воспроизвели здесь с некоторыми подробностями заключения, к которым пришёл Скиапарелли после своих долголетних наблюдений Марса, прежде всего потому, что они явились чрезвычайно мощным стимулом к изучению этой планеты. Как только стало известным, что на поверхности Марса можно наблюдать различные изменения, многие увидели в этом доказательство жизни на Марсе разумных существ, так как, утверждали они, многочисленные каналы, распространяющиеся по правильным или даже прямым путям, не могут быть явлениями природы, а должны были быть созданы искусственным способом. Другие горячо возражали против таких выводов; сам Скиапарелли, как мы видели, оставлял вопрос открытым; он не признавал такие утверждения доказанными, но и не считал их невероятными.
  • Крупным поборником теории искусственного происхождения каналов был американский астроном Парсиваль Лоуэлл. В 1894 г. Лоуэлл основал обсерваторию в Флагстаффе в штате Аризона специально для изучения планет и в особенности Марса. Местоположение этой обсерватории на большой высоте в сухой Аризоне было выбрано из-за превосходных атмосферных условий. Здесь в течение долгих лет Лоуэлл и его сотрудники упорно изучали Марс, когда только его положение было удобным для наблюдении, и собрали значительный фактический материал, относящийся к изменениям на его поверхности.
  • Одно из первых открытий, сделанных на обсерватории Лоуэлла, заключалось в том, что на тёмных областях поверхности планеты, которые до тех пор считалось морями, обнаруживается значительное количество деталей и что каналы пересекают их также, как и те коричнево-красные области, которые принимали за континенты. В этих тёмных областях тоже наблюдались изменения как в окраске, так и в форме, и Лоуэлл пришёл к выводу, что эти изменения носят прежде всего сезонный характер. Но из этих результатов с очевидностью следовало, что темные пятна на Марсе не могут быть морями в обычном смысле этого слова. Если они представляют собой водные области, то они скорее всего должны иметь характер болот. Отсюда Лоуэлл заключал, что тёмные пространства на Марсе могут представлять собой области, где имеется растительность; это-плодородные районы планеты, в противоположность коричнево-красным пространствам, которые являются засушливыми пустынями, где никакая растительность не может существовать.
  • Изменения, обнаруженные в тёмных областях планеты, были двоякого рода; одни из них были совершенно неправильны, в то время как другие носили сезонный характер. Действительно, не может быть сомнений в том, что иногда происходят довольно заметные изменения на значительных участках поверхности Марса, изменения, отнюдь не носящие сезонного характера. Так, например, одна деталь, которую наблюдал Скиапарелли и которую он назвал Маридовым озером (Lacus Moeris) в 1892 г., не могла быть найдена Пиккерингом на обсерватории в Арекипа (Мексика); но впоследствии она вновь появилась совершенно отчётливо; Лоуэлл наблюдал ее в 1903 г., через 13 лет после того, как её видели в последний раз. Другая деталь, называемая Озером Солнца (Lacus Solis), обнаружила заметные изменения формы между 1924 и 1926 гг.; к концу этого промежутка она значительно распространилась к северу, а к 1928 г. вновь приобрела нормальный вид. Но такие изменения, охватывающие большие области, наблюдаются сравнительно редко.
  • Другие изменения вида отдельных деталей, которые наблюдал Лоуэлл, носили правильный сезонный характер. Общие условия их течения были всегда одинаковы. Вскоре после начала таяния ледяной шапки на летнем полушарии каналы становятся видимыми в полярной области, прилегающей к этой шапке. Потемнение каналов распространяется постепенно в направлении к экватору и дальше в противоположное полушарие, со скоростью приблизительно 80 км в сутки. В то же самое время происходят изменения окраски тёмных пятен от светлозелёной к тёмнозелёной, затем к коричневой и к желтой. Лоуэлл приписал эти изменения переносу вод с тающей полярной шапки к экватору и далее за экватор, причем этим движениям вод сопутствует и рост растительного покрова.
  • Однако, столь простые и правильные изменения, происходящие в такт со сменой времён года на Марсе, не были полностью подтверждены другими наблюдателями. Казалось бы, что подобные регулярные изменения, повторяющиеся с временами года, было бы легко установить. Следует помнить, однако, что при каждом данном противостоянии Марс хорошо расположен для наблюдений только в течение нескольких месяцев, но так как год на Марсе длится 687 дней, то изменение «времени года» в течение периода наблюдений вo время противостояния не очень велико.
  • Для того, чтобы покрыть наблюдениями полный цикл времен года на Марсе, нужно было бы продолжать наблюдения в течение пятнадцати лет подряд. Более того, так как сутки на Марсе продолжаются на 37 минут дольше, чем на Земле, то происходит непрерывное и медленное отставание по долготе областей Марса, которые видимы с Земли в центре его поверхности в один и тот же час в течение нескольких исследовательских ночей. Ввиду этого каждая деталь на Марсе хороша для наблюдений не больше как в течение двух недель, а за этот промежуток условия наблюдений могут быть вполне благоприятны только во время двух или трёх ночей. После этого данная деталь оказывается неудобно расположенной, и её нельзя наблюдать снова раньше, чем через месяц.
  • Из всего этого становится ясным, что наблюдать изменения деталей на поверхности Марса в продолжение полного цикла времён года на нём-задача отнюдь не простая. Другим осложняющим обстоятельством является то, что эту планету невозможно фотографировать: получить объективное изображение её вида в любой данный момент нельзя, так как большинство деталей на её поверхности обладает настолько мелкой структурой, что их невозможно запечатлеть на пластинке, как мы уже объясняли. Поэтому изображение Марса может быть дано только наблюдателем, который зарисовывает то, что он видит. Но хороший наблюдатель не обязательно является хорошим рисовальщиком, и обратно-хороший рисовальщик может и не быть хорошим наблюдателем. Но каким бы он ни был искусным художником, во всяком случае очень не легко дать верную зарисовку детали, видимой на диске планеты, со всей изменчивостью светотени, с надлежащими контрастами окраски, с положениями и размерами различных её участков в правильном соотношении друг с другом. Многие из тех деталей, которые наблюдатель стремится правдиво воспроизвести, находятся на пределе видимости и могут быть только схвачены в течение коротких мгновений, разделённых более или менее значительными промежутками времени. При этих условиях было бы совершенно неудивительно, что наблюдатель в некоторые моменты стремится сосредоточить своё внимание на одних деталях, а в иные моменты-на других. Сезонные изменения в очень тонких деталях могут возникать в силу указанных условий наблюдения, так что происхождение их может носить совершенно субъективный характер. Читатель оценит насколько трудно исключить эту возможность.
  • Лоуэлл утверждал, что и он также наблюдал раздвоение или спаривание некоторых каналов, о чём, как мы уже говорили, ещё ранее сообщал Скиапарелли. По описаниям Лоуэлла значительная часть каналов оставалась постоянно и неизменно одиночной, но некоторая часть их по временам казалась таинственным образом раздвоенной; при этом второй канал был как бы точной копией первого, т. е. он проходил по всей его длине рядом с ним и на постоянном от него расстоянии подобно (как мы уже говорили) двум путям железнодорожного полотна. Расстояние между двумя каналами в одной паре изменялось по Лоуэллу от 120 до 600 км.
  • Мы рассмотрим теперь вкратце то объяснение, которое Лоуэлл давал своим наблюдениям. Он говорил, что мы всегда должны стремиться видеть самих себя такими же, какими вас видят другие. Допустим, что нам удалось убрать облака, которые в каждый данный момент покрывают значительную часть поверхности Земли, и что мы наблюдаем Землю с Марса или с Венеры. На таком расстоянии всё местное сливается в некоторый общий пейзаж, так что через каждые полгода можно было бы наблюдать, как интереснейшая и прекрасная перемена распространяется по поверхности Земли-как бы девичий румянец Земли, пробуждающейся от её зимнего сна. Все это было бы обнаружено в силу развития растительного покрова, который начинается в умеренных широтах и постепенно продвигается к полюсам, причём тона красок постепенно темнеют. Таким образом, волна пробуждения на Земле распространяется от экватора к полюсам, тогда как на Марсе она движется от полюса к экватору. Это различие имеет, по Лоуэллу, фундаментальное значение для объяснения всех перемен, происходящих и наблюдаемых на Марсе. Развитие растительности— при соблюдении, разумеется, различных существенных условий-зависит от освещения почвы Солнцем и от наличия влаги. На Земле влага имеется почти всегда и везде, исключая пустыни; однако, растительность никогда не пробуждается, пока Солнце не вызовет её к жизни. После того как Солнце уходит осенью к югу, растительность в северных широтах должна ждать его возвращения весной.
  • Однако, на Марсе, по объяснению Лоуэлла, условия складываются иначе. Здесь солнечное тепло необходимо не только для того, чтобы пробудить растительность и вызвать ее рост; оно необходимо ещё и косвенным образом для того, чтобы обеспечить растительности водный запас. На Марсе поверхностных вод не существует; поэтому требуется ежегодное вскрытие тех водных запасов, которые заперты в тающих снегах полярной шапки, прежде чем может начаться произрастание вегетативного покрова. Его рост должен поэтому начинаться у полюса, где водные ресурсы появляются прежде всего, после чего начинается паводок в направлении к экватору планеты.
  • Следующий шаг в рассуждениях Лоуэлла был таков: растительная жизнь на планете может обнаружить себя непосредственно, но животная жизнь этого не может. «Не её тело, а её разум могли бы раскрыть её нам. Через глубины пространства мы могли бы распознать её только в силу отпечатка, который был бы ею наложен на поверхность Марса». Такой отпечаток Лоуэлл усматривал в каналах — этих длинных и прямолинейных деталях на поверхности плананеты; они и являлись теми образованиями, которые могли создать на ней разумные существа. Неестественная правильность каналов, как их зарисовал Лоуэлл, исключала возможность допущения, что они могут являться природными образованиями. К этому присоединялось ещё и то обстоятельство, что каналы в их соединениях сливались в тёмные пятна, так называемые оазисы, и от одного оазиса, шли к другому, совершенно не отклоняясь от своего пути. «Наблюдатель стоит здесь, невидимому, перед проявлением деятельности интеллекта, родственного его собственному, а в силу этого и близкого ему. То, что он видит, отображает не игру сил природы стихийного характера, но искусственное произведение разума, направляющего свою деятельность к намеренно поставленной и определённой цели».
  • Из всего этого Лоуэлл заключал, что «каналы» являются искусственными протоками, созданными разумными существами для переноса тающих вод от полюсов на всю поверхность планеты и проведёнными от точки к точке по кратчайшему пути. (Если такое объяснение правильно, то из него следует, что на поверхности Марса не может быть гор.) По мере того как вода распространяется по каналам, орошение вызывает появление растительности вдоль их берегов; в оазисах, где встречаются каналы, находятся плодородные области, где и живут марсианские существа.
  • Однако, тут необходимо пояснить, каким это образом воде удаётся течь не только от полюса к экватору, но и дальше экватора. Течь всё время самотеком вода не может; если бы таким было, например, её течение от полюса к экватору, то, пересекши экватор, вода должна была бы течь снизу вверх. Таким образом, воды должны бы были быть проведены по поверхности планеты каким-либо искусственным способом. Здесь необходима мощная водонапорная система; масштаб которой превосходит всякие человеческие сооружения, и это одно уже предполагает значительное развитие интеллекта её создателей. Лоуэлл вычислил, что мощность напорной системы на Марсе должна в 4000 раз превосходить мощность Ниагарского водопада.
  • В чём же причина необходимости проведения этих гигантских ирригационных сетей? Указать её отнюдь нетрудно. Они вызываются инстинктом самосохранения обитателей планеты, постепенно превращающейся в безводные пустыни. В усиливающемся недостатке воды марсиане получили предупреждение об ожидающей их судьбе. Все остальные вопросы отошли для них на второй план по сравнению с жизненной необходимостью добывать воду. Единственным местом, где имеются запасы воды и откуда её можно получить, являются полярные шапки; отсюда весь строй жизни на Марсе должен иметь как бы своим центром задачу приспособить эти запасы воды к запросам жизни. Но раз добывание её стало их главной задачей и заботой, то что удивительного в том, что именно плоды этих работ раскрыли их существование перед взором людей.
  • Только при наличии разумного населения и никаким другим образом можно было предупредить неизбежное и всё усиливающееся высыхание планеты. Очевидно, недостаток воды не мог сказаться внезапно; для этого необходим медленный и постепенный процесс. Местные нужды заставляли обращаться к более отдалённым запасам, как это делается и на Земле, чтобы обеспечить надлежащую подачу воды в крупных центрах и городах. Так постепенно на Марсе переходили к запасам воды на всё больших расстояниях, пока, в конечном счёте, вся планета не покрылась обширной сетью каналов, обеспечивающих воду и возможность развития растительного мира на планете.
  • Лоуэлл заканчивал свою книгу, озаглавленную: «Марс как пристанище жизни» (Mars as the abode оf Life), следующими словами: «Нас привлекает эта картина печального существования, существования, дни которого в космическом масштабе времён уже сочтены. Для наших потомков в отдалённом будущем вопрос о жизни на Марсе не будет уже больше ни загадкой, ни проблемой, требующей решения; эта жизнь исчезнет, уйдя за пределы познания и воспоминаний. Таким образом, для нас она представляет тем более жгучий интерес, что ей осталось уже недолго существовать. Процесс, который привел её к настоящей стадии, должен продолжаться неотвратимо до его печального конца, когда погаснет последняя искра жизни на Марсе. Высыхание планеты будет по необходимости продолжаться, и в конце концов, на поверхности её никакая жизнь не сможет существовать. Медленно, но верно, время покончит с ней. Когда погаснут последние тлеющие угли, планета будет продолжать свой путь в пространстве как мертвый мир, навеки отошедший от всяких возможностей дальнейшей эволюции».
  • Такова была в её основе теория Лоуэлла; привлекательная, остроумная и логичная-если только та, доставленная наблюдениями база, на которых она покоится, может быть принята. Но именно здесь и возникает затруднение; хотя некоторые наблюдатели Марса; имевшие в своём распоряжении инструменты средних размеров, и подтверждали наблюдения Лоуэлла, но были и такие наблюдатели, которым не удавалось констатировать основные явления, составлявшие базу его теории; некоторые из них обладали большой остротой зрения, пользовались заслуженной репутацией и работали на мощных инструментах и в превосходных условиях. Вопрос о природе деталей, наблюдаемых на Марсе, сделался предметом жестокой полемики. Но время шло; полемика замерла; теперь мы достигли некоторого согласия в отношении того, что собственно мы в состоянии увидеть на Марсе. Попробуем осмотреться во всём положении вещей и выяснить, что можно теперь считать установленным вне всяких сомнений.
  • Главным аргументом в пользу доказательства марсианской культуры и цивилизации выставлялся искусственный характер сетей каналов на карте Марса, составленной Лоуэллом и другими. Невозможно отрицать, что эта карта, действительно, создаёт именно такое впечатление. Однако, она составлена на основании большого числа отдельных рисунков Марса; все каналы, показанные на карте, никогда не могут быть видимы одновременно; только небольшое число их наблюдается в одну и ту же ночь. Тем не менее, уже немногих каналов было бы достаточно, чтобы вызвать впечатление их искусственного происхождения. С другой стороны, нужно подчеркнуть, что хотя рисунки могли быть сделаны весьма искусно, сама планета (если бы могли только достаточно приблизиться к ней), несомненно, выглядела бы в основных чертах совершенно иначе, чем на любом из рисунков, и вовсе не казалась бы нам искусственной.
