Летающих тарелках

Ученые обычно делают заметки по поводу каждого такого явления природы и тщательно записывают свои наблюдения. Таким образом, у нас накопилась подробная информация о магнитной активности более чем за сто лет. Астрономы вели наблюдения и за Солнцем и не раз замечали на его поверхности темные пятна (фиг. 63). Изо дня в день, из года в год регистрировали они данные о величине и количестве солнечных пятен, и эти данные позволили установить тот удивительный факт, что пятна на Солнце появляются довольно регулярно. Большой наплыв пятен происходит не столь периодически, и его не так просто предсказать, как океанский прилив, однако мы видим, что сначала количество солнечных пятен увеличивается, а потом падает почти до нуля, пока не начинается новый цикл. Данные более чем за двести лет ясно свидетельствуют о том, что максимальное количество пятен появляется на Солнце в среднем через каждые 11 лет. Правда, бывают значительные отклонения от этой средней цифры, причем иногда интервал сокращается до 7 лет, а иногда увеличивается до 16.

Уже давным-давно было сделано одно важное наблюдение: наибольшая магнитная активность бывает при наибольшем числе солнечных пятен. С тех пор как были зарегистрированы первые данные о магнитной активности, обе кривые поднимаются и опускаются одновременно.

Киносъемка Солнца показала, что на его поверхности происходят бурные процессы. Гигантские гейзеры раскаленного светящегося газа взлетают вверх на сотни тысяч миль. Эти пылающие потоки имеют иногда от 10 тысяч до 20 тысяч миль в поперечнике и движутся со скоростью до 50 миль в секунду, а порой и больше (фиг. 64). Такие колоссальные взрывы чаще всего происходят поблизости от солнечных пятен и, возможно, как-то связаны с их возникновением. Солнечное пятно - это область бури, где температура и давление значительно ниже, чем на остальной поверхности Солнца. Поэтому пятна и представляются нам темными; поскольку они холоднее окружающей поверхности, от них исходит меньше света и тепла. Однако это не мешает им извергаться.

Из огромной массы извергнутого газа большая часть, вероятно, падает обратно на солнечную поверхность. Непрерывный ливень стремительно падающего газа представляет собой одну из самых характерных черт наблюдаемой солнечной активности. Однако часть извергнутого вещества, видимо, покидает Солнце окончательно, и какая-то его доля, очевидно, достигает Земли. Солнечные спикулы, своеобразные раскаленные струи газа, появляющиеся поблизости от полюсов, возможно, тоже играют важную роль при извержении вещества в пространство.

Изучение Солнца приобретает все более важное значение как для экономики, так и для науки. Если бы мы могли предсказывать извержения на Солнце, мы знали бы заранее, когда произойдут магнитные бури. Такие прогнозы были бы очень полезны, потому что магнитные бури имеют иногда очень серьезные последствия. Одним из главных последствий является нарушение радиосвязи, ибо полярные сияния как бы пробивают дыры в верхних слоях атмосферы, которые обычно отражают радиоволны, идущие от передатчика к далекому приемнику. Фактически во время сильной магнитной бури многие виды радиосвязи совсем выходят из строя. На любой радиостанции планировали бы свои передачи и сеансы связи гораздо целесообразнее, если бы знали заранее, когда следует ожидать нарушения радиосвязи.

Иногда выходят из строя даже наземные линии связи. В результате быстрого изменения магнитных полей может произойти резкое увеличение силы тока и размыкание реле, а телетайпы начнут передавать совершенно невразумительные сообщения. В ряде случаев эти магнитные возмущения оставляли целые районы страны без света и электрической энергии.

Как правило, облака газа, извергнутые Солнцем, рассеиваются прежде, чем успевают преодолеть хотя бы сотую долю расстояния от Солнца до Земли. Мы не можем непосредственно установить, что же происходит в промежуточной зоне, отделяющей Солнце от Земли.

