вернёмся в библиотеку?

VI.
Вопреки тяжести. — На волнахъ свѣта

Изъ трехъ мыслимыхъ способовъ борьбы съ тяготѣнiемъ мы разсмотрели и отвергли два: способъ защиты отъ тяготѣнiя и способъ ослабленiя земной тяжести. Мы убѣдились, что ни тотъ, ни другой не даютъ человѣчеству надежды успѣшно разрѣшить заманчивую проблему межпланетныхъ полетовъ. Безплодны всякiя попытки укрыться отъ силы тяготѣнiя; безнадежно стремленiе ослабить напряженiе тяжести. Остается только одно: искать средство преодолеть тяготѣнiе и покинуть нашу планету, съ ея материками, морями и воздушнымъ океаномъ, — вопреки ея притяженiю.

Проектовъ подобнаго рода существуетъ нѣсколько. Для умовъ, практически настроенныхъ, они, безъ сомнѣнiя, интереснѣе всякихъ другихъ, такъ какъ ихъ авторы не измышляютъ никакихъ фантастическихъ веществъ, въ родѣ «экрана тяготѣнiя», не предлагаютъ передѣлать земной шаръ, не тщатся раздѣлить славу Iисуса Навина, мечтая измѣнить вращенiе Земли.

Забѣгая впередъ, я позволяю себе заинтриговать нетерпѣливаго читателя сообщенiемъ, что одинъ изъ проектовъ типа «вопреки тяжести» имѣетъ шансы осуществиться въ болѣе или менѣе недалекомъ будущемъ.

Самый юный проектъ разсматриваемой категорiи предлагаетъ воспользоваться для межпланетныхъ перелетовъ давленiемъ свѣтовыхъ лучей. Лицамъ, мало знакомымъ съ физикой, должно казаться невѣроятнымъ, чтобы нѣжные, невѣсомые лучи

Лучевое давленiе

свѣта могли оказывать давленiе на озаряемые ими предметы. Между тѣмъ, одной изъ величайшихъ заслугъ безвременно скончавшагося генiальнаго русскаго физика П. Н. Лебедева было то, что онъ доказалъ на опытѣ существованiе отталкивающей силы лучей свѣта. Свѣтъ есть явленiе волнообразное, а всякая волнующаяся среда оказываетъ давленiе на встрѣчаемую преграду.

Въ посмертной работѣ своей о свѣтовомъ давленiи проф. П. Н. Лебедевъ писалъ:

«Давленiе волнующейся жидкости на препятствiя, задерживающiя распространенiе волнъ, легко наблюдать, если во время купанiя (въ ваннѣ или въ прудѣ) ритмическимъ движенiемъ руки возбуждать волны и заставлять ихъ отражаться отъ плавающаго тѣла (бруска дерева): какъ только волны дойдутъ до бруска и начнутъ отъ него отражаться, такъ тотчасъ же брусокъ начинаетъ двигаться съ замѣтною скоростью въ направленiи распространенiя волнъ. Если на поверхности воды плаваютъ мелкiе предметы (напримѣръ, опилки), которые волнъ не задерживаютъ, то легко видѣть, что волны двигаютъ ихъ вверхъ и внизъ, но не увлекаютъ съ собою, и что, следовательно, движенiе плавающаго тѣла обусловлено только силами падающихъ на него волнъ, а не движенiемъ самой жидкости».

Всякое свѣтящееся тѣло — будь то свѣча на вашемъ столѣ, электрическая лампа, раскаленное солнце или даже темное тѣло, испускающее невидимые, такъ наз. «тепловые» лучи -давитъ своими лучами на озаряемыя имъ тѣла. П. Н. Лебедеву удалось измѣрить силу давленiя, оказываемаго солнечными лучами на освѣщаемые ими земные предметы: въ мѣрахъ вѣса она составляетъ около ½ миллиграмма для площади въ квадратный метръ. Если умножить полмиллиграмма на число квадратныхъ метровъ озаряемой Солнцемъ половины земного шара, мы получимъ весьма внушительный грузъ: 600 миллiоновъ пудовъ!

Такова величина силы, съ которой Солнце, давленiемъ своихъ лучей, постоянно отталкиваетъ нашу планету. Взятая сама по себѣ, эта сила огромна; она подавляетъ воображение. Но въ мipѣ все относительно, и если сравнить ее съ величиною солнечнаго притяженiя, то окажется, что сила въ 600 миллiоновъ пудовъ не можетъ имѣть ни малѣйшаго влiянiя на движенiе земного шара, ибо она въ 50 миллiоновъ разъ слабѣе силы солнечнаго притяженiя! Далекiй Сирiусъ, отъ котораго свѣтъ странствуетъ къ намъ 10 лѣтъ, притягиваетъ Землю какъ разъ съ такою силою — 600 миллiоновъ пудовъ — между тѣмъ, наша планета совершенно не чувствуетъ этого!

Однако, чѣмъ меньше тѣло, тѣмъ бóльшую долю силы притяженiя составляетъ сила свѣтового давленiя. И вы поймете почему это, если вспомните, что притяженiе пропорцiонально массѣ тѣла, свѣтовое же давленiе пропорционально его поверхности. Уменьшите мысленно земной шаръ вдвое по дiаметру: объемъ, а следовательно и масса, уменьшатся въ 2 X 2 X 2 = 8 разъ, поверхность же уменьшится только 2 X 2 = 4 раза; вы видите, что притяженiе ослабело болѣе значительно, чѣмъ свѣтовое давленiе. Уменьшите Землю еще вдвое — получится снова выгода въ пользу свѣтового давленiя.

Если вы будете продолжать и далѣе такое уменьшенiе, т. е. будете достаточно долго длить это неравное состязанiе кубовъ съ квадратами, то въ концѣ концовъ дойдете до такихъ мелкихъ частицъ, для которыхъ свѣтовое давленiе, наконецъ, сравняется съ притяженiемъ. Подобная частица уже не будетъ притягиваться Солнцемъ — притяженiе

Солнечное притяженiе и солнечное отталкиванiе

уничтожится равнымъ отталкиванiемъ. Вычислено, что для шарика плотности воды это будетъ имѣть мѣсто въ томъ случаѣ, если поперечникъ его равенъ 2½ миллiоннымъ долямъ миллиметра. Легко понять, что если этотъ шарикъ будетъ еще меньше, то сила светового отталкиванiя превзойдетъ силу притяженiя и крупинка будетъ уже стремиться не къ Солнцу, а отъ Солнца. Чѣмъ меньше крупинка, тѣмъ сильнѣе должна она отталкиваться отъ Солнца. Перевѣсъ силы давленiя надъ тяготѣнiемъ; конечно, выражается ничтожной цыфрой, но и ничтожность — понятiе относительное. Масса той пылинки, которую движетъ эта сила, также вѣдь чрезвычайно мала; и мы не должны удивляться тому, что маленькая сила весьма маленькой массѣ сообщаетъ огромную скорость — въ десятки, сотни и тысячи верстъ въ секунду...

Читатель узнаетъ ниже, что достаточно сообщить тѣлу секундную скорость въ десять верстъ, чтобы отослать его съ земной поверхности въ глубь межпланетнаго пространства. Значитъ, если ничтожная земная пылинка очутится почему-либо за предѣлами атмосферