«Занимательная астрономия»

Приступая к написанию этой книги (1929 г.; выдержала 11 изданий), ее автор отчетливо понимал, какую трудную задачу ему придется решать. Он предупреждает читателя: «Астрономия счастливая наука, она, по выражению Араго^*, не нуждается в украшениях. Однако наука о небе не всецело состоит из удивительных откровений и смелых теорий. Ее основу составляют факты обыденные, повторяющиеся изо дня в день... Будничная часть науки о небе, ее первые, а не последние страницы и составляют главным образом (но не исключительно) содержание «Занимательной астрономии». И хотя изложение по возможности освобождено от специальных терминов и от того технического аппарата, который часто становится преградой между астрономической книгой и читателем, все же без упражнений и расчетов не обойтись. Подобные упражнения не только прочнее закрепляют усваиваемые сведения, но и подготовляют к чтению серьезных сочинений».

^* (Доменик Франсуа Араго (1786...1853 гг.) – знаменитый французский физик и астроном, автор многих трудов по астрономии.)

В книге особенно широко используется метод неожиданного сопоставления масштабов, касающихся Вселенной. «К числу вещей, которые никак нельзя изобразить на бумаге, принадлежит точный план нашей Солнечной системы. Изберем для земного шара самую скромную величину – булавочную головку, т.е. пусть Земля изображается шариком около 1 миллиметра в поперечнике. Луну в виде крупинки диаметром 1/4 миллиметра надо будет поместить в 3 сантиметрах от булавочной головки. Солнце величиной в мяч (10 сантиметров) должно отстоять на 10 метров от Земли. Исполин Юпитер будет представлен шариком величиной с орех (1 сантиметр) и помещен в 52 метрах от Солнца-мяча. Планету Сатурн в виде орешка поперечником 8 миллиметров придется отодвинуть на 100 метров от Солнца. Уран в нашей модели отброшен на 196 метров от Солнца. В 300 метрах от центрального шара-Солнца медлительно совершает свой путь Нептун. Еще дальше обращается Плутон, расстояние до которого в нашей модели Вселенной выразится в 400 метрах».

Подобный метод наглядного моделирования развивает у читателей пространственное воображение; он гораздо более доходчив, чем оперирование академическими понятиями «световой год», «парсек» и прочее. Ведь все так просто: булавочная головка, орешек, мяч... А за ними – необозримость Вселенной! Это и делает чтение «Занимательной астрономии» увлекательным.

Перелистаем последнее прижизненное издание (1935 г.) книги. В ней 5 глав, повествующих о форме и движении Земли, о планетах, Луне, звездах и всемирном тяготении. Все эти сведения не выходят за рамки школьного курса астрономии, однако уже первые строки книги убеждают читателя, что его ожидает астрономия необычная.

Вот ее начало. Учитель предлагает начертить кратчайший путь между двумя точками, намеченными мелом на доске. Школьник начинает выводить замысловатую кривую и на недоуменный вопрос педагога отвечает: «Так ездит наш сосед, он шофер такси».

Эта шутка дала повод для серьезного разговора о прокладке кратчайших расстояний на меркаторской карте^*. Выясняется, что путь пролегает вовсе не по параллели, как кажется, а по дуге большого круга. Дается совет: вооружившись ниткой и глобусом, самому проложить наиболее короткие маршруты между различными пунктами.

^* (Так названа одна из проекций карты мира – по имени Герарда Меркатора (1512...1594 гг.), фламандского картографа.)

«Коварный» вопрос о том, в какую сторону горизонта полетел Амундсен, возвращаясь с Северного полюса, и в какую – с Южного? – позволяет обрисовать околополюсные пространства Земли. Тут же ссылка на сатиру Козьмы Пруткова, рассказавшего «о турке, попавшем в самую восточную страну: и впереди восток, и сзади восток, и с боков восток; запада, севера и юга в этой стране нет, всюду только восток».

Книга полна парадоксов. Два одинаковых поезда идут с одинаковой скоростью в противоположных направлениях: один на запад, другой на восток. Какой из поездов... тяжелее? Оказывается, тот, который идет против вращения Земли, то есть с востока на запад. На сколько? На 60 килограммов.

Чрезвычайно интересен раздел «Три если бы...». Что произошло бы с Землею, будь ее ось перпендикулярна плоскости орбиты? Полярная звезда перестала бы быть Полярной, времена года круто изменились бы и т.д. А если ось наклонить на 45 градусов? Земля станет обращаться вокруг Солнца «лежа», на полюсах воцарятся вечные сумерки, Солнце будет всходить и заходить по спирали и т.д. Третий случай – совпадение оси с плоскостью орбиты. Жаркий пояс сольется с полярным, полярная ночь в Москве зимой станет длиться неделями.

Вторая глава посвящена Луне. Читателю предлагается разобраться, почему Луна под действием силы притяжения не падает на Солнце. Обсуждается гипотеза астронома Пти о наличии у Земли еще одной Луны (об этом писал и Жюль Верн в романе «Вокруг Луны»). В ней, говорит Перельман, нет ничего невероятного, однако наблюдениями пока не установлено наличие второго спутника у Земли. Любопытен математический расчет, касающийся причин отсутствия на Луне атмосферы: напряжение силы тяжести там настолько мало, что не в состоянии удержать атмосферу.

Глава о планетах начинается с... азбуки. Почему каждой из планет Солнечной системы присвоено особое буквенное начертание? Знак Юпитера, оказывается, – это начальная буква греческого названия планеты – «Зеус». Знак Урана (кружок с буквой «аш» наверху) напоминает об открывшем эту планету астрономе Гершеле и т.д.

