Текст книги "Хвостатые звезды"
Автор книги: Феликс Зигель
сообщить о нарушении
Текущая страница: 4 (всего у книги 9 страниц)
В апреле были получены письма из Германии, в которых сообщалось, что комета обнаружена. Только теперь Мессье известил Академию наук о своем открытии. Там, однако, его встретили весьма неприветливо: ведь комета, которую «открыл» Мессье, уже давно сияла на небе.
Так эта долгожданная комета появилась почти незамеченная астрономами. Больше всего радовались появлению кометы Клеро, Лепот и Лаланд. Еще бы! Работа, выполненная ими, не пропала даром. Комета прошла через перигелий своей орбиты 12 марта, то есть в пределах того срока, который указал Клеро.
Закон всемирного тяготения одержал полную победу. Никто теперь не сомневался в существовании периодических комет, подобных комете Галлея. Кометы оказались полноправными членами нашей солнечной системы, движущимися по закону всемирного тяготения. Суевериям и страхам, связанным с этими небесными светилами, был нанесен решительный удар.
Комета вскоре удалилась от Солнца и снова на 76 лет скрылась от человеческих глаз.
После ее ухода подсчитали, что комета Галлея подошла к Земле ближе, чем любое другое небесное тело, исключая Луну. В момент наибольшего сближения с Землей комета была всего в 18,5 миллиона километров от земного шара.
В честь блистательной победы закона всемирного тяготения французская Академия наук решила весьма своеобразно наградить прекрасную вычислительницу – г-жу Лепот. К этому представлялся следующий подходящий случай.
В 1761 году должно было состояться редкое астрономическое явление – прохождение планеты Венеры перед диском Солнца. В этот момент Солнце, Земля и Венера находятся почти на одной прямой, и Венера загораживает собою часть Солнца. В телескоп должно быть видно, как маленький черный кружочек – Венера – ползет по ослепительной солнечной поверхности. Эдмунд Галлей разработал способ, по которому, наблюдая прохождение Венеры, можно сравнительно легко определить расстояние ее до Солнца. Для этого надо было наблюдать это прохождение планеты по солнечному диску, с двух достаточно удаленных друг от друга пунктов земного шара.
Французская Академия направила с этой целью астронома Лежантиля в Индию, где он должен был провести необходимые наблюдения. Однако Лежантилю не повезло. В то время между Англией и Францией шла война из-за торгового преобладания в Индии. Лежантиль из-за военных действий плыл очень долго и в конце концов опоздал. Прохождение уже состоялось.
Что было делать? Возвращаться на родину? Предстояло долгое и опасное путешествие. Лежантиль знал, что прохождения Венеры повторяются через каждые 8 и 125 лет. Так как следующее прохождение должно было наблюдаться в 1769 году, Лежантиль в конце концов решил остаться на восемь лет в Индии.
Наконец наступил долгожданный день. С утра стояла чудесная погода, и Лежантиль радовался, что он не зря восемь лет провел в Индии. Но как только началось прохождение Венеры по солнечному диску, на Солнце набежали тучи, и Лежантиль ничего не увидел.
Огорченный Лежантиль в память своего злополучного путешествия вывез из Индии красивый цветок, в то время не известный в Европе. Этот цветок французская Академия решила назвать именем вычислительницы, участвовавшей в определении орбиты кометы Галлея.
Лепот звали Гортензией – так же назвали и цветок.
Пропавшая комета
осле открытия кометы Галлея (хотя и с опозданием против Палича) Мессье решил посвятить свою жизнь дальнейшим поискам и исследованиям комет. Каждую ясную ночь Мессье занимался своими розысками. Составленный им каталог туманностей облегчал задачу.
Но проходили дни, месяцы, годы, а на небе не появлялось ни одной кометы. Мессье уже хотел бросить бесплодное занятие, как вдруг 28 сентября 1763 года ему, наконец, повезло: он открыл комету. Она, правда, была очень слабенькой, хвоста не имела и представляла собою маленькое туманное пятнышко.
Мессье удалось открыть еще несколько комет. Среди его небесных «трофеев» особенно странной оказалась комета, появившаяся в 1770 году.
В ночь с 14 на 15 июня этого года Мессье заметил в созвездии Стрельца небольшую туманность. Через два дня в центре туманности можно было рассмотреть яркое ядро, похожее на звезду. Комета быстро приближалась к Земле. 21 июня ее можно было наблюдать уже простым глазом. В начале июля комета исчезла в лучах Солнца, и наблюдения пришлось временно прекратить.