  • Вопрос, требующий решения, состоит не в том, существуют ли каналы или нет. Для некоторых, во всяком случае для наиболее заметных, это не вызывает сомнений. Часть их может быть наблюдаема в телескоп средних размеров, а некоторые удалось сфотографировать. На снимках, которые мы воспроизводим на рис. 14 (и которые являются, вероятно, наилучшими из всех когда-либо сделанных), несколько каналов видны отчетливо. Вопрос, который возбуждал такие острые дебаты, состоит в том, являются ли эти образования на поверхности Марса именно теми прямыми, узкими, резко очерченными линиями, какими они показана на зарисовках Лоуэлла. Д-р Барнард-весьма опытный наблюдатель с чрезвычайно острым зрением, имевший возможность наблюдать Марс в некоторые из самых больших американских телескопов,-получил от них впечатление размытых потемнений, неправильных и плохо отграниченных; они не обладали постоянной шириной и иногда не казались даже непрерывными. После наблюдений в большой 60-дюймовый рефлектор Маунт-Вильсоновской обсерватории (гораздо более сильный инструмент, по сравнению с тем, в который наблюдал Лоуэлл), Барнард говорил, что «Марс производит впечатление сферы, вся поверхность которой окрашена в слабый розовый цвет, а тонкие детали нанесены сероватой краской, притом очень плохой кистью, что придало им полосатый, как бы съёживающийся и морщинистый вид». Барнард добавлял к этому, что «никто не в состоянии воспроизвести в точности замечательное разнообразие деталей, видимых в моменты наибольшего спокойствия атмосферы». Антониади, который в течение долгих лет вёл наблюдения планеты на большом рефракторе в Медонской обсерватории, согласен с Барнардом. В общем, наблюдатели Марса сходятся в том, что каналы, как полагал и Барнард; вовсе не представляют собой четко проведённую сеть. Они широки, размыты и неправильны в их строении.
  • Вид каналов Марса был описан тоже и д-ром Уаттерфильдом, председателем секции Марса Британской астрономической ассоциации; он наблюдал планету в течение многих лет. По его словам, когда он начинал наблюдать Марс, он был склонен видеть на диске планеты некоторую совокупность линейных деталей. Но с течением времени эта тенденция ослабевала, и он видит теперь в этих деталях то, что, по его мнению, они и представляют собой в действительности. Несомненно, требуется несколько лет для того, чтобы глаз получил достаточную подготовку для восприятия тончайших телескопических деталей. Но до того, как это будет достигнуто, наблюдатель подвергается опасности принимать туманные и прерывающиеся полоски за тонкие непрерывные линии и интерпретировать сложную систему светотеней как линейный, почти геометрически правильный узор и даже соединять длинноватые и вполне отчётливые детали линиями, лишёнными всякой объективной реальности. Такая склонность, продолжает д-р Уаттерфильд, может возникнуть и у него самого вновь, когда планета далека от Земли и наблюдения трудны или когда атмосферные условия неудовлетворительны или же, когда он наблюдает в телескоп малых размеров. Но при нормально хороших условиях он видит каналы как широкие и размытые полосы; иногда они образуют край более обширных тёмных областей; вообще говоря, они не имеют одинаковой и постоянной ширины и иногда являются прерывистыми. Наконец, при наилучших атмосферных условиях, которые наступают только на короткие мгновения в течение немногих ночей в году,-некоторые из этих полос остаются, в то время как другие как бы тают на общем фоне деталей более сложной структуры.
  • Нашему глазу присуща субъективная тенденция соединять непрерывными линиями детали, имеющие вид неправильных теней и пятен и лежащие почти на пределе видимости, которые глаз может только улавливать с большим напряжением. Легко произвести следующий опыт. Нарисуйте на листе бумаги ряд точек, в расстоянии 3 мм друг от друга, и начните смотреть на них с расстояния приблизительно в 10 м. Вы не увидите отдельных точек; они представятся вам непрерывной, ровной линией. Из того факта, что, каналы кажутся нам непрерывными, или из того, что некоторые из них получились на фотографиях, ещё не вытекает с необходимостью, что они являются непрерывными.
  • Отнюдь не следует думать, что может возникнуть вопрос о недобросовестности, о нечестности наблюдателей, когда речь идёт о таких крайностях, как зарисовки Лоуэлла или же Барнарда. Оба эти астронома изучали Марс в течение долгих лет, оба были опытными и искусными наблюдателями; каждый из них вполне честно запечатлевал вид планеты таким; как она ему представлялась. Единственное возможное объяснение их расхождений состоит в том, что наблюдение столь слабых и трудно уловимых деталей подвержено сложным индивидуальным особенностям. Наблюдатель смотрит в телескоп, и изображение возникает на сетчатке его глаза. Он должен интерпретировать то, что он видит, и перенести зрительное восприятие на рисунок. Различие в остроте зрения не может не иметь здесь существенного значения. Так, пусть один наблюдатель смотрит на изображение двойной звезды, обе составляющие которой разделены лишь очень незначительным угловым расстоянием; для него не возникает сомнений, что эта звезда-двойная. Но другой наблюдатель воспринимает эту же звезду как одиночную. Подсознательное толкование изображения; едва улавливаемого при наблюдении, может быть совершенно различным у двух наблюдателей. У одного из них глаз имеет наклонность перекидывать мост между двумя слабыми деталями, и проводить его изображение в виде ровной, прямой и непрерывной линии, если только он не видит на ней отчётливо неправильностей, изгибов или разрывов. Но другой наблюдатель проведёт такую линию только в том случае, если он видит, что она вне всякого сомнения представляется ему ровной, прямой и непрерывной.
  • Истина может лежать между обеими этими крайностями, хотя представляется правдоподобным, что описание Барнарда является более близким подходом к действительности. Если каналы фактически представляются такими резкими и прямыми линиями, как их описывал Лоуэлл, то совершенно непонятно, почему другие наблюдатели, если только они видели эти каналы вообще, не находили их столь же прямыми и резкими. Был поставлен; например, такой опыт: группе детей-школьников был показан рисунок, на который были нанесены точки различной величины, короткие линии и тёмные пятна; детям было предложено нарисовать то, что они видят. Многие из них, в особенности сидевшие на задних скамьях, соединили наиболее заметные детали прямыми линиями. Действительно, гораздо более вероятно, что глаз имеет стремление соединять друг с другом разъединённые детали, как это здесь произошло, и изображать их сплошными, чем разбивать непрерывную фигуру на отдельные куски.
  • Картина спаренных каналов, которую изображал Лоуэлл, может считаться прямым доказательством того, что его наблюдения были подвержены субъективной ошибке. Если начертить чернилами две прямые на листе белой бумаги и наблюдать их с некоторого расстояния в 6-дюймовый телескоп, то глаз не будет в состоянии разрешить их на две; если только угловое расстояние между ними не будет видимо под углом, большим одной секунды дуги. Это происходит в силу того; что по оптическим причинам телескопическое изображение тонкой линии не является абсолютно резким; оно несколько расплывается; поэтому, если даны две достаточно близкие прямые, их изображения сольются в одно, так что никакое зрение; сколь бы оно ни было острым, не будет в состоянии их разделить. Предельная разрешающая сила в одну секунду дуги для 6-дюймового телескопа выводится из оптических теорий и подтверждается наблюдениями. Однако, Лоуэлл наблюдал в свой 6-дюймовый телескоп раздвоенные каналы, у которых угловое расстояние между обеими соответствующими линиями равнялось всего лишь 0,26 секунды дуги. Его собственный ассистент выражал серьёзные сомнения относительно объективной реальности такого раздвоения; другие опытные наблюдатели не были в состоянии подтвердить существование этих парных каналов.
  • Мы остановились столь подробно на наблюдениях и выводах Лоуэлла ввиду большого значения, которое они имеют для нашей основной задачи: рассмотреть все доводы за и против существования жизни на планетах. Но в данном вопросе нам представляется правильным признать, что геометрической сети тонких каналов на Марсе не существует. Не может подлежать сомнению, что на нём имеются слабые детали в форме туманных полосок, более или менее прямых и кажущихся приблизительно непрерывными. При условии исключительного спокойствия атмосферы они кажутся нам распадающимися на более слабые и мелкие детали. Поэтому сомнительно, чтобы эти образования были действительно непрерывными, и не имеет смысла рассуждать об их природе. Мы должны отказаться от выдвинутой Лоуэллом теории искусственного происхождения водных протоков-каналов и считать, что «каналы» представляют собой естественные образования. Различие в топографии Земли и Луны достаточно подчёркивает нам, что другие миры отнюдь не должны иметь значительное сходство с Землёй в отношении структуры поверхности. Между тем, например, д-р Пиккеринг высказывал предположение, что каналы могут быть трещинами вулканического происхождения между небольшими кратерами на поверхности Марса; водяные пары могут выделяться из этих кратеров и трещин и питать растительность по их краям; в телескоп мы видим именно эту растительность, но отнюдь не самую трещину.
  • Но мы должны оставить в стороне все эти спекуляции и предвзятые точки зрения, как бы они ни были пленительны для воображения; наша задача изучить объективно все те данные, которые получены в результате дальнейших наблюдений, и сделать из них логические выводы.
  • Рассмотрим, прежде всего, какие имеются непосредственные, основанные на наблюдениях, доказательства существования атмосферы на Марсе. В нашем обзоре солнечной системы мы встретили некоторые миры, как, например, Луну и Меркурий, поверхность которых доступна нашим наблюдениям, но которые лишены атмосферы; мы познакомились и с иными мирами, для которых имеются многочисленные доказательства существования атмосферы, но у которых твёрдая поверхность недоступна нашим наблюдениям; таковы Венера и планеты-гиганты. Когда мы переходим к Марсу, то здесь мы можем наблюдать поверхность планеты, и, как уже указывалось, мы предполагаем наличие атмосферы. Сезонные изменения полярных шапок служат косвенным доказательством того, что атмосфера должна здесь существовать. При таянии полярной шапки, по мере наступления лета должно иметь место некоторое испарение влаги; если бы Марс полностью лишился своей атмосферы, он потерял бы в течение веков и эти водяные пары, так что то вещество, из которого состоит шапка, постепенно рассеялось бы в пространстве.
  • Однако, к счастью, в вопросе об атмосфере Марса в нашем распоряжении имеются не одни только косвенные доказательства. Прямые доказательства её существования были получены д-ром Райтом на Ликской обсерватории; он фотографировал Марс в различных цветах, применяя соответствующие светофильтры (Примеч.- Этот метод был с успехом применён еще в 1909 г. пулковским астрономом Г. А. Тиховым; исполненные им снимки Марса были одним из важнейших экспонатов в знаменитом круглом зале обсерватории; д-р Райт всегда подчёркивал значение работ Г. А. Тихова, продолжателем которых он явился через 15 лет.). Снимки в инфракрасных лучах, обладающих способностью срезать атмосферную дымку, с совершенной отчётливостью обнаруживали детали на поверхности планеты; но на снимках в ультрафиолетовых лучах фактически никаких деталей поверхности не наблюдается. Мы можем видеть это на рис. 12, где показаны и Марс, и земной пейзаж, снятые в инфракрасных и в ультрафиолетовых лучах. Земной пейзаж, как мы уже упоминали, представляет собой вид с вершины горы Маунт-Гамильтон на отдалённые горы, через промежуточные долины. На инфракрасной фотографии легко различаются многочисленные детали, но на ультрафиолетовой видно только слабое очертание контура далёких гор. Очевидно, в атмосфере имелась дымка, достаточно сильная для того, чтобы рассеять свет с короткой длиной волны до такой степени, что все детали пейзажа исчезли. Сравнение обоих снимков Марса, снятых на таких же пластинкам; какие были взяты и для земного пейзажа, обнаруживает, что ультрафиолетовые лучи рассеиваются в атмосфере Марса настолько сильно, что они не в состоянии достигнуть поверхности планеты и выйти обратно наружу; между тем инфракрасные лучи, которые рассеиваются гораздо слабее из-за их большей длины волны, в состоянии пройти через атмосферу планеты до её поверхности и выйти через нее обратно.
  • Применяя специальные фильтры, д-р Райт фотографировал Марс так же и в красных, жёлтых, зеленых и синих лучах и нашёл, что детали на поверхности планеты становились всё менее и менее отчётливыми по мере уменьшения длины волны применяемых лучей. Вся серия его снимков представляет собой последовательный ряд, начиная от инфракрасного, на котором поверхностные детали видны отчетливо, и кончая ультрафиолетовым снимком, на котором никаких деталей уже больше не наблюдается.
  • На этих снимках обнаруживается ещё одна интересная особенность. На фотографиях в ультрафиолетовых лучах изображение Марса крупнее, чем на снимках в инфракрасных лучах. Это отчётливо видно на рис. 14. Во втором случае (в инфракрасном) мы получаем изображение твёрдой поверхности планеты; в первом мы имеем снимок атмосферной оболочки, окружающей Марс. Разность в размерах обоих изображений соответствует разнице в 80-100 км в линейных единицах; так что атмосфера Марса имеет значительную глубину. Однако, сопоставление с земными фотографиями, снятыми при благоприятных условиях, дает возможность заключить, что атмосфера Марса, несмотря на её протяжённость, весьма разрежена; поэтому атмосферное давление на поверхности Марса составляет только несколько процентов атмосферного давления на поверхности Земли. Сила тяжести на Марсе равна только 2/5 силы тяжести на Земле; так что если бы атмосферы Земли и Марса имели (при одинаковом давлении) и одинаковую плотность, то атмосфера Марса распространялась бы на значительно большую высоту, чем атмосфера Земли (Примеч.- Акад. В. Г. Фесенков в своей книге «Космогония солнечной системы» пишет (стр. 41-42): «Согласно недавнему исследованию Н. П. Барабашева, разницу в размерах Марса при фиолетовых и красных лучах следует приписать просто фотографическому эффекту, именно недодержке краевых частей, что всегда получается на фотографиях, отличающихся большой контрастностью между центром и краевыми частями. Экспонируя правильно центральные части и получая для них максимальную контрастность, мы тем самым недодерживаем более тёмные края, вследствие чего очертания диска выходят несколько меньших размеров. Это простое объяснение довольно правдоподобно, так как иначе нужно было бы предположить, что атмосфера Марса даже на высоте 300 км над поверхностью отличается ещё значительной рассеивающей способностью.
  • Тем не менее, резкое различие вида планеты в разных спектральных лучах указывает на несомненное наличие атмосферы, которая, как тонкая вуаль, сокрывает поверхность». (Ред.)).
  • Дальнейшим подтверждением наличия атмосферы на Марсе служит появление облаков; их не только можно наблюдать в телескоп, но и фотографировать. Облака эти бывают двух родов: одни из них кажутся белыми, другие-желтоватыми. Белые облака получаются легче всего на ультрафиолетовых фотографиях; на инфракрасных снимках они почти-чтобы не сказать вовсе-не видны. Поэтому белые облака должны находиться в достаточно высоких слоях атмосферы; иначе, если бы они находились на малых высотах над планетой, ультрафиолетовые лучи до них бы не дошли; затем они должны быть достаточно тонкими для того, чтобы инфракрасные лучи могли проходить сквозь них; иначе они выступали бы более отчётливо на инфракрасных снимках. Эти белые облака-довольно редкое явление. Они имеют тенденцию образовываться около полудня и увеличиваться в размерах после полудня, по мере падения температуры. Возникновение и рост одного из таких облаков показаны на рис. 13. Можно допустить, что их образование вызывается конденсацией влаги в результате падения температуры. Поэтому они становятся наиболее заметными при заходе Солнца, когда они находятся вблизи края диска планеты. Иногда, при непоследственном наблюдении Марса в телескоп, можно увидеть, как они проектируются за край диска. В таком случае оказывается возможным определить их высоту над поверхностью планеты; таким способом для них были найдены высоты порядка 20 км.