Правда, во время полного солнечного затмения мы наблюдаем великолепное гало из газа, опоясывающее Солнце - солнечную корону,- и следим за движением потухающих лент огня на протяжении четырех-пяти солнечных диаметров. Отсюда мы заключаем, что газ может окончательно покинуть Солнце и, возможно, достигнет Земли через несколько часов или дней, в зависимости от скорости его движения.

Иногда на фотографиях солнечной поверхности, сделанных через специальный светофильтр, пропускающий только красное излучение водорода, появляются какие-то яркие вспышки. Они могут возникнуть в течение нескольких секунд и через несколько минут исчезнуть. Мы еще не знаем точно, что это такое, но, очевидно, это какой-то сильный взрыв. Мощный поток ультрафиолетовых лучей, сопровождающий эту вспышку, может создать сильные радиопомехи, которые, однако, несколько отличаются от помех, вызываемых облаками газа, достигающими Земли.

Помехи радиоприему, которые возникают в результате такой вспышки, называются "замиранием", или "внезапным возмущением ионосферы". Иногда я слушаю на коротких волнах передачу из какого-нибудь далекого города, скажем из Лондона. Слышимость прекрасная. И вдруг, буквально мгновенно, звук замирает. Может быть, испортился радиоприемник? Нет! Замирание происходит вследствие своеобразной электризации атмосферы, вызванной ультрафиолетовым излучением солнечной вспышки. Радиоволны поглощаются на пути от передатчика к приемнику. Некоторые из этих вспышек, которые, возможно, сопутствуют очень сильным выбросам, очевидно, также извергают солнечное вещество. Следовательно, уже через сутки или немного позже может начаться магнитная буря, а значит, и полярное сияние.

Распределение полярных сияний по земной поверхности ясно свидетельствует о том, что это явление самым тесным образом связано с магнетизмом. Первые теории полярных сияний, основанные на солнечном и земном магнетизме, возникли еще в начале девятисотых годов, когда норвежские ученые Биркеланд и Штёрмер тщательно исследовали свечение неба в лабораторных условиях, на местности и путем математических расчетов.

Штёрмер подробно разработал теорию, объясняющую, каким образом заряженная частица, скажем электрон, преодолевает расстояние от Солнца до Земли и, захваченная магнитным полем Земли, вызывает полярное сияние. Он ясно показал, как электрон движется по спиральной траектории вдоль геомагнитных силовых линий и что происходит в области полюсов. Тот мистический жаргон, на котором изъясняются лица, утверждающие, будто магнетизм служит для летающих тарелок источником энергии, был отчасти заимствован из работы Штёрмера, а потом извращен и приспособлен для "тарелочной" пропаганды.

Необходимо лишний раз подчеркнуть, что ни одна теория, описывающая движение заряженных частиц в магнитном поле, не говорит о том, что электрон, мчащийся от Солнца к Земле, извлекает энергию движения из магнитного поля. Весь этот путь электрон преодолевает в результате первоначального толчка, полученного на Солнце. Магнитное поле - это "рельсы", вокруг которых по спирали движется электрон. В слабом магнитном поле получается широкая спираль; в сильном магнитном поле спираль становится гораздо уже. Чем быстрее летит частица, тем меньше она делает витков на данном участке пути.

Примерные траектории частиц низкой энергии, извергнутых Солнцем, показаны на фиг. 65. Заряженные частицы никогда не достигают экватора. Фактически они будут концентрироваться в очень узкой полосе вокруг геомагнитного полюса. Штёрмер быстро заметил, что его первоначальная теория нуждается в уточнении, поскольку она должна была объяснить существование зоны полярного сияния. Тогда он предположил, что электроны обладают более высокой энергией и, вместо того чтобы падать возле самого полюса, опускаются по кругу примерно в 23 град. от полюса, то есть в зоне полярных сияний, как показано на фиг. 66.