В это время уже была вычислена ее параболическая орбита и можно было предсказать, в каком месте неба, обогнув Солнце, она должна снова появиться. Комета вышла из-за Солнца в том месте, на которое указали вычисления, но вскоре Мессье обнаружил, что комета, удаляясь от Солнца, двигалась не так, как ей полагалось.
В это время в Петербурге русский академик Лексель наблюдал ту же комету. Он установил, что комета движется не по параболе, как предполагал Мессье, а по эллипсу. На основании своих наблюдений Лексель подсчитал, каков должен быть этот эллипс. Результат получился поразительный. Оказалось, что этот эллипс по своим размерам очень мал и что комета должна описывать эту орбиту всего за пять с половиной лет. Значит, есть кометы, которые обращаются вокруг Солнца в гораздо более короткий срок, чем комета Галлея!
Когда Мессье узнал об исследованиях Лекселя, он вначале им не поверил. В самом деле: если эта комета так чисто возвращается к Солнцу, почему же ее до сих пор никто никогда не наблюдал? Это было совершенно непонятно. Ведь комета была достаточно ярка, чтобы ее можно было различить невооруженным глазом!
Комета, которой впоследствии было присвоено имя Лекселя, вскоре скрылась из глаз наблюдателей.
Прошло пять лет. Тщетно астрономы искали комету Лекселя. Она пропала, и с тех пор ее никогда никто больше не видел.
Что это за странное поведение кометы и чем его можно объяснить?
Лексель после тщательного изучения всех материалов о комете в конце концов нашел правдоподобное объяснение. Он подсчитал, что комета 27 мая 1767 года должна была очень близко подходить к поверхности гигантского Юпитера. Это сближение, По-видимому, оказалось решающим для нее. Прежде она двигалась вокруг Солнца по очень вытянутому эллипсу, а теперь, под влиянием притяжения Юпитера, путь ее резко изменился, и она стала кружиться вокруг Солнца по маленькому эллипсу.
Через три года после этого «происшествия» комета и была обнаружена Мессье. Однако на этом приключения ее не окончились. Русский ученый подсчитал, что 23 августа 1779 года комета должна была снова подойти к Юпитеру. На этот раз гигантская планета изменила путь кометы в другом, отношении. Она превратила его из эллиптического в гиперболический, и комета Лекселя, вероятно, навсегда ушла из солнечной системы. Впрочем, вполне возможно, что с этой кометой произошла одна из катастроф, о которых рассказывается в последующих главах.
Во всяком случае, история этой кометы поучительна тем, что она показывает, какую большую роль в движении комет играет гигантский Юпитер.
«Вино кометы»
итатель, наверное, помнит известные строки из «Евгения Онегина»:
Вошел – и пробка в потолок,
Вина кометы брызнул ток.
Когда бегло читаешь эти строки, то обычно не задумываешься, о каком «вине кометы» идет речь.
Перенесемся в начало XIX столетия и продолжим наш рассказ о хвостатых звездах. Мы узнаем, что подразумевал Пушкин в этих строчках.
1 января 1801 года итальянский астроном Пиацци занимался очередными наблюдениями созвездия Тельца для составления звездной карты. Вдруг он заметил какую-то незнакомую звездочку. Раньше он не видел ее, хотя наблюдал эту область неба уже не первый раз. Пиацци занес звездочку на карту и посетовал на свою невнимательность.
В следующий вечер Пиацци снова направил телескоп в ту же область неба. Незнакомая звездочка заметно переместилась среди других звезд. Пиацци, естественно, подумал, что он открыл комету. Но звездочка не имела туманной оболочки, свойственной комете.
Неужели это была Новая, еще не известная планета? Такое открытие было вполне возможно. Ведь 13 марта 1784 года астроном Вильям Гершель открыл неизвестную планету, которая оказалась значительно дальше Сатурна, самой далекой, по мнению древних, планеты солнечной системы. Новооткрытого спутника Солнца впоследствии назвали Ураном.
