Кроме суточного вращения вокруг своей оси и годичного вокруг Солнца, Земля совершает еще другие движения.Прежде всего ось вращения, продолжение которой в пространстве пересекает небесный свод в точке, называемой полюсом, не пребывает абсолютно в одном и том же положении.
Эта ось медленно перемещается, описывая коническую фигуру, точно волчок, который, кружась по паркету, наклоняет свою ось то в одну, то в другую сторону и таким образом чертит в воздухе фигуру, имеющую форму конуса, обращенного вверх основанием, или же форму обыкновенной воронки.
Такое перемещение земной оси совершается в течение тысячелетий; небесный полюс не есть, таким образом, неподвижная точка: он меняет свое положение параллельно с перемещением земной оси в пространстве. Поэтому название Полярной звезды не может носить только одно какое-нибудь светило.
В настоящее время Полярной звездой называется звезда а в созвездии Малой Медведицы, потому что она находится на самом близком расстоянии от небесного полюса. Это расстояние будет последовательно уменьшаться вплоть до 2105 года; с этого момента небесный полюс начнет удаляться от нее и займет теперешнее положение по отношению к ней только через 26 тысяч лет.
За 6 тысяч лет до начала нашей эры небесный полюс занимал место возле звезды четвертой величины, именно & созвездия Дракона. Передвигаясь, с течением времени полюс удалялся от нее все больше и больше, так что в 2700 году Полярной звездой сделалась t Дракона, затем а этого же созвездия, еще позже полюс переместился влево, заняв место между р Малой Медведицы и Дракона.
Около 800 года полюс занял приблизительно то положение, которое он сохраняет теперь. В 3500 году после нашей эры Полярной звездой сделается ч Цефея, в 6000 году небесный полюс будет находиться между р и т Цефея; в 7400 году он приблизится к а этого созвездия; в 13600 году полюс близко подойдет к одной из самых блестящих звезд нашего неба, именно к Веге в созвездии Лиры. Это светило будет считаться Полярной звездой для 28 грядущих поколений, как оно уже было в этой роли 14 тысяч лет назад.
Параллельно с перемещениями полюса картина неба принимает другой вид. Несколько тысяч лет назад, например, Южный Крест был видим в Европе, через несколько тысяч лет блестящий Сириус исчезнет с европейского горизонта. Многие созвездия южного неба виднелись у нас в течение нескольких веков, затем исчезали, и, наоборот, наши северные светила перекочевывали в южное полушарие, где оставались в течение довольно продолжительного времени.
Сколько событий совершилось на Земле, в то время как небо медленно меняло свой вид под влиянием вековых перемещений земной оси! То место на небесном своде, которое занимает теперь полюс, он занимал в последний раз 26 тысяч лет назад! В то время ни одно из существующих теперь капиталистических государств, которые оспаривают ДРУГ У Друга первенствующее значение, не существовало. Люди, конечно, уже были и тогда, но находились на весьма низкой ступени развития; это была, по всей вероятности, эпоха каменного века.
Какие изменения произойдут на Земле за такой же огромный промежуток времени, когда небесный полюс, перемещаясь постепенно, снова придет в то положение, какое он занимает теперь? От теперешних наций не останется и следа. Другие народы будут населять Землю; одинокий путешественник, блуждая по берегам Сены, остановится только перед кучей развалин, отыскивая то место, где возвышался великолепный мировой город. Может быть, ему будет так же трудно определить в точности размеры и местонахождение знаменитого когда-то столичного центра, как теперь археологу-историку, который старается найти расположение Фив или Вавилона!
Следствием упомянутого выше движения земной оси является то обстоятельство, что звезды постоянно меняют свое положение; они даже в течение 2 лет подряд не остаются на одном и том же месте. Астрономические карты должны поэтому подвергаться сравнительно довольно частым поправкам и переделкам. Так, карты звездного неба, заготовленные в 1860 году, устарели для 1880 года, а приведенные в порядок к этому году подлежат новому пересмотру через 20—25 лет. О помощью точных математических вычислений можно всегда определить на какое угодно число лет вперед или назад положение каждого светила на небосклоне.
