Мы знаем, что Земля несется в небесном пространстве, описывая вокруг Солнца свой годовой путь, или орбиту. Не одна только Земля кружится вокруг блестящего - метила: другие тела, похожие на Землю, так же имеющие Форму шара и так же твердые и непрозрачные, как она, вращаются вокруг Солнца, описывая пути различной ветчины и перемещаясь в пространстве с различной скоростью. Эти шарообразные тела называются планетами и в своих движениях управляются громадной притягательной силой Солнца.
Каковы же должны быть размеры этого светила, держащего в своей власти весь планетный мир?
Диаметр Солнца в 109 раз больше диаметра Земли, другими словами, поперечник Солнца заключает в себе 1 390 600 километров; отсюда следует, что Солнце имеет в окружности более 4 миллионов километров.
Что говорят нам эти цифры?
Как бы мы вздумали облететь Солнце вдоль его поверхности на аэроплане, летящем со скоростью 200 километров в час, то на это потребовалось бы 21/2 года.
Так как объем Солнца в 1 300 тысяч таких шаров, как Земля.
Точно так же был вычислен вес Солнца. Оно в 331 950 раз тяжелее, чем Земля. Представьте себе гигантские весы, весы для взвешивания миров; на одной чашке лежит Солнце; чтобы уравновесить весы, нужно положить на другую чашку 331 950 земных шаров.
В приведенных ниже таблицах мы даем числа, выражающие расстояние различных планет от Солнца, время их обращения, их диаметр, объем, вес и пр.
Расстояние от Время обращения
Солнца вокруг Солнца
Меркурий .... 58 миллионов километров 88 дней
Венера..................... 108 » » 225 »
Земля...................... 149 » » 365 »
Марс........................ 228 » » 1 год 322 дня
Юпитер................... 778 » » 11 лет 315 дней
Сатурн.................... 1426 » » 29 » 164 дня
Уран....................... 2 868 » » 84 года 86 дней
Нептун................... 4 494 » * 164 » 281 день
Сравнительные величины и массы планет
Диаметр Объем Масса
Солнце................................................ 109 1 300 ООО 331 950
Юпитер................................................ 11,0 1312 317
Сатурн................................................. 9,0 734 95
Уран.................................................... 4,0 64 15
Нептун................................................. 3,9 60 17
Земля.............................................. ? 1,0 1,0 1,0
Венера................................................ 0,97 0,92 0,81
Марс................................................... 0,53 0,15 0,11
Меркурий........................................... 0,39 0,06 0,04
Луна.................................................... 0,27 0,02 0,01
Эти цифры говорят сами за себя. Мы видим, например, что Юпитер весит в 317 раз больше, чем Земля, но он в 331950/317, то есть почти в 1047 раз, меньше, чем Солнце. Диаметр Юпитера в 11 раз больше земного, но меньше солнечного в 109/11, то есть в 9,9 раза. Эта планета по своей величине довольно внушительна и по своим размерам занимает как бы среднее место между Солнцем и Землей. Но гигант Солнце недаром является мощным властелином всей планетной системы: Солнце весит в 700 раз больше, чем все планеты, взятые вместе.
Зная объем и массу, можно подсчитать среднюю плотность планет.
Нижеследующая таблица дает нам представление о средней плотности веществ, составляющих различные планеты.
Решительная плотность миров, образующих планетную систему
Таким образом, мы видим, что наибольшей плотностью своих составных частей отличается Земля, а наименьшей — Сатурн.
Пути, которые описывают вокруг Солнца различные планеты, образующие солнечную, или планетную, систему, мы представили на рис. 39.
Прежде всего мы видим, что центральное положение занимает громадное лучезарное Солнце, этот исполинский раскаленный шар, распространяющий вокруг себя тепло, свет и жизнь.
Около него, в одну и ту же сторону, вращаются планеты: ближе всех находятся Меркурий, потом Венера, затем Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, которые величественно описывают свои гигантские пути в сопровождении своих неразлучных спутников. Далее, по всему пространству солнечной системы бродят кометы.
Великое светило заставляет тяготеть к себе все миры, которые вращаются вокруг него, как камни в праще, с огромной скоростью. Чем ближе они к Солнцу, тем эта скорость больше. Как мы упоминали уже, вращение планеты вызывает в ней появление центробежной силы; эта сила, которая стремится унести ее от Солнца в пространство, равняется той притягательной силе, которая заставляет планету тяготеть к Солнцу. Таким образом, планета не может ни упасть на Солнце, ни вырваться из области его влияния и поэтому остается как бы в равновесии, двигаясь но определенному пути.
Средняя скорость движения различных планет вокруг Солнца
Меркурий......................................... 48 километров в секунду
Венера............................................. 35 » » »
Земля............................................... 30 » » »
Марс................................................. 24 километра » »
Юпитер............................................ 13 километров » »
Сатура.............................................. 10 » » »
Уран................................................. 7 » » »
Нептун............................................. 5 » > »
Рис. 39. Солнечная система.
