Семья Солнца

Мы живем на Земле. Это наш дом во Вселенной.

Из обычного дома мы уходим, куда нам вздумается, а покидать Землю — улетать в безвоздушное пространство— мы пока еще не научились. В будущем люди, несомненно, сумеют построить такой космический корабль, на котором можно будет совершать путешествия в мировом пространстве, и в этом нет ничего невероятного. Ученые предполагают, что это произойдет довольно скоро, быть может, даже в нынешнем столетии.

Путешественник, отправляясь в далекий путь, знает, как он вернется домой. Он сумеет найти дорогу обратно. А тех, кто не сможет узнать свой дом, нельзя отпускать не только в долгое путешествие, но даже и на простую прогулку.

А знаем ли мы свой дом? Что такое наша Земля? Какова она с виду, какую она имеет форму, насколько она велика? Движется ли она или стоит на месте? Это должны знать не только будущие путешественники в космических просторах, но и все люди, живущие на Земле. О нашем жилище во Вселенной, о нашей Земле будет идти речь в первом рассказе.

Земля — шар

Еще в древние времена люди предполагали, что Земля имеет форму шара. Но это были всего лишь догадки. Убедительных доказательств шарообразности Земли тогда не было.

Их доставили людям мореплаватели.

Четыреста пятьдесят пять лет тому назад знаменитый Христофор Колумб переплыл на своем корабле Атлантический океан. Оказавшись на другой стороне земного шара, открыл там новый материк, который был назван впоследствии Америкой. Это замечательное событие произошло 28 октября 1492 года.

Вскоре после Колумба другой великий мореход Фердинанд Магеллан отправился в море, намереваясь плыть все время на запад, объехать Землю вокруг и вернуться домой с востока, доказав тем самым шарообразность Земли.

20 сентября 1519 года пять кораблей под командой Магеллана вышли из гавани Сан-Лунар и отправились в открытое море. Долгие месяцы длилось тяжелое плавание. Четыре корабля было потеряно, а сам Магеллан погиб 27 апреля 1521 года на Филиппинских островах. Только пятый корабль «Виктория» под командой Эль-Кано вернулся в Испанию, пробыв в плавании почти три года. «Виктория» — первое судно, которое обошло вокруг Земли. Это первое кругосветное плавание закончилось 6 сентября 1522 года.

Корабль «Виктория».

Сейчас кругосветное путешествие — дело самое обычное. Можно купить в аэропорту билет, сесть в пассажирский или почтовый самолет и, пересаживаясь на узловых пунктах с одного самолета на другой, облететь вокруг Земли за 151 час.

В 1945 году управление гражданской авиации Соединенных Штатов Америки открыло регулярные полеты вокруг света. Маршрут пролегает по следующим пунктам: Вашингтон, Нью-Йорк, Бермудские острова, Азорские острова, Касабланка, Триполи, Каир, Карачи, Калькутта, Лилианг (Китай), Филиппинские острова, Марианские острова, Маршальские острова, Джонстон, Гонолулу, Сан-Франциско, Канзас, Вашингтон, Нью-Йорк. Длина маршрута тридцать семь тысяч километров; если откинуть время на пересадки, то летное время составит 120 часов 45 минут.

Если же взять специальный самолет, то кругосветное путешествие потребует еще меньше времени — всего четверо суток. Но и это не предел. Современные реактивные самолеты с ракетными двигателями развивают скорость более двух тысяч километров в час. Они могут закончить кругосветный перелет примерно за 40 часов.

Наши летчики Герои Советского Союза В. Чкалов, а затем и М. Громов впервые пролетели над Северным полюсом и опустились в Америке.

Все эти замечательные путешествия доказывают, что Земля действительно шар, и именно поэтому путешественники и летчики, отправляясь в дальний путь, намечают свой маршрут по глобусу. Для больших перелетов карты неудобны — они плоские и поэтому не могут дать правильного представления о поверхности шарообразной Земли.

Каждый может убедиться в шарообразности Земли, проделав опыт, рекомендованный астрономом Юнгом.

Выберите на берегу большого озера, канала или реки совершенно прямой участок, длиною около трех километров. Возле берега в дно вбейте три шеста, строго в ряд, на расстоянии полутора километров друг от друга. Концы всех шестов должны подниматься над уровнем воды на совершенно одинаковую высоту.

Затем станьте возле первого шеста и посмотрите так, чтобы ваш глаз и концы крайних шестов оказались на одной прямой линии. Хотя все шесты были вбиты на равную высоту над уровнем воды, верхний конец среднего окажется, примерно, на 17 сантиметров выше линии, соединяющей концы крайних шестов. Это свидетельствует о том, что земная поверхность выпукла.

Где на Земле верх и где низ

Вообразим, что есть волшебные очки, их наденем и посмотрим себе под ноги, сквозь Землю. Мы увидим, как под нами на той стороне земного шара спят в кроватях американцы и все кровати стоят кверху ножками. А когда у них наступит утро и люди в Америке проснутся, мы увидим, что они и ходят вверх ногами, словно мухи по потолку. И автомобили ездят там вверх колесами, и дома стоят крышами вниз, и реки текут вверх дном, — словом, там все вверх тормашками.

Почему же, спрашивается, американцы не свалятся с Земли, и как чувствуют они себя в таком, казалось бы, неудобном положении? Оказывается, никаких неудобств американцы не испытывают. Говоря слово «верх», они указывают на небо, а «низ» — в землю. Словом, поступают точно так же, как и мы. И у нас, и у них низ будет по направлению к центру Земли, а верх — к небу.

