Рождение миров - [5]

У камня, брошенного человеческой рукой, и у пули, выпущенной из винтовки, в полете тоже происходит сложение двух движений — поступательного и падения. И в результате этого линия полета пули — ее «орбита», или, как принято называть — ее траектория, имеет форму кривой линии. В конце своего полета и камень и пуля падают на землю.

Луна же упасть на Землю не может, так как кривизна ее «траектории» — орбита — почти в точности соответствует кривизне поверхности земного шара. Поэтому Луна, «падая» на Землю, не приближается к ней, — она движется параллельно земной поверхности — и можно сказать, что она «падает не падая».

Под влиянием тяготения Земли Луна отклоняется от прямого пути, но к Земле не приближается, так как лунная орбита почти параллельна земной поверхности.

Мысль о возможности такого своеобразного падения Ньютон пояснил с помощью воображаемого опыта с пушкой.

На вершину холма поставим пушку, ее ствол направим строго горизонтально и вообразим, что Земля имеет форму совершенно правильного шара, что она не вращается вокруг своей оси, что воздух никакого сопротивления нашим снарядам не оказывает, а пушка позволяет применять неограниченно мощные заряды.

Начнем стрелять. При начальной скорости около тысячи метров в секунду и высоте холма в 122,25 метра снаряд пролетит 5 километров и под влиянием земного тяготения упадет на землю.

Следующий выстрел произведем более сильным зарядом, и, очевидно, второй снаряд пролетит дальше первого. Будем постепенно увеличивать пороховые заряды, наращивая с каждым выстрелом скорость снаряда и тем самым увеличивая дальность его полета.

Допустим, что дуло пушки направлено на север — наши снаряды, пролетая все дальше и дальше, рвутся в полярной тундре, среди арктических льдов, они проносятся над Северным полюсом, падают в районе Берингова пролива. Мы продолжаем увеличивать заряды, и снаряды начинают достигать экватора, перелетают через него, проносятся над Южным полюсом…

Опыт с пушкой.

Наконец, при скорости около 7900 метров в секунду снаряд облетит вокруг Земли и ударится о южный склон нашего холма.

Если же мы придадим снаряду скорость, равную 7912 метрам в секунду, то через 1 час 24 минуты и 16 секунд снаряд пролетит мимо пушки и станет вечно летать вокруг Земли, как ее маленький спутник, как ее вторая Луна. При такой скорости путь снаряда получится круговым — в каждую секунду полета снаряд будет падать по направлению к Земле на столько сантиметров, на сколько он удалился бы от нее, двигаясь прямолинейно, то есть он будет «падать не падая».

Продолжим наш опыт, еще более увеличим заряды, и с каждым выстрелом наша планета станет приобретать нового спутника, но орбиты этих искусственных маленьких лун получатся уже не круговые, а овальные, то есть имеющие форму эллипсов. И чем больше будет скорость снарядов, тем сильнее окажется вытянутость этих эллипсов.

Скорость движения Луны по ее орбите как раз такова, что Луна описывает вокруг Земли слабо вытянутый эллипс. Земля и все остальные планеты, астероиды и многие кометы тоже обращаются вокруг Солнца по эллипсам. Это доказывает, что и Солнце обладает силой притяжения, которая убывает с расстоянием и удерживает всех членов солнечной семьи на их орбитах.

Разрезая конус под различными углами к основанию, получают одну из четырех кривых: круг, эллипс, параболу и гиперболу. Цели разрез параллелен основанию, то получается круг; если разрез параллелен образующей конуса — парабола.

Продолжим дальше наш опыт и еще увеличим скорость снарядов. С каждым выстрелом снаряды будут описывать в пространстве около Земли все более и более удлиненные эллипсы, и, наконец, при начальной скорости в 11 200 метров в секунду снаряд покинет Землю и более никогда не вернется на нее. Он полетит уже не по эллипсу, а по кривой линии, которая называется параболой. При еще больших скоростях снаряд будет двигаться по одной из ветвей кривой линии другого вида, называемой гиперболой.

Все небесные тела в зависимости от их скорости движутся по кривым одного из этих видов — по эллипсам, параболам или гиперболам. Орбиты планет — почти круги, орбиты астероидов и многих комет — эллипсы, орбиты некоторых комет — параболы, среди метеоритов, бороздящих ночное небо золотыми искрами, есть такие, которые двигались до своей встречи с Землей по гиперболам.

Величина силы тяготения

Закону тяготения подчиняется каждая частица материи. Благодаря притяжению Земли с гор сбегают ручьи, подброшенные камни падают только вниз, легкий и подвижный воздух не разлетается в пространстве.

Притяжение Луны подымает морские воды двумя огромными валами, и они прокатываются по всем морям и океанам, образуя грозное явление прилива. А притяжение Земли удерживает Луну на ее орбите. Все планеты с их спутниками, хвостатые кометы, малютки-астероиды и мелкие камешки-метеориты обращаются вокруг Солнца. Все в мире скреплено, связано прочными узами взаимного притяжения — оно всюду и везде, и даже далекий Сириус оказывает свое влияние на Землю.

Однако в повседневной жизни мы ощущаем только притяжение Земли, совершенно не замечая притяжения предметов друг к другу. Пешеходы на улице не притягиваются к зданиям, мимо которых они проходят. Автобусы, троллейбусы и трамваи свободно встречаются и разъезжаются, не испытывая никакого притяжения друг к другу. Птицы пролетают возле гор, не притягиваясь к ним.