Однако Сидней Чэпмен в Англии доказал, что предположение Штёрмера относительно электронов, которые якобы в больших количествах извергает Солнце, находится в явном противоречии с другими фактами. Покидающие Солнце электроны несут, как и положено электронам, отрицательный заряд. Следовательно, чем больше электронов извергнет Солнце, тем больше должен становиться положительный заряд самого Солнца. Как известно, противоположные электрические заряды притягивают друг друга. Лишь очень немного электронов успеет покинуть Солнце, пока положительный заряд солнечной поверхности возрастет настолько, что они не смогут преодолевать его притяжение. И действительно, всех электронов, которые все-таки успели бы преодолеть притяжение

Солнца, едва хватило бы на то, чтобы обеспечить питанием карманный фонарик в течение одной минуты. Таким образом, эта теория не в состоянии объяснить ту колоссальную энергию и яркость, которыми обладает полярное сияние.

Чэпмен и его коллега Ферраро высказывали немало соображений относительно облаков газа, извергающихся с солнечной поверхности. Они пришли к выводу, что поскольку газ все-таки покидает Солнце, значит, за каждым отрицательным электроном должен следовать положительно заряженный атом, от которого он оторвался. Атом, утративший электрон, называется ионом и, таким образом, поток электронов, фигурировавший у Штёрмера, был заменен облаками ионизированного газа, предложенными теорией Чэпмена.

Чэпмен показал, что, если такое облако частиц выбрасывается Солнцем, подобно тому как медленно поворачивающееся на месте пожарное судно выбрасывает струю воды, возникает ситуация, показанная на фиг. 67. Солнце делает один оборот вокруг своей оси примерно за 27 суток. Поскольку экваториальные области движутся несколько быстрее, чем области, лежащие в умеренных широтах, то нельзя одной какой-нибудь цифрой определить скорость вращения Солнца. Все же Солнце вращается быстрее, чем Земля движется по своей орбите. Следовательно, любое облако газа, выброшенное Солнцем, изогнется. как показано на схеме, и настигнет Землю сзади.

Как показали Чэпмен и Ферраро, а впоследствии еще более обстоятельно доказал Мартин из Австралии, на больших расстояниях от Солнца облака газа движутся почти беспрепятственно. Магнитные поля в космосе настолько слабы, что не могут служить направляющим рельсом, как предполагал Штёрмер. В сущности движущийся газ легко прорывается сквозь любое встреченное на пути магнитное поле, и если продолжать аналогию с железной дорогой, "ломает рельсы" и несется в мировом пространстве, почти не задерживаясь на магнитных силовых линиях. Вернее, "рельсы на полотне" останутся, но "зеленая улица" все равно не получится. Единственным воздействием, которое еще может оказывать магнитное поле, является небольшой фокусирующий эффект, удерживающий облако от рассеивания.

Такое облако ионизированного газа не может пробиться к самой поверхности Земли. На расстоянии трех-четырех диаметров от нее облако раскалывается, обволакивая Землю со всех сторон. Это происходит благодаря действию магнитного поля Земли, которое как бы раскрывает над земным шаром "космический зонтик" и спасает нас от потока ионизированного газа, выброшенного Солнцем. Таким образом, при идеальных условиях ни одна частица этого газа не могла бы достигнуть Земли, и мы никогда не видели бы полярных сияний.

Недавно я произвел некоторые исследования, основанные на одной новой науке, которая называется магнитной гидродинамикой. Исследования показали, что эти идеальные условия существуют лишь тогда, когда газовое облако абсолютно однородно и не имеет сколько-нибудь значительных сгущений газа внутри себя. Если какое-нибудь облако имеет острый неровный край, оно сильно прогибает магнитный зонтик Земли. Магнитные силовые линии гибки и эластичны. Как зонтик во время урагана, магнитные силовые линии иногда выворачиваются наизнанку, и тогда зонтик больше не защищает Землю от низвергающихся потоков солнечного газа. Вывернутый наизнанку зонтик превращается в воронку, как показано на фиг. 68.