Дело в том, что Земля притягивает нас к себе, удерживает возле себя примерно так же, как магнит удерживает железные опилки. Притяжение Земли не позволяет океанам и морям выливаться из берегов, оно удерживает воздух, который окружает земной шар, не давая ему рассеяться в пространстве. Все, что есть на Земле, подчиняется могучему ее притяжению. Все тела потому и падают на Землю, что она притягивает их к себе. И в холодных тундрах, и в жарких пустынях, и на высочайших горах, и на дне глубоких шахт все предметы падают на Землю.

Вот где на Земле верх и где низ.

Если вы хорошенько вдумаетесь, то поймете, что понятия «верх» и «низ» — это наши земные понятия. Они имеют смысл для нас, пока мы находимся на Земле. Покинув свою планету, улетев далеко к звездам, придется на время полета забыть эти слова. Там они потеряют всякое значение, станут бессмысленными. В самом деле, где будет верх и низ, если вокруг чернеет беспредельная бездна мирового пространства с миллионами звезд?

В мировом пространстве нет ни верха, ни низа, или, можно сказать, там везде верх и везде низ.

На чем Земля держится

Невольно вертится на языке вопрос: а на чем же держится Земля, что она — висит, лежит, стоит?

Но это бесполезные вопросы. Это глобусу нужна подставка, чтобы он не упал. Земному шару подставка не нужна. Земля никуда не падает и, как мы узнаем в следующих главах, она вертится, как волчок, и мчится в пространстве со скоростью ста восьми тысяч километров в час.

Да, наша Земля мчится в пространстве вокруг Солнца со скоростью, в тридцать раз большей, чем скорость артиллерийского снаряда.

За год наша Земля делает полный оборот вокруг Солнца и начинает следующий оборот, нисколько не снижая своей огромной скорости. И так миллиарды лет. Не будь этой большой скорости движения Земли вокруг Солнца, Земля наша давно уже упала бы на него.

Ведь Солнце, подобно Земле, тоже притягивает все окружающие его предметы и даже гораздо сильнее, чем Земля. И чтобы не упасть на Солнце, нашей Земле нужно очень быстро двигаться вокруг него. При движении Земли вокруг Солнца создается огромная сила, которая поддерживает Землю. Попробуйте привязать к шнурку ключ или железную гайку и вращайте вокруг своей головы. Вы почувствуете, как гайка сильно тянет веревку от вас, и чем быстрее вращать гайку, тем сильнее она будет тянуть веревку.

Та сила, которая образуется при круговом движении, удерживает Землю на ее орбите. Солнце притягивает нашу Землю и не дает ей удалиться от себя, но и притянуть ее совсем не может, потому что Земля с огромной скоростью несется вокруг Солнца.

Земля вертится, как волчок

Некий предприимчивый человек напечатал в одной парижской газете объявление: он обещал указать самый простой и дешевый способ совершить кругосветное путешествие тому, кто заплатит ему пятьдесят копеек. Нашлись легковерные чудаки, которые послали требуемые деньги. Вскоре они получили письма с указанием способа дешево путешествовать.

Автор письма оказался мошенником. Он советовал оставаться в своей комнате и никуда из нее не выходить. В течение суток земной шар, вращаясь, обернется вокруг своей оси, и люди таким образом совершат кругосветное путешествие. Мошенника судили, ему пришлось возвратить деньги и понести заслуженное наказание. Но, по-своему, он был все же прав. Действительно, земной шар вращается, и все мы каждый день совершаем невольное кругосветное путешествие.

В течение суток Земля делает один оборот, она вертится подобно волчку. Понятно, что вы потребуете доказательств. Неужели в самом деле мы живем на огромном волчке? Этого никогда и никто не чувствовал и не замечал.

Никто не ощущает вращения Земли потому, что Земля вращается совершенно плавно, а плавное и равномерное движение заметить не всегда возможно.

Катаясь на лодке, положите весла и плывите по течению. Река катит свои воды очень плавно, и вам будет казаться, что лодка стоит на месте, а берега тихо плывут мимо.

Отважные папанинцы также не чувствовали, как плыла их льдина, и только наблюдая звезды, они определяли, насколько их отнесло течением. Лучшим доказательством плавности вращения Земли является как раз то, что мы его не замечаем.

Но иногда вращение Земли бывает весьма ощутимым. Вот, например, артиллеристам оно мешает метко стрелять. Пока снаряд летит в воздухе, цель, благодаря вращению Земли, успевает отойти в сторону. Земля вместе с целью как бы выскальзывает из-под снаряда, и он падает в стороне. Снаряды современных дальнобойных пушек отклоняются вследствие вращения Земли иногда на несколько десятков метров.

Вращение Земли может оказаться гибельным для целого города. Оно, например, погубило столицу Каракалпакской республики город Турткуль. Этот город расположен на правом берегу реки Аму-Дарьи. Двадцать пять лет назад от реки до Турткуля было километров десять. Но Аму-Дарья размыла эту полосу земли, подошла вплотную к городским стенам, и вместе с подмытыми берегами в воду стали обрушиваться городские здания. Столицу республики пришлось перенести в город Нукус, а на Аму-Дарье начали строить защитные сооружения, чтобы спасти Турткуль от окончательного разрушения.

Этот город не единственный, который пострадал от вращения Земли. Всем городам северного полушария, построенным на правых берегах рек, угрожает такой же размыв. А города, построенные на левом берегу, разлучаются с рекой. Реки от них уходят; от Казани, например, Волга уже ушла на восемь километров. Вы и сами не раз могли заметить, что правый берег реки круче, обрывистее, чем левый. Какая же сила заставляет реки северного полушария прижиматься к правому берегу и размывать его? Это — сила вращения Земли.

Реки в северном полушарии размывают правый берег.

