Знание-сила, 1999 № 07-08 (865,866)

Чашка кофе против Венеры

Многие уважаемые средства массовой информации печатают на полном серьезе всякого рода страшилки – о конце света, об опасности столкновения Земли с астероидом, о близком истощении озонового слоя и т.д. Как ни странно, такого рода публикации проходят мимо внимания ученых. В предлагаемой статье мы пытаемся исправить ситуацию.

Гравитационные колебания, вызываемые воздействиями Луны, Солнца и других планет, особенно опасны для здоровья человека, когда небесные тела вытягиваются по одной линии, образуя таи называемый парад планет. В остальных же случаях наиболее ощутимы воздействия Луны[ C. Демин. «Солнце и Луна – не ваши друзья?*. «Инженерная газета», №10. апрель 1998 года ].

Лет тридцать тому назад практически никто и слыхом не слыхивал о «параде планет», хотя явление это существовало с незапамятных времен, аж с возникновения Солнечной системы. Первыми к «парадной» проблеме привлекли внимание «определенные круги» НАСА – планетологи из американского аэрокосмического агентства, которым надо было пробить финансирование исключительно интересного проекта, в те годы называемого «Большой тур».

Небесномеханические законы таковы, что раз в 179 лет все планеты-гиганты, двигаясь по своим орбитам, занимают положение, позволяющее последовательно облететь всю эту компанию одним-единственным космическим аппаратом. Короче говоря, одним выстрелом убить даже не двух, а четырех зайцев (изучить четыре планеты-гиганта). Поэтому НАСАвцы бухали во все колокола, расписывая удивительную красоту и потрясающие возможности «Большого тура» и выбивая из своих конгрессменов деньги на проект, который в конце концов был успешно реализован (правда, его «располовинили» – запустили к планетам-гигантам две межпланетные станции, объединенные единой стратегией, но это уже детали).

Наши популяризаторы тоже в стороне не остались. Но поскольку'Советский Союз вте годы не был готов к запуску аналогичного аппарата, нашим пришлось довольствоваться общими рассуждениями об уникальности подобной «геометрии» планет. Постепенно эти рассуждения сформировали у общественности стойкое, но не совсем правильное мнение, что «парад планет» – это когда все планеты вытягиваются в струночку, как солдаты в шеренге, и очень далеко при этом уводят от Солнца общий центр масс (барицентр) Солнечной системы. А когда барицентр выходит за пределы Солнца, это вроде бы чревато глобальными катаклизмами. Безусловно, астрологи также не остались в стороне, они-то нагнетали страсти весьма азартно, конечно, делая вид, что «парад планет» – новость для кого угодно, только не для них.

Но прошло положенное время, «парад» закончился, конца света не случилось, катастроф, доказательно связанных с планетами, также не было зафиксировано, все было рутинно. Однако публикации, аращаюшие обывателя этим самым «парадом планет», не прекратились, что мы и видим из приведенного эпиграфа. А чего нас-то стращать, ежели следующий «парад» произойдет не ранее середины XXII века?

Спрашивается, есть ли какие-нибудь основы для нагнетания напряженности?

Все публикации на «парадную» тему можно разделить на две группы. Первая – астрологические упражнения, под научный анализ, естественно, не подпадающие. Науке достоверно известно лишь четыре вида взаимодействий, из них два, сильное и слабое, проявляются на ядерном уровне при расстояниях порядка диаметра атомного ядра. Электромагнитные силы также не подходят: во-первых, слишком велики расстояния; во-вторых, слишком слабы электромагнитные поля планет; в-третьих, со стороны Солнца постоянно «дует» солнечный ветер, препятствующий слабеньким планетным магнитосферам распространять свое влияние достаточно далеко от планет. А излучение планет в радиовидимом, а тем более в рентгеновском и гамма-диапазонах достигает Земли в ничтожнейших количествах. Спичка, горящая в вашей руке, снабжает вас значительно большей энергией, чем Юпитер.

