Наука Плоского мира
Шрифт:
Так что волшебники не напрасно обеспокоены тем, что забыли создать Луну для Круглого Мира. Правда, конкретная причина их беспокойства, как обычно, далека от истины.
Луна — это спутник Земли: мы вращаемся вокруг Солнца, но Луна вращается вокруг нас. Она находится на своем месте уже довольно давно, и в своей незаметной манере проявляет поразительную активность. Луна оказывает влияние не только на черепашек, но и на людей. Главным образом, ее влияние проявляется в виде приливов и отливов. Возможно, ее влияние на нашу жизнь этим не ограничивается, хотя многие распространенные убеждения насчет Луны с научной точки зрения в лучшем случае выглядят сомнительно. Женский менструальный цикл повторяется с периодичностью около четырех недель — примерно столько же (один месяц) требуется Луне, чтобы совершить полный оборот вокруг Земли. Одним из значений слова «месяц» как раз является «луна» [60] . Многие верят в то, что такое совпадение не случайно — отсюда, например, происходит слово «месячные». С другой стороны, Луна — это воплощение строгой периодичности,
60
В оригинале авторы имеют в виду происхождение слова «month» (месяц как единица времени) от слова «moon» (луна). В русском языке связь между словами «месяц» и «луна» более очевидна — прим. пер.
61
К тому же регулярные менструальные циклы у большинства женщин стали проявляться только в последние несколько десятилетий. Раньше значительная часть их жизни проходила либо в состоянии беременности, либо кормления. Что же касается высших приматов, их цикл примерно на неделю больше, чем у людей, а у гиббонов цикл наоборот короче. Так что связь с фазами Луны, скорее всего, случайна.
В романе «К оружию! К оружию!» легенда о вервольфах стала центральным элементом сюжета. Большую часть времени младший констебль Ангва проводит в образе стройной девушки со светло-русыми волосами, но во время полнолуния она превращается в волчицу, которая способна видеть запахи и может вырвать у человека яремную вену. Однако это мешает ее личной жизни. «Отрастающие каждое полнолуние клыки и шерсть были непростой проблемой. Несколько раз в прошлом она думала, что вот, наконец-то, ей повезло… но потом оказывалось, что немногим мужчинам нравится поддерживать отношения с женщиной, которая вдруг обрастает шерстью и начинает выть на луну» [62] . К счастью, капрала Моркоу ее периодические превращения нисколько не смущают. Ему нравится, что его девушка любит долгие прогулки.
62
Цитата из перевода «К оружию! К оружию!» Н. Берденникова и А. Жикаренцева — прим. пер.
Луна необычна, и, вполне возможно, без нее нас бы здесь вообще не было. Конечно, не из-за влияния, которое Луна якобы оказывает на влюбленных (вряд ли ее отсутствие им бы помешало). Луна защищает Землю от многих неблагоприятных воздействий, которые могли бы помешать возникновению жизни или, в лучшем случае, не дали бы ей развиться дальше самых простых форм. Особенность Луны состоит не в том, что она является спутником наше планеты: у всех планет, кроме Меркурия и Венеры, есть свои собственные луны. Что отличает нашу Луну от остальных — так это ее размер в сравнении с главной планетой. Только у Плутона есть спутник, близкий по размеру к Луне — это Харон, открытый в 1978 году Джимом Кристи. Слова о том, что мы живем на одной из половин двойной планеты не так уж далеки от истины.
Нам известно, что Луна во многих отношениях существенно отличается от Земли. Ее сила притяжения слабее, поэтому даже если бы у Луны была атмосфера, она не смогла бы ее удержать — во всяком случае сейчас у Луны нет атмосферы в какой бы то ни было форме. Поверхность Луны покрыта камнями и каменной пылью, и морей там нет (вода тоже легко преодолевает ее гравитацию). Тем не менее, в 1997 году исследовательские аппараты NASA обнаружили значительные скопления водного льда на полюсах Луны, которые защищены от солнечного тепла, так как постоянно находятся в тени от стен кратеров. Это хорошая новость для будущих лунных колоний, которые впоследствии могут сыграть роль баз для исследования Солнечной системы. Луна — это подходящее место для запуска космических кораблей, так как для преодоления ее притяжения требуется меньшее количество топлива. С Землей все наоборот, так как сила притяжения здесь внизу намного больше. Мы начали свой путь в неподходящем месте — как это похоже на людей…
Как же возникла Луна? Образовалась ли она из первичных пылевых облаков вместе с Землей? Или она сформировалась независимо и впоследствии была притянута к Земле. Кратеры — это потухшие вулканы или же отметины от падения на Луну каменных глыб? О Луне мы знаем намного больше, чем о других телах Солнечной системы, потому что мы там были. В апреле 1969 года Нил Армстронг вступил на поверхность Луны, кое-как произнес несколько фраз — и вошел в историю. В период с 1968 по 1972 годы США запустили десять кораблей «Apollo» [63] 3 к Луне и обратно. Из них «Аполлоны» 8, 9 и 10 не предназначались для посадки, «Аполон-11» совершил первое в истории «прилунение», а «Аполлон-13» так и не достиг своей цели, потерпев катастрофическое крушение на начальном этапе полета — впоследствии этот эпизод лег в основу замечательного фильма.
