Кеплер, Нютон и все, все, все... (1188447), страница 14
Текст из файла (страница 14)
А если сказки сочиняют дилетанты, то это называетсялегенды илиМИФЫГоворил, ломая руки,Краснобай и баламутПро бессилие наукиПеред тайною Бермуд.В. Высоцкий«Бермудский треугольник» — пожалуй, самая знаменитая легенданашего времени. Не будем спорить, исчезают бесследно там корабли исамолеты или нет.
В этом вопросе наука пока действительно бессильна.А вот американские астронавты произвели локацию океана со «Скайлэба». Оказалось, что в районе Бермуд уровень океана на 25 метровниже нормы.По этому поводу науке есть что сказать.З а д а ч а 78. Предположим, что под дном океана в районеБермудского треугольника в земной коре имеется полость,заполненная водой. Определите радиус полости, считая, чтоона имеет форму шара и лежит непосредственно под дномокеана (рис. 14).Глубина океана в этом районе — 6 км. Плотность окружающих полость пород ρ = 3 · 103 кг/м3 .Вода, как довольно широко известно, — жидкость. Поверхностьводы всегда принимает такую форму, чтобы внешние силы былией (поверхности) перпендикулярны. Вспомним электростатику, поверхность, перпендикулярно которой направлены силовые линии, яв66ляется поверхностью равного потенциала — эквипотенциальной поверхностью. Так же и поверхность воды — эквипотенциальная поверхность в поле сил тяжести.
Пока распределение масс в Землеможно считать сферически симметричным, поверхность океана —сфера. Но вот у нас появилась неоднородность — водяной шар средигранитов и базальтов.?hH6?6r~Рис. 14К этому мифу XX века по «физическому смыслу» близок одинстаринный.Мы уже познакомились с историей двукратного открытия СириусаВ: сначала его вычислил Бессель, а затем увидели Кларки. А недавнопоявились сведения, что какое-то довольно дикое африканское племядавно знает о существовании «маленького Сириуса». Якобы там, в дебрях африканских джунглей, есть пещера, в ней озеро. Вода в этомозере так отражает свет, что на стене пещеры можно увидеть увеличенное изображение неба — прямо-таки естественный зеркальныйтелескоп.Ни африканцам других племён, ни европейцам это зеркало видетьне доводилось.
Возможно ли такое? Не может ли здесь сработать «эффект Бермудской полости»? Сразу скажу: нет.Действительно, нетрудно прикинуть, что в двух десятках километров от центра Бермудской впадиныmпонижение уровня океана уже меньше 10 метров. А отклонение от плосРис. 15кости из-за того, что «Земля закругляется», больше 60 метров. Примерная картина профиля океана вблизи Бермуд изображена на рис. 15,конечно, с громадным искажением масштаба. Так что океан — выпуклый, «впадина» — выпуклость, только чуть менее кривая, чем вдалиот полости.67Но, может быть, породы в Африке плотнее, может быть, полость незаполнена водой, а пустая, да ещё глубина озера поменьше, чем у океана? Может быть, полость подходит вплотную к поверхности Земли,размеры полости ещё больше, чем в Бермудах, — все вместе, глядишь,и сработает? Но давайте подумаем, что будет, если полость увеличивать и увеличивать. В конце концов от Земли ничего не останется, иповерхность океана станет.
. . плоской (на чем, правда, ему держаться?). Так что вряд ли. . .Но, может быть, другой механизм? Устроил же Роберт Вуд в своём коровнике «жидкое зеркало», приведя во вращение тазик с ртутью.Может быть, вода всасывается в полость, приходит во вращение, и зеркало все же получается? Тоже маловероятно. У Вуда ничего толковогоне получилось — очень трудно добиться достаточно равномерного вращения, рябь появлялась даже на такой вязкой жидкости, как ртуть,что же говорить о воде7 . Нет, нет, не верится. Все же это миф.Отвлечёмся немного от мифов. Вполне реальные приливы на Землечуточку похожи на Бермудскую впадину.
Принцип тот же: поле двухтел, на этот раз реальных — Земли и Луны.Правда, ситуация гораздо сложнее — Земля и Луна обращаются вокруг общего центра масс, Земля вращается вокруг своей оси. . . Из-за7 Сейчас, с использованием новейшей техники, идея обретает черты реальности.Канадец Э. Борра уже построил «жидкий» телескоп (на ртути) с диаметром зеркала 1 м, собирает средства на 2,5-метровый и пытается организовать создание30-метрового. Причём этот последний он хочет сделать на воде (сведения 1990 г.)68этого, в частности, приливы имеют «неправильное» положение. «Закрепим» на месте Землю и Луну (рис. 16).
Вода в точке А притягивается Луной сильнее, чем Земля в целом (центр Земли или, например,вода в точках Б и Г), а в точке В — слабее. Понятна форма океана. Теперь «закрутим» Землю. В точке А вода поднимается. Пока онаподнимется до предела, эта точка из-за вращения Земли придёт куданибудь в Д. Форма океана получается примерно, как на рис.