Странная звездочка, обнаруженная Пиацци, очень быстро передвигалась среди других звезд; значит она была сравнительно близка к Земле. Пиацци оповестил ученый мир о своем неожиданном открытии. Вскоре ему удалось вычислить орбиту этого загадочного светила. Оказалось, что это действительно планета, которая кружится вокруг Солнца. Ее путь пролегал между орбитами Марса и Юпитера, а период обращения вокруг Солнца, по вычислениям, получился равным 4 годам и 9 месяцам. Но что было самым удивительным: новая планета оказалась совсем маленькой – с поперечником всего в 786 километров! Легко было подсчитать, что эта планета, обладая небольшой массой, притягивает к себе все тела с силой приблизительно в 130 раз меньшей, чем Земля. Человек весом в 60 килограммов на этой планетке весил бы едва полкилограмма и с легкостью мог бы совершать прыжки в сотни метров.
Новой планете по желанию Пиацци было дано имя Цереры – богини-«покровительницы» Сицилии. Таким образом, пробел между орбитами Марса и Юпитера был заполнен Казалось, солнечная система теперь полностью «укомплектована». Однако спустя год была обнаружена еще одна планета.
Бременский врач и любитель астрономии Ольберс вечером 28 марта 1802 года наблюдал Цереру, которая в это время находилась в созвездии Девы. Неожиданно Ольберс обнаружил в этом же участке неба еще одну звездочку, не отмеченную на звездных картах.
Ольберс нанес ее на карту, думая, как и Пиацци в свое время, что тут просто была ошибка. Однако на следующий вечер выяснилось, что эта звездочка сместилась по отношению к обычным звездам. Сомнений не могло быть: Ольберс открыл еще одну планету. Ее назвали Палладой. Она оказалась по объему почти в 7 раз меньше Цереры и совершала свой путь вокруг Солнца также между орбитами Марса и Юпитера.
После этого начались усиленные поиски новых маленьких планет, или, как их впоследствии назвали, астероидов. В самом деле, раз уже были открыты два астероида, почему их не могло быть больше? И это предположение оправдалось. В 1804 году была открыта третья маленькая планета – Юнона. Она оказалась совсем крошечной: всего 193 километра в поперечнике.
В поисках астероидов приняли участие не только специалисты-ученые, но главным образом страстные любители астрономии.
Среди любителей, увлекавшихся астрономией, особенно выделялся уже знакомый нам доктор Ольберс. Он интересовался и астероидами и кометами. Ольберс придумал простой и изящный способ определения кометных орбит на основе только трех наблюдений хвостатой звезды в различных положениях на небе. Этот способ давал возможность определить орбиту неизвестной кометы гораздо быстрее, чем по методу Ньютона. Способ был придуман вовремя. С изобретением и постройкой крупных зеркальных телескопов стали открывать очень много комет. Оказалось, что почти каждый год на небе появляется их несколько штук. Прежде эти слабые кометы не замечались из-за своей малой яркости.
С этого времени регулярно почти каждый год открывали по нескольку комет.
Чтобы не спутать кометы, решили их нумеровать. Первую комету, открытую в данном году, обозначали номером года с буквой «а». Эта система применяется и сейчас, но такое обозначение кометы является лишь предварительным. После того как у новооткрытых комет определены орбиты, легко вычислить, какая из них первая в данном году проходила через перигелий. Ее обозначают по-прежнему номером года, но уже с римской цифрой I. Вторая по времени прохождения через перигелий комета обозначается римской цифрой II и т. д.
Оправдывались слова Кеплера, который когда-то говорил, что мировое пространство так же наполнено кометами, как океан рыбами.
Когда были открыты первые астероиды, Ольберс воспользовался своим методом определения орбит, придуманным им для комет, и стал вычислять пути движения миниатюрных планет. Он нашел, что орбиты астероидов пересекаются в созвездии Девы. Ольберс был уверен, что астероиды образовались при распаде какой-то большой планеты, кружившейся вокруг Солнца между Марсом и Юпитером.
Рой малых планет между орбитами Марса и Юпитера.
Почему произошла эта катастрофа, Ольберс, конечно, не мог объяснить, но считал такое предположение вполне вероятным. Скорее всего, рассуждал он, катастрофа произошла именно в том месте, где пересекаются орбиты астероидов. Но тогда и другие не известные еще малые планеты, если они существуют, также должны проходить через этот участок неба. Ольберс принялся усердно наблюдать созвездие Девы, и вскоре его ожидания оправдались: 29 марта 1807 года Ольберс открыл четвертую малую планету, которую он назвал Вестой.