Папанинцы, дрейфуя на льдине, внимательно следили, куда песет их ветер и течение. Их льдина, как и вообще льды Северного Ледовитого океана, плыла, подгоняемая ветром. Но, кроме того, еще какая-то сила непрерывно, постоянно и равномерно оттесняла льдину вправо, к берегам Гренландии. Эта сила — вращение Земли.

Речные струп, пловучие льды, воздушные течения и вообще все, что движется, стремится отклониться вправо под влиянием вращения Земли.

Этот закон открыт русским ученым академиком К. Бэром в 1857 году. Закон Бэра является важным доказательством вращения Земли.

Главным же доказательством служит знаменитый опыт Л. Фуко. Этот опыт был проведен в 1851 году и окончательно убедил всех, кто сомневался во вращении Земли. Совсем недавно, всего лишь девяносто пять лет назад, требовалось еще доказывать, что Земля вращается.

В Пантеоне, под куполом самого высокого зала Парижа, на тонкой стальной проволоке подвесили шар весом в двадцать восемь килограммов. Снизу к шару прикрепили острие. Получился гигантский маятник, длиною в шестьдесят семь метров. Под маятником устроили невысокий круглый помост. По краям помоста насыпали слой чистого мелкого песку. Маятник оттянули ниткой в сторону и привязали. Затем подождали, пока прекратятся колебания проволоки, и подожгли нить, которой был привязан маятник. Нитка лопнула, и шар начал раскачиваться на проволоке. Долетев до края помоста, шар своим острием оставил на песке черточку; такую же черту на песке сделал маятник и по другую сторону помоста.

Академики, профессора, журналисты, зрители с величайшим вниманием следили за раскачиванием маятника. Вот шар закончил первое качание и начал второе. Долетев до песчаного валика, острие сделало вторую черточку, которая не совпадала с первой, она находилась на некотором расстоянии от нее. Маятник качался, и каждый раз, задевая песок, он оставлял бороздку на новом месте. Именно на новом, а не на старом.

— Что это значит? — спрашивали У Фуко.

— Это значит, — отвечал изобретатель маятника, — что мы своими глазами видим вращение Земли.

Опыт Фуко.

Маятник не может сам поворачиваться, куда ему вздумается. Маятник, говорят ученые-механики, может качаться только в одном неизменном направлении. А если так, то, значит, это под маятником поворачивается помост, на котором насыпан песок. Значит, поворачивается сама Земля, на которой устроен помост. Земля вертится.

Опыт Фуко повторяли потом много раз в разных городах. В Ленинграде его показывают в Исаакиевском соборе.

Место, где всюду юг

Земля, подобно волчку, вращается вокруг своей оси. У волчка есть настоящая ось, на которой он вертится, стоя на полу или на столе. У земного шара такой оси нет. Астрономы называют осью Земли воображаемую прямую линию, вокруг которой вращается земной шар. Это только воображаемая линия, а вовсе не какой-нибудь стержень, на который якобы насажена Земля.

Те места, где эта воображаемая линия выходит на поверхность Земли, условились называть полюсами. Полюс — слово не русского происхождения, оно образовано из греческого глагола «полео», что означает — вращаю.

В нашем северном полушарии находится Северный полюс, а Южный — среди льдов Антарктиды.

Отважные советские исследователи побывали на Северном полюсе. 21 мая 1937 года Герой Советского Союза М. Водопьянов посадил свою машину на льды как раз в том месте, где могла бы торчать земная ось. Но, разумеется, никакой оси там не было.

Из самолета вышли исследователи Арктики. Вслед за самолетом Водопьянова прилетели еще три машины. Они доставили все необходимое папанинцам для жизни и работы в суровом арктическом климате. Целых десять тонн груза. Тут были и различные продукты, и одежда, и топливо, и теплая палатка, выкрашенная в черный цвет, для того чтобы она нагревалась солнечными лучами, и оружие для охоты, и рыболовная снасть.

Папанинцы прилетели на Северный полюс, чтобы изучить условия жизни в этой неисследованной точке земного шара. Они первым делом прорубили лед и измерили глубину океана. Глубина оказалась настоящая океанская: четыре тысячи двести девяносто метров.

Папанинцы на Северном полюсе.

Полюсы Земли — очень интересные точки на Земле. В самом деле, Северный полюс — это самое северное место на Земле. А вокруг него всюду юг, там нет ни востока, ни запада, нет и севера, один юг. На Большой Земле просто: станешь лицом к северу, справа будет восток, слева — запад, сзади— юг. А на полюсе, как ни становись, — везде юг. В журнале надо было, например, записать, какой ветер дует. Папанинцы не знали, как и записывать, если любой ветер все равно будет южным и дует он на юг.

Но морские течения быстро отнесли льдину к югу, все страны света сразу же стали на свои места, и неудобства эти кончились.

Можно ли слетать во вчерашний день

Нам кажется, что Солнце ежедневно восходит на востоке и заходит на западе, то есть обходит вокруг Земли. На самом деле движение Солнца по небосклону только кажущееся. Это Земля поворачивается вокруг своей оси и подставляет солнечным лучам то западное полушарие, то восточное. Когда у нас ярко сияет Солнце, то на противоположной стороне земного шара глубокая ночь, в Атлантическом океане раннее утро, а на Дальнем Востоке вечер.

Когда московский школьник идет в школу, в Сталинабаде в школах уже большая перемена. А в Иркутске ребята уже вернулись из школы, обедают. На Камчатке вечереет, школьники учат уроки, на Аляске вечер — ребята ложатся спать. Нью-йоркские школьники давно уже спят, а датчане еще только глаза протирают, просыпаются, одеваются, у них раннее утро.

