Всемирное притяжение
Закон масс — притяжение пропорционально произведению притягивающихся масс.
1 единица массы притягивает 1 единицу с силою 1 ед.
2 единицы массы притягивают 1 единицу с силою 2 ед.
3 единицы массы притягивают 2 единицы с силою 6 ед.
Увеличьте притягивающиеся массы — и сила их взаимного тяготения заметно возрастет. Провозглашенный Ньютоном закон всемирного тяготения гласит, что „притяжение тел увеличивается пропорционально произведению их масс и уменьшается пропорционально квадрату их расстояния". Можно вычислить, что два дредноута, весом по 25.000 тонн каждый, плавая на расстоянии одной версты один от другого, взаимно притягиваются с силою в 1 золотник. Это почти в полмиллиона раз больше упомянутой силы взаимного притяжения двух человеческих тел, но, разумеется, еще слишком недостаточно, чтобы преодолеть трение кораблей о воду и сблизить их вплотную. Ведь именно для преодоления трения корабля о воду предназначены могучие пароходные машины. Но и при отсутствии трения оба дредноута силою взаимного притяжения сблизились бы в течение первого часа всего только на два сантиметра.
Притяжение двух миров
Зато для таких огромных масс, как целые солнца и планеты, взаимное притяжение даже на гигантских расстояниях достигает степеней, превосходящих человеческое воображение.
Всемирное притяжение
Закон расстояний — притяжение убывает пропорционально квадрату расстояния.
На двойном расстоянии притяжение уменьшается в 2х2, т.-е. в 4 раза, на тройном — в 3х3, т.-е. в 9 раз, и т. д.
Наша Земля, несмотря на неимоверную отдаленность от Солнца, удерживается на своей орбите единственно лишь могучим взаимным притяжением этих обоих тел. Предположите на минуту, что солнечное притяжение внезапно прекратилось, и что земные инженеры задались целью заменить невидимые цепи тяготения материальными связями, т.-е. попросту желают привязать земной шар к Солнцу стальными канатами. Вы видели, конечно, те свитые из проволоки канаты, на которых висят наши лифты. Каждый из них способен выдержать тяжесть свыше тысячи пудов. Знаете ли, сколько понадобилось бы таких канатов, чтобы заменить ими взаимное притяжение Земли и Солнца? Цифра с пятнадцатью нулями ничего не скажет вашему воображению. Вы получите более наглядное представление о могуществе этого притяжения, если я скажу вам, что вся обращенная к Солнцу поверхность земного шара была бы густо покрыта непроходимым лесом этих канатов, по тридцати на каждый квадратный аршин!
Вот как огромна та невидимая сила, которая притягивает планеты к Солнцу.
Но для межпланетных полетов вовсе не понадобится рассекать эту связь миров и сдвигать небесные светила с их вековечных путей. Будущему моряку вселенной придется считаться лишь с притягательным действием планет на мелкие тела, и прежде всего, конечно, с напряжением тяжести близ земной поверхности: только оно и приковывает нас к нашей планете.
Свободное падение
Земная тяжесть интересует нас в данный момент не потому, что она заставляет каждое лежащее или подвешенное земное тело давить на свою опору. Для нас важнее то, что всем не имеющим опоры телам она сообщает движение „вниз", т.-е. к центру Земли. Вопреки обычному мнению, для всех тел — тяжелых и легких — скорость этого движения, в пустом пространстве, одинакова и по истечении первой секунды падения всегда равна 10 метрам.
По истечении второй секунды падения, к уже имеющейся 10-метровой скорости присоединяются еще 10 метров: скорость удваивается. Возрастание скорости длится все время, пока совершается падение. С каждой секундой скорость падения возрастает на одну и ту же величину — именно на 10 метров. Поэтому к концу третьей секунды она уже равна 30 метрам, и т. д. Если же тело брошено снизу вверх, то скорость его взлета, наоборот, уменьшается каждую следующую секунду на те же 10 метров: по истечении первой секунды она уже на 10 метров меньше, чем первоначальная; к концу второй — еще на 10 метров, т.-е. уже на 20 метров, и т. д., пока не истощится вся первоначально сообщенная ему скорость, и тело не начнет падать вниз. (Так происходит лишь до тех пор, пока тело, поднимаясь вверх, не слишком значительно удаляется от земной поверхности; на большом расстоянии от Земли напряжение тяжести заметно ослабевает, и тогда ежесекундно будет отниматься уже не 10 метров, а меньше).
