Написать текст

Больше, чем физика. Часть 11. Что движет солнце и светила?

Александр Чушков


— В одной моей старой книге есть такое место, — он нахмурился, вспоминая:
— "…о скитаньях вечных и о Земле… Кто владеет Землей? И для чего нам
Земля? Чтобы скитаться по ней? Для того ли нам Земля, чтобы не знать
на ней покоя? Всякий, кому нужна Земля, обретет ее, останется на ней,
успокоится на малом клочке и пребудет в тесном уголке ее вовеки…"

(Рэй Бредбери)


Когда я только начинал создавать цикл «Больше, чем физика», я уже тогда для себя решил, сделать 10 выпусков, после чего подвести какой-то промежуточный итог. А потом продолжить создавать уже как бы новый сезон. Но вышло не совсем так, как планировалось. Часто так бывает, что по ходу творческого процесса у произведения появляется своя внутренняя логика, которая не всегда совпадает с замыслом автора. И уже не автор ведёт произведение, а произведение ведёт автора.

И хотя «Больше, чем физика» — это не художественное произведение, а, скорее, научно-популярный труд, тем не менее, я отношусь к нему как к некому синтезу науки и творчества. Может, когда-то такому синтезу придумают определённое название, но пока я буду это называть просто «наука и творчество».

Предыдущая глава была посвящена массе. И в конце я сделал, как обычно анонс, сказав, что в следующий раз мы поговорим о гравитации.

Тут тоже надо сделать ремарку. Что значит, «мы поговорим»? Я ведь один говорю, поэтому, вроде как, правильнее было бы сказать не «мы поговорим», а «я расскажу». Но, если я расскажу, а у вас после этого, или по ходу моего рассказа не возникнет в голове внутренний диалог, то, значит, я зря старался. Если у читателя не возникает внутренний диалог, значит, автор говорит в пустоту. Кому я рассказываю, если на мой рассказ нет никакого отклика? Смысл есть, если я говорю «А», а вы говорите «Б». А если я сказал «А», а в ответ — тишина, значит, всё было напрасно.

Впрочем, поскольку меня не только читали, но и комментировали, и задавали вопросы, значит, внутренний диалог был, значит, всё было не зря.

Но вернёмся к гравитации. Все тела притягиваются друг к другу, это и есть явление гравитации. Я обращаю внимание: все. Обращаю внимание ещё раз: все тела. То есть, абсолютно. Гравитация, то есть, то есть, способность притягивать к себе, неотъемлемое свойство всех тел. Вы сидите перед компьютером и притягиваете его, а он — вас.

Почему же мы этого не замечаем? Потому что сила тяготения — очень слабая. Из всех четырёх известных науке взаимодействий, гравитационное — самое слабое. Настолько слабое, что в повседневной жизни мы замечаем притяжение только к одному телу — к планете Земля. Все остальные тела, которые находятся на Земле, слишком малы для того, чтобы мы замечали их притяжение. Но оно есть. В лабораториях учёные установили и измерили силу, с которой притягиваются друг к другу различные тела.

Есть такая известная всем история, о том, как Ньютон открыл всемирное тяготение, то есть, ту самую гравитацию. Вроде бы как он сидел под яблоней, ему на голову упало яблоко, и он понял, что все тела притягиваются друг к другу. При этом надо понимать, что яблоко притягивалось не к голове Ньютона, а к планете Земля, голова просто встала у него на пути. Но это всё — шутки, поскольку, на самом деле, чтобы прийти к открытию всемирного тяготения, Ньютоном была проделана долгая и упорная работа. И ещё большая работа была проделана предшественниками Ньютона: Галилео Галилеем, Робертом Гуком, Фернсисом Бэконом, Иоганом Кеплером и другими товарищами. Сам Ньютон сказал по этому поводу: «Если я и видел дальше других, то лишь потому, что стоял на плечах гигантов». Гигантами он называл своих предшественников, этих самых учёных.

В чём была заслуга Ньютона? И до него было известно, что все тела падают на Землю. Галилей даже вычислил ускорение, с которым падают тела. И до Ньютона было известно, что планеты вращаются вокруг Солнца по определённым законам. Эти законы вычислил Кеплер. Но открытия Кеплера были сами по себе, а открытия Галилея — сами по себе. Ньютон же объединил законы Кеплера и закон Галилея в один закон всемирного тяготения. Он первым заявил, что тела к Земле притягиваются точно так же, как планеты к Солнцу, поэтому и назвали этот закон — законом всемирного тяготения.

На основании закона всемирного тяготения удалось посчитать силу, с которой Земля притягивается к Солнцу, Луна — к Земле, а планеты — к Солнцу и друг к другу. Вполне ожидаемо оказалось, что, чем больше планета, тем сильнее она к себе притягивает, тем сильнее её гравитация. А мерой гравитации является такая физическая величина как масса.