В каждом месте земного шара свое время. И это время движется.

Найдите на вашем глобусе свой город или приблизительно то место, где вы живете, и обозначьте его флажком. Затем поставьте на стол лампу, которая должна изображать Солнце, и медленно поворачивайте глобус. Вот флажок, который обозначает ваш дом, стал прямо напротив Солнца, — это полдень. Поворачивайте дальше, флажок начнет отходить в сторону, тень от него становится все длиннее и длиннее, — это наступает вечер.

Это вечер — лампочка-Солнце светит на флажок с запада.

Наконец флажок скрылся на неосвещенной стороне, — наступила ночь. Продолжайте вращать глобус. Флажок с другой стороны подойдет к свету лампы, — начинается утро.

Точно так же обходит вокруг земной оси и ваш дом. Каждые сутки он скрывается на теневой, ночной стороне земного шара, а затем снова появляется на стороне, освещенной лучами Солнца.

Вращение Земли дает нам основную меру времени — сутки. Они в свою очередь разделены на двадцать четыре часа. Это деление заимствовано у древних народов. В Вавилонском царстве люди вели счет не десятками, как мы сейчас, а дюжинами. Каждую половину суток — день и ночь — они считали по двенадцать часов. Из Вавилона подобный порядок был заимствован другими народами и сохранился у нас до сих пор.

Час в свою очередь делится на шестьдесят минут, то есть на пять дюжин, а минута на шестьдесят секунд. Секунд в сутках восемьдесят шесть тысяч четыреста. Наши точные часы должны аккуратно отмеривать восемьдесят шесть тысяч четыреста секунд за каждый суточный оборот Земли, не отставая и не забегая вперед. Астрономы всего мира каждую звездную ночь наблюдают звезды и вычисляют точное время. Они сообщают его нам по радио, чтобы мы могли проверить свои часы. Ход часовых стрелок должен строго соответствовать природным часам — вращению земного шара.

Иногда даже делают часы в виде маленького глобуса, стрелки укрепляют на Северном полюсе, а цифры, от единицы до двадцати четырех, располагают на экваторе.

Остается выяснить вопрос, который в свое время вызвал не мало споров среди ученых. В самом деле, если внимательно присмотреться к рисунку «Земной шар — часы», нетрудно сообразить, что когда у нас девять часов утра, то на противоположной стороне Земли девять часов вечера. Когда у нас день, там ночь, — это понятно. Но, спрашивается, там, в Америке, ночь каких суток — сегодняшних, или вчерашних, или, может быть, завтрашних?

«Земной шар — часы».

Попробуем разобраться. Не спеша, чтоб не сбиться, отсчитываем часы. В Москве девять часов утра, в Копенгагене восемь часов, в Лондоне семь, в Исландии шесть, в Гренландии пять, в Нью-Йорке два, в Чикаго один, и в Сан-Франциско одиннадцать часов вечера вчерашнего дня!

Теперь начнем считать часы в другом направлении. В Москве девять часов утра, в Свердловске — одиннадцать, во Владивостоке уже четыре часа дня, и, дойдя до Сан-Франциско, обнаружим, что там одиннадцать часов вечера сегодняшнего дня.

Какой же в Сан-Франциско вечер — сегодняшний или вчерашний?

Если так рассчитывать, как это сделали мы сейчас, то можно окончательно запутаться и никогда не решить эту головоломную задачу. В свое время и ученые-астрономы вместе с географами спорили и не могли понять, какой же день на той стороне земного шара — сегодняшний или вчерашний? Они не знали, где начинаются новые сутки!

Чтобы решить вопрос о времени, надо сначала условиться, в каком месте Земли зарождаются сутки. Необходимо установить такой раздел — границу между вчерашним и сегодняшним днем, чтобы можно было точно знать, где сегодня, а где вчера.

Однажды ученые собрались и договорились: линия, где возникают сутки, будет начинаться от Северного полюса, проходить по безлюдным просторам Ледовитого океана, идти по Берингову проливу и дальше почти напрямик до Южного полюса. Ученые условились: на запад от разграничительной линии будет нынешний день, а по ту сторону линии, в Америке, — вчерашний. И поэтому в Сан-Франциско, конечно, вчерашний день по отношению к нашему, то есть, если у нас 10-е число, то там 9-е, если у нас, например, 1 сентября, то там 31 августа.

Когда люди переезжают через границу суток, происходят забавные случаи. Например, капитан корабля, идущего из СССР в Америку, не срывает листочек с календаря два дня, а в корабельном журнале два дня помечают одним числом, так как корабль заплывает из сегодняшнего дня во вчерашний.

Если корабль плывет из Америки в СССР, то капитан срывает с календаря сразу два листочка и в записях в журнале пропускает одно число.

Любители дважды отпраздновать свой день рождения должны переплыть Берингов пролив, потому что в Америке они попадут во вчерашний день. Путешествие во вчерашний день не представляет ничего удивительного или редкого, для этого достаточно пересечь линию смены дат, то есть границу суток.

Быстрее пушечного ядра

Итак, мы живем на огромном шаре, и этот шар вертится, подобно волчку. Теперь нам предстоит узнать, что Земля мчится в пространстве, словно ею выстрелили из гигантской пушки. Да, Земля наша летит вокруг Солнца непрерывно, безостановочно, со скоростью, в тридцать раз большей, чем пушечный снаряд, и за год она описывает вокруг Солнца огромный круг.

Это движение Земли также очень ровное, спокойное, и поэтому его мы не чувствуем, не замечаем. В обыденной жизни нельзя найти доказательств этого движения Земли. Оно никак не влияет ни на течение рек, ни на качание маятника.