Сколько еще могло быть астероидов? Астрономы стали подозревать, что их существуют многие десятки. И они оказались правы.
Разыскивая новые астероиды, Ольберс не забывал и про кометы. Они продолжали его интересовать. Ведь об этих хвостатых звездах было еще очень мало известно. Правда, научились определять их орбиты и выяснили, что есть периодические кометы, вроде кометы Галлея. Однако никто не знал, какие физические процессы происходят в кометах, как образуются кометные хвосты и какие силы придают им столь пышную форму. О теории комет Ломоносова на Западе не знали. Ольберс жаждал появления яркой и большой кометы, чтобы разгадать хотя бы часть этих загадок. Хотя комет открывали много, они в большинстве случаев были так слабы, что в телескоп можно было рассмотреть только слабенькое туманное пятнышко с ядром в виде звездочки посредине. Но вот скоро представился вполне подходящий случай.
В 1811 году на небе появилась гигантская комета.
Комета 1811 года.
Ее голова казалась красноватой, а хвост простирался через все небо. Этот год был тревожным в истории Европы. Наполеон, покоривший почти всю Европу, готовился к походу на Россию. Суеверия в те годы были еще очень сильны, и по всей Европе много говорили о зловещем небесном предзнаменовании.
Когда вычислили орбиту кометы, оказалось, что она движется по чрезвычайно вытянутому эллипсу и совершает полный оборот вокруг Солнца в течение нескольких тысяч лет. Она удаляется от Солнца на расстояние, более чем в 400 раз превышающее дистанцию от него до Земли. На таком расстоянии нашу Землю нельзя рассмотреть даже в сильнейший современный телескоп, а Солнце будет казаться лишь звездочкой. Эта удивительная комета имела поперечник головы около 1 миллиона километров, то есть она немногим уступала Солнцу. Хвост же ее имел в длину свыше 90 (миллионов километров и был направлен в сторону, Противоположную Солнцу. Это свойство кометных хвостов было замечено давно. Какая же тут была причина?
Ольберс пришел к выводу, что хвост кометы образуется из паров, выделенных ее ядром. На пары, вылетающие из ядра кометы, кроме силы притяжения, по мнению Ольберса, должны были действовать еще какие-то отталкивательные силы. Этим только и можно было объяснить форму и направление хвоста кометы. Однако природа этих отталкивательных сил оставалась загадочной.
«Я совершенно не знаю, – писал Ольберс, – откуда являются отталкивательные силы, отчего материя стремится удалиться как от ядра кометы, так и от Солнца: довольно того, что наблюдения указывают такое стремление. Трудно, впрочем, удержаться, чтобы не думать при этом о чем-то сходном с электрическим притяжением и отталкиванием».
Так почти семьдесят лет спустя после Ломоносова европейские исследователи комет начали приходить к мысли, которую давно высказал гениальный русский ученый.
В этом году урожай винограда во Франции был исключительно хорош, и виноделы, не задумываясь, приписали это благотворному влиянию кометы. Запасы чудесного шампанского сохранились еще на много лет, и для покупателей не было лучше напитка, чем это «кометное вино». Вот это «вино кометы» и пил герой «Евгения Онегина».
Несостоявшаяся «кончина мира»
1832 году многие были охвачены паническим страхом. Храмы были переполнены молящимися и плачущими людьми. Встречавшиеся на улицах знакомые сообщали друг другу страшные новости. Большинство учреждений прекратило работу, и служащие, разошедшиеся по домам, готовились к ужасному событию.
Да и было от чего перепугаться!
По своим подсчетам астрономы предсказали, что 29 октября текущего, 1832 года одна из зловещих комет должна была около полуночи пересечь орбиту нашей Земли.
Значит через несколько дней комета должна столкнуться с Землей! Испуганное воображение парижан рисовало самые страшные последствия этой космической катастрофы.
А началось все следующим образом. 27 февраля 1826 года майор австрийской армии и страстный любитель астрономии Биела открыл в свой телескоп слабенькую комету. Он вычислил ее орбиту, и оказалось, что она весьма сходна с орбитами комет 1806 и 1772 года. Несомненно, что это были появления одной и той же кометы. Биела определил ее период обращения вокруг Солнца. Он оказался равным 6 3/4 года. Значит это была одна из так называемых короткопериодических комет.