17. Земля«затягивает» приливную волну.Отсюда — два следствия. Во-первых, у берегов приливный подъёмуровня воды гораздо больше, чем в открытом океане: разогнавшаяся масса воды влетает куда-нибудь в фиорд, и вместо полуметровогоподъёма идёт десятиметровая волна. Во-вторых, между водой и твердью возникает трение, вращение Земли замедляется.
Через несколькомиллиардов лет Земля будет «смотреть» на Луну все время одной стороной, как уже сейчас Луна «смотрит» на Землю. На половине земногошара люди будут видеть Луну только по телевизору. Бедные влюблённые 20-миллионного века!Но что будет с Луной? А ведь что-то с ней должно произойти.Предположим, на эти пару миллиардов лет систему Земля—Лунаможно считать замкнутой.
В ней должен сохраняться момент импульса. Земля замедлит своё вращение, её момент импульса уменьшится.Куда девать избыток? Вариантов нет — надо его отдать Луне. И чтоже, Луна разгонится, а месяц уменьшится? Речь идёт, конечно, не оразмерах Луны, а о периоде её обращения вокруг Земли.З а д а ч а 79.
Момент количества движения Земли в 5 разменьше момента Луны. Определить, какими будут продолжительность месяца и расстояние от Земли до Луны, когдаони установятся «лицом к лицу».Рис. 16Рис. 1769Собственным моментом количества движения Земли в конечном состоянии, а Луны — в обоих случаях можно пренебречь.Конечно, момент импульса — величина векторная.
В нашей задаче правильно считать, что моменты импульса Земли и Луны направлены одинаково: направление движения Луны по орбите примерно соответствует направлению движения ближайших к ней точекземной поверхности.Приливные силы изменяют движение спутников и у других планет.Спутники Марса — Фобос и Деймос — тормозятся особенно резко. Возник даже миф об их искусственном происхождении.
Советский астрофизик И. С. Шкловский подсчитал, что для объяснения изменений вдвижении Фобоса и Деймоса под действием разреженной марсианскойатмосферы необходимо приписать им плотность, заметно меньшую,чем плотность, например, воды. Вывод единственный — спутники полые, а значит, искусственные.К сожалению, оказалось, что часть ускорения спутников — просто результат неточности измерений. Остальное приходится на влияние приливных явлений. Окончательно в естественном происхождении Фобоса и Деймоса убедили снимки, полученные с близкого расстояния искусственными спутниками Марса, запущенными, однако, немарсианами, а жителями Земли. Естественные спутники Марса — просто каменные глыбы довольно неправильной формы. Особенности ихстроения и упругих свойств материала, из которого они изготовлены природой, приводят, по-видимому, к образованию приливных волнспецифической конфигурации, которые не ускоряют, а тормозят их.Читатель наверняка заметил, что Фобос и Деймос то тормозятся, тоускоряются.
Не запутался ли автор? С одной стороны, торможение —тоже ускорение, только отрицательное. Но я специально перемежалэти противоположные по обыденному смыслу слова, чтобы привлечьвнимание читателя к так называемому парадоксу спутников.Что же все-таки делает тормозящая сила? С приливными волнами не так просто разобраться. А вот земная атмосфера уж навернякасопротивляется движению спутников. Давайте и разберёмся с искусственным спутником Земли.З а д а ч а 80.
На спутник массой 10 т, обращающийся покруговой орбите в 200 км от земной поверхности, действуеттормозящая сила 0,5 Н. На какой высоте спутник окажетсячерез сутки полёта?Мы отвлеклись от приливов. А с ними связан ещё один миф —древнегреческий миф о сыне Солнца Фаэтоне, поражённом Зевсом.70Этот миф довольно неожиданно в наше время получил поддержкуастрономов.Итак, юноша Фаэтон упросил своего отца Гелиоса (бога Солнца)дать ему прокатиться на колеснице, везущей небесный огонь.
По молодости лет он едет слишком лихо. Колесница вот-вот так близко подъедет к Земле, что небесный жар спалит на ней все живое. Зевс (в римской мифологии — Юпитер, обратите внимание!) в суматохе хватаетсвои молнии и поражает удальца. Присмиревшие кони спокойно бредут по привычному пути.Но причём тут астрономия? Слишком далеко от Марса до Юпитера. Как-то более складно все бы выглядело, если бы между ними былаещё одна планета. Есть даже довольно простой алгебраический закон,которому подчиняется ряд радиусов орбит планет — от Меркурия доНептуна.
Этот закон Тициуса—Боде, в пору формулировки которогоНептун даже не был известен. Согласно закону Тициуса—Боде междуМарсом и Юпитером должна быть ещё планета. И эта планета быланайдена. Но не одна. Оказалось, что между Марсом и Юпитером естьцелый рой маленьких планеток — астероидов. Вот тут-то и вспомнилио бедняге Фаэтоне. Фаэтон, а не Юпитер — пятая планета Солнечнойсистемы. Но он слишком близко подошёл к гиганту Юпитеру, и тотего покарал: разорвал на куски — астероиды.Попробуем представить, каким был Фаэтон. Суммарная масса астероидов примерно в миллион раз меньше массы Юпитера. Если из нихслепить планету, её диаметр будет около 1000 км. Такая планета нарасстоянии в 2,5 а.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