Самое уязвимое место зонтика находится на послеполуденной и вечерней стороне Земли, так как облака ионов обычно догоняют Землю именно с этой стороны. Но самая большая впадина образуется в полярных областях, где магнитные силовые линии - ребра зонтика - расходятся друг от друга дальше всего. Таким образом, магнитный зонтик Земли почти не защищает зону полярных сияний. А когда в период особенно сильной солнечной активности на Землю обрушивается исключительно тяжелое или плотное облако газа, магнитные силовые линии могут быть "повреждены" и на более низкой широте; при этом воронка станет шире и в нее "засосет" больше ионизированного газа, словно работает гигантский пылесос (фиг. 69). Конец воронки образует у Земли длинную узкую трубку, примерно вдоль параллели. Таким образом, ионы, летящие через воронку, концентрируются и образуют нечто вроде занавеса.

Полярное сияние с его огромным многообразием непрерывно изменяющихся форм представляет собой изумительно красивое зрелище; его следовало бы увидеть каждому. Но когда оно вспыхивает на небе, мы должны напомнить просыпающемуся в нас суеверному ужасу, что подобные явления происходят на протяжении всей истории Земли. Мы восхищаемся их красотой, ибо знаем, какая сила их вызывает, и понимаем, что это вовсе не какие-то сверхъестественные явления и не знамения свыше. Однако мы не можем их предсказывать с такой же точностью, как солнечные затмения, которые тоже внушали людям беспокойство и ужас. Тем не менее мы все глубже понимаем процессы, совершающиеся на Солнце, все яснее отдаем себе отчет, каким образом магнитные ноля Солнца и Земли управляют движением облаков газа.

Интересное небесное явление, нечто среднее между полярными сияниями и тарелками, представляют собой так называемые перламутровые облака, имеющие, возможно, какое-то отношение к большой тарелке 1882 года. Это отливающие всеми цветами радуги облака, природа которых нам неизвестна; мы знаем лишь, что чаще всего они появляются в высоких широтах.

18. Кометы, метеоры, падающие звезды и другие небесные явления

Наши телескопы показали, что кометы появляются не так уж редко, как мы представляем себе, когда смотрим на небо невооруженным глазом. На каждую действительно яркую комету приходятся буквально сотни гораздо меньших и менее ярких комет, которые мы опознаем по форме их орбит или по окружающему их туманному облаку. Лишь самые яркие кометы, которые подошли совсем близко к Солнцу, имеют длинные хвосты.

Люди обычно боятся того, чего не понимают. Эти "пылающие звезды" с хвостами, опоясывающими чуть не половину небосвода и похожими на изогнутый меч или саблю, разумеется, изумляли людей, которые никогда не видели их раньше и ничего не знали о природе комет.

Древние ученые считали кометы испарениями Земли, что соответствовало их знаниям и логике. Великий авторитет в области астрономии тех времен, Птоломей, объясняя движение планет и звезд, поместил каждое из семи известных тогда небесных тел - Луну, Меркурий, Венеру, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн - в хрустальную сферу, где каждое тело вращается на специальной оси в соответствии с определенным законом. Предполагалось, что сферы эти из тончайшего хрусталя и потому кажутся совершенно прозрачными. За этими семью сферами была еще восьмая, где располагались звезды небесные.

Люди думали, что эти хрустальные сферы существуют в действительности. Следовательно, комета никак не может приблизиться к Земле, скажем, из какой-то далекой области космоса просто потому, что при этом ей наверняка придется пробиваться сквозь сферу. А поскольку на небе нет никаких следов разбитых сфер, значит, кометы находятся между Землей и ближайшей сферой, то есть Луной.

"Влияния" комет по тогдашним представлениям были самые разнообразные. Одни из них якобы распространяли чуму, другие разбрасывали семена войны, третьи предвещали смерть - особенно знатным людям. У Шекспира Кальпурния говорит Цезарю: "В день смерти нищих не горят кометы, лишь смерть царей огнем вещает небо" ("Юлий Цезарь", акт II, сцена 2).

Некоторые утверждали, что большая комета 43 года до н. э. была душой Юлия Цезаря, переселяющейся в свою небесную обитель.

Одно из первых упоминаний о кометах относится к 371 году до н. э., когда Аристотель был еще ребенком; его современники называли комету "пылающий факел".