Но наука нашла несколько убедительных доказательств. Вот одно из них.

Когда вы едете в поезде и смотрите в окно, то видите, что телеграфные столбы и другие близкие предметы стремительно пробегают мимо окна назад. А вот далекие предметы — мельница или деревья где-нибудь на горизонте — как будто бы движутся вместе с поездом. Конечно, понятно, что движение это только кажущееся: едет поезд, а столбы, мельница, деревья, все близкие и дальние предметы стоят на месте.

Астрономы, изо дня в день наблюдая небо в телескопы, заметили очень похожее явление. Земля — это будто бы вагон, телескоп — окно, а звезды — далекие предметы. И они тоже чуть-чуть, еле заметно сдвигаются со своих мест.

Когда поезд мчится все время в одну сторону, то нам кажется, что все предметы бегут в обратном направлении — назад, а звезды движутся не так: в течение года они описывают на небе маленькие кружочки. И понятно почему. Земля наша кружится около Солнца, поэтому нам кажется, что звезды тоже двигаются кругами. Только эти кружки очень, очень маленькие, еле заметные. Ведь звезды весьма от нас далеки.

Эти наблюдения, да и многие другие, выполненные с помощью астрономических приборов, доказали людям, что Земля действительно движется в пространстве.

Одно из небесных явлений, которое также подтверждает движение Земли, могут наблюдать и не астрономы. Для этого надо провести несколько ночей под открытым небом и считать падающие звезды.

Когда человек бежит под дождем, то одежда на нем особенно промокает на груди, а на спине остается почти сухой. Земля же на своем пути встречает летящие в пространстве мелкие камешки и песок; ударяясь с огромной силой о воздушную оболочку Земли, эти камешки раскаляются и светлыми искорками скатываются по небосклону. Их называют падающими звездами или метеорами. Если Земля движется, то там, где у нее «перед», должно падать метеоров гораздо больше, чем там, где у нее «спина».

Много бессонных ночей провели астрономы, считая падающие звезды. Они установили, что в предутренние часы (а Земля летит вперед как раз своей утренней стороной) звезд падает вчетверо больше, чем вечером. Вечерняя сторона земного шара— это как бы «спина» Земли, ей достается гораздо меньше метеоров.

Это наблюдение может проверить каждый кружок любителей астрономии.

Итак, Земля движется. Она обращается вокруг Солнца по своему круговому пути в течение трехсот шестидесяти пяти суток и шести часов, т. е. одного года. Стало быть, и эта мера времени, так же как и сутки, взята нами из природы.

И каждый год теплое радостное лето сменяется дождливой осенью, за осенью следует холодная зима с метелями и морозами, за зимой наступает веселая зеленая весна.

Земная ось наклонена

Перемены времен года совершаются из века в век и из тысячелетия в тысячелетие. Причина этих постоянных ежегодных перемен— движение Земли вокруг Солнца и наклон ее оси. Земная ось стоит не прямо, а слегка наискосок, она наклонена так, что ее северный конец направлен на Полярную звезду. Папанинцы, когда высадились на полюсе, видели эту звезду прямо над головой.

Земля-волчок вертится в наклонном положении. Не будь наклона у земной оси, — не видать нам ни жаркого лета, ни морозной зимы с ее катками, лыжами и снежными горами. Если бы земная ось выпрямилась, лето навсегда расположилось бы близ экватора, а у нас, в умеренном поясе, все время была бы температура такая, какая бывает весной. Северянам же пришлось бы жить в сплошной зиме.

К счастью, могучие силы природы некогда наклонили земную ось, и времена года распределились очень справедливо. Даже полюсам достается довольно много солнечных лучей, и там в ледяных просторах Арктики и Антарктики бывает короткое лето.

Если вы хотите понять, как и почему происходит смена времен года, сделайте простой опыт. Поставьте стол посреди комнаты, а на стол поставьте зажженную лампу, — пусть она изображает Солнце. Возьмите в руки глобус — Землю — и станьте левым боком к лампе. Глобус должен быть на одном уровне с лам пой, не выше и не ниже ее. Наклоните глобус так, чтобы его Южный полюс был немного ближе к лампе, чем Северный. Начинайте теперь обходить вокруг стола, но не меняйте наклона глобуса. Земная ось, то есть ось глобуса, должна быть направлена все время в одну точку, в какой-нибудь гвоздь или пятнышко, расположенное на стене возле потолка. Это пятнышко пусть изображает Полярную звезду.

Смотрите, как падают лучи на глобус.

Часть пути лампа сильнее освещает южное полушарие, — значит, в Австралии, в Южной Америке лето.

В южном полушарии лето.

Северному же полушарию достаются лишь косые лучи, и поэтому в большей части Европы, Азии и Северной Америки зима.

Пройдя четверть круга, вы увидите, что свет лампы — Солнца — освещает оба полушария одинаково, — это значит, что у жителей южного полушария наступила после лета осень, а у нас весна, у нас расцветают подснежники и фиалки. Идите дальше. Теперь уже нашему северному полушарию достаются прямые лучи, а южанам — косые. У нас наступило лето, а у них зима.

Подтолкните пальцем глобус, чтобы он завертелся и началась бы смена дня и ночи. Вы увидите, что хотя глобус вертится, а Северный полюс освещен непрерывно, там не наступает ночь, там стоит непрерывный солнечный день. На полюсах из-за наклона оси день длится полгода и полгода длится ночь.

Так происходит смена времен года. Северное и южное полушария как бы обмениваются ими: когда у нас зима, там лето; когда у нас весна, там осень и, наоборот, — у них жара, у нас трещат морозы.