Помните, в прошлый раз я говорил, что масса — это мера инертности? Чем массивнее тело, тем труднее изменить его скорость, тем труднее его сдвинуть, или остановить. С планетами всё тоже самое, у них тоже есть инертность, их инертность огромна, в сравнении с инертностью привычных нам тел, и массы планет тоже огромны. Масса Земли в тоннах записывается числом с двадцатью нулями. Поэтому очевидно, что если мы будем толкать Землю, мы с места её не сдвинем.

Но мы знаем, что Земля наша движется — вращается вокруг Солнца. То есть, Солнце каким-то образом действует на Землю, меняя характер её движения. Если бы не было Солнца, Земля бы неслась куда-то прямо по просторам вселенной, а она вращается, потому что на неё действует Солнце. При этом, как мы понимаем, Солнце с Землёй не соприкасается, действуя на расстоянии. Мы вот с вами так не можем, а звёзды и планеты могут. Почему? Потому что у нас мало гравитации, а у звёзд и планет — достаточно.

Получается, что Землю тяжело сдвинуть, потому что у неё большая инертность, но Солнце может это сделать, потому что у Солнца большая гравитация. И у Земли большая гравитация, достаточная для того, чтобы сдвинуть Луну, хотя, у Луны тоже большая инертность, и мы с вами её никак не сдвинем. Два неотъемлемых свойства: инертность и гравитация. И у обоих свойств есть своя мера. И обе эти меры называются одинаково: масса.

Учёные различают эти массы, говорят: «инертная масса» и «гравитационная масса». При этом, добавляют, что для любого тела эти массы равны. Инертная масса тела всегда равна его гравитационной массе. Что это означает на практике? Что, чем труднее сдвинуть тело, тем сильнее оно притягивает к себе другие тела. Луну легче сдвинуть, чем Землю, Землю — легче, чем Солнце, и, в то же время, Солнце притягивает к себе сильнее Земли, Земля — сильнее Луны.

Когда я говорю, сильнее притягивает, я имею в виду, на одном и том же расстоянии. Понятно, что вблизи Земли притяжение Земли сильнее, чем притяжение любого другого тела. Об этом закон всемирного тяготения и говорит, что тела притягиваются друг к другу с силой пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Формулу можете посмотреть самостоятельно в интернете, или в учебнике. На формуле я заострять внимание не буду. Заострю на другом.

Итак, все тела притягиваются. У каждого тела есть неотъемлемое свойство — притягивать к себе все остальные тела. Что значит, неотъемлемое? Значит, что каждое тело обладает этим свойством. Без такого свойства тела не существует. У каждого тела есть своя гравитация, то есть, способность притягивать к себе другие тела.

Кто-то, может, скажет, что в космосе есть невесомость? Но невесомость не имеет к отсутствию гравитации никакого отношения. Невесомость на космической станции возникает вследствие того, что станция вращается вокруг Земли. А вращается она как раз потому, что у Земли есть гравитация. Земля притягивает к себе космическую станцию, тем самым, не давая улететь ей в космическое пространство. Точно так же, как Солнце притягивает к себе Землю.

Все космические тела обладают гравитацией, поэтому гравитация есть везде. При этом обратного свойства — отталкивать от себя другие тела, в космосе не обнаружено. Есть такие явления как отталкивание одноимённых электрических зарядов, отталкивание одноимённых полюсов магнита, но эти свойства наблюдаются только в малых масштабах, на сравнительно небольших расстояниях. И эти свойства присущи далеко не всем телам. А вот гравитация присуща всем и действует в масштабах космоса. То есть, выходит так, что космические тела только притягиваются, и не отталкиваются. Догадываетесь, к чему я клоню?

Если в космосе есть только притяжение, и нет отталкивания, то чем всё должно закончиться? Правильно, все космические тела притянутся друг к другу, и окажутся в одном месте. Но почему-то ничего подобного во Вселенной не наблюдается. И даже наоборот, наблюдается ровно противоположное: далёкие галактики, вместо того, чтобы притягиваться, почему-то удаляются. Причём, чем дальше находится от нас галактика, тем быстрее она удаляется. Это открытие сделал в начале XX века американский астроном по фамилии Хаббл, и это явление легло в основу теории Большого Взрыва.

О теории Большого Взрыва вы, наверняка, что-то слышали. Есть сериал с таким названием. И поскольку то, что эта теория описывает, является основой основ нашей Вселенной, то говорить об этом надо отдельно.

Подпишитесь на наш канал в Telegram, чтобы читать лучшие материалы платформы и быть в курсе всего, что происходит на сигме.

Автор

Александр Чушков
Александр Чушков
Подписаться