Кометой Биелы заинтересовались несколько исследователей. Они исследовали движение кометы и предсказали ее появление в конце 1832 года. Сообщение об этом и произвело страшную панику в Париже и других городах Франции.
Ведь было известно, что хотя кометы состоят в основном из чрезвычайно разреженных веществ, тем не менее в них есть и твердые части – ядра. Точных размеров этих ядер не знали: разноречивые измерения давали поперечник порядка несколько сот километров. Если такая глыба столкнется с Землей, думали парижане, то, конечно, Земле не поздоровится. Правда, паникеры не задумывались над одним маленьким, но весьма существенным вопросом: комета Биелы должна была 29 октября пересечь орбиту Земли, но в каком месте орбиты должна была находиться в этот день сама Земля?
Один из астрономов спешно произвел необходимые вычисления, и вскоре в распространенном французском журнале появилась его статья, в которой сообщалось:
«Прохождение планеты в очень близком расстоянии от некоторой точки земной орбиты произойдет 29 октября перед полуночью. Ну, так что же? Земля придет в ту же точку только 30 ноября утром, то есть более чем через месяц спустя! Теперь остается только вспомнить, что средняя скорость поступательного движения Земли по ее орбите равна 953 620 километрам в сутки, и весьма простое вычисление покажет, что комета пройдет на расстоянии более чем 35 миллионов километров от Земли!»
Карикатура прошлого века, изображающая предполагаемое столкновение Земли с кометой.
Только после этого сообщения паника постепенно улеглась. В действительности все произошло, как предсказали астрономы. 29 октября никакого конца мира не наступило.
Французский поэт Беранже написал сатирическое стихотворение, посвященное комете Биелы. Оно пользовалось большим успехом среди французской публики. Вот оно:
«Фонтанная» теория
днажды в жаркий июльский день 1804 года слуга доложил Ольберсу, что с ним желает поговорить какой-то бедно одетый юноша. Добродушный доктор приказал слуге провести к нему незнакомого гостя. На пороге кабинета появился молодой человек лет двадцати, в одежде конторского служащего, с папкой каких-то бумаг подмышкой. Юноша назвался Бесселем и сообщил, что хочет рассказать Ольберсу о своих исследованиях кометы Галлея. Вскоре завязалась непринужденная беседа, и молодой Бессель рассказал о своей жизни и своих работах.
Родился он в очень бедной семье и уже с ранних лет должен был зарабатывать себе кусок хлеба. Дойдя до третьего класса гимназии, Бессель бросил учебу.
Пятнадцати лет Бессель поступает конторщиком в один богатый торговый дом. Приходилось работать по двенадцати часов в день, роясь в конторских книгах и производя необходимые подсчеты. Впрочем, здесь Бесселю помогли необыкновенные математические способности. Он легко и быстро производил все расчеты, и хозяева были им очень довольны.
Однако Бессель интересовался не столько торговыми вычислениями, сколько другими предметами. В обеденные перерывы и после занятий он погружался в чтение книг по географии и астрономии. За три года Бессель самостоятельно изучил почти все главнейшие разделы математики. Его заветной мечтой было поступить корабельным приказчиком на один из кораблей Ост-Индской компании и отправиться в путешествие по дальним странам. Но для этого надо было изучить такие науки, которые могли пригодиться во время далеких путешествий. И вот Бессель за три месяца изучает английский и испанский языки, а потом и географию тех стран, куда он собирался отправиться.
Этого, однако, по его мнению, было недостаточно. Следовало еще изучить навигационную астрономию – искусство определять положение корабля по звездам. На свои весьма скромные сбережения он заказывает секстан – угломерный инструмент, Служащий для этой цели. Секстан был сделан очень грубо, но, несмотря на это, Бессель с успехом определил широту и долготу Бремена – города, где он жил. Эти занятия по астрономии ему так понравились, что он стал с увлечением читать астрономические журналы.
В одном из журналов, в приложении, Бессель нашел данные наблюдений кометы Галлея, которые были произведены во время ее появления в 1607 году.
Бессель решил их обработать, чтобы определить орбиту кометы. Это была задача такой же трудности, как та, которую за пятнадцать лет до этого решил Клеро! Но это не смутило молодого конторщика. Заваленный своей конторской работой, урывая минуты от сна, Бессель принялся за сложные вычисления. Через несколько месяцев орбита была определена, и вот теперь он решил показать Ольберсу свои вычисления.