Интересные дни

Движение Земли по орбите и наклон ее оси делают несколько дней в году особенно интересными. Один из них — 29 февраля. Скверный день. Ведь каждому хочется праздновать день своего рождения ежегодно, но как должно быть обидно тем, кто родился 29 февраля. Этот день бывает раз в четыре года.

И вот почему: Земля обходит Солнце примерно в триста шестьдесят пять дней и шесть часов. Это настоящий год. Но нам удобнее считать время только целыми сутками, без четвертушек. Мы их отбрасываем и считаем год равным тремстам шестидесяти пяти дням. Остаток же совсем забывать нельзя, и, когда из этих шести часов за четыре года накопятся целые сутки, мы их прибавляем к году, и год становится на одни сутки длиннее. Этот лишний день условились прибавлять к февралю. Такой удлиненный год называется високосным. Он содержит триста шестьдесят шесть суток.

Такая прибавка дня не очень удобна, но если ее не делать, то мы в своем счете времени очень уйдем вперед. В конце концов, Первое Мая пришлось бы праздновать в середине зимы при трескучих морозах, а Новый год встречать во время сенокоса.

Второй любопытный день — 21 марта. Утро этого дня бывает еще зимнее, а вечер уже весенний. Земной шар к 21 марта проходит как раз одну четверть своего пути вокруг Солнца и в этот день начинает проходить вторую, весеннюю четверть. 21 марта наступает астрономическая весна. Кроме того, в этот день земной шар становится в такое положение, когда Солнце совершенно одинаково освещает и северное и южное полушария. В полдень 21 марта на экваторе Солнце стоит над головой. Палка, прямо воткнутая в землю в экваториальных странах, в полдень совсем не отбрасывает тени. И в этот же день льды Северного полюса озаряются первыми солнечными лучами. На полюсе наступает полярный день.

22 июня в северном полушарии самый длинный день в году. В это время северный конец земной оси направлен в сторону Солнца. Земля подставила северное полушарие под прямые лучи Солнца. Поэтому у нас лето.

В Ленинграде разгар белых ночей. Поднявшись ночью на стратостате, можно сверху увидеть солнце. Оно не уходит далеко за горизонт и своими лучами продолжает освещать верхние слои атмосферы. Поэтому ленинградцы и вообще все жители северных широт наблюдают летом продолжительную вечернюю зарю, которая незаметно сливается с утренней зарей. Короткие летние ночи на Севере бывают поэтому совсем светлыми, или как говорят «белыми».

На Северном полюсе и в околополярных странах Солнце не заходит круглые сутки. На зимовках петухи сбиваются с толку; не знают, когда кричать, и горланят без всякого порядка.

После 22 июня день начинает постепенно убывать. И 23 сентября наступает осеннее равноденствие. 23 сентября день равен ночи, так же как и 21 марта. Но утро этого дня — последнее летнее утро, вечер уже принадлежит осени. Солнце покидает полюс, дни становятся короче, сумрачней, лето уходит в южное полушарие, а у нас приближается зима.

Если подсчитаете, сколько суток длится весна и лето и сколько остается на долю зимы с осенью, то результат получится несколько неожиданный. Теплая часть года занимает сто восемьдесят шесть дней, а холодная — сто семьдесят девять. Половины оказываются неравными. Это странное неравенство очень приятно нам — жителям северного полушария, мы выгадываем семь лишних теплых дней, которых лишены жители Австралии, Южной Америки и Новой Зеландии.

Но почему же происходит такая несправедливость? Вот почему: путь Земли вокруг Солнца, ее орбита, не имеет формы правильного круга. Она слегка вытянута, овальна, напоминает букву О. Солнце находится не посредине, а ближе к одной стороне этого О.

Летом земной шар движется по дальней части орбиты, он удаляется от Солнца, и скорость его в это время уменьшается. Летом Земля движется по орбите медленней, чем зимой, и, к огорчению жителей южного полушария, запаздывает более чем на семь суток.

22 декабря самый короткий день в году. Это начало астрономической зимы. На полюсе в декабре непроглядная полярная ночь. У нас — зима, а в южном полушарии — жаркое лето.

Земля как бы наверстывает летнюю медлительность и ускоряет свой бег по орбите. Зимой она находится к Солнцу ближе, чем летом.

Может показаться странным — Земля приблизилась к Солнцу, а у нас трещат морозы. Но ведь мы знаем, что времена года зависят от наклона земной оси, а вовсе не от расстояния до Солнца. То, что мы ближе к Солнцу, сказывается только в том, что в северном полушарии мы имеем зиму более теплую, более мягкую, чем жители южного полушария. Зато в Южной Америке или Австралии зима суровей, а лето там очень жаркое, а у нас лето прохладнее. Таким образом, южное полушарие дважды обижено — у них и лето короче и жарче, и зима длинней и холодней.

Эта несправедливость не будет продолжаться вечно. Медленно, но постоянно в движении Земли совершаются изменения, и северное полушарие понемногу теряет свои преимущества. Через десять тысяч пятьсот лет преимущество будет на стороне южного полушария, а у нас наступят длинные и холодные зимы и короткие, но жаркие лета.

Наш спутник

Когда зайдет Солнце и стемнеет, мы часто видим, как на небосводе поднимается красавица Луна. Ее зеленоватый холодный свет заливает Землю, освещая и украшая ночь.

Луна— наш ближайший сосед в мировом пространстве. Она — наш спутник, который неотступно следует за Землей в ее движении вокруг Солнца.

Луна тоже шар, она вращается вокруг своей оси и, кроме того, вокруг Земли.