  • Облака второго типа, именно жёлтые, наблюдаются чаще белых. Их можно обнаружить на инфракрасных, но не на ультрафиолетовых снимках. Это означает, что они должны находиться на сравнительно низком уровне в атмосфере. Пример такого облака дан на том же рис. 13. Эти облака кажутся на-глаз желтоватыми; однако, отсутствие контраста между ними и красноватой поверхностью планеты несколько затрудняет их наблюдение. Значительная часть поверхности планеты бывает иногда покрыта жёлтыми облаками; они полностью или частично скрывают лежащие под ними её детали. Они могут оставаться довольно долго над одной и той же областью, иногда в течение нескольких недель. Высказывалось предположение, что эти облака являются облаками пыли, поднятой ветрами с пустынных областей планеты.
  • Весьма замечательна разница между видом полярных шапок на снимках, сделанных в длинноволновых и в коротковолновых лучах. Обычно полярные шапки объясняют как поверхностные отложения снега или инея в полярных областях, аналогичные снежным и ледяным шапкам в полярных областях Земли. Единственное другое твёрдое белое вещество, из которого они могли бы состоять, есть твёрдый углекислый газ (известный в промышленности под названием «сухого льда»). Но твёрдая углекислота улетучивается при низких давлениях; какие должны иметь место на Марсе; и при температурах значительно ниже температуры шапок, определённой из наблюдений. Таким образом, допущение, что шапки могут состоять из твёрдой углекислоты, отпадает. Если бы полярные шапки представляли собой только поверхностные отложения, они должны были бы отчётливо получиться на снимках в лучах большой длины волны и отсутствовать на снимках в лучах короткой линии волны; между тем, вопреки ожиданию, они получаются наиболее отчётливо именно на снимках коротковолновых. Отсюда следует, что шапки Марса должны в значительной степени, хотя и не полностью, представлять собой атмосферное явление. Вполне вероятно, что над полярными шапками Марса находятся облака, подобные высоким перистым облакам над Землёй; они не обладают значительной толщиной, так что лучи с большой длиной волны могут пройти сквозь них; к тому же на самой поверхности имеются ещё отложения снега и льда. Толщина этих отложений не может быть очень велика (в отличие от ледяного покрова на Земле). На Марсе они исчезают почти полностью в течение летних месяцев. Отсюда нетрудно получить вычислением, какова может быть их предельная толщина. Интенсивность солнечного излучения на расстоянии Марса от Солнца нам известна, и мы можем определить, какова должна быть толщина шапки для того, чтобы то количество тепла, которое она получает в течение летних месяцев и когда Солнце над горизонтом, было бы как раз достаточно, чтобы она растаяла, предполагая при этом, что не происходит потери тепла ни на отражение, ни на излучение. Толщина шапки, вычисленная при всех этих допущениях, есть наибольшая возможная; она получается равной приблизительно 2 м. Между тем, в действительности, значительная часть получаемого тепла отражается или излучается обратно; следовательно, оно не расходуется на таяние льдов. Поэтому толщина шапки должна быть значительно меньше 2 м; вероятно, в среднем она не превышает нескольких сантиметров, исключая области в непосредственной близости полюса. Полное количество воды, которое может быть получено при таянии каждой из шапок, было бы достаточно только для наполнения обширного озера, величиной с Уэлльс (Примеч.- Поверхность Уэлльса равна 19300 км2, т. е. она равна по площади квадрату со сторонами около 140 км, (Ред.). Но озеро таких размеров, конечно, не может содержать того значительного количества воды, которое по теории Лоуэлла накачивается через расстояния в десятки тысяч километров на поверхности планеты для ирригационных целей.
  • Что можем мы сказать о составе атмосферы Марса? Водяные пары в ней несомненно имеются. Хотя на Марсе и нет открытых морей, всё же существование полярных шапок, их таяние в течение лета и существование облаков-все это служит достаточным доказательством, что атмосфера Марса содержит водяные пары. Однако, количество их настолько незначительно, что обнаружить их можно лишь с величайшим трудом. Попытки найти их почти неизменно оканчивались неудачей. На Лоуэлловской обсерватории в Аризоне, на высоте 2170 м над уровнем моря, д-р Сляйфер сравнивал в 1908 г. спектры Марса и Луны, когда оба светила находились на одной высоте над горизонтом в условиях исключительной сухости зимней атмосферы; он обнаружил, что поглощение водяных паров было несколько сильнее в спектре Марса, чем в спектре Луны. Эта незначительная разница в интенсивности обусловлена водяными парами в атмосфере Марса. Однако, при обычных условиях поглощение паров в земной атмосфере настолько сильно; что им перекрывается значительно более слабое поглощение их в атмосфере Марса.
  • Все попытки обнаружить кислород в атмосфере Марса были безуспешны; и можно заключить, что количество кислорода там не больше чем 1/1000 его количества в атмосфере Земли. Однако, косвенным доказательством его присутствия является красно-коричневый цвет Марса, свойственный ему одному среди всех небесных тел. Этот красный оттенок поверхности вызывает предположение, что здесь имеет место полное окисление пород; его следует сопоставить с серым или коричневатым цветом скал на Луне; они остались неокисленными из-за отсутствия кислорода. Вероятнее всего, Марс является планетой, на которой выветривание пород, с последующим их окислением, привело к почти полному израсходованию атмосферного кислорода.
  • Углекислый газ не был обнаружен в атмосфере Марса; это и не удивительно, так как количество углекислого газа должно быть очень велико, чтобы вызвать в спектре линии поглощения, достаточно сильные для их отождествления.
  • Температура на Марсе вполне соответствует той, которую мы должны предположить у планеты, несколько более удалённой от Солнца, чем Земля. На тропиках Марса температура поднимается выше нуля в полдень и может достичь 10° С или даже несколько больше. Тёмные области несколько теплее красных. Наблюдаемая температура полярных шапок зимой очень низка, порядка-70° С. Возможно, что эта температура относится к верхней поверхности облачного покрова под полюсами; в таком случае температура самой поверхности может быть существенно выше. В середине лета температура на полюсах поднимается несколько выше нуля.
  • Во второй половине дня, когда Солнце опускается, температура на Марсе падает довольно быстро. Это происходит вследствие разреженной атмосферы и незначительного количества водяных паров; такая атмосфера не может действовать как «одеяло», т. е. она не может предупредить отдачу длинноволнового теплового излучения от тех пород на поверхности планеты, которые были прогреты Солнцем в течение дня. Водяные пары особенно эффективны в этом отношении. Всякий, кому приходилось жить во влажном тропическом климате, знает, что там температура ночью падает очень незначительно; напротив, в сухих пустынных районах, где дневная температура может быть гораздо выше, чем во влажных тропических областях, ночная температура будет все-таки значительно ниже, в силу быстрого падения ее после захода Солнца. Наибольшая температура на Земле обычно приходится не на полдень, когда Солнце достигает высшей точки своего суточного пути, а после полудня; это объясняется тем, что водяные пары, находящиеся в атмосфере, действуют как одеяло; они предохраняют от быстрой отдачи излучения нагретой поверхностью Земли, и в силу этого, температура продолжает подниматься ещё в течение нескольких часов после того, как Солнце достигло наибольшей высоты. Но на Марсе температура имеет максимум в полдень и начинает падать немедленно после него. К заходу Солнца становится уже очень холодно; минимальная температура ночью доходит до -90° С. Таким образом, суточное колебание температуры между её максимумом в полдень и минимумом ночью очень значительно. Оно почти столь же велико, как между точками кипения и замерзания воды.
  • Климат Марса можно сравнить с климатом высокогорных областей на Земле в ясные дни. Днём на Марсе солнечное излучение очень редко поглощается облаками или туманами, В течение ночи тепло быстро отдаётся поверхностью в пространство, и наступает резкий холод. Это-климат крайностей. Колебания температуры от дня к ночи и от одного времени года к другому очень значительны. К тому же времена года здесь продолжительнее, чем на Земле, и их длина усиливает разницу между летними и зимними условиями. Сезонные колебания выражены более резко в южном полушарии, чем в северном. Расстояние между Марсом и Солнцем в течение его обращения по орбите изменяется на 40 млн. км. Марс ближе всего к Солнцу, когда на его северном полушарии зима, а на южном-лето, и он дальше всего от Солнца, когда лето на северном полушарии, зима-на южном. Поэтому на южном полушарии лето теплее, а зима холоднее, чем на северном.
  • Мы были вынуждены отвергнуть те соображения, на которых Лоуэлл основывал свою теорию о жизни на Марсе разумных существ. Однако, не имеется ли достаточных доказательств существования на нём каких-либо форм жизни вообще, хотя бы и не обязательно жизни разумной? Температура здесь не настолько высока и не настолько низка, чтобы мы могли совершенно исключить возможность жизни, хотя значительное суточное колебание температуры и быстрота её изменений могли бы оказаться очень тягостными для любой формы жизни, с которой мы знакомы на Земле. Водяные пары, несомненно, имеются в его атмосфере, и есть доказательства наличия кислорода, хотя запасы его, быть может, и приближаются к истощению. Не существует причин, по которым жизнь на Марсе не могла бы приспособиться к таким условиям.
  • О том, что на поверхности Марса время от времени происходит изменения, мы уже говорили. Некоторые из них носят чисто сезонный характер, другие же совершенно нерегулярны. Лоуэлл утверждал, что ему удалось установить волну потемнения, распространяющуюся в направлении экватора планеты по мере таяния ледяной шапки в летнем полушарии. Эти указания его не были полностью подтверждены другими наблюдателями, которые находили, что эти изменения и не так просты и не так ярко выражены. Однако, все, повидимому, сходятся в том, что имеются большие изменения как внешнего вида, так и окраски различных деталей, совпадающие со сменой времён года. Эти изменения было бы трудно объяснить иначе, как допустив сезонный рост растительного покрова. Растительность покрывает тёмные участки планеты, остальная её часть представляет собой пустыню. По мере того, как ледяная шапка тает, влага достигает более низких широт, возможно в виде потоков и рек, но более вероятно-в дождях или в росе. С появлением влаги растительный мир оживает, и окраска площадей, покрытых растительностью, переходит в зелёные тона. Когда же возвращается зима, зелёный цвет постепенно уступает место серому и коричневому.
  • Аррениус высказал предположение, что почва тёмных участков насыщена растворимыми солями подобно тем щелочным площадям или соляным прудам, которые встречаются в некоторых пустынных районах Земли. Эти соли гигроскопичны; они поглощают влагу из воздуха, когда происходит таяние полярных шапок; появление темноватой грязи, которая образуется при растворении солей, могло бы служить объяснением изменения вида тёмных площадей на Марсе. По мнению Аррениуса, в этом направлении можно было бы искать разгадки изменения цвета поверхности, не прибегая к растительному покрову. Однако, эти соображения, повидимому, не могут дать удовлетворительного объяснения всей последовательности изменений оттенков тёмных пятен, отмеченных опытными наблюдателями Марса.
  • Что касается неправильных изменений вида пятен на Марсе, то их можно приписать годичным колебаниям роста растительности, вызываемым местными вариациями климата. Какая-либо определённая область планеты может получить в течение данного года такое количество влаги, которое вполне достаточно для обеспечения скудной растительности Марса; но в другой год поступившая влага может оказаться совершенно недостаточной, и тогда засуха вызовет более или менее полное исчезновение растительности в этой области планеты. Нет никаких оснований предполагать, что на Марсе, как и на Земле, климатические условия в каждой данной области должны быть тождественными из года в год.
  • Как мы уже говорили, цвет поверхности Марса служит определённым доказательством присутствия на нём свободного кислорода; во всяком случае-в прошлом. Но наличие свободного кислорода почти несомненно требует существования растительности. Сопоставляя это заключение с теми доказательствами, которые мы получаем, изучая изменения, происходящие на поверхности Марса, мы можем притти к выводу, что та или иная форма растительной жизни на Марсе почти несомненно существует.
  • Мы не в состоянии сказать, может ли существовать на Марсе животная жизнь, и, в частности, её высшие формы. Незначительное количество кислорода на Марсе, повидимому, говорит против такого допущения; однако, мы знаем столь мало о жизни вообще, что и эту возможность нельзя решительно отвергать. Но вопрос о том, существуют ли на Марсе в настоящее время высшие формы жизни; имеет несомненно второстепенное значение перед наличием твёрдых доказательств, что жизнь в тех или иных её проявлениях там должна существовать. Мы начали наш обзор небесных тел солнечной системы, не зная, что мы найдём, однако в уверенности, что если условия окажутся благоприятными для появления жизни на той или иной планете, то жизнь так или иначе и возникнет на ней. Наши поиски условий, подходящих для жизни, были безуспешны, пока мы не дошли до Марса; на всех тех мирах, которые мы изучали до него, условия оказались таковы, что мы с разумной уверенностью могли отрицать возможность существования на них жизни. В конце концов, придя к Марсу, мы нашли мир, на котором возможность существования той или другой формы жизни не может быть исключена. Здесь мы имеем ясные указания на изменения, которые могут быть приписаны только растительности и её произрастанию. Если согласиться с этим выводом, то необходимо признать, что жизнь зарождается не в результате акта творения в не в силу каких-либо исключительных обстоятельств, а в результате определённых процессов. Если даны надлежащие условия, то эти процессы неизбежно приведут к возникновению жизни.
  • И тем не менее Марс, хотя он и является пристанищем жизни, есть умирающий мир; он потерял почти всю свою атмосферу; он утратил почти всю свою влагу. В минувшие века на нём могли обитать животные, и быть может, даже разумные существа. Однако, едва ли тот скудный запас кислорода, которым Марс обладает в настоящее время, хотя бы в слабой мере достаточен для поддержания таких форм жизни. Животные нуждаются в кислороде, который через процессы горения снабжает их энергией, необходимой для поддержания жизнедеятельности. Эволюционное развитие может обеспечить приспособление к постепенно изменяющимся условиям; однако, при непрерывном уменьшении запаса кислорода, должен наступить момент, когда приспособление становится бессильным и созидательные силы эволюции должны уступить в неравной борьбе. Поэтому, я держусь того мнения, что мы должны видеть в Марсе мир с вымирающей жизнью. Растительные формы, которые могут теперь продолжать на нём своё ненадежное существование, обречены на вымирание в будущем, едва ли отдалённом в геологических масштабах, времени.
  • Мы видели на примере Венеры планетный мир, на котором условия, вероятно, не очень сильно отличаются от тех, которые существовали на Земле много миллионов лет тому назад. Напротив, на Марсе существующие теперь условия таковы, как те, которые, можно думать, установятся на Земле через много миллионов лет, когда Земля утратит значительную часть той атмосферы, которой она обладает теперь.