Эти перемещения, как мы уже упомянули, только кажущиеся; на самом деле изменяется с течением веков только положение оси Земли, которая совершает в течение столь долгого времени коническое движение вокруг себя, противоположное ее суточному вращению. Это движение обусловливается притягательным действием Солнца и Луны на экваториальные части Земли. Если бы Земля была совершенно кругла, как шар, то этого движения земной оси не существовало бы; но Земля, как известно, сплюснута на полюсах и выпукла на экваторе.
Итак, мы теперь имеем дело с третьим движением нашей планеты, которое обусловливает собой предварение равноденствий: весеннее равноденствие ежегодно наступает несколько ранее, чем Земля успеет совершить полный оборот вокруг Солнца.
Звезды, расположенные по пути кажущегося годового движения Солнца, были разделены в древности на 12 групп, получивших название созвездий зодиака. Первое созвездие, в котором Солнце находилось в момент равноденствия 2 тысячи лет назад, было известно под названием Овна; за ним следуют Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей и Рыбы.
Весеннее равноденствие совершается теперь в созвездии Рыб, но скоро перейдет в созвездие Водолея.
В начале нашей эры равноденствие наступало, как мы уже упомянули, тогда, когда Солнце находилось в созвездии Овна; на 2 150 лет ранее созвездием равноденствия считался Телец.
Около этого времени, то есть свыше 4 тысяч лет назад, первые наблюдатели, по всей вероятности, и установили деление звездного неба на зодиакальные группы, потому что во многих древних мифах Тельцу приписывается такое же благотворное влияние на весеннее возрождение Земли, как и Солнцу.
Звезды Тельца, именно Плеяды, были Для древних египтян, китайцев и даже для первых греков равноденственными звездами.
Земной шар несколько меняет свое положение в пространстве под влиянием Луны.
Земля и Луна вращаются вместе вокруг общего центра тяжести. Луна весит в 81 раз меньше, чем Земля, а общий центр тяжести в 81 раз ближе к центру Земли, чем к центру Луны, расстояние между которыми равняется 384 400 километрам.
Во время новолуния Луна находится между нашей планетой и Солнцем, мы поэтому перемещаемся немного ближе к этому последнему; наоборот, во время полнолуния мы немного удаляемся от него. Когда Луна находится в первой четверти, мы запаздываем, удерживаемые нашим спутником, как уздой; когда она находится в последней четверти, мы несемся быстрее: Луна притягивает Землю, находясь впереди нее.
Результатом этого влияния являются кажущиеся изменения в величине и положении Солнца. Во время новолуния Солнце нам кажется больше, чем в полнолуние; кроме того, за время, которое протекает между первой и последней фазами Луны, Солнце как будто оставляет свое место, передвинувшись на 290 часть своего диаметра.
Рассмотрим пятое движение Земли.
Ось, около которой совершается суточное вращение, медленно передвигается в пространстве, совершая полный оборот, как мы видели, в 26 тысяч лет и вызывая этим последовательное предварение равноденствий; но Луна заставляет эту ось проделывать еще одно маленькое вращательное движение, благодаря чему она описывает на небосклоне маленький эллипс, имеющий 18 дуговых секунд в длину и 14 в ширину; этот эллипс вытянут к полюсу эклиптики, и ось совершает полный оборот в 18,5 года.
Несмотря на микроскопичность этого движения, которое на астрономическом языке называется нутацией, влияние его все-таки сказывается на видимом расположении звезд в пространстве.
Шестое движение Земли заключается в следующем.
Плоскость земного экватора наклонена под углом в 23° 27' к плоскости, в которой она движется вокруг Солнца и которая называется плоскостью эклиптики.
Мы вращаемся, так сказать, косо, но это «косое направление» с течением веков также изменяется.
За тысячу лет до нашей эры китайские астрономы определили наклон экватора в 23° 54' (мы скоро объясним, .что, собственно, значат эти цифры).
За 350 лет до нашей эры Питеас, измеряя этот наклон, нашел, что он составляет 23° 49'. В настоящее время он еще меньше и продолжает уменьшаться на 47" в течение каждого столетия.