Остается гравитационное воздействие. Здесь обыгрываются два варианта. Первый – «парад планет» за границу солнечной поверхности «вытаскивает» барицентр Солнечной системы. Но, пардон, барицентр и без того гуляет как внутри Солнца, так и по его окрестностям в зависимости от конкретной «геометрии» планет. Одного Юпитера достаточно, чтобы бари-центр «выехал» за пределы солнечной фотосферы. Ну и что? Барицентр – понятие геометрическое, на физические процессы внутри Солнца его положение никак не влияет. Другое дело – центр масс самого Солнца, который сидит где-то в центре нашего светила, практически как пришитый. Именно он диктует гравитационную погоду для всех процессов, происходящих на Солнце. Он весьма мощный, и его влияние на все гелиосферы на много порядков больше, чем воздействие всех прочих небесных тел.

В свою очередь гигантские массы вещества, постоянно циркулирующие в гелиосферах, создают свои местные аномалии гравитационного поля Солнца. Вдобавок к этому вращение Солнца вокруг собственной оси также заметно сплющивает солнечный «шар» и весьма сильно влияет на картину солнечной гравиметрии.

Второй вариант; влияние тяготения планет непосредственно на Землю. Отрывок, вынесенный в эпиграф этого раздела, выгодно отличается от прочих публикаций на эту тему тем, что в нем толкуется (и совершенно справедливо!) о гравитационных колебаниях, а не просто о притяжении небесных тел. Попробуем разобраться, что же это такое.

Каков механизм приливов? Земля – не материвльная точка, ее габариты сравнимы с расстоянием до Луны, они всего лишь в тридцать раз меньше, чем это расстояние. А по закону Ньютона сила тяготения обратно пропорциональна квадрату расстояния. Стало быть, подлунная и антилунная точки поверхности Земли испытывают разное притяжение от Луны. Нетрудно установить, что эта разность составляет удвоенное произведение силы тяготения Луны на отношение земного диаметра к расстоянию до Луны. Именно такие лунные гравитационные колебания, по-видимому, имеются в виду в эпиграфе.

Гравитационное воздействие Солнца на Землю гораздо больше лунного. Его легко можно подсчитать по формуле для нормального ускорения, зная, что Земля обращается вокруг Солнца по почти круговой орбите радиусом 150 миллионов километров со скоростью 30 километров в секунду. Величина эта составляет 6 миллиметров в секунду в квадрате (примерно в 160 раз больше лунного), а вот разница солнечных ускорений в подсолнечной и полуночных точках поверхности Земли не столь значительна из-за огромного расстояния до Солнца.

А что же для планет? Оценим приливное влияние трех из них – гиганта Юпитера и двух ближайших наших соседей, Венеры и Марса, при минимальном расстоянии от Земли. Чтобы поменьше рябило в глазах от нулей после запятой, перейдем к некогда популярным, а ныне почти забытым единицам ускорения, называемым «миллигал» (в честь Галилея). 1 гал равен ускорению в 1 сантиметр в секунду в квадрате, 1 миллигал (мгл) в тысячу раз меньше. В результате появилась такая таблица:

Из таблицы ясно видно, что даже абсолютные величины ускорений от гравитации Юпитера и прочих планет намного меньше приливных ускорений от Луны и Солнца, а нас ведь интересуют именно приливные колебания, которые меньше еще на несколько порядков Как ни странно на первый взгляд, венерианские приливы оказались больше юпитерианских, а приливные ускорения, вызванные прочими планетами, как их ни выстраивай, дадут суммарную величину, меньшую юпитерианской.

Для того чтобы наглядно представить реальную силу планетных приливных ускорений, в таблицу включена величина ускорения, создаваемая чашечкой кофе, поднесенной к губам. Выходит, что гравитационное воздействие на ваш организм в этом случае во много раз превышает приливные ускорения от планет. И еще предмет для размышления: величина земного ускорения не постоянна, она меняется как при путешествиях по земной поверхности, так и при подъемах или спусках. Изменение силы тяжести с высотой вблизи Земли составляет 0,3 мгл/м. Но ведь это то же самое, что и приливы! Стало быть, ежедневно, ежечасно в нашей повседневной жизни мы подвергаемся воздействию куда более мощных перепадов ускорений, чем вариации ускорений от Луны и Солнца, не говоря уж о планетных. Достаточно перейти с этажа на этаж…

Стоит отметить, что вышеприведенные наглядные цифры может получить любой ученик старших классов средней школы. Для этого надо лишь не забыть ньютоновский закон всемирного тяготения да формулу квадрата суммы. Остается только удивляться, как это не пришло в голову стращателям, специализирующимся на «парадах планет».

Ирина Прусс