    ГЛАВА IX
    ПРОИСХОЖДЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

  • Мы закончили теперь обзор солнечной системы. Кроме знаменательного исключения, с которым мы встретились в случае Марса, все наши поиски доказательств жизни приводили к отрицательным результататам. По необходимости, мы должны были в этом обзоре основываться преимущественно на тех выводах, которые могут быть получены из изучения общих условий, господствующих на всех рассмотренных нами мирах. Единственное небесное тело, для которого мы могли бы надеяться получить те или иные прямые доказательства животной жизни, если бы она существовала, есть Луна. Поверхности Венеры и планет-гигантов всегда закрыты от нас облаками, так что было бы невозможно найти прямые доказательства даже для растительности, если бы она и имелась на этих планетах. Во всём этом исследовании нами руководили общие соображения о природе жизни, и наши заключения имеют, повидимому, достаточно прочное обоснование. Изучение условий, имеющих место в различных частях солнечной системы, доставило нам ряд данных, которые окажутся полезными при попытке выяснить вероятность существования жизни где-либо в других местах вселенной.
  • До сих пор мы имели дело только с семьёй нашего Солнца; но оно является лишь средней звездой, одной из весьма многочисленных ввёзд, которые насчитываются сотнями тысяч миллионов в нашей звёздной вселенной. Но эта вселенная в свою очередь есть одна из многих миллионов гигантских систем, в общем подобных друг другу, разбросанных в безднах пространства.
  • Вопрос, который теперь естественно перед нами возникает, заключается в следующем: каковы возможности существования жизни на какой-либо планете, принадлежащей к той или иной звезде в нашей звездной вселенной, или в какой-либо другой вселенной? На этот вопрос весьма трудно ответить уже потому, что если подобные системы существуют, то они находятся далеко за пределами видимости. Если бы к ближайшей известной нам звезде, удалённой на 40 биллионов километров, принадлежала планета размером с Юпитер, который значительно превосходит все остальные планеты солнечной системы,-то мы не были бы в состоянии увидеть её. Таким образом, мы должны отказаться от надежды когда-нибудь наблюдать какую-либо планету которая могла бы принадлежать к другой звезде. Поэтому вопрос, каковы могут быть общие условия на этих мирах, вообще не возникает (Примеч.- 3а последние годы вопрос о так называемых «невидимых спутниках» звёзд, для которых самое противопоставление терминов «звезда» и «планета» может потерять свою чёткость, приобрёл большую актуальность в астрономии. Американские астрономы предполагают уже существование таких тёмных спутников в четырёх системах двойных звёзд. Однако, автор настоящей книги сообщил нам, что по его мнению эти данные требуют ещё дополнительного подтверждения. (Ред.)).
  • Однако, мы сумеем, быть может, найти некоторые путеводные нити из более общих соображений. Если бы мы могли выяснить, как произошла солнечная система, у нас явилась бы возможность судить о том, насколько правдоподобно, чтобы и у других звёзд могли существовать семейства планет. Солнечная система отнюдь не возникла в результате случайности, она вовсе не есть случайное нагромождение тел; в этой системе наблюдается слишком много закономерностей. Дадим теперь краткий обзор некоторых из этих закономерностей.
  • Прежде всего планеты, включая примерно 1500 малых планет, или астероидов, орбиты которых лежат между орбитами Марса и Юпитера, обращаются вокруг Солнца в одном и том же направлении, и их орбиты лежат почти в одной и той же плоскости. Углы наклона планетных орбит к эклиптике, т. е. к плоскости орбиты Земли, измеряются, вообще говоря, небольшим числом градусов. Исключая Плутон и некоторые астероиды, наибольший угол наклона равен 7° у орбиты Меркурия. Наклон орбиты Плутона равен 17°, а у некоторых малых планет углы наклона орбит ещё больше; однако, орбиты этих тел могли подвергнуться в прошлом значительным возмущениям. Форма орбит-опять за исключением Плутона и некоторых астероидов-почти в точности круговая. Солнце вращается вокруг своей оси в том же направлении, в котором обращаются вокруг него планеты, а плоскости планетных орбит почти совпадают с плоскостью экватора Солнца. Планеты вращаются вокруг их осей в ту же сторону, как и Солнце. Орбиты спутников за немногими исключенями также кругообразны и лежат почти в плоскости экватора соответствующего центрального тела. Спутники обращаются вокруг планет в том же направлении, в каком вращаются сами планеты, так что движения их направлены в ту же сторону, как у планет. Мы можем поэтому сравнить солнечную систему с колодой карт — в том виде, в каком она получается с фабрики, когда карты разложены по мастям, а каждая масть— по старшинству, но отнюдь не с колодой карт, которую уже раскрыли и стасовали. Закономерности требуют объяснения. Однако, оказалось, что объяснить, как могла возникнуть система, подобная солнечной, составляет труднейшую из всех проблем космогонии.
  • Старейшая гипотеза, на которой мы имеем основание остановиться, была предложена многоречивым шведским учёным и писателем-богословом Эмануилом Сведенборгом, и несколько позднее, но, вероятно, независимо от него, англичанином Томасом Райтом из Дурхэма. Она же была принята немецким философом Имануилом Кантом в его очерке «Общей естественной истории неба или теории устройства мироздания», опубликованном в 1755 г. Кант исходил из допущения, что материя, составляющая теперь Солнце, планеты и спутников, представляла собой когда-то рассеянную туманность; он предполагал, что неодинаковые силы притяжения различных элементов этой туманности вызовут нарушение её однородности; более тяжёлые элементы будут устремляться к центру туманности; их падению противодействует стремление газа к расширению. Кант вообразил, что при таком процессе возникают поперечные движения и что из них должно произойти вращение всей массы в её целом. Однако, Кант ошибался, считая, что вращение может начаться таким способом; подобное допущение в корне противоречит одному из основных законов механики, именно закону сохранения момента количества движения, или «углового момента» (Примеч.- В нашей литературе приняты также выражения «кинетический момент» или «момент вращения»; мы оставляем английский термин.), системы.
  • Так как этот закон имеет большое значение в теориях происхождения солнечной системы, то некоторое пояснение его не будет здесь излишним. Не пытаясь дать какое-либо исчерпывающее и строго логическое определение, мы скажем; что «угловым моментом» тела измеряется полное количество вращательного движения, которым это тело обладает. Допустим, для примера, что тело вращается на его оси, как Земля. Вообразим, что оно разделено на равные части, каждая массой в одну тонну. Угловой момент каждой из этих частей измеряется произведением её скорости на расстояние от оси; угловой момент всего тела равен сумме угловых моментов его частей. Рассмотрим теперь Землю, совершающую оборот вокруг её оси в течение суток. Если бы Земля расширилась, то увеличилось бы расстояние каждой части от оси. Но закон сохранения углового момента требует; чтобы этот момент оставался постоянным, если на тело не действуют внешние силы; поэтому скорость каждой его части должна уменьшиться, чтобы этим компенсировать увеличение расстояний от оси; иными словами, вращение должно замедлиться; поэтому день должен стать продолжительнее. Кант предполагал в его теории, что общее вращение развилось из местных вращений. Однако, некоторые из этих местных вращений должны были происходить в одну сторону, другие -в обратную; полный их эффект сводился к нулю, так как, по предположению, никакого исходного вращения и углового момента у туманности не имелось. Поэтому полный угловой момент должен был оставаться равным нулю, так что местные вращения никогда не могли послужить причиной возникновения общего вращения туманности.
  • Теория Канта была вновь призвана к жизни в изменённой и более научной форме великим французским математиком Лапласом, этим Ньютоном Франции. Теория Лапласа дана им в Дополнении к его знаменитой книге «Изложение системы мира» (Exposition du Systeme du Monde), изданной в 1796 г. Лаплас избежал затруднения с объяснением вращения, допустив, что первичная рассеянная туманность сама уже находилась в состоянии медленного вращения. По мере того как туманность охлаждалась, она постепенно сжималась и уплотнялась; в то же время скорость её вращения увеличивалась, как того требует закон сохранения углового момента. При увеличении скорости вращения центробежная сила на экваторе возрастала до тех пор, пока она не достигла такой же величины, как сила притяжения туманности на её внешние части. Когда же обе эти силы сравнялись, тогда, по Лапласу; кольцо материи оторвалось от туманности вдоль её экватора. Главная масса продолжала сокращаться; в надлежащее время от неё отделилось второе кольцо, и так далее. Последовательные кольца каким-то путём сгущались и образовали планеты; эти последние сами прошли через подобную же эволюцию и сбрасывали кольца, из которых в свою очередь образовались спутники планет.
  • Изложение Лапласа, хотя и написанное математическим языком, было популярным (Примеч.- Как и вся его книга от 1796 г., о которой здесь идёт речь. (Ред.)) и носило качественный характер. Лаплас вовсе и не подвергал проблему математическому и количественному анализу с целью показать, что эволюция первичной туманности должна была итти именно описанным здесь путём. Но его теория была привлекательна, так как она легко объясняла, почему движения планет и их спутников происходят, вообще говоря, в одном направлении и почти в одной и той же плоскости. В течение долгого времени теория Лапласа была общепринятой, поскольку ею давалось удовлетворительное объяснение основных характеристик солнечной системы. Но, к несчастью для этой теории, против неё имеется ряд совершенно фатальных возражений.
  • Прежде всего Лаплас предполагал, что кольцо материи должно быть сброшено с экватора сжимающейся массы и что это кольцо сгустится и срастётся в одну планету. Лаплас не дал никаких доказательств этим допущениям. Между тем Максвелл показал математически в 1859 г., что превращение кольца в планету невозможно; кольцо должно раздробиться на ряд небольшая телец, которые будут двигаться вокруг первичной массы по схожим друг с другом траекториям; причём такое кольцо из малых спутников будет устойчивой конфигурацией. Кольца Сатурна дают пример такой устойчивой системы, состоящей из очень большого числа мелких отдельных телец.
  • Это возражение само по себе достаточно, чтобы опровергнуть гипотезу Лапласа в той форме, в какой она высказана в его «Изложении системы мира». Но имеетея и другое столь же веское возражение. Если мы вычислим угловой момент отдельных членов солнечной системы,-т. е. Солнца, планет и их спутников,-то найдём, что Юпитер даёт больше половины всего углового момента; на долю одних планет-гигантов приходится 98% всей её величины. Остальные 2% получаются почти полностью за счёт вращения самого Солнца; четыре другие планеты (Меркурий, Венера, Земля и Марс), вместе взятые, дают меньше, чем 0,1% углового момента солнечной системы. Таким образом, этот момент почти целиком содержится в движениях четырёх планет-гигантов, хотя их масса составляет меньше, чем одну семисотую массы всей системы. Однако, из законов механики следует, что угловой момент системы в настоящее время должен быть равен угловому моменту той первичной туманности, из которой эта система, по предположению, образовалась. Поэтому возникает задача объяснить, каким образом почти вся величина углового момента оказалась как бы захваченной столь малой частью всей системы.
  • Мы можем взглянуть на эту задачу и несколько иначе. Предположим, что Солнце и планеты соединены в одну сферическую массу, однородную по плотности, простирающуюся до орбиты Плутона. Мы должны допустить тогда, что период вращения этой массы равен периоду обращения Плутона вокруг Солнца, так как сгущение, образовавшееся внутри первичной массы, должно было вращаться с той же угловой скоростью, какой обладала эта масса. Но оказывается, что угловой момент такой системы составляет меньше чем одну двухсотую от величины углового момента, который имеется у солнечной системы в настоящее время. Но так как при помощи процесса сжатия, который постулировал Лаплас, угловой момент не мог быть ни потерян, ни выигран, то очевидно, что современное распределение углового момента не могло быть получено тем способом, который допускал Лаплас.
  • Единственная возможность получить то распределение углового момента, которое имеется в настоящее время, может исходить только из допущения, что угловой момент планет-гигантов был сообщён им извне, какой-либо силой временного и преходящего характера. Таким образом, происхождение солнечной системы не может быть объяснено постепенным накоплением действия внутренних сил; нам нужно искать его в быстром, катастрофическом эффекте сил, внешних по отношению к этой системе.
  • Соответственно этому были сделаны попытки объяснить происхождение солнечной системы на основе предположения, что в отдалённую эпоху ее бытия какая-то звезда прошла весьма близко от Солнца, — настолько близко, что между ними едва не произошло настоящего столкновения. Выясним, каково было в этом случае возможное развитие событий. По мере того, как звезда приближалась к Солнцу, ее гравитационное действие должно было существенно деформировать фигуру Солнца, вызывая на нем мощный приливный выступ; Солнце, в свою очередь, должно было возбудить такое же приливное вздутие на приближавшейся звезде. По мере того как расстояние между Солнцем и звездой уменьшалось, приливы, возникшие на обоих телах должны были усиливаться. Допустим, что звезда не подошла к Солнцу ближе, чем на несколько миллионов километров; в этом случае прилив, образовавшийся на Солнце, достиг бы наибольшей высоты; когда звезда была в наименьшем от него расстоянии; затем, при её удалении, приливный отросток обрушился бы обратно на Солнце, вызвав пульсации его массы, которые впоследствии постепенно погасли бы под действием трения.
  • Но предположим теперь, что звезда прошла настолько близко к Солнцу, что силы её притяжения на ближайшие части солнечной массы были бы больше притяжения на них самого Солнца; в этом случае части материи были бы вырваны гравитационным действием звезды из вершины приливного выступа. В начале выбрасывание материи шло медленно; затем, по мере приближения проходившей звезды, скорость его возрастала. Наибольшая скорость извержения материи из Солнца должна была иметь место при наибольшем сближении его со звездой; оно замедлялось затем постепенно; по мере удаления звезды, пока, наконец, извержение не прекратилось совершенно. Некоторая часть материи, вырванной из Солнца, была, вероятно, захвачена проходившей звездой; некоторая другая часть могла рассеяться в пространстве. Однако, известное количество ее должно было остаться в сфере гравитационного действия Солнца; именно из этой части солнечной материи, когда она впоследствии сконденсировалась, и образовались, по предположению, планеты.