Сухие цифры, — но они должны нам многое пояснить.
Невидимые оковы тяжести
В старину, говорят, к ноге каторжника приковывали цепь с тяжелой гирей, чтобы отяжелить его шаг и сделать неспособным к побегу. Все мы, жители Земли, незримо отягчены подобною же гирею, мешающей нам вырваться из земного плена в окружающий простор вселенной. При малейшем усилии подняться ввысь эта невидимая гиря дает себя чувствовать и влечет нас вниз с возрастающей стремительностью. Быстрота нарастания этой скорости падения — по 10 метров в каждую секунду, — может служить точною мерою напряжения тяжести на земной поверхности и характеризует отягчающее действие той невидимой гири, которая держит нас в земном плену.
Все мечтающие о полетах по беспредельному океану вселенной, — а какой из пытливых умов не мечтает о них? — должны глубоко сожалеть о том, что человеческому роду приходится жить как-раз на той планете, которую мы именуем „Землей". Среди всех небесных сестер земного шара лишь немногие обладают столь значительным напряжением тяжести, как именно наша планета. Взгляните на прилагаемую табличку, где напряжение тяжести на разных планетах солнечной системы дано по сравнению с напряжением земной тяжести, принятым здесь за единицу:
Вы видите, что из планет нашей солнечной системы только на двух, гигантах Юпитере и Сатурне, напряжение тяжести превосходит земное. На всех же остальных планетах оно слабее. Если бы условия тяжести были у нас такие, как на Марсе или на Луне, то, пожалуй, не пришлось бы теперь писать книг в роде этой, потому что люди давно уже путешествовали бы по мировому пространству. А на мелких астероидах достаточно было бы просто оттолкнуться от планеты, чтобы унестись навеки в необъятный простор вселенной…
Земля в каждый момент, вследствие инерции, стремится двигаться по прямой линии, касательной к ее действительной орбите, и только притяжение Солнца заставляет ее уклоняться от касательной, чтобы следовать по криволинейному пути. (Масштаб не соблюден).
Итак, вопрос о возможности межпланетных путешествий сводится к вопросу о том, какими способами мыслимо бороться с силою земного притяжения.
3. Борьба с тяготением
Мысль наша способна вообразить лишь троякого рода борьбу с земною тяжестью:
1) Можно искать средств укрыться или заслониться от силы притяжения, сделаться для нее неуязвимым:
2) Можно пытаться в достаточной степени ослабить напряжение земной тяжести.
И, наконец,—
3) Оставляя без изменения силу земной тяжести, можно изыскивать средства преодолеть ее.
Каждый из этих трех путей в случае успеха сулит нам возможность освободиться из плена земной тяжести и пуститься в свободное плавание по океану вселенной.
В этой последовательности мы и будем рассматривать здесь наиболее любопытные, наиболее заманчивые или наиболее поучительные проекты осуществления космических путешествий.
При исчезновении силы тяготения „гигантские пушки взлетали бы на воздух, как мыльные пузыри.
4. Можно ли укрыться от силы тяжести?
Мы слишком привыкли к тому, что все вещи, все физические тела прикованы своим весом к земле; нам трудно поэтому даже мысленно отрешиться от силы тяжести и представить себе картину того, что было бы, если бы мы обладали способностью уничтожать эту силу по своему желанию. Такую фантастическую картину нарисовал недавно в одной из своих статей американский ученый Г. Сервис.
„Если бы, — писал этот ученый, — в самый разгар военной кампании мы могли посылать волны, которые, нейтрализовали бы силу тяжести, то всюду, куда бы они ни попадали, немедленно наступал бы хаос. Гигантские пушки взлетали бы на воздух, как мыльные пузыри. Марширующие солдаты вдруг почувствовали бы себя легче перышка и беспомощно поплыли бы в воздухе, как пробка на воде, будучи всецело во власти неприятеля, находящегося вне сферы действия этих волн. Картина смешная и, как может показаться, невероятная, — а между тем так было бы в действительности, если бы людям удалось подчинить силу тяжести своей власти". (Мы приводим здесь заимствованную из того же американского журнала попытку художника изобразить наглядно это необычайное зрелище).
Более того: власть над силой тяготения позволила бы человеку по своему желанию изменить устройство вселенной.