Ледяная скорлупа
Шрифт:
Часовщик подвесил шар к крутильной пружине, крутанул привычным движением и засек по малому хронометру время шестнадцати колебаний. Потом возвел полученное число в квадрат и сравнил с той же величиной для каменного маятника. Оказалось, медный шар имеет момент инерции [14] в три с половиной раза больше, чем каменный, то есть, имея те же форму и размер, заключает в себе в три с половиной раза больше вещества. Мастер воспринял результат с удовлетворением, но что-то смутило его. Он взял в руки оба шара – разница в весе показалась ему заметно большей, чем в три с половиной раза. Часовщик взвесил шары на рычажных весах.
14
Момент инерции I вычисляется через период колебаний T вот так: I = k T2, где k – коэффициент жесткости подвеса, который не обязательно было знать Часовщику: для обоих шаров использовался один и тот же подвес.
Часовщик неподвижно завис перед весами.
– Такая разница не дулькин чик, – пробормотал он, – здесь скрыто что-то важное.
Мастер отлично знал закон колебания маятника и был уверен, что не ошибся в вычислении момента инерции. Он был уверен и в том, что момент для тел одинаковой формы пропорционален плотности. Но сила тяготения вниз для тел, происходящих из недр, тоже должна быть пропорциональна плотности – то есть количеству вещества в теле! Два шара тяготеют в два раза сильней, чем один. Откуда взялась такая разница?
Ведь уже появлялось ощущение дискомфорта от того, что чувства при обращении с предметами противоречили измерениям. Раньше он отмахивался от этого противоречия, дескать, чувства подводят, но от чисел уже не отмахнешься. Надо всё еще раз перепроверить.
Часовщик несколько раз тщательно повторил все действия. Всё правильно: момент инерции медного шара в три с половиной раза больше. В три с половиной раза больше вещества… Но почему же медный, жмор его охрясь, весит в пять раз больше? Что-то не так.
Либо он не понимает чего-то важного, либо картина мира, опирающаяся, казалось бы, на очевидные заключения академиков, неверна.
Впрочем, эти заключения так расплывчаты, что из них можно высосать что угодно. Но есть же здравый смысл, наконец. К жморам академиков! Но раз что-то куда-то тяготеет, то здравый смысл говорит:
«Сила тяготения пропорциональна массе», – иначе вместо стройного мироздания получается рухлядь. Что это за мироздание, если в нем камень и медь подчиняются разным законам?! Мироздание не может опираться на беззаконие! Должен быть какой-то закон! Должен быть… надо его найти. Надо как следует во всем разобраться.
Он заказал кузнецу такой же шар из материала промежуточной плотности. Таковым оказалась железная руда. Момент инерции оказался вдвое больше, чем у камня, а вес – в два и пять восьмых раза. Расхождение подтвердилось, но есть ли в результатах какой-то закон? Часовщик взял линейку с делениями и нарисовал график с тремя точками: по горизонтали – плотность шара, вычисленная из момента инерции, по вертикали – вес. Гранит, руда, медь. Точки примерно легли на прямую линию. Похоже на некий закон, но пока не очень убедительно. Могло совпасть. А если взять еще точку? Что-нибудь тяжелей или легче.
Часовщик отправился к Кузнецу, захватив рисунок. Тот попросил подождать – он колдовал у плавильной печи, дирижировал воистину грандиозным процессом! Дюжина кобулаков в упряжи, издавая переливчатые стоны и скрипы, вращала два огромных в'oрота. Мощные струи воды от согласованной работы ластов кобулаков поднимали песок и камни, трепали и гнули кусты декоративной псевдоактинии, украшавшей вход в кузницу. Завихрения искрились планктоном, тут и там вспыхивали огни перепуганных люминеток, втянутых
Как объяснил Кузнец, плавильная камера располагалась в центральной выемке между жерновом и ступой. Трущиеся поверхности ступы и жернова были отполированы и смазаны растительным маслом, зато зазор между плавильной камерой и жерновом был заполнен песком – там и выделялось почти всё тепло от трения.
Наконец, Кузнец остановил кобулаков, взял металлический прут, вставил его в отверстие в ступе и с силой толкнул внутрь. Стержень пробил пробку в камере, и послышался звук текущего металла [15] .
15
Шипения вскипающей воды слышно не было, поскольку при давлении порядка килобара, как на дне океана Европы, фазовый переход вода – пар не существует (критическая точка 220 бар), не существует и пар как таковой.
– И что будет отлито в результате всего этого?
– Бронзовая шкатулка.
– Всего лишь шкатулка? Могучие кобулаки, тяжелый жернов – и всего лишь шкатулка?
– Ну, она вполне увесистая. И заказчик платит за нее неплохо, значит, она ему важна. Это не рядовая штучка – показывая эту шкатулку гостям, хозяин даст понять, что он не какой-то рядовой крестьянин, а вон какой! А вообще, ты прав. Жар – дело трудоемкое. Ты еще не видел, как железо добывается! Но у меня есть мечта. Я хочу обосноваться у гейзерной струи и установить на ней колесо с лопатками – это посильней кобулаков будет. А теперь показывай, что там у тебя.
– Смотри, – сказал Часовщик, развернув свиток, – что получается. По этой оси – плотность шаров одного размера, вычисленная по моменту инерции, по этой – вес. Видишь противоречие? Тут есть система: все три шара – гранит, руда и медь – легли на одну прямую линию. Но это довольно странная прямая. Получается, что вес не пропорционален количеству вещества. Надо проверить зависимость – у тебя есть какой-либо материал тяжелее меди?
– Есть, золото. Но это редкий материал, я не наберу на шар такого же размера. Можно сделать шар в два раза меньше и пересчитать. Но меня больше интересуют легкие материалы. Самое интересное в твоем графике – вот эта точка, – Кузнец ткнул когтем в рисунок. Здесь вес исчезает, а плотность, если посадить точку на твою прямую, остается не равной нулю – в два с чем-то раза меньше, чем у камня. Но что это за материал такой? Где его взять, чтобы проверить…
– Слушай, а какая плотность у воды по сравнению с камнем?
– Гениально!
– Что гениально?
– Вода – гениально. Если окажется, что у воды такая плотность, как должно быть в этой точке, где твоя прямая пересекает уровень нулевого веса, получится всем жморам сарсынь! Получится, что если из плотности всех тел вычесть плотность воды, всё встает на свои места. Значит, на каждое тело действует сила, направленная вниз, пропорциональная массе этого тела, и сила, направленная вверх, пропорциональная массе воды, занимающей объем тела.