Большим сверкающим диском представляется нам полная Луна. Но она не плоская, не диск! Когда Луна на ущербе, можно заметить, что она шарообразна. Если же посмотреть на фотографические снимки Луны, никаких сомнений в этом не остается. Совершенно отчетливо видно, как низины у края Луны, где проходит граница между днем и ночью, скрываются во тьме, а вершины лунных гор еще горят в лучах Солнца.

Луна — шар, но по величине она гораздо меньше Земли, она кажется нам такой большой и яркой потому, что находится близко от Земли.

Каждый, конечно, замечал, что Луна появляется не только ночью. Бледная, еле заметная в лучах Солнца, Луна показывается и утром и днем, тщетно пытаясь соперничать с ослепительным Солнцем. Луна поднимается на небе в любое время суток, поэтому нельзя ее считать ночным светилом.

Если бы Луна появлялась только ночью, то было бы ясно: Луна следует рядом с Землей, держась ее теневой, ночной стороны. Можно было бы представить себе, как Земля, словно заботливая мамаша, ведет дочку Луну за руку, держа ее с правой стороны.

Но это сравнение неверно, ведь Луна появляется и днем. Она не следует чинно рядышком с нами. Луна то забегает вперед, обходя Землю, и оказывается на ее дневной, освещенной Солнцем стороне, то отстает и летит позади Земли и снова переходит на теневую сторону. Луна безостановочно витает вокруг Земли, описывает возле нас круг за кругом.

Сколько времени нужно Луне, чтобы завершить свой путь вокруг Земли? Для этого проверили итоги наблюдений за две с половиной тысячи лет и подсчитали, какой промежуток времени протекает между полнолуниями. Получилось, что между соседними полнолуниями проходит двадцать девять дней двенадцать часов сорок четыре минуты две и восемь десятых долей секунды. Этот промежуток времени называется лунным месяцем. Он мог бы служить мерой времени, но для нашей жизни такой месяц неудобен: число суток в нем не целое, а дробное — с часами и минутами. Поэтому для удобства мы считаем месяцы по тридцать и тридцать одному дню, и только февраль имеет то двадцать восемь, то двадцать девять дней. В году у нас ровно двенадцать месяцев, а не двенадцать с половиной. Наши месяцы не совпадают с истинными лунными месяцами.

Луна в первой четверти. На снимке хорошо заметна ее шарообразность. Видны лунные горы и цирки.

Вращение Луны

Посмотрите на Луну в полнолуние. На ее поверхности видны какие-то пятна. Одни различают человека с мешком за плечами, другие видят рисунок фантастического зверя или еще что-нибудь. Конечно, никаких зверей там нет. Что это за пятна, мы расскажем подробней в особой главе о Луне. Сейчас нас интересует, меняются ли эти пятна? Случалось ли вам видеть какой-либо другой рисунок Луны, не похожий на человека с мешком?

Нет, вы этого не видели, и никто не видел. Лицо Луны не меняется. Поверхность ее всегда одинакова, а это означает, что Луна смотрит на Землю одной своей стороной и никогда не поворачивается к нам «затылком». Никто еще не видел, что там, на другой стороне Луны.

Когда с Земли в звездное пространство полетят космические корабли, лишь тогда мы сумеем узнать, что таит невидимая для нас сторона Луны.

Луна всегда обращена к нам одной своей стороной потому, что она делает оборот вокруг своей оси в точности за то время, за которое она обращается вокруг Земли, т. е. за двадцать девять дней двенадцать часов сорок четыре минуты две и восемь десятых долей секунды.

Греет ли Луна

Лунный свет не греет. Он холоден, потому что холодна Луна. Может быть, когда-то, очень давно, Луна была раскаленной, как Солнце. Но за многие века она успела остыть. Теперь Луна уж не излучает собственного света. Она светит только потому, что освещена Солнцем. Ее сияние — это отблеск солнечных лучей.

Этим и объясняется изменчивость формы и величины светлой части Луны. То Луна сияет полным кругом, то светится серпом, а то и совсем пропадает из глаз. Каждый новый вид Луны называют лунной фазой.

Фазы Луны.

Когда Луна оказывается в той стороне, где Солнце, мы ее не видим, — она обращена к нам темной, ночной своей половиной. Но вот Луна начинает отставать от Земли, и на небе появляется узенький серпик — молодой месяц. Постепенно серп превращается в полукруг, — значит, Луна находится как раз позади Земли. Затем Луна становится полной, круглолицей. После этого она начинает убывать и снова исчезает.

Все это легко понять, если представить себе лампу — Солнцем, мячик — Луной, а роль Земли с успехом исполнит ваша же голова. Держите мячик в вытянутой руке перед собой и повернитесь лицом к лампе.

Вы увидите, что в этом положении мячик будет обращен к вам своей темной стороной. Это — новолуние. Поворачивайтесь теперь влево и держите все время мячик перед собой на вытянутой руке.

Когда вы повернетесь на четверть оборота, то увидите, что к вам обращена уже половина освещенной части мячика. Выпуклой своей стороной эта освещенная часть обращена вправо. Поворачивайтесь дальше влево, и когда вы станете спиной к лампе, к вам будет обращена вся освещенная лампой половина мячика. Это — полнолуние.

Сейчас полнолуние.

Если вы еще дальше будете поворачиваться, то опять увидите только половину освещенной части мячика, но теперь выпуклостью эта часть будет обращена влево. Мяч покажет вам все фазы Луны. Их четыре: новолуние, когда Луны совсем нет, первая четверть— Луна имеет вид полукруга, выпуклого справа, полнолуние — она кругла, как блин, и последняя четверть — опять полукруг, но выпуклый с левой стороны.

Чтобы отличить первую четверть от третьей, существует очень простое правило — запомните его: когда Луна похожа на букву «С», значит она старая. Когда «С» перевернуто, как в зеркале, — Луна молодая.