Такова скорость различных планет. Ядро вылетает из пушечного жерла с начальной скоростью в 400 метров в секунду; земной шар летит в 75, Меркурий — в 120 раз быстрее. Если бы две планеты случайно столкнулись на своем пути, то они разлетелись бы вдребезги, и, сверх того, вследствие грандиозного удара температура поднялась бы настолько, что все исчезло бы в пламени и превратилось бы в пар — земля, камни, вода, растения, животные, люди, - и из обеих планет образовалась бы раскаленная газообразная масса.
Следующие законы управляют движением небесных светил.
- Все планеты обращаются вокруг Солнца, описывая эллипсы, причем Солнце всегда находится в одном из фокусов эллипса.
Мы познакомились уже с этим явлением, описывая движение Земли; мы видим, таким образом, что планеты передвигаются в пространстве по такому же пути, как и Земля.
2. Площади, заключенные между радиусами-векторами, проведенными к концам дуг орбит, пропорциональны времени, употребленному на прохождение этих дуг.
Мы поясним сейчас, что это значит.
На рис. 40 изображена орбита какой-нибудь планеты; в одном из фокусов эллипса С находится Солнце.
Предположим, что она пробегает дуги АВ, ГД, ЕФ в равные промежутки времени, например в 30 дней.
Когда планета находится на среднем расстоянии от Солнца, например в АВ, она движется со средней скоростью; когда же она приблизится к Солнцу и займет положение между Г и Д, то скорость ее увеличится; наоборот, удалившись от Солнца и находясь, например, между Е и Ф, планета будет двигаться значительно медленнее.
Таким образом, движение планеты по орбите не равномерно, например Земля движется быстрее в перигелии (в январе), чем в афелии (в июле). Мы уже видели, что вследствие этого зимнее полугодие короче летнего. Пути, пробегаемые планетой в равные времена, тем меньше, чем дальше она отстоит от Солнца; но пространства, заключенные между радиусами-векторами, или линиями, проведенными от Солнца к точке пересечения этих дуг, равны между собой.
Так, мы видим, что дуга ЕФ значительно меньше, чем дуга ГД; но планета пробегает оба эти отрезка орбиты в равное время; затененные же пространства, заключенные между радиусами ГС— ДС и ФС — ЕС, равны между собой.
Эти пространства прямо пропорциональны времени, употребленному на прохождение соответственных дуг орбиты: если время увеличилось вдвое, втрое и т. д., то и пространство, ограниченное дугой и радиусами-векторами, увеличится вдвое, втрое и т. д.
3. Квадраты времен, употребляемых планетами для совершения полного оборота вокруг Солнца, относятся друг к другу, как кубы их средних расстояний.
Этот закон имеет огромное значение, так как указывает на взаимную связь, существующую между движениями планет.
Например, Нептун в 30 раз дальше отстоит от Солнца, чем Земля. 30 в кубе (303) составляет 27 тысяч. Нептун совершает полный оборот вокруг Солнца в 165 лет; 165 в квадрате (1652) составляет круглым числом также 27 тысяч. (Чтобы получить точно эту цифру, надо взять точное время обращения Нептуна, которое несколько меньше, чем 165 лет.)
На планете Марс продолжительность года равняется 686,9796 дня, на Земле — 365,2564 дня; расстояние Марса от Солнца относится к расстоянию Земли от этого светила, как 152,3693/100,0003
Принимая во внимание закон квадратов времени и кубов расстояний, мы получаем следующую пропорцию:
686,97962/152,3693 = 365,2542 / 100,0003
Чем дальше отстоит планета от Солнца, тем медленнее движется она, тем больше времени употребляет она для совершения полного оборота вокруг центрального светила. Это соотношение между временем обращения и расстоянием от Солнца различных планет и выражается вышеуказанной пропорцией.
Эти три закона, открытые Кеплером и известные поэтому под именем кеплеровских законов, вытекают из четвертого, который был открыт Ньютоном. Мы уже упоминали этот знаменитый закон, когда говорили о всемирном тяготении. Этот закон гласит, что притяжение материи прямо пропорционально массе и обратно пропорционально квадрату расстояния.
Приняв теорию всемирного тяготения, мы получаем в руки ключ к объяснению всех движений небесных светил. Эта теория доказана во всех подробностях и оправдывается на деле блестящим образом.
В состав солнечной системы входят не только Солнце, планеты и их спутники, а также рассеянные в мировом пространстве кометы, которые также подчинены общим законам движения небесных светил. Комета Галлея удаляется от Солнца на расстояние, в 35 раз превышающее расстояние Земли от лучезарного светила; другие кометы еще дальше уходят от него, далеко оставляя за собой орбитой планеты в солнечной системе, и все-таки на гигантском расстоянии и несколько миллиардов километров они не теряют связи с Солнцем: повинуясь его притягательной силе, кометы возвращаются к нему, описывая очень растянутые эллипсы.
Сфера притяжения Солнца не поддается совершенно точному определению, она простирается на биллионы и триллионы километров, прекращаясь только там, где начинается сфера притяжения нового Солнца,
Луна вращается вокруг Земли, Земля — вокруг Солнца, Солнце увлекает за собой Землю вместе со всеми прочими планетами и их спутниками к созвездию Геркулеса, и все эти движения совершаются согласно точным, определенным законам, которые поражают своей необыкновенной простотой и ясностью.