63
«Аполлон» —
Остальные «Аполлоны» с 11 по 17 успешно совершили посадку и в общей сложности доставили на Землю 800 фунтов (400 кг) образцов лунной породы. Большая часть из них до сих пор хранится в лаборатории лунных образцов космического центра им. Джонсона в Клир Лейке вблизи Хьюстона. Значительная часть образцов не подвергалась никаким серьезным исследованиям, однако те материалы, которые были проанализированы, помогли нам лучше понять природу Луны и ее происхождение.
Луна находится на расстоянии около четверти миллиона миль (400 000 км) от Земли. Ее плотность в среднем меньше плотности Земли, однако близка к плотности Земной мантии — возможно, это не совпадение. Луна всегда повернута к Земле одной и той же стороной, если не брать в расчет небольшие колебания. Темные пятна на ее поверхности называются лунными морями, хотя и совсем не похожи на моря Земные. Они представляют собой каменистые равнины, которые когда-то в расплавленном виде растеклись по поверхности Луны, как лава, извергнутая вулканом. Почти все кратеры являются метеоритными, то есть образовались в результате столкновения метеоритов с Луной. Их довольно много, так как в космическом пространстве находится множество каменных глыб. Атмосфера могла бы защитить Луну от метеоритов, так как при трении они бы нагревались и сгорали, но у Луны атмосферы нет. Это также означает, что на Луне нет и погоды, которая могла бы разровнять поверхность кратеров. Атмосфера Земли — это весьма надежный щит, но все же когда геологи нашли следы метеоритов на Земле, они обнаружили остатки 160 ударных кратеров, что само по себе интересно, так как значительная часть этих кратеров исчезает под воздействием ветра и дождей. Мы вернемся к этой теме в разговоре о динозаврах.
Современная Луна всегда обращена к Земле одной и той же стороной — это означает, что период ее обращения вокруг своей оси составляет один месяц, как и время полного оборота вокруг Земли. (Если бы Луна не вращалась, она всегда была бы обращена в одну сторону, но только не по отношению к Земле. Представьте, что кто-нибудь ходит вокруг вас и все время смотрит на север. Тогда вы не будете видеть его лицо в течение всего движения, а сможете рассмотреть его со всех сторон). Но так было не всегда. В течение сотен миллионов лет в результате приливов и отливов скорость вращения как Земли, так и Луны уменьшалась. Равновесие наступило, когда вращение Луны вокруг оси синхронизировалось с ее вращением вокруг Земли. Кроме того, раньше Луна находилась ближе к Земле, но с течение времени все больше и больше отдалялась от нее.
В период с 1600 по 1900 годы три теории происхождения Луны успели набрать популярность и затем выйти из моды. Согласно первой, Луна образовалась вместе с Землей из того же пылевого облака, что и вся Солнечная система — Солнце, планеты, спутники, целый шар из воска… ну или камня, не важно. Как и первые теории происхождения Солнечной системы, эта теория пала жертвой закона сохранения вращательного момента. Если бы Луна действительно образовалась из пылевого облака, скорости вращения как Луны, так и Земли были бы меньше наблюдаемых. (Ранее мы ввели вас в заблуждение, сказав, что теория пылевого облака объясняет происхождение спутников. Это так для большей части спутников, но наша загадочная Луна — исключение. Как видите, это очередная «ложь для детей» — теперь вы готовы к более сложному объяснению).
Вторая теория утверждала, что Луна — это отделившаяся часть Земли, которая, возможно, была выброшена в космос, когда Земля находилась в расплавленном состоянии и вращалась слишком быстро. От этой теории быстро отказались, так как никто не смог найти правдоподобную причину, по которой расплавленная Земля могла отторгнуть нечто, хотя бы отдаленно похожее на Луну — даже после охлаждения.
Наконец, третья теория состояла в том, что Луна возникла в другом месте Солнечной системы и блуждала по космосу, пока не попала под влияние силы притяжения Земли и уже не смогла освободиться. Теория была довольно популярна, несмотря на то, что гравитационный захват — операция чрезвычайно тонкая. Это почти то же самое, что попасть шариком для гольфа в лунку так, чтобы он кружился на ее краю, не падая. Чаще всего шарик либо падает на дно (то есть сталкивается с Землей), либо делает то, с чем любой к собственному ужасу сталкивался любой гольфист: на долю секунды залетает внутрь, а затем вылетает обратно (то есть пролетает мимо планеты без захвата).
Лунные образцы, доставленные кораблями «Аполлон», сделали происхождение Луны еще более загадочным. В некотором отношении горные породы Луны и Земли удивительно похожи друг на друга, но этого все же недостаточно для пересмотра теории о происхождении двух небесных тел из одного пылевого облака. Лунные образцы похожи не на горные породы Земли в целом, а только на ее мантию. Современная теория, предложенная в начале 1980-х, состоит в том, что Луна когда-то была частью Земной мантии. Но отделилась она не из-за вращения Земли. Около четырех миллиардов лет тому назад небесное тело размером с Марс зацепило Землю, в результате чего фрагмент мантии оказался в космосе. Компьютерные расчеты показывают, что при подходящих условиях такой удар может вырвать приличную часть мантии и в некотором смысле размазать ее по окружающему пространству. На это требуется около 13 минут (ну разве не молодцы эти компьютеры?). Впоследствии расплавленная мантия образует кольцо из камней различного размера. Некоторые из них собираются вместе, образуя огромную глыбу, или прото-Луну, к которой затем притягивается большая часть осколков. Оставшиеся осколки некоторое время продолжают движение, но в течение 100 миллионов лет почти все они из-за силы притяжения падают либо на Луну, либо на Землю.