Если бы это уменьшение наклона земной оси совершалось регулярно, то через 177 тысяч лет ось земного шара приняла бы перпендикулярное положение, а это имело бы своим последствием то, что люди имели бы удовольствие наслаждаться вечной весной!
Но этого никогда не будет, потому что уменьшение наклона экватора имеет свои границы: уменьшившись на 2° 37', угол, под которым наклонен экватор, снова начинает увеличиваться, пока через несколько тысячелетий не дойдет до своего предела — 22° 37', тогда он снова начинает уменьшаться.
Рис. 13. Наклон земной оси.
В течение XIX столетия наклон экватора изменялся следующим образом:
|
. 23°27'17' . 23°27'13' . 23°27'9" |
23°27'56" 1880 ГОД . 23°27'31" 1890 » 23°27'22"
Благодаря этим изменениям, кривая, изображающая перемещение небесного полюса в течение десятков тысяч лет (рис. 12), имеет, собственно говоря, не форму круга, а форму спирали, завитки которой то уменьшаются, то увеличиваются. Эта спираль напоминает собой часовую пружину, которая то сжимается, то выпрямляется/ Говоря точнее, мы должны были бы сказать, что в действительности изменяется не положение земной оси, а положение эклиптики в пространстве. Под действием притяжения Земли планетами плоскость ее движения около Солнца несколько колеблется, отчего меняется угол между ней и экватором.
Вот новая неправильность в движении Земли!
Земной шар, который нам кажется таким громадным и тяжелым, отзывается, как мы видим, на самые слабые внешние влияния.
Но перечисленные уклонения Земли еще не все.
Мы видим, что орбита земли, то есть путь, описываемый ею вокруг Солнца, имеет форму эллипса. Но оказывается, что этот эллипс не представляет собой чего-то постоянного, — он то удлиняется, то укорачивается
В настоящее время эксцентриситет орбиты составляет 0,0168; 100 тысяч лет назад он равнялся 0,0473, а через 2 400 лет будет наблюдаться минимум эксцентриситета, именно всего 0,0033, тогда орбита Земли по своей форме будет весьма походить на круг, но с этого момента начнется обратное явление, и эллипс начнет снова удлиняться.
Это изменение вытянутости орбиты можно причислить к седьмому движению, совершаемому Землей.
Ее восьмое движение, вызываемое влиянием окружающих планет, состоит в том, что большая ось земной орбиты, так называемая линия абсид, которая тянется от перигелия к афелию, изменяет свое направление.
За 4 тысячи лет до нашей эры Земля находилась в перигелии 23 сентября, то есть в день осеннего равноденствия.
В 1250 году Земля проходила этот пункт в день зимнего солнцестояния, то есть 22 декабря.
В ту эпоху наши зимы (северного полушария) приходились на то время, когда Земля находилась в точке эллипса, наиболее близкой к Солнцу, и поэтому зимы были менее суровы, чем могли быть; наоборот, лето было менее жарким, чем теперь, так как оно наступало тогда, когда Земля находилась в той части орбиты, которая была наиболее удалена от Солнца.
Теперь Земля приходит в перигелий 2 января. Наши зимы имеют стремление делаться все более холодными, а наши лета все более жаркими. В 11900 году эта тенденция достигнет своего кульминационного пункта, — на этот год в северном полушарии Земли выпадет такая суровая зима, какую только можно себе представить, и самое знойное лето2.
Ко всем этим осложнениям надо прибавить то, которое является следствием взаимного притяжения различных планет, окружающих Землю.
Небесные тела, как известно, следуют закону всемирного тяготения, то есть их взаимное притяжение прямо пропорционально массе и обратно пропорционально квадрату расстояния.
Юпитер, находящийся от нас на расстоянии, изменяющемся примерно от 591 до 965 миллионов километров, заставляет Землю несколько уклоняться в сторону от предначертанного пути. Правда, это уклонение ничтожно, иногда составляет всего несколько километров, но Земля все-таки должна сделать этот маленький крюк, как и многие другие, которые вызываются притяжением других планет — Венеры, Сатурна, Марса — и многих других небесных светил, более удаленных или менее крупных.