  • Таковы допущения, на основе которых было предложено несколько теорий происхождения солнечной системы. Все они имеют то преимущество перед гипотезой Лапласа, что угловой момент планет солнечной системы может быть приписан действию проходящей звезды. Изверженное вещество должно образовать струю, искривлённую в направлении к звезде; угловой момент этой струи получается за счёт углового момента звезды. После ее прохождения изверженное вещество должно было продолжать движение вокруг Солнца в том же направлении и в той же плоскости, в которой лежала траектория звезды. Все теории этого типа дают совершенно естественное объяснение тому, что орбиты планеты и их спутников лежат почти в одной и той же плоскости и что направления вращений у них одинаковы. Однако, более детальное изучение их необходимо, чтобы выяснить, не имеется ли против них возражений количественного характера; но тогда оказывается, что и они представляются удовлетворительными только до тех пор, пока мы рассматриваем их с качественной стороны.
  • Первая из теорий этой группы была предложена около сорока лет тому назад профессором Т. Чемберлином и Ф. Мультоном; она известна под названием «планетезимальной теории». Наблюдения Солнца обнаруживают, что поверхность его непрерывно находится в возмущённом состоянии и что время от времени раскалённые массы выбрасываются на большую высоту с его поверхности. Чемберлин и Мультон предположили, что под гравитационным действием проходившей звезды из таких возмущений солнечной поверхности получились крупные сгустки вещества, которые с огромной мощью выбрасывались с Солнца. Разумеется, с его противоположной стороны, где притяжение проходившей звезды было гораздо слабее, тоже выбрасывался ряд таких сгустков, но меньшей величины. В гипотезе Чемберлина и Мультона из наибольших сгустков в конце концов образовались планеты-гиганты, из меньших-все внутренние планеты от Меркурия до Марса.
  • Материя, выброшенная из Солнца при этих извержениях, в огромной степени усиленных приливным действием проходившей звезды, быстро остывала.Через короткое время она должна была принять жидкое состояние и образовать значительное число небольших отдельных тел, каждое из которых двигалось вокруг Солнца по его собственной орбите, как планета, почти совершенно независимо от всех других тел. Вскоре после этого все они должны были затвердеть. Эти небольшие отдельные тела и были названы планетезималями. Их распределение не могло быть везде одинаковым; наиболее плотные части сгустков должны были породить целые рои весьма близких друг к другу частиц. Предполагалось, что эти частицы затем сконденсировались в твёрдые ядра, которые и явились зародышами планет. Двигаясь среди роёв планетезималей, эти ядра втягивали их в себя одну за другой действием силы притяжения до тех пор, пока, в конце концов, пространство вокруг Солнца не было, выметено начисто. Многочисленные малые планеты, или астероиды, возникли из тех масс изверженного вещества, в которых крупные ядра отсутствовали, так что нечему было их поглощать. Спутники планет образовались, по предположению, из меньших, вторичных ядер, которых спасла от поглощения крупными ядрами их скорость; эта скорость должна была быть достаточной для того, чтобы они могли обращаться вокруг соответствующего планетного ядра, точно так же, как скорость самих этих ядер предохранила их от падения на Солнце.
  • Некоторая часть вещества, изверженного из Солнца, должна была, конечно, упасть обратно на него под действием сил притяжения Солнца. Эта материя приобрела тем временем от проходившей звезды угловой момент, направленный в ту же сторону, как и у планет. Упав на Солнце, она передала ему свой угловой момент; в силу этого Солнце получило вращение в том же направлении, в котором вокруг него обращаются планеты. Аналогичное объяснение может быть дано и для вращений планет вокруг их осей.
  • В то время, когда была выдвинута планетезимальная гипотеза, было известно очень немногое о тех отталкивательных силах, которыми объясняется выбрасывание материи с Солнца, как оно наблюдается в некоторых «эруптивных», т. е. изверженных, протуберанцах. Теперь мы знаем, что эти силы возникают в результате давления солнечного излучения; однако, это давление может сообщить значительные скорости только частицам молекулярных размеров; но оно отнюдь не в состоянии играть столь важную для этой теории роль затвора, освобождающего и выпускающего наружу массивные сгустки материи, достаточно крупные для того, чтобы из них образовались планеты. Именно это возражение устраняется в видоизменённой теории приливно-изверженного происхождения планет, предложенной сэром Джэмсом Джинсом.
  • Джинс показал, что действие, вызванное прохождением звезды около Солнца, должно зависетъ от физического строения Солнца. Если бы плотность Солнца была одинаковой во всём его объёме и если бы оно было несжимаемым, т. е., грубо говоря, если бы оно представляло собой нечто вроде твердого тела, то действие проходившей звезды привело бы к разрыву его на несколько крупных частей, сравнимых по массе и по объёму с первичным телом. Напротив, если плотность Солнца быстро увеличивается по направлению во внутрь его массы, то оторванные части не могли быть велики, и так как они принадлежали к внешним слоям Солнца, плотность которых сравнительно мала, то масса Солнца в целом не претерпела бы существенного уменьшения. Но мы знаем, что плотность Солнца должна резко увеличиваться от поверхности к его центру; следовательно, условия в общем соответствуют второму из указанных случаев. Но тогда проходившая звезда вызвала бы на Солнце приливной выступ, через вершину которого материя изливалась бы в форме удлиненной струи или рукава. Джинс показал, что если только эта струя не обладала везде одинаковой плотностью (что очень мало правдоподобно), то материя, заключённая в ней, имела тенденцию конденсироваться вокруг её частей, обладавших большей плотностью. Поэтому такая струя раздробилась бы под действием сил её собственного притяжения и распалась бы на ряд отдельных тел. После того, как внесшая возмущение звезда прошла своим путём, все эти тела начали бы двигаться по орбитам вокруг Солнца. Так как извержение было бы наиболее сильным, когда звезда находилась на наименьшем расстоянии, то эта струя была толще всего на её середине и тоньше к обоим концам. Сооветственно этому следует ожидать, что наиболее крупные планеты должны возникнуть на средних расстояниях от Солнца, а меньшие-на обоих концах всего распределения; это и есть как раз то, что мы находим в солнечной системе, где Юпитер и Сатурн-самые крупные и массивные планеты, в то время как Меркурий и Плутон — самые малые и наименее массивные.
  • Так же как в планетезимальной гипотезе, здесь нужно допустить, что часть изверженной из Солнца материи не втягивается силами притяжения ни в одну из образующихся планет. Эта часть представляет собой смесь из газообразного вещества и твёрдых частиц. Как по этой теории, так и в планетезимальной гипотезе, движение планет через это вещество, которое должно действовать как сопротивляющаяся среда, приводит к тому, что орбиты планет из эллиптических делаются всё более круговыми; в то же самое время планеты постепенно выметают эту материю. Такими соображениями могут быть оправданы круговые орбиты планет.
  • По этой теории спутники планет образовались аналогичным образом. Проходящая звезда или Солнце, или же они оба вместе, должны были вызвать приливы на первичных планетах; этим приливным действием из планет были вырваны струи вещества, которые сгустились в спутников. Так же как часть изверженного вещества, упав обратно на Солнце, по предположению, привела его в состояние вращения, так же допускается, что часть вещества, вырванного из планет, упала обратно на их поверхность и вызвала их вращение.
  • Но именно здесь и возникают затруднения. Для того, чтобы объяснить быстрое вращение Юпитера, необходимо предположить, как показал д-р Г. Джеффрейс, что вещество, упавшее обратно на его поверхность, обладало массой порядка одной пятнадцатой массы Юпитера, так что оно было приблизительно в четыреста раз больше массы его спутников. Однако, невозможно допустить, что столь малая часть изверженного вещества сгустилась и образовала спутников, в то время как почти вся основная его масса упала обратно на поверхность планеты. С такими же затруднениями сопряжено объяснение вращения остальных планет-гигантов: Сатурна, Урана и Нептуна, а также и Марса.
  • Д-р Джеффрейс показал, однако, что и это затруднение может быть обойдено, если только сделать некоторые дополнительные допущения относительно условий сближения звезды с Солнцем. Вместо того, чтобы считать, что звезда прошла мимо Солнца на расстоянии двух-трёх миллионов км, д-р Джеффрейс ввёл предположение, что здесь имело место фактическое их соударение. В этих условиях картина событий могла быть приблизительно следующая. По мере того, как Солнце и звезда приближались друг к другу, их скорости быстро возрастали под действием силы их взаимного притяжения, и в момент самого столкновения их относительная скорость достигла огромной величины в несколько сот км в секунду. Столкновение не было центральным, но и не чисто скользящим; оно носило тангенциальный характер, однако такой, что массивные центральные ядра обоих тел смогли не коснуться друг друга.
  • В то время, как звезда быстро приближалась к Солнцу, на нём и на самой звезде возникали огромные приливные деформации; немногим ранее момента столкновения, с их поверхностей началось извержение материи. Когда же произошло самое соударение, внешние слои обоих тел в области столкновения должны были перемешаться; в то же время массивная центральная часть звезды продолжала её собственный путь; сделав поворот по гиперболической траектории, она отошла в глубины пространства.
  • Слои смешавшейся материи, сильно сжатые соударением обоих тел и значительно нагретые трением, должны были притти в весьма турбулентное состояние с быстрым вращением, вызванным тангенциальным, скалывающим движением обоих тел. По мере того как звезда отступала, этот быстро вращающийся слой вытянулся бы от Солнца вплоть до самой звезды, как некоторая лента или рукав; эта лента заменяет здесь приливно-изверженную струю в гипотезе Джинса. Вся эта потрясающая катастрофа, оставившая постоянный след у Солнца, в виде семьи его планет, могла бы произойти в один час!
  • Джеффрейс показал, что эта гипотеза фактического соударения даёт удовлетворительное объяснение, и притом не только качественное, но и количественное, для скорости вращения Солнца и планет и для общей массы материй, образовавшей планеты.
  • Однако, устраняя одно затруднение, мы ввели другие, одинаково серьёзные, хотя и иного рода. Масса Солнца не могла быть существенно уменьшена после столкновения, так как соударение только оторвало часть его внешних слоев с малой плотностью, оставив незатронутым тяжёлое центральное ядро. Но светимость и объём звезды-карлика, какой является Солнце, определяется прежде всего его массой; отсюда следует, что во время столкновения физическое состояние Солнца было таким же, как и теперь, и в частности, что его размер приблизительно соответствовал современному. Температуры весьма сжатых и быстро вращающихся слоев, из которых, по предположению, образовались планеты, должны были иметь порядок десяти миллионов градусов. Но при такой температуре средние скорости атомов настолько велики, что притяжение струи не могло бы удержать составляющую её материю. Она быстро рассеялась бы в пространстве. Очень трудно понять, каким образом тела с размерами планет-гигантов могли бы сгуститься из такой струи материи.
  • Допустим, однако, для дальнейших рассуждений, что эту трудность можно было бы преодолеть. Тем не менее нам придётся учитывать ещё и другое, пожалуй, даже более серьёзное затруднение, и это независимо от того, будем ли мы говорить о соударении Солнца со звездой или только об их тесном сближении. Эта трудность всё еще связана с распределением углового момента в солнечной системе. Если вычислить его величину, приходящуюся на тонну массы каждой из планет, то окажется, что эта удельная его величина возрастает по направлению от Солнца наружу. Так, например, если мы примем за единицу угловой момент Земли на тонну её массы и будем выражать в этой единице угловой момент планет на тонну их масс, то найдём, что для Меркурия он равен 0,6; затем он увеличивается по мере удаления планет от Солнца и для Плутона равен 6,1 (Примеч.- Если отвлечься от вращения планет вокруг их осей и если считать орбиты планет круговыми, то угловой момент на единицу массы планеты (т. е. её удельный угловой момент) равен корню квадратному из величины её расстояния от Солнца, принимая за единицу среднее расстояние Земли от Солнца. Для Меркурия и Плутона эти расстояния равны 0,39 и 40,0; корни квадратные из этих чисел равны 0,6 и 6,3. Более точные значения и анализ всего этого вопроса можно найти в книге Р е с с е л я «Солнечная система и её происхождение», стр. 87-94. (Pед.)). Сопоставим эти значения с угловым моментом на тонну массы звезды. Допустим, что размеры её были такими же, как и у Солнца, и что на пределе сближения расстояние между центрами звезды и Солнца было около 2 1/2 млн. км. В таком случае можно показать, что угловой момент звезды на тонну её массы, выраженный в тех же единицах, был равен 0,25. Если же допустить, что произошло действительное соударение, то угловой момент на тонну массы звезды получается ещё значительно меньше, чем 0,25.
  • Среднее значение углового момента на тонну массы для всех планет равно 2,6; следовательно, оно примерно в десять раз больше, чем угловой момент на тонну массы звезды, если даже не было её соударения с Солнцем. Поэтому здесь возникает затруднение в том, чтобы объяснить, каким образом столь значительная часть углового момента (на тонну массы) могла быть захвачена материей, выброшенной из недр Солнца.
  • Это затруднение можно пояснить, пожалуй, несколько лучше следующим рассуждением. Угловой момент на тонну массы зависит от двух величин: от расстояния данной массы от Солнца и от скорости её движения перпендикулярно к направлению на Солнце. Если масса движется прямо на Солнце или от него, то её угловой момент по отношению к Солнцу равен нулю. Но скорость звезды была такова, что она удалялась в пространство по гиперболической орбите; если какая-либо часть изверженной материи двигалась по пути звезды, с той же скоростью, как и она, то и эта масса тоже удалилась бы в пространство, но не сгустилась бы в планеты. Каким же образом произошло, что та масса, которая сгустилась и образовала планеты, приобрела угловой момент (на тонну), настолько больший углового момента звезды, и тем не менее не смогла вырваться во внешнее пространство, а осталась связанной силой притяжения Солнца, между тем как звезда оказалась в состоянии вырваться и не была задержана силами притяжения Солнца, т. е. не образовала вместе с ним двойную звезду? Мы должны помнить, что материя, которая впоследствии сгустилась в планеты, была, по предположению, первоначально извержена из Солнца в виде изогнутой струи, которая от Солнца протягивалась к проходившей звезде. Для того, чтобы получить угловой момент требуемой величины, необходимо, чтобы изверженная материя двигалась почти под прямым углом к направлению от неё на Солнце, вместо того, чтобы двигаться почти в радиальном направлении.