Ольберс с удивлением выслушал рассказ способного самоучки. Его вычисления были произведены с такою точностью, которой даже не заслуживали эти старинные грубые наблюдения.
Счастливый случай помог скромному конторщику определить свою будущность. Спустя два года после этой встречи в Геттингенской обсерватории освободилось место астронома. Благодаря рекомендации Ольберса Бессель был принят на это место. Ему пришлось сменить сравнительно выгодное место конторского служащего на скудно оплачиваемую должность младшего астронома. Но Бессель предпочел иметь возможность исследовать звезды.
В продолжение многих лет Бессель работал сначала в Геттингенской обсерватории, а потом в Кенигсберге.
Приближался 1835 год – время очередного возвращения кометы Галлея, и Бессель решил заняться тщательным наблюдением этой астрономической знаменитости.
На этот раз предсказать момент ее появления можно было гораздо более точно, чем это сделал Клеро 76 лет назад. Ведь в 1781 году был открыт новый крупный спутник Солнца – Уран, и теперь можно было учесть влияние этой далекой планеты на движение кометы Галлея. За вычисления принялись крупнейшие ученые. Они пришли к выводу, что комета должна пройти через перигелий 12 ноября 1835 года.
Уже 5 августа астрономы заметили в созвездии Тельца маленькое туманное пятнышко. Это и оказалась комета Галлея. Она быстро неслась к Земле, и уже в сентябре ее можно было наблюдать невооруженным глазом. В октябре она раскинула по небу длинный хвост, а 15 ноября прошла через перигелий. Ученые ошиблись всего на три дня!
Это была крупнейшая победа теоретической астрономии.
С первых же дней появления кометы Бессель принялся за наблюдения. 29 сентября Бессель видел, как комета покрывала собою одну маленькую звездочку. Даже когда звездочка была видна совсем близко от ядра, ее блеск совершенно не уменьшался и свет не претерпевал никакого преломления. Это доказывало, что вещество кометной головы чрезвычайно разрежено.
Особенно интересные наблюдения удалось сделать 12 октября. Ночь была на редкость ясная, и Бессель в продолжение девяти часов наблюдал, как какое-то туманное истечение, исходящее из ядра кометы, колебалось около прямой, соединяющей это ядро с Солнцем. Вид этого истечения был подобен горящей ракете.
На следующую ночь истечение из ядра прекратилось, но 14 октября вновь возобновилось. Бессель тщательно измерял все положения этого истечения, предполагая в дальнейшем обработать сделанные наблюдения. Ему уже было ясно, что какое-то вещество извергается из ядра кометы по направлению к Солнцу, а затем «переливается» в ее хвост.
Вскоре комета скрылась в лучах Солнца, а затем появилась с другой его стороны. Однако продолжать наблюдения Бессель не смог, так как комета ушла в южное полушарие неба.
Бессель принялся за обработку своих наблюдений. Облачное истечение, как показал анализ, колебалось то в одну, то в другую сторону наподобие маятника. Бессель применил к этому случаю формулы колебания маятника и подсчитал, что период колебания облачного образования равен 5 дням, а размах – 60 градусам. Объяснить эти колебания действием только одной притягательной силы Солнца не удавалось.
«Наблюдаемые явления, – писал он, – не позволяют сомневаться в существовании отталкивательной силы Солнца…»
Бессель предположил, что при приближении к Солнцу из твердого ядра кометы начинают вылетать какие-то маленькие газовые частички. Прежде всего это улетучивание частиц происходит со стороны ядра, обращенной к Солнцу. Ведь именно эта сторона больше всего нагревается его лучами, и лишь постепенно тепло распространяется по всему ядру кометы.
Что же произойдет с такой выброшенной частичкой? На нее будут действовать две силы – сила притяжения к Солнцу и сила отталкивания, также исходящая от Солнца и действующая в противоположном направлении. Эти две силы по законам механики должны сложиться и дать результирующую силу. Наблюдения над кометой Галлея показали, что в этом случае результирующая сила оказалась направленной в сторону, противоположную Солнцу. Это произошло потому, что отталкивающая сила была больше силы притяжения.
Как же должна двигаться частичка в таких условиях? Ответить на этот вопрос было уже совсем нетрудно. Вспомним, какой вид имеет фонтан. Капельки воды, выброшенные фонтаном, движутся, как всякое брошенное тело, по параболам! Параболы эти различной формы и размеров, так как частицы воды выбрасываются в разных направлениях. Несмотря на это, очертания фонтана, как это можно строго математически доказать, также должны иметь форму параболы.