Это девятое, очень сложное движение Земли известно под именем возмущений.
Когда все планеты находятся по одну сторону Солнца, то благодаря их совокупному притяжению Солнце принуждено изменить несколько свое положение; вследствие этого центр тяжести солнечной системы, не совпадающий с центром солнечного шара, переместится, а так как Земля тяготеет только к этому центру тяжести, то перемещение его отражается соответственным образом на движении Земли.
Это есть десятое усложнение движения нашей планеты вокруг Солнца.
Мы забросали читателя специальными терминами и деталями с самого начала книги и поэтому несколько опасаемся попасть в положение известного ученого Берту, который читал на заседании Французской академии наук свой скучный доклад.
Пусть только читатели не последуют примеру почтенных академиков, слушавших доклад. Один из них, утомленный сухим и скучным изложением, написал на бумажке следующее четверостишие:
Когда Верту наш излагает Свои ученые труды, Счастливым тот себя считает, Кто может во-время уйти!
Эту записку он передал своему соседу и скрылся. Тот сделал то же самое. Записка пошла по рукам, и через некоторое время зал опустел. Остались только президент и секретари, которые по долгу службы были прикованы к своим стульям.
Мы по необходимости должны были набросать в общих чертах картину всех движений, совершаемых Землей. Термины, оставшиеся не совсем еще понятными, будут объяснены нами более подробно в последующих главах.
Но мы еще не покончили со всеми движениями нашей планеты; осталось еще одно — одиннадцатое, которое имеет не меньшее значение, чем все предыдущие.
Рис. 14. Передвижение Земли в пространстве по спиральной линии.
Солнце не остается неподвижным в пространстве: оно движется и увлекает за собой всю планетную систему.
Когда мы мчимся в поезде железной дороги, то все, что мы видим на пути, кажется бегущим нам навстречу — и деревья, и камни, и дома, и холмы, и целые деревни.
То же самое явление наблюдается на звездном небе. Небесные светила движутся, как кажется, по направлению к какому-то месту, находящемуся позади нас, они бегут постоянно, и звезды созвездий, находящиеся перед нами, как будто расступаются, точно дают нам дорогу.
На самом деле мчится Солнце, а с ним Земля и все планеты, держа путь туда, где находится созвездие Геркулеса. Скорость этого движения равна 20 километрам в секунду.
Надо заметить, что с тех пор, как Земля существует, она не сделала двух оборотов вокруг Солнца, совершенно тождественных друг другу: каждый новый оборот совершается по новому пути в мировом пространстве по отношению к звездам.
Как же совершается движение планетной системы по направлению к Геркулесу?
Все планеты и спутники их движутся в плоскостях, образующих небольшие углы с плоскостью эклиптики. Теперь является вопрос, каким образом солнечная система передвигается в пространстве, направляясь к созвездию Геркулеса? Совершается ли это движение в «горизонтальном направлении», «вертикальном» или «наклонном»?
Говоря условно, что эклиптика находится в горизонтальной плоскости, а полюс ее в вертикальной, мы можем начертить схему «падения» Земли в пространстве (рис. 14),
Направление движения солнечной системы в пространстве показывает стрелка. Мы падаем не «вертикально», но и не «горизонтально», а по «наклонной плоскости», образующей с полюсом эклиптики угол в 38°, мы летим, точно коршун, который описывает в воздухе огромные спиральные линии, прежде чем броситься на добычу.
Таким образом, главнейшими движениями, совершаемыми Землей, являются:
- Суточное вращение вокруг оси.
- Годовое обращение вокруг Солнца.
- Предварение равноденствий,
- Месячное движение вокруг общего центра тяжести Земли —Луны.
- Нутация.
- Колебание эклиптики.
- Изменения эксцентриситета орбиты, или перемещение ее центра.
- Перемещение перигелия.
- Изменения в положении центра тяжести солнечной системы.
- Планетные возмущения.
- Передвижение солнечной системы относительно звезд.
Эти предварительные сведения представляют собой главный фундамент современной астрономии. Усвоив себе их, мы можем сказать, что сделали первый, хотя и самый трудный, шаг к познанию вселенной.