  • Для полного выяснения всей трудности этой проблемы потребовался бы математический анализ, который не может быть предметом этой книги. Но этот анализ обнаруживает невозможность объяснить, почему у планет получился угловой момент на тонну их массы, столь значительно превышающий угловой момент на тонну массы звезды,-какие бы ни делать предположения о скорости и направлении движения приближавшейся звезды. Как ни привлекательны казались бы на первый взгляд эти теории происхождения солнечной системы, мы вопреки желанию вынуждены отвергнуть за ними рабочее значение. Гипотеза действительного соударения Солнца со звездой, предложенная для того, чтобы дать удовлетворительное объяснение быстрых вращений некоторых планет, как теперь оказывается, связана с ещё большими затруднениями, чем гипотеза близкой встречи если учитывать удельную величину углового момента планет.
  • Для того, чтобы обойти это очень существенное затруднение, была сделана еще одна попытка несколько видоизменить изложенные теории. Мы можем обратить здесь внимание на то, что всякое новое возражение, выдвигаемое против той или иной теории происхождения солнечной системы, устраняется путём введения некоторых дополнительных допущений, после чего теория становится еще менее вероятной, чем прежде. Однако, проблема объяснения строения солнечной системы в том виде, как эта система теперь существует, осложнена столь значительными трудностями, что мы не можем отбрасывать ни одной теории, как бы она ни была мало вероятна, если только эта теория даёт приемлемое объяснение происхождения такой системы и если она не вызывает серьёзных возражений. Солнечная система несомненно имела своё начало; и если мы не можем дать ему объяснения иначе как посредством многих специальных и несколько искусственных допущений, то нам придётся притти к заключению, что вероятность существования звёзд, обладающих планетными системами, вообще очень мала.
  • В новом варианте этой теории, предложенном проф. Ресселем и развитом д-ром Литльтоном, предполагается, что Солнце, до встречи с проходящей звездой, представляло собой двойную звезду. Само по себе взятое такое допущение не является весьма мало вероятным, так как известно, что значительная часть звёзд (в среднем одна на каждые пять) представляет собой двойную систему. В этой новой теории делается допущение, что спутник Солнца был звездой, во много раз меньшей Солнца, и что его расстояние от Солнца было такого же порядка, как расстояние планет-гигантов. Далее предполагается, что проходившая звезда, гораздо более массивная, чем само Солнце, столкнулась со спутником, раздробила его на части и выбросила его с его орбиты. Однако, предположение, что в случае столкновения двух звёзд одна из них может быть разбита на несколько кусков приблизительно одинаковой величины, не допускает проверки средствами математического анализа; оно может быть и неправильным. Это-слабый пункт новой теории, мимо которого мы так или иначе должны здесь пройти.
  • Как развивается далее по этой теории, столкновение проходившей звезды со спутником Солнца должно было быть почти центральным; звезда увлекла зa собой большинство частей, на которые разбился спутник, и только осколки от столкновения остались, как материя, связанная с Солнцем; из неё и образовались планеты. Однако, если только плоскость орбиты спутника в его движении вокруг Солнца и плоскость движения ворвавшейся звезды не были почти параллельны, то орбиты тех осколков, которые остались после столкновения, отнюдь не лежали бы в одной плоскости; поэтому из них не могла бы произойти солнечная система. Таким образом, эта теория требует введения весьма частных допущений. Но она обходит оба затруднения, с которыми сталкивались прежние теории; именно необходимость объяснить быстрые вращения планет и оправдать их большие угловые моменты. Вращения планет легко объясняются столкновением звезды со спутником, а угловой момент планет получается за счёт разбитого спутника; первоначально этот угловой момент принадлежал спутнику, и столкновение привело только к перераспределению углового момента между его отдельными осколками.
  • Уже немало было дискуссий о том, может ли эта теория происхождения солнечной системы получить рабочее значение. Требуются очень частные и специальные условия для того, чтобы ворвавшаяся звезда смогла уйти, увлекая за собой основное ядро массы раздробленного спутника, и в то же время оставить за собой достаточно много материала, так чтобы из него могли образоваться планеты. Осложняющим моментом является и то обстоятельство, что математический анализ оказался бессилен выяснить точно и детально, что здесь должно было произойти. Тем не менее, нельзя считать исключённой возможность происхождения солнечной системы в результате столкновения ворвавшейся звезды со спутником Солнца, если только ввести достаточно жёсткие условия, оставляющие мало свободы для тех или иных деталей общей картины. Однако, при этом вводится столько допущений, что-как замечали некоторые критики-солнечная система с большим трудом избежала опасности никогда не начать своего существования.
  • Хотя всё это и не является решающим аргументом против новой теории, тем не менее многие были не склонны принять теорию, которая представляется столь мало правдоподобной. Однако, едва ли такая позиция логична. Если только мы не в состоянии найти более приемлемое обоснование происхождения солнечной системы, мы должны принять, хотя бы предварительно, любую теорию, которая может играть роль рабочей гипотезы. Если такая теория сама по себе мало вероятна, мы во всяком случае сможем извлечь из неё указания, насколько правдоподобно, что и у других звёзд имеются семейства обращающихся вокруг них планет. Это покажет нам, нужно ли считать, что жизнь широко распространена во Вселенной или, напротив, что она появляется в ней только как исключение.
  • Из всякой теории, основанной на допущении тесного сближения Солнца с проходившей звездой или же действительного их соударения, следует, что появление планетных систем представляет собой исключительно редкое явление. Звёзды разбросаны в пространстве на столь грандиозных расстояниях, что вероятность тесного сближения двух звёзд чрезвычайно мала. Звезда, расстояние которой является наименьшим из всех известных, удалена от нас на 40 биллионов км; очевидно, при таком масштабе расстояний между звёздами сближение двух звёзд и тем более их столкновение должно быть совершенно исключительным происшествием.
  • Так как нам трудно представить себе расстояния, измеряемые биллионами (1012) км, то удобнее заменить их моделью, более доступной нашему воображению. Допустим, что у нас имеется пустой шар, по объёму равный Земле, т. е. 12700 км в диаметре, и что в этот шар брошено полдюжины тенисных мячей; они могут летать по всем направлениям, отскакивая от стенок после удара. Вероятность, что два таких шара столкнутся, почти такая же, как вероятность столкновения двух звёзд.
  • Джинс вычислил эту вероятность и нашел, что каждая данная звезда имеет шанс столкнуться с какой-либо другой звездой один раз в шестьсот тысяч биллионов (6•1017) лет. Вероятность, что две звезды пройдут на расстоянии, достаточно близком для того, чтобы вызвать извержение приливной струи, несколько больше этого, но ненамного.
  • Исходя из этих данных, мы можем дать оценку числа звёзд, у которых за время их бытия хоть один раз имело место тесное сближение с другой звездой. Как грубую, но здесь достаточную оценку мы можем принять, что у каждой звезды тесное сближение с другой звездой происходит в среднем один раз в пятьсот тысяч биллионов (5•1017) лет. Средний возраст звёзд предполагается большим, чем 1010 (т. е. десять тысяч миллионов) лет. Отсюда следует, что, вероятно, не больше как одна звезда на каждые 50 миллионов звезд столкнулась или почти столкнулась с другой звездой за всю свою жизнь. В нашей звёздной системе число звёзд имеет порядок ста тысяч миллионов; все эти звёзды рассеяны в пространстве неравномерно; имеются местные скопления звёзд, где их плотность выше средней, и области, где их плотность невелика. Но если мы примем, что плотность звёзд в областях, ближайших к Солнцу, достаточно показательна для плотности распределения звёзд во всей системе, то мы должны заключить, что в нашей звёздной вселенной существует, вероятно, едва ли больше чем несколько сот звёзд, у которых в тот или иной момент их бытия произошло сближение с какой-либо иной звездой, вследствие которого произошло извержение струй вещества из её недр.
  • Приведённые числа, разумеется, не могут считаться вполне точными. Однако, и после того, как мы введём все возможные допуски, учитывая неточность исходных данных, мы всё же не будем в состоянии избежать заключения, что число тех звёзд нашей звёздной системы, у которых в течение их жизни случилось сближение с другой звездой, всё-таки очень мало— порядка всего лишь нескольких сот. До недавнего времени предполагали, что каждое достаточно тесное сближение двух звёзд приводит к образованию планетной системы; но теперь, как мы уже выяснили выше, стало очевидным, что это отнюдь и далеко не так, и что гипотеза встречи может быть принята как рабочая теория только при очень частных дополнительных предположениях. При тесном сближении действительно может произойти извержение материи из огромного приливного выступа, образующегося на звезде, однако, в нормальном и общем случае эта материя рассеется в пространстве, но не сгустится в отдельные планеты, которые останутся при Солнце, удержанные силой его притяжения. Для того, чтобы обеспечить эти возможности, мы должны были предположить, что Солнце первично являлось двойной звездой, и сверх того, чтобы дойти до рабочей гипотезы, приходится наложить особые условия на характер встречи обеих звёзд. Они состоят в ограничениях, касающихся направления и скорости приближения вторгающейся звезды; они необходимы для того, чтобы система, подобная солнечной, могла произойти в результате встречи. Как следствие всех этих ограничений значительно уменьшается вероятность того, что тесное сближение двух звёзд явится причиной рождения семьи планет. Точная оценка вероятности здесь, невозможна, но можно считать правдоподобным, что из числа нескольких сот сближений, из которых каждое в отдельности было бы достаточно тесным для того, чтобы вызвать извержение материи из приливного выступа, в лучшем случае только очень малое число будет соответствовать условиям, необходимым для порождения системы планет. Из всего этого вытекает, что солнечная система является почти-если не в полном смысле этого слова — единственной в нашей звёздной системе (Примеч. - Следует отметить, что некоторые новейшие космогонические гипотезы, и в особенности гипотеза акад. О. Ю. Шмидта, открывают более широкие возможности образования планетных систем, чем гипотеза Литльтона. О гипотезе О. Ю. Шмидта см. Докл. А. Н.,44; №1, 1944; 45, № 6, 1944; 46, №9, 1945. (Ред.).
  • Однако, имеется одна возможность избежать такого заключения. Оценка вероятности тесного сближения двух звёзд была основана на средней величине расстояний между звёздами, которую нам дает наблюдение; и мы молчаливо допускали, что эти расстояния оставались неизменными в течение всего бытия звёзд. Напротив того, современные исследования приводят к выводу, что именно это допущение и является сомнительным; звёзды могли быть расположены гораздо ближе одна к другой в пространстве в те эпохи, когда Земля и другие планеты начали свою жизнь.
  • Мы должны были бы отклониться очень далеко от нашего изложения для полного развития предпосылок этой гипотезы. Основной путь подхода к проблеме о том, находились ли звёзды на более близких расстояниях друг к другу, чем теперь, в эпоху рождения планет, открывается на основе данных о так называемом «расширении Вселенной». Как мы уже упоминали выше (стр. 24), все те звёздные вселенные, какими являются спиральные или внегалактические туманности, в настоящее время отступают друг от друга, причём скорость этих движений пропорциональна разделяющему их расстоянию. С какой бы из этих вселенных ни производить наблюдения, другие вселенные будут представляться отступающими от данной, притом с тем большей скоростью, чем дальше они от неё находятся. Это явление интерпретируется так, как будто Космос в его целом расширяется. Представьте себе, что резиновый шар накачан воздухом и что на поверхность его нанесено несколько чернильных пятен. По мере расширения шара будет увеличиваться расстояние каждого пятна от всех остальных, и скорость возрастания расстояния между любыми двумя пятнами будет пропорциональна этому расстоянию. Это как раз соответствует тому, что мы наблюдаем в движениях различных звёздных вселенных (Примеч.- См. Р е с с е л ь «Солнечная система и ее происхождение», стр. 20-21. Примечание редактора русского перевода на стр. 20 неправильно: никакой «централизации» в представлений о расширении Космоса по отношению к какой-либо определённой вселенной не имеется.).
  • Скорость, с какой эти вселенные удаляются друг от, друга, такова, что все расстояния между ними удваиваются в 1300 миллионов (1,3•109) лет. Если такая же скорость отступления была неизменной в прошлом, то звёздные вселенные находились гораздо ближе друг к другу, чем теперь, в ту эпоху, когда образовалась солнечная система. Если мы отойдём еще дальше, в глубь времён, то найдём, что все звёздные вселенные должны были быть как бы сдавлены вместе в сравнительно небольшом объёме пространства.
  • Высказывались и такие догадки, что в ту эпоху материя Космоса была как бы сбита вся вместе; тогда-то и произошло нечто вроде взрыва; Космос разорвался, и части его понеслись по всем направлениям в пространстве. Они продолжали двигаться с их начальными скоростями и в любое последующее время; наиболее быстрые из этих осколков естественно пролетели и наибольшие расстояния. Общая картина в точности соответствует тому, что дают наблюдения, именно — расширяющуюся Вселенную. В те ранние эпохи, когда Вселенная только начинала принимать те формы, в которых мы её знаем теперь, звёзды должны были находиться гораздо ближе друг к другу, чем сейчас. Столкновения или тесные сближения между звёздами или между плотными скоплениями звёзд должны были быть часты, и возможно, что в этих бурях движений и столкновений происхождение планетных систем могло быть широко распространённым явлением.
  • На этих путях может быть найден выход из того тупика, в который мы зашли в наших попытках объяснить происхождение солнечной системы. У нас возникало впечатление, что для обеспечения возможности образования этой системы требуется удовлетворить столь большому числу начальных условий, что она должна быть почти единственной; но теперь мы видим, что условия, при которых эта система произошла, могли столь значительно отличаться от тех, которые наблюдения обнаруживают нам теперь, что мы не можем вывести какое-либо определённое заключение. Хотя мы ещё не в состоянии дать вполне точное объяснение происхождения семьи планет у нашего Солнца, мы всё-таки, вероятно, вправе заключить, что возникновение её отнюдь не является столь исключительным, как мы предполагали ранее: планетные системы могут существовать не у одного Солнца, но и у многих других звёзд.