Что же касается пагубных последствий, которыми грозит комета, то, как гласит одно псевдонаучное объяснение, "появление кометы влечет за собой всяческие бедствия, чуму и гражданскую войну, ибо нация лишена руководства подлинно достойных правителей, которые, пока были живы, напрягали все усилия, дабы предотвратить внутренние беспорядки". Так говорил Боден, французский юрист XVI века.

Далеко не все верили в то, что кометы могут вызывать катастрофы и смерть. Говорят, Веспасиан произнес в 79 году н. э. следующую фразу: "Эта волосатая звезда не предвещает мне никаких бед. Скорее, она угрожает парфянскому царю. Ибо он волосат, а я лыс"..

Кеплер установил, что орбиты планет эллиптические, а не совсем круглые. Однако по сравнению с ними пути, по которым движутся кометы, действительно представляют очень растянутый эллипс. Кометы почти всегда путешествуют в самых далеких областях межпланетного пространства, возможно, даже за орбитами планет Нептуна и Плутона, где гравитационные силы настолько малы, что небесному телу нужны многие сотни и тысячи лет, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца. И наоборот, вблизи Солнца и Земли кометы остаются всего каких-нибудь несколько дней, максимум недель, и эту часть своей орбиты они проходят очень быстро.

Научные исследования показали, что комета - сто действительно небесное тело. Несмотря на некоторые расхождения во взглядах на структуру комет, ученые в общем согласны с тем, что кометы, главным образом, состоят из размельченного твердого вещества: пыли, песка, камней и глыб всевозможных форм и размеров. Кроме того, наблюдения ясно свидетельствуют о том, что по мере приближения к Солнцу комета выделяет газообразную оболочку, окружающую "каменное ядро". Ядро и оболочка составляют голову кометы, которая постепенно переходит в длинный светящийся хвост, простирающийся в сторону, противоположную от Солнца. Таким образом, когда кометы подходят к Солнцу, их хвосты тянутся за ними, а когда они удаляются от Солнца, хвост оказывается перед ними. Кометные хвосты состоят из чрезвычайно разреженного газа, который светится потому, что поглощает ультрафиолетовые лучи, испускаемые Солнцем. По-видимому, силой, отталкивающей хвост кометы от ее головы, является давление солнечного излучения, которое, будучи в общем очень слабым, все же действует на такую разреженную среду, как хвост кометы.

Теория "каменного ядра" создает известные трудности при объяснении природы газообразной оболочки, которая образуется всякий раз, когда комета приближается к Солнцу. Эта теория предполагает, что под действием солнечного тепла из камней, составляющих твердое ядро, выделяется газ, образующий длинный хвост.

Мой коллега доктор Фред Л. Уиппл из Гарвардского университета внес, на мой взгляд, очень важное дополнение в наши представления о структуре комет. Он сохранил существующую концепцию о "каменном ядре", но высказал предположение, что отдельные частицы, образующие ядро, находятся не в свободном состоянии, как пылинки в облаке пыли, а скреплены субстратом из снега или льда. Таким образом, комету скорее можно сравнить со сливовым пудингом, где каменные и, возможно, металлические глыбы являются "сливами", а громадная масса кометного льда - это сам "пудинг".

Вероятно, лед в кометах, кроме обычной воды, находящейся в твердом состоянии, содержит твердую углекислоту (сухой лед), замерзший метан и аммиак.

Эта теория позволяет лучше понять то, что происходит с кометой во время ее движения по орбите. На больших расстояниях от Солнца, куда почти не доходит его тепло, лед в комете остается в замерзшем состоянии.

На этой стадии комета едва ли имеет газовую оболочку или оболочка эта совершенно ничтожна. Однако по мере приближения к Солнцу лед тает и испаряется, образуя оболочку; при этом верхние слои ядра высвобождаются и начинают рассеиваться в пространстве, поскольку очень слабые гравитационные силы ядра не могут удержать вещество кометы от распыления.