Удивительно интересно, буквально детективно рассказано об открытии колец Сатурна: «В 1920 г. разнесся у нас сенсационный слух, будто Сатурн лишился своих колец! Мало того, обломки разрушенных колец летят в мировое пространство по направлению к Солнцу и по пути должны обрушиться на Землю. Называли даже день, когда должно произойти катастрофическое столкновение».

Действительно, в 1920 году кольца Сатурна на некоторое время перестали быть видимы, потому что они очень тонки и, повернувшись ребром к Земле, «исчезли».

Но на этом рассказ о кольцах Сатурна не обрывается. Однажды кольца исчезли из поля зрения телескопа Галилео Галилея (он близко подошел к разгадке достопримечательностей этой планеты), что весьма смутило великого итальянского ученого.

В те времена открытия закреплялись за авторами любопытным способом. Чтобы никто не смог опередить первооткрывателя, он зашифровывал новинку в виде анаграммы (фразы с переставленными буквами) и лишь после того, как открытие подтверждалось, раскрывал шифр. Так поступил и Галилей: заявив о своем открытии, он засекретил его совершенно бессмысленной вереницей из 39 букв. Друг Галилея, астроном Кеплер, решив, что Галилей открыл два спутника Марса, по-своему разгадал буквенную абракадабру: «Привет вам, близнецы Марса порождение». Но – ошибся. Галилей сам раскрыл тайну шифра: «Высочайшую планету тройною наблюдал». «Тройною» потому, что слабый телескоп не позволил ему явственно разглядеть кольца.

Прошло полвека, и другой астроном, Христиан Гюйгенс, вновь открыл кольца Сатурна. В его распоряжении был телескоп уже посильнее. Ученого ошеломило открытие, и он тоже зашифровал его анаграммой (из 58 букв); позднее он раскрыл ее: «Кольцом окружен тонким, нигде не соприкасающимся, к эклиптике наклоненным».

Чем не детективная история?

Перельман показал, как, пользуясь математической теорией соединений, можно расшифровать обе анаграммы.

Испытываешь истинное удовольствие, читая очерк о том, как «взвесили» Землю. Это взвешивание – наиболее удивительное достижение астрономической науки. Но как взвесить небесное тело, не имеющее точки подвеса и ни на что не опирающееся? Стало быть, земной шар невесом? Ученые, вычислив массу Земли (исходя из ее геометрических размеров, физических и геологических характеристик), подсчитали, с какой силой она должна была бы давить на воображаемую опору. Чтобы доказать гипотезу опытным путем, астрономы Рихарц и Кригар Менцели в 1898 году построили прибор, с помощью которого вычислили силу, с какой масса в 1 килограмм притягивается свинцовым кубом массой 100 тонн. Подсчет показал, что эта сила составляет всего лишь 2,733 миллиграмма. «Такая ничтожная величина и решила всю задачу», – заключает Перельман и дает пересчет для массы Земли: 6·1021 тонн.

Яков Исидорович предложил придуманный им способ распознавания старого и молодого месяца на небе: молодой месяц обращен выпуклостью вправо, как буква «Р», если мысленно провести прямую линию между рогами месяца. Старый обращен выпуклостью влево, как буква «С»; отсюда «Р» – растущий, «С» – стареющий. В очерке «Луна на флагах» с тонким юмором повествуется об ошибочном изображении на флаге одной из восточных стран звезды внутри серпа Луны, обращенной выпуклостью влево. Напомнив, что на флаге показана старая Луна, автор добавляет: «Звезда никак не может быть видна между рогами месяца. Все небесные светила неизмеримо дальше Луны и, следовательно, должны ею заслоняться».

Увлекателен рассказ о великанах и карликах Вселенной. Один из них – безымянный астероид, спутник Земли. Его диаметр всего 1 километр. Но нужно весьма осторожно обращаться с числами, когда речь идет об астрономии. Крошечный астероид имеет в объеме 0,52 кубических километра, или, иначе, 520 миллионов кубометров. Если он гранитный (а, возможно, и железный), то вес его составит примерно 1,5 миллиарда тонн. Из этого материала можно возвести 300 таких сооружений, как пирамида Хеопса. Как видите, нужно своеобразно понимать слово «маленький», когда речь идет об астрономии.

Немало в книге забавных задач. Скажем, сколько бы весил человек на различных планетах? Меньше всего, 19 килограммов, на Меркурии, а на Юпитере – в 8 раз больше. Причина? Разная величина силы тяжести на различных планетах. Или: «Когда пароход легче – в лунную или безлунную ночь?». Ответ не так прост, как может показаться на первый взгляд. Перельману пришлось занять две с лишним страницы формул для математического доказательства того, что в лунную ночь судно «потеряет» 10 килограммов.

Такова эта книга – о науке астрономии, засверкавшей под талантливым пером Перельмана всеми красками спектра занимательности.

Не удивительно, что тысячи читателей увлеклись ею, а некоторые впоследствии стали звездочетами. Однажды советского астронома, профессора, заместителя председателя Астрономического совета Академии наук СССР Аллу Генриховну Масевич спросили: «Как и почему вы стали ученым-астрономом?». Она ответила: «Мне кажется сейчас, что в моем выборе профессии «виновата» прочитанная мною «Занимательная астрономия» Перельмана. Она вызвала у меня огромный интерес к миру звезд. Я написала автору письмо, и он ответил мне, 14-летней тифлисской школьнице, стал присылать задачи по астрономии, я их решала».