    ГЛАВА X
    ЗА ПРЕДЕЛАМИ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

  • В предыдущей главе мы довольно детально рассмотрели вопрос о происхождении солнечной системы, в надежде на то, что нам удастся выяснить, насколько правдоподобно, что и у других звёзд могут существовать семейства планет. Мы нашли, что дать определённый ответ на этот вопрос невозможно, потому что мы не можем с достаточной точностью установить, как возникла солнечная система. Именно здесь мы столкнулись с одной из труднейших проблем астрономии. Если звёзды были всегда распределены в пространстве на таких же расстояниях, как теперь, то мы должны, повидимому, признать, что относительное число звёзд, обладающих планетными системами, очень мало. Конечно, мы не можем быть вполне уверены, что не остались неучтёнными еще какие-либо возможности; однако, в предыдущих рассуждениях никаких очевидных пропусков не содержится, и у меня очень мало надежды на то, что происхождение солнечной системы может быть объяснено каким-либо событием в жизни Солнца, которое могло бы с таким же успехом произойти в жизни большинства других звёзд. Если только расстояния между звёздами в прошлом не подвергались значительным изменениям, то представляется почти несомненным, что требуется допустить почти исключительное стечение обстоятельств для того, чтобы объяснить происхождение солнечной системы.
  • Таким представлялось положение вещей до недавнего времени. Но затем была предложена теория расширяющейся Вселенной как объяснение движений далёких вселенных, которые кажутся нам удаляющимися и притом так, что чем дальше вселенная, тем больше скорость её отступания. Я применяю слово кажутся намеренно, так как теория расширяющейся Вселенной основана на специфической интерпретации наблюдений. Если тело, испускающее излучение, движется по направлению к нам, то его излучение сжимается и кажется нам более коротковолновым, чем если бы мы сами находились на этом движущемся теле; если же тело удаляется от нас, то излучение, которое мы принимаем, кажется более длинноволновым. Это изменение длин волн, обусловленное движением, можно заметить всякий раз, как поезд проходит мимо нас и даёт свисток. Высота звука свистка резко падает, когда поезд проскакивает мимо и после приближения начинает удаляться от нас.
  • Излучение, которое доходит до нас от далёких вселенных, обладает большей длиной волны, чем соответствующее излучение от земных источников. Таково наблюдаемое явление; мы интерпретируем его как следствие удаления далёких вселенных. Но является ли это неизбежным и единственным возможным объяснением? Указывали, например, на то, что свет от этих отдалённых систем может подвергаться изменениям на протяжении его длинного пути через пространство. Но происходят ли наблюдаемые изменения длины волны излучения далёких систем в силу собственного движения этих систем, или же они возникают вследствие медленного и постепенного изменения длины волн по мере движения луча через пространство,-это вопрос, который в конце концов решат наблюдения. Так, можно надеяться, что большой 200-дюймовый телескоп, который теперь конструируется, позволит сделать выбор между обеими указанными возможностями; значительная светособирателъная сила этого гигантского телескопа даст возможность проникать в пространство значительно глубже, чем с каким-либо действующим теперь инструментом; она будет неоценима для этой цели.
  • Если этими наблюдениями будет установлено, что представление о расширяющейся Вселенной неправильно, то у нас не будет больше никаких оснований предполагать,что расстояния между звёздами в прошлом были в среднем существенно иными, чем теперь. С другой стороны, допустим, что наблюдениями будет доказано, что Вселенная в настоящее время находится в состоянии расширения. Какие выводы сможем мы сделать тогда об её прошлой истории? Предположить, что всё время имело место равномерное расширение, начавшееся с состояния очень значительного сжатия, означает принять допущение, которое, быть может, и правильно, но которое не допускает подтверждения в наблюдениях. Течение явлений в изменяющейся Вселенной может быть предметом математического анализа, и этот анализ обнаруживает, что здесь имеются различные возможности; одна из них есть равномерное расширение; пульсации с чередующимися периодами расширения и сжатия представляют собой другую возможность. У нас нет никаких способов установить, по какому же пути развивалась Вселенная в действительности (Примеч.- «Вселенная издана в одном экземпляре», — как сказал однажды Анри Пуанкарэ. (Ред.)). То, что звёзды были некогда разделены друг от друга в среднем гораздо меньшими расстояниями, чем теперь, это может быть верно, но может в не быть; число планетных систем может быть относительно очень малым, или, напротив, число их может быть гораздо большим, чем полагали обычно до недавнего времени.
  • Однако, на какую бы точку зрения мы ни встали, мы во всяком случае не имеем никакого основания считать, что солнечная система представляет собой единственное в своем роде образование. Она каким-то образом возникла, и было бы совершенно не логично допустить, что и другие системы не могли возникнуть подобным же образом. Вероятность может быть очень мала; однако, число планетных систем во всей Вселенной может быть значительным, так как число звёзд в каждой из звёздных вселенных в отдельности и число этих звёздных вселенных очень велико. Считают, что в той части пространства, в которую мы можем проникнуть с помощью 100-дюймового рефлектора, находится около 100 миллионов вселенных. Если число звёзд, обладающих планетными системами, в среднем не больше одной на каждую вселенную, всё же число планетных систем может быть значительным. Мне лично представляется, что мы не можем избежать заключения, что общее число планетных систем должно быть очень велико.
  • Существование планетных систем является необходимым условием возможности жизни в других областях Вселенной; однако, оно ещё недостаточно. В любой планетной системе условия в общем складываются скорее против существования жизни, чем за неё; они должны быть подобраны достаточно определённым образом для того, чтобы жизнь там могла быть возможной. Если планета очень близка к своему солнцу, температура на ней будет слишком высока; если она слишком далека, температура будет слишком низка. Если планета гораздо меньше Земли, она окажется не в состоянии удержать какую-либо атмосферу. Если она значительно больше Земли, то удержит слишком много атмосферы; действительно, если гравитационное притяжение настолько велико, что водород не сможет улетучиться из атмосферы, то образование ядовитых газов,-именно болотного газа и аммиака, которые мы обнаружили в атмосфере Юпитера и Сатурна,-представляетея неизбежным. Повидимому, весьма мала вероятность существования жизни на планете, которая значительно отличается от Земли по размерам и массе; эта планета не должна быть ни гораздо меньше Земли, ни значительно больше её.
  • Однако, это ещё не единственное ограничение. Огромные различия наблюдаются между силой света или светимостью отдельных звёзд. Существуют звёзды, называемые гигантами, светимость которых во много тысяч раз превосходит светимость Солнца. Имеются и другие ввёзды, называемые карликами, у которых светимость гораздо меньше, чем у Солнца. Так, например, светимость звезды Канопус в 80000 раз больше светимости Солнца; с другой стороны, светимость Солнца в 16000 раз больше, чем у слабого спутника яркой звезды Процион в созвездии Малого Пса. Если Солнце заменить на Канопус, то Земля оказалась бы столь горячей планетой, что всякая жизнь, растительная и животная, должна была бы сразу прекратиться на ней; её поверхность была бы выжжена в один миг как бы огненной струёй, и океаны немедленно превратились бы в пар. Если же заменить Солнце спутником Проциона, то Земля получала бы столь мало тепла, что океаны замерзли бы и холод стал бы так силён, что о жизни и тут не могло бы быть речи. Таким образом, намечаются достаточно тесные пределы не только для размеров планеты, которая должна служить пристанищем жизни; помимо этого, для каждой данной звезды существуют достаточно узкие пределы расстояний, на которых могут от них находиться планеты, с тем чтобы они не были бы ни слишком горячи, ни слишком холодны для жизни.
  • В случае нашей солнечной системы, если бы Земля находилась так же близко к Солнцу, как Меркурий, температура на ней была бы слишком высока для возможности жизни; с другой стороны, если бы она была так же далека от Солнца, как Юпитер, она была бы слишком холодна для того, чтобы на ней могла возникнуть жизнь.
  • Таким образом, существенным условием жизни на планете является, повидимому, некоторое соответствие, друг другу двух факторов, именно величины планеты и её расстояния от звезды-солнца. Недостаточно, чтобы только один из них имел надлежащее значение, т. е. чтобы только одно из соответствующих условий было выполнено, а другое нет. Может существовать множество планетных систем, совершенно лишённых жизни, или по той причине, что планеты у них слишком велики, или слишком малы, или же потому, что они слишком далеки от их звезды-солнца, или, напротив, что они слишком близки к ней. Совершение невозможно оценить отношение числа тех планет, у которых размеры и расстояния от звезды-солнца будут лежать в надлежащих пределах ко всем остальным; однако, это отношение, как можно думать, невелико.
  • Подведём итоги: условия, которыми необходимо задаться для обеспечения рождения планетной системы, могут быть столь исключительными, что среди обширного числа звёзд в любой звёздной вселенной можно считать вероятным найти только очень ограниченное число звёзд, окружённых системой планет; и среди этих планетных систем только у очень немногих условия окажутся таковы, чтобы жизнь могла на них существовать. Поэтому жизнь в других местах Вселенной есть, повидимому, исключение, а не общее правило. Если бы мы могли предпринять путешествие по Вселенной и обозревать каждую звезду, мы не нашли бы жизнь и тут, и там, и повсюду. Совершенно случайно в наших странствованиях мы встречались бы со звездами, обладающими семействами планет; немногие из них могли бы быть пристанищем жизни; однако, нашлись бы и такие, для которых все наши условия были бы удовлетворены. Если отношение числа планет, на которых жизнь может существовать, не больше чем одна на тысячу или даже на миллион, общее число миров, где возможна жизнь, было бы всё-таки значительным; столь велик масштаб строения Вселенной.
  • Нам могут возразить, что жизни может не быть и там, где условия благоприятны для ее существования. Конечно, у нас нет надежды когда-либо получить непосредственные данные относительно столь удалённых миров. Мы можем руководиться здесь только тем, что мы выяснили, изучая близкие к нам миры. Доказательства, что на Марсе имеется растительная жизнь, почти неоспоримы; они дают нам весьма основательную уверенность в том, что жизнь появляется везде, где условия благоприятны для неё.
  • Было бы праздным занятием рассуждать о том, какие формы жизнь могла бы принять на других мирах. Человеческой фантазии свойственно играть с мыслью о том, что где-то во Вселенной могут существовать разумные существа, равные человеку или даже превосходящие его своим интеллектом; существа, которые, как мы можем надеяться, устроили свою жизнь лучше, чем мы у себя. Но ни исследования астронома, ни исследования биолога не могут помочь нам в этих вопросах. Они должны остаться для нас навсегда запечатанной книгой. Однако, мало вероятно, чтобы ход эволюции мог бы быть одинаков на любых двух мирах. Незначительные различия в условиях, в климате и температуре, в атмосфере, в топографии могут оказаться решающими. В ходе эволюционных процессов может оказаться, что на той или иной стадии они разветвляются по тем или другим направлениям, причём малые изменения условий, пожалуй, даже тривиальные сами по себе, могут послужить причиной перехода на некоторые новые пути, совершенно видоизменяя весь процесс дальнейшего развития.
  • Следует отметить ещё одно обстоятельство и остановиться на шкале времени. Если бы мы могли странствовать не только в пространстве, но и вперёд и назад во времени, то мы, вероятно, наблюдали бы, как жизнь появляется, развивается в эволюционной последовательности, достигает кульминационных точек развития и затем исчезает; и этот процесс, протекая сперва на одной планете, повторяется затем на другой. Изучение солнечной системыподсказало нам мысль, что Марс давно пережил свой расцвет и что Венера представляет собой мир, который в будущем можем стать ареной развития жизни. Кульминация жизни не должна происходить одновременно на всех мирах, которые вообще способны обеспечить ее развитие, и вполне возможно, что жизнь в её наиболее развитых и высоких формах может существовать на том или ином мире только в течение незначительной доли его бытия.
  • Таким образом, мы подошли к концу всего нашего обзора. Мы выяснили, что во всей Вселенной имеет место существенное единообразие в строении материи. Те же самые, немногие по их числу, элементы встречаются повсеместно вплоть до самых отдалённых частей Вселенной, какие только оказались доступными для нашего изучения. Это те кирпичи, из которых сложена вся материя, от её простейших до высших форм. Мы видели также, что везде во Вселенной материя подчиняется одинаковым законам. Химия углеродного атома имеет основное значение для образования огромного множества чрезвычайно сложных молекул, составляющих основу живой материи. Атом углерода должен играть ведущую роль везде во Вселенной, где могла бы существовать жизнь. Это приводит нас к заключению, что живая материя возможна лишь при несколько ограниченных и особенных условиях. Как раз эти ограничения служат для нас как бы руководящим началом при определении вероятности, что жизнь может существовать на тех или других мирах.
  • Мы исходили из допущения, что там, где условия, требуемые для возможности жизни, имеются налицо, там жизнь автоматически и возникает. Это допущение может быть подвергнуто критике, как недоказанное, при отсутствии у нас точных данных о том, как возникла жизнь на Земле. Тем не менее, такое допущение представляется более правдоподобным, чем любое иное, и оно получает некоторое подтверждение в том, что мы имеем прямое доказательство наличия жизни-хотя только растительной жизни-на Марсе, который является единственной планетой, на которой в настоящее время мы вправе ожидать проявления жизни.
  • Но жизнь не распространена широко и обильно во Вселенной. Те пылающие солнца, которые мы называем звёздами, слишком горячи для того, чтобы на них могли образоваться химические соединения, кроме простейших. Мы можем надеяться встретить жизнь только на более холодных планетах. Но жизнь невозможна и на большинстве планет; у некоторых из них нет атмосфер; у других атмосферы состоят из ядовитых газов; некоторые из них слишком горячи, другие чрезмерно холодны. К тому же, только у относительно малого числа звёзд вообще имеются семейства планет. С обычной расточительностью природы, звёзды разбросаны в великих просторах, но только немногие избранные обладают планетными системами, способными нести на себе жизнь. Излучение миллионов миллионов звёзд испускается и в течение тысяч миллионов лет испускалось в пространство. Почти совершенно ничтожная часть излучения отдельных звёзд то тут, то там используется для создания возможностей жизни на одной из принадлежащих к ним планет; однако, судьба почти всей основной массы излучения есть одно только бесконечное странствование в безднах пространства.
  • И тем не менее, хотя все эти ограничения жёстко снижают число возможных пристанищ жизни во Вселенной, мы не можем отказаться от заключения, что жизнь рассеяна в ней хотя бы как редкое явление. Можно было бы ожидать, что каждая звезда распространяет жизнь вокруг себя; и действительно, многие утверждали, что так оно и есть. Но для такой точки зрения нельзя найти опоры в астрономии. Задача астронома — узнать всё, что он может о Вселенной, как он находит её. Но объяснить — почему Вселенная устроена так, как она существует, и почему жизнь столь скупо разлита в ней -это вопрос совершенно иного порядка. Для ответа на него астроном имеет не больше данных, чем кто-либо иной.

    ИЛЛЮСТРАЦИИ

    1. Звёздное облако в созвездии Стрельца

  • На снимке показана часть наиболее яркой области Млечного Пути. Самые плотные части облака образованы непрерывным фоном из слабых звёзд, которые столь многочисленны, что их изображения сливаются. На снимке видны многочисленные тёмные пятна и протоки; они вызваны скоплениями затемняющей пыли, находящимися перед облаком.
  • Центр Млечного пути лежит в направлении созвездия Стрельца, так что мы смотрим здесь через нашу звёздную вселенную, сквозь её наибольшую толщу. По этой причине плотность звёзд в этой области столь велика.
  • Расстояние центра системы Млечного Пути от Солнца порядка 30000 световых лет, или около 260 биллионов (2,6•1014) км.
  • Снимок Франклин-Адамса.

    • 2. Большая туманность в созвездии Ориона

  • Эта туманность видна невооружённым глазом как светящееся пятно в мече Ориона, ниже средней из трёх звёзд, образующих его пояс. Яркая часть туманности имеет в поперечнике около 10 биллионов (1013) км, но размеры слабых внешних частей по крайней мере в три раза больше. Туманность состоит из газообразной материи чрезвычайно малой плотности, примерно в 10-15 раз меньше плотности воздуха при нормальных условиях (т. е. гораздо разрежённее, чем в наилучшем возможном вакууме); однако ввиду огромных размеров туманности масса её в 10000 риз больше массы Солнца. Туманность светится светом заключённых в ней звёзд. Белые круглые точки-изображения звёзд, большое белое пятно наверху снимка-изображение яркой звезды.
  • Снимок Ритчи и Пез на 24-дюймовом рефлекторе Йеркской обсерватории 19 октября 1901 г.

    • 3. Млечный Путь около звезды Ро Змееносца

  • На снимке изображена область Млечного Пути вблизи звезды Ро Змееносца недалеко от видимой невооружённым глазом яркой звезды Антарес в созвездии Скорпиона. На фотографии видно большое количество слабых звёзд — слабых в силу их огромного расстояния, но не потому, что их светимость мала. В правой части снимка видна хорошо очерченная область, почти свободная от звёзд. Она имеется здесь потому, что облако затемняющей пыли, находящееся сравнительно недалеко от Солнца, заслоняет от нас далёкие звёзды. Те немногочисленные звёзды, которые остаются видимыми, лежат между Солнцем и облаком и проектируются на его фон. На снимке можно видеть и другие затемняющие пятна.
  • В центральной части видны яркие пятна; это-массы раскалённого газа. Затемнения пылевыми облаками и яркие туманности очень часто встречаются в Млечном Пути, в близком соседстве друг с другом.
  • Снимок д-ра Э. Барнарда на 10-дюймовом телескопе Маунт-Вильсоновской обсерватории 5 апреля 1905 г. Выдержка 4 ½ часа.