Пепельный свет Луны

Может быть, вам приходилось наблюдать странную Луну: в узкий сверкающий серп, будто в чашку, вложен темный пепельно-серый шар. В Англии, увидев такую Луну, говорят: «Новый месяц обнимается со старым». Но ведь старой и молодой Луны не бывает. Луна одна, меняется только ее вид, в зависимости от того, как ее освещает Солнце.

Сверкающий серп — это часть Луны, залитая солнечными лучами, а серый шар — это вся остальная поверхность. Серп кажется шире и больше пепельно-серой части только потому, что освещенные предметы всегда представляются глазам крупнее, чем темные. Это обыкновенная ошибка нашего зрения.

Но вопрос вот в чем: Луна холодна, сама она светиться не может, так откуда же берется странное, призрачное свечение темной части Луны? Может показаться, что Луна светит наперекор законам природы. И действительно, в прошлые века таинственное свечение темной части Луны очень смущало ученых. Они не могли найти объяснения этой загадке.

Но у многих, казалось бы, трудных задач бывает очень простое решение. Так и тут. Ведь Солнце освещает не только Луну, но и нашу Землю. Белые снега, льды и облака сверкают в солнечных лучах; желтые пустыни, степи, луга, океаны также отражают свет. Земля тоже светится солнечным отраженным светом, и вот этот-то отблеск Земли освещает Луну.

Пепельное свечение Луны — отражение земного света.

Пепельное сияние Луны есть не что иное, как отраженный свет Земли.

Это впервые сумел объяснить знаменитый итальянский ученый и художник Леонардо да-Винчи.

Черный дракон, пожирающий Солнце

Земля и Луна, как всякие непрозрачные тела, отбрасывают тень. Бывает так, что одно небесное тело загораживает от Солнца другое. Тогда происходит затмение. Луна, обегая вокруг Земли, время от времени становится между нами и Солнцем. Она закрывает собой Солнце, ее тень падает на Землю, и мы наблюдаем солнечное затмение.

Может случиться и иначе: Луна зайдет на ночную сторону Земли и попадет в тень от земного шара, тогда мы видим лунное затмение.

Казалось бы, затмения мы должны наблюдать ежемесячно: солнечное — в каждое новолуние, а лунное — в каждое полнолуние. Но вы знаете, что затмения происходят не так уж часто, потому что путь Луны вокруг Земли слегка наклонен и не совсем правилен. Зачастую в полнолуние наш спутник проскальзывает под земной тенью или над ней, и затмения Луны не получается, а в новолуние тень от Луны проносится мимо Земли, то над ее северным, то над южным полюсом, и затмения Солнца также не случается.

Только когда Луна становится прямо перед Солнцем и закрывает его от нас, происходит затмение Солнца. Чаще всего в году бывает четыре затмения: два солнечных и два лунных. Когда же затмения начинаются в самом начале года, то в таком году число затмений может дойти до семи. Но более семи затмений на протяжении одного года не бывает.

Древним народам — халдеям, китайцам, индусам — затмения казались таинственными и страшными событиями. В древности люди верили, что во время солнечного затмения огромный черный дракон пожирает Солнце. Люди не понимали причины затмений и очень боялись их. Поэтому аккуратно записывали они день и час каждого затмения. Когда таких записей накопилось порядочно, халдейские ученые заметили, что через каждые восемнадцать лет и одиннадцать дней затмения повторяются. Как только пройдет этот срок, приблизительно в той же части земного шара наступит очень похожее затмение, оно случится только на семь с лишним часов позже. Халдеи сделали очень важное открытие. Они вычислили срок повторяемости затмений. Он равен шести тысячам пятистам восьмидесяти пяти с третью суток. Это число халдеи назвали саросом. Зная сарос, каждый, не будучи даже астрономом, может довольно точно предсказывать затмения.

Полное солнечное затмение — Луна находится между нами и Солнцем.

Полное лунное затмение — Луна скрылась в тень Земли.

Частное лунное затмение — только часть Луны скрылась в тени Земли.

Современные ученые настолько хорошо изучили движение Луны и Земли, что вычислили время затмений на несколько сот лет вперед. Известны дни, часы и даже секунды, когда оно наступит или когда оно было. Зная даты затмений, ученые, например, узнали, когда Китаем правил император Чунг-Киянг. Вот как это случилось.

Китайская летопись рассказывает, что при дворе императора Чунг-Киянга жили два астронома — Хи и Хо. Эти ученые были большими любителями вина. Хи и Хо перестали следить за небом, стали небрежно относиться к своим обязанностям. И вдруг, в последний осенний месяц, часов в семь-восемь утра неожиданно произошло затмение. Жители столицы металась в панике. Слепых известили о беде громким боем барабанов. Бережливые люди спасали свое имущество. Многие бежали из города. Все жители были в ужасе, так как видели, что черный дракон пожирает Солнце.

Черный дракон пожирает Солнце.

После этого случая император Чунг-Киянг разгневался и велел казнить нерадивых астрономов, которые не сумели предупредить народ. Хи и Хо отрубили головы.

Современных ученых заинтересовало это событие. Они подсчитали и установили: затмение, за которое Хи и Хо поплатились головами, произошло 22 октября 2137 года до пашей эры, т. е. свыше чем четыре тысячи лет назад. Так узнали, когда царствовал этот император.

Известно много случаев, когда затмения помогли проверить или исправить даты разных исторических событий. Летописцы нередко ошибались в счете лет и путали годы. Но зато они старательно записывали все затмения и тем самым дали нам великолепный способ исправлять их ошибки и устанавливать точно, когда произошло то или иное историческое событие.