Но ведь фонтан вполне напоминает голову кометы. Эта голова образуется из множества частиц, выбрасываемых ядром. Вылетев из ядра, эти частицы будут двигаться сначала к Солнцу, а потом от него, так как результирующая сила направлена прочь от Солнца. Пути этих частиц, как нетрудно сообразить, будут параболами. Хвост должен быть полым изнутри, так как частички выделяются главным образом на стороне ядра, обращенной к Солнцу. Значит хвост у комет по краям должен казаться ярче, чем в середине. Наблюдения блестяще подтвердили этот вывод.
Образование головы и хвоста кометы по «фонтанной» теории.
При разработке этой «фонтанной» теории головы кометы Бессель допустил, что отталкивательная сила изменяется так же, как и сила притяжения, то есть обратно пропорционально квадрату расстояния от Солнца.
Ученый подсчитал, что в соответствии с его теорией хвосты комет должны несколько искривляться, отклоняясь немного от направления, противоположного Солнцу. Это также подтвердилось наблюдениями.
Теперь можно было приступить к решению более сложной задачи – попытаться определить величину отталкивательной силы Солнца.
Он рассуждал при этом следующим образом. Можно исходить из какой-нибудь определенной величины отталкивательной силы и на основе «фонтанной» теории рассчитать кривизну хвоста кометы. Если эта кривизна совпадет с наблюдаемой, значит величина силы угадана верно. Если же не совпадет, то надо взять другую и так постепенно путем многих проб подобрать подходящую величину для искомой силы. Бессель так и сделал. Он установил этим методом, что в хвосте кометы Галлея действовала отталкивательная сила, в два раза большая силы притяжения Солнца.
После этого нетрудно было уже подсчитать и ту скорость, с которой выбрасываются частички из ядра кометы Галлея. В самом деле: результирующая сила, равная разности отталкивательной и притягательной силы, была теперь известна. Легко сообразить, что частичка, выброшенная из ядра в точности по направлению к Солнцу, долетит до вершины головы кометы, а потом упадет обратно на ядро. Получается совершенно то же, как если бы мы бросили вертикально вверх камень. Он долетит до некоторой высоты, а потом упадет обратно на Землю. Чем с большей скоростью бросить камень вверх, тем выше он поднимется. Зная эту скорость, можно очень просто подсчитать высоту подъема камня. Но ведь для частички, вылетевшей из ядра по прямой в сторону Солнца, «высота» ее взлета известна. Она равна расстоянию от ядра до вершины головы кометы. Зная эту «высоту» и силу, действующую на частичку, Бессель подсчитал скорость, с которой она была выброшена ядром. Эта скорость оказалась равной 1 километру в секунду.
Причина этого выброса Бесселю совершенно не была известна, как и природа отталкивательной силы, исходящей от Солнца. Бессель назвал эту силу «полярной» и считал, что она электрического происхождения. Вот что он писал в заключение своей работы о комете Галлея:
«Действие силы отталкивания состоит в том, что вещество кометы, улетучиваясь, поляризуется и отталкивается Солнцем обратно пропорционально квадрату расстояния, причем это действие слагается известным образом с действием обыкновенного ньютоновского притяжения.
Когда комета достаточно приблизится к Солнцу, то ее ядро поляризуется и начинает выбрасывать потоки световой материи по направлению к Солнцу. Часть поверхности, из которой исходят световые потоки, имеет такую поляризацию, что вещество это стремится приблизиться к Солнцу, но частицы его, двигаясь в пространстве, наполненном противоположно поляризованной материей, нейтрализуются и начинают двигаться в обратную сторону, образуя хвост.
Без большого затруднения можно найти аналогию между этими явлениями и теми, которые нам представляют электричество и магнетизм».
И Бесселю, таким образом, пришла на ум аналогия, которую Ломоносов открыл почти столетие назад. Но о природе сил, действующих в кометных хвостах, Бессель не мог добавить ничего к тому, что давно сказал гениальный русский ученый. И прошло еще немало лет, пока догадка, высказанная Ломоносовым в общих чертах, была уточнена и нашла конкретное физическое объяснение. Это было сделано последователями Ломоносова – нашими отечественными учеными.