Спектроскопический анализ показывает, что в составе комет довольно много водорода. Кроме того, мы находим следы таких смертельных для человека газов, как циан и окись углерода. В 1910 году, когда комета Галлея подошла настолько близко к Земле, что столкновение казалось неизбежным, газеты много кричали об этих отравляющих веществах. Хотя мне было тогда всего девять лет, я могу привести почти дословно фразу из сенсационной статьи, в которой рассказывалось о возможных последствиях столкновения кометы с Землей: "Вполне возможно, что на следующий день, когда взойдет Солнце, мпр окажется совершенно безжизненным и беззвучным, если не считать ужасного потрескивания вздувшихся трупов".

Не удивительно, что многие предпочитали покончить жизнь самоубийством, чем медленно умирать в кометной газовой камере. Какая чепуха! Ведь эти газы, которые смертельны лишь в высоких концентрациях, здесь настолько сильно разрежены, что концентрация окиси углерода, выбрасываемой из выхлопной трубы автомобильного двигателя на городской улице, гораздо выше, чем концентрация кометных газов. Поэтому не следует бояться, что кометы могут быть источником ядовитых газов.

Последний раз комету Галлея наблюдали в 1910 году, и она появится снова через 75 лет, в 1985 году. Она обладает самым коротким периодом обращения среди всех по-настоящему ярких комет. У подобных комет обычно бывает такой длинный период, что мы не в состоянии непосредственно определить время, которое понадобится ей, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца, и можем лишь приблизительно сказать, что на это уйдет значительно больше тысячи лет. Эти кометы являются очень яркими небесными телами и вызывают настоящую сенсацию; они появляются на небе совершенно неожиданно, в течение нескольких дней находятся поблизости от Солнца, а потом уносятся в глубины космоса и вновь становятся невидимыми.

Нередко эти кометы настолько ярки, что их можно наблюдать даже днем, как, например, комету А-1 в 1910 году, которая так ослепительно сверкала на небосклоне, что соперничала с кометой Галлея. Если комета со столь длинным периодом обращения приблизится к Юпитеру, самой крупной и самой тяжелой планете в нашей солнечной системе, то в результате гравитации она может перейти со своей очень большой орбиты на такую маленькую, что будет совершать полный оборот вокруг Солнца не за тысячи лет, а всего за пять-десять лет. Но как только комета перейдет на эту маленькую орбиту, огромные глыбы льда вскоре исчезнут. За сравнительно короткий период времени, короткий в космических масштабах, лед полностью испарится и комета превратится просто в летающую груду камней, которая уже не может образовать сколько-нибудь заметный хвост. По крайней мере одна из известных нам комет, очевидно, совершенно "лысая".

Твердое ядро кометы, которое состоит из каменных и ледяных глыб, обычно бывает небольшим и не превышает нескольких миль в диаметре. Однако масса газа, составляющая голову кометы, может иметь колоссальные размеры. Нам известны кометы, у которых газообразные головы были больше планеты Юпитер, а у некоторых даже больше Солнца.

Хотя кометы до сих пор представляют множество интересных и все еще не решенных научных проблем, современный научный анализ полностью разоблачил легенду об их сверхъестественном происхождении. Если сегодня на небе появится крупная комета, мы все будем любоваться ее необыкновенной красотой. При виде ее никто не будет дрожать от страха. И мы наверняка назовем совершеннейшим вздором всякое утверждение, будто кометы оказывают пагубное действие на все живое, а ведь еще в 1818 году в Англии было сделано заявление, что под воздействием кометы "мухи слепнут и дохнут уже весной", а "жена лондонского сапожника родила четырех близнецов".

С 1947 года никто не принимал комету за летающую тарелку. И причиной этому является тот простой факт, что за это время на небе не было ни одной яркой кометы. Я совершенно убежден, что если бы вдруг появилась какая-нибудь изумительно красивая комета, некоторые "лунатики", а вернее, любители злоупотреблять человеческой доверчивостью, непременно попытались бы превратить кометы в сверх-космические корабли с живыми существами, которые захотели поближе взглянуть на Землю.