    • 4. Луна. Апеннины и Архимед

  • Горный хребет Апеннин представляет собой самое крупное горообразование на Луне; его длина равна приблизительно 1000 км; наибольшая высота 6300 м. Горы поднимаются постепенно на юго-западе, но падают круто вниз с большими пропастями на северо-востоке (на снимке север наверху и запад направо).
  • К северу и к востоку от Апеннин лежит большая лунная равнина, называемая Морем Дождей (Mare Imbrium). -Бороздки на этой равнине отмечают границы последовательных потоков лавы.
  • В центре верхней части снимка видна кольцевая гора (лунный кратер) Архимед; его диаметр 80 км. Наивысшая точка кратера на 2200 м возвышается над его дном, которое само на 200 м ниже окружающей поверхности. Кратеры в правом верхнем углу-Аристилл (верхний) и Автолик (нижний).
  • Снимок сделан д-ром Мур и Чэпеллем на 36-дюймовом рефракторе Ликской обсерватории 26 октября 1937 г.

    • 5. Луна. Область кратеров Тихо и Клавия

  • На снимке показана область в южной части лунной поверхности, замечательная своей исключительной гористостью. Вся область как бы заполнена пчелиными сотами в виде кратеров всевозможных размеров, от самых малых до самых больших. При этом многие из кратеров заключены внутри других или налегают на валы других кратеров.
  • Немного левее центра снимка-кратер Тихо, наилучший образец лунных кратеров. Его поперечник 90 км, высота 5100 м, так что Мон-Блан, поставленный внутри кратера, не поравнялся бы с ним по высоте. Центральный пик, тень от которого видна на дне кратера, имеет высоту в 1650 м. От кратера Тихо распространяется обширная сеть лучей, которую можно наблюдать около полнолуния; некоторые из этих лучей тянутся на тысячи километров, проходя через долины и горы.
  • Большой кратер внизу снимка-Клавий; его диаметр 225 км; на его валу и внутри его многочисленные малые кратеры.
  • Снимок сделан одновременно с предыдущим (рис. 4) теми же астрономами и на том же инструменте.

    • 6. Луна. Область Коперника

  • Коперник-название большого кратера в центре снимка. Его диаметр 90 км. Кольцевые горы, достигающие высоты 3300 м над дном кратера, опускаются довольно полого с его внешней стороны, но очень круто, с глубокими пропастями, с внутренней стороны. На снимке видны светлые полосы или лучи, исходящие от кратера (например, в нижнем левом углу); следует обратить внимание, что они проходят через горы и через другие кратеры.
  • Направо от Коперника около сотни малых кратеров диаметром от 120 до 150 м, многие из них расположены рядами.
  • Горная цепь в верхней левой части снимка известна под названием Карпат.
  • Снимок, одновременный с рис. 4 и 5, тех же астрономов и на том же инструменте.

    • 7. Планета Юпитер

  • Вверху даны два рисунка Юпитера, исполненных Т.Филиппсом. Левый был сделан 24 апреля 1908 г.; на нём в виде чёрного пятна виден третий спутник Юпитера (Ганимед), проходящий перед диском планеты. На рисунке видны обычные очертания Красного Пятна; оно представляет собой ясно заметный овал и находится в соединении с Южным Тропическим Возмущением. Правый рисунок исполнен 9 марта 1933 г. На нём около левого края диска планеты виден первый спутник (Ио), частично закрывающий свою тень; у правого края четвёртый спутник (Каллисто) проходит по диску в его нижней части и отбрасывает свою тень на диск.
  • На обоих этих рисунках представлены в общем одни и те же области планеты; они показывают изменения вида отдельных деталей, которые относятся к атмосфере планеты, а не к её поверхности.
  • Внизу-два снимка Юпитера; они сняты д-ром Джефферсом на 36-дюймовом рефракторе Ликской обсерватории 13 октября (левый снимок) и 21 октября 1939 г. (правый). На этих снимках ясно видна сложная система тёмных полос Юпитера. На правом снимке видно Красное Пятно, левее и выше центра видимого диска.

    • 8. Планета Сатурн

  • Вверху снимок Сатурна, полученный д-ром Джефферсом на 36-дюймовом рефракторе Ликской обсерватории 21 октября 1939 г. Диаметр внешнего кольца около 275000 км, ширина его-16ООО км; внешний диаметр внутреннего кольца порядка 232000 км, ширина 25000 км; ширина просвета между обоими кольцами порядка 5000 км. Слабо святящееся внутреннее кольцо на снимке не видно. Следует обратить внимание на тень, отбрасываемую на кольцо телом планеты. Видны пояса Сатурна; они гораздо менее отчётливы, чем полосы Юпитера.
  • Внизу показаны четыре снимка Сатурна в ультрафиолетовых, фиолетовых, жёлтых и красных лучах. Различие внешнего вида планеты на этих снимках объясняется различной глубиной проникания лучей разной длины волны в атмосферу Сатурна. Снимки сделаны д-ром Райтом на Кросслеевском рефлекторе Ликской обсерватории 25-26 августа 1929 г.
  • Следует отметить различный вид колец на верхнем и нижнем снимках. В 1929 г. кольца были широко раскрыты, в 1939 г. они были видимы под более острым углом. Вид колец зависит от высоты Земли над их плоскостью; эта высота достигает в максимуме 27°. Когда Земля проходит через плоскость колец, они становятся почти невидимыми и производят впечатление тонких иголок, выступающих с обеих сторон планеты.
  • Кроме того, они становятся невидимыми и тогда, когда Солнце проходит в их плоскости и, следовательно, освещает их в точности в ребро.

    • 9. Спектры планет-гигантов

  • На рисунке показаны (сверху вниз) спектры Луны, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Шкала длин воли дана наверху; единицей длины служит 10-10 м (один ангстрем); таким образом, длина волны в 5000 равна 5•10-4 мм. Спектр Луны есть спектр солнечного света, отражённого Луной. Линии поглощения, обозначенные Фраунгофером через А и В, вызваны кислородом в земной атмосфере; линия а-вызвана водяными парами в атмосфере Земли, линии С, F, D, Е и b-солнечного происхождения; С и F-водородные линии, D-линия натрия, Е-железа и b-магния. Все эти линии поглощения имеются и в спектрах Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Но в спектрах этих планет видны и другие поглощения, отсутствующие в спектре Луны; они зарождаются в атмосферах самих планет. В спектре Юпитера, рядом с С (налево), имеется слабое поглощение, вызываемое аммиаком; оно ещё слабее в спектре Сатурна и невидимо в спектрах Урана и Нептуна. Но другие поглощения усиливаются по интенсивности от Юпитера до Нептуна; все они вызваны болотным газом (метаном); они настолько сильны в спектрах Урана и Нептуна, что жёлтые и красные части этих спектров почти срезаны. По этой причине обе эти планеты имеют характерный для них зелёный цвет. Требуется слой болотного газа толщиной в 40 км при атмосферном давлении, для того чтобы дать такие же сильные поглощения, как в спектре Нептуна.

    • 10. Планетные спектры

  • На рисунке показаны части спектров Венеры, Юпитера и Сатурна для пояснения состава их атмосфер. Вверху показаны части спектров Солнца и Венеры в одном и том же масштабе (а-Солнца; b и с-Венеры). Многие линии поглощения— общие в обоих спектрах; все они вызываются внешними слоями солнечной атмосферы. Но в спектре Венеры видно много дополнительных поглощений, отсутствующих в спектре Солнца. Все они вызываются углекислым газом в атмосфере Венеры.
  • Внизу даны инфракрасные участки спектров Солнца, Сатурна и Юпитера. Поглощения, принадлежащие аммиаку (они показаны отдельно под спектром Юпитера), присутствуют в спектре Юпитера и несколько слабее в спектре Сатурна; в спектре Солнца их нет; это доказывает, что аммиак присутствует в атмосферах Юпитера и Сатурна.

    • 11. Облака на Венере

  • На рисунке воспроизведена часть снимков Венеры, полученных д-ром Россом в июне 1927 г. на 60-дюймовом рефлекторе Маунт-Вильсоновской обсерватории; все они сняты в ультрафиолетовых лучах. Контрасты на оригинальных негативах были значительно усилены при копировке, чтобы сделать детали более отчётливыми. На снимках в красных лучах эти детали невидимы.
  • Сравнение снимков, сделанных в один и тот же день, обнаруживает реальность полученных на них деталей; эти детали наблюдаются двух типов: к первому относятся яркие облака, образующие как бы вздутия на крае диска; ко второму-тёмные облака, производящие впечатление выемок в крае диска. Тёмные облака чаще всего видны у «терминатора», т. е. у линии, отделяющей освещённую Солнцем часть планеты от её тёмной части.
  • Яркие облака являются, вероятно, лёгкими перистыми облаками над слоем постоянной облачности, который лежит над желтоватой атмосферой. Там, где в верхних слоях атмосферы нет облаков, ультрафиолетовые лучи не отражаются обратно, и создаётся впечатление тёмного облака.

    • 12. Снимки Марса и земного пейзажа

  • На рисунке даны два снимка Марса (а и b) и два снимка г. Сан-Хозе, снятых с вершины горы Моунт Гамильтон, Калифорния (с и d). Снимки а и с сделаны в ультрафиолетовых лучах (короткая длина волны), снимки b и d-в инфракрасных лучах (большая длина волны). Отдалённые горы и город Сан-Хозе в долине отчётливо видны на d, но они совершенно затушёваны на с. Расстояние г. Сан-Хозе от места съёмки около 23 км; короткие ультрафиолетовые лучи не могли пройти сквозь такую толщу земной атмосферы. Детали поверхности Марса ясно видны на b, но не на а, чем доказывается присутствие на Марсе атмосферы, достаточно протяжённой для того, чтобы не дать возможности ультрафиолетовым лучам дойти до поверхности Марса и выйти обратно.
  • Фотографии получены д-ром Райтом на Кросслеевском рефлекторе Ликской обсерватории.

    • 13. Облака на Марсе

  • Серия из шести снимков Марса в ультрафиолетовых лучах; на них видно образование и рост белого облака в течение второй половины дня, т. е. после полудня на Марсе. Фотографии в порядке слева направо получены через некоторые промежутки времени, в общей сложности в течение около четырёх часов; за это время планета повернулась вокруг оси на 55°. Положение самой яркой точки облака при последовательных положениях планеты показано стрелками в нижнем ряду; направление вращения планеты вверх и налево на снимках. Облако совершенно не видно на первом снимке; оно появляется на втором и усиливается по мере того, как оно вращается вместе с планетой в течение послеполуденных часов на Марсе, вплоть до захода Солнца. Снимки сделаны 16 октября 1925 г. на Ликской и Маунт-Вильсоновской обсерваториях. На трёх нижних фотографиях наблюдается образование жёлтого облака; оно видимо в инфракрасных, но не в ультрафиолетовых лучах. Средний снимок сделан в ультрафиолетовых лучах, оба боковых-в инфракрасных; детали на обоих этих снимках смещены из-за вращения планеты. Если повернуть снимки на 90°, то пятна на них напоминают оленью голову с рогами. На левом снимке можно увидеть, как раз под шеей оленя, яркое пятно; оно невидимо на правом снимке, а также на среднем в ультрафиолетовых лучах; это белое пятно и есть желтое облако.
  • Снимки д-ра Райта на Ликской обсерватории 2-3 ноября 1926 г.

    • 14. Планета Марс

  • В верхней части даны четыре фотографии Марса, полученные в 1939 г. 20 июля (левый верхний), 23 июля (правый верхний), 11 августа (левый нижний) и 31 августа (правый нижний) д-ром Джеффрейсом на 36-дюймовом рефракторе Ликской обсерватории через жёлтый светофильтр; таким образом, контрасты на снимках соответствуют визуальным наблюдениям Марса. На них отчётливо видны яркая шапка на южном (верхнем) полюсе, тёмные области-зоны растительности, светлые области-пустыни. На снимках видны также и более тонкие детали, которые некоторые наблюдатели Марса интерпретировали как искусственные каналы.
  • Внизу-снимки Марса в ультрафиолетовых лучах (слева) и в инфракрасных лучах (справа). Последний воспроизводит твёрдую поверхность планеты, тогда как первый, лишённый всяких деталей, — её атмосферную оболочку.
  • О различии диаметров обоих снимков см. текст книги, стр. 142.

    • 15. Спиральная туманность Меесье 101 в созвездии Большой Медведицы

  • Объекты, называемые спиральными туманностями, представляют собой звёздные вселенные, лежащие за пределами нашей звёздной системы; они сравнимы с этой последней по размерам и массе. Система Меесье 101 видна нам с широкой стороны, так что её спиральная структура показана вполне отчётливо. Так же как и наша звёздная система, она медленно вращается в пространстве. Если бы мы могли посмотреть на нашу звёздную систему в её полный раствор, она имела бы такой же вид, как Меесье 101. Скопления звёзд в спиральных рукавах соответствуют звёздным облакам Млечного Пути. Замечаются пятна ярких туманностей-это раскалённая газообразная материя, а также и тёмные пятна, вызванные поглощением света разрежёнными массами пыли; такие образования весьма распространены по всему Млечному Пути. Расстояние до Меесье 101 имеет порядок 1 ¼ миллиона световых лет.
  • Снимок д-ра Ритчи на 60-дюймовом рефлекторе Маунт-Вильсоновской обсерватории 11 марта 1910 г. Выдержка 7 ½ часов.

    • 16. Спиральная туманность в созвездии «Волоса Вероники»

  • Объект, изображённый на этой фотографии, есть спиральная туманность, видимая нами почти точно в ребро. Она иллюстрирует, насколько удовлетворительно структура этих объектов соответствует модели Гершеля. Как мы говорили, Гершель предполагал у нашей звёздной системы весьма сжатую форму, подобную диску мельничного жёрнова. Следует обратить внимание на яркое центральное ядро и на поглощающую материю, распространённую в срединной плоскости туманности. Такая же поглощающая материя из мелкой пыли широко рассеяна и в центральных частях Млечного Пути; этим создаётся впечатление, что Млечный Путь на большей части его протяжения разделяется на два рукава; центральная часть его невидима нам из-за тумана космической пыли.
  • Если бы наша звёздная вселенная наблюдалась в ребро с большого расстояния, она имела бы вид туманности, представленной на этом снимке. Наше Солнце находится приблизительно на половине расстояния между центральным ядром и внешним краем.
  • Расстояние до этой туманности порядка 6 1/2 миллионов световых лет.
  • Фотография д-ра Ритчи на 60-дюймовом рефлекторе Маунт-Вильсоновской обсерватории 6-7 марта 1910 г. Выдержка 5 часов.

    • При подписании книги в печать Издательство по техническим причинам было вынуждено снять рисунок 17.

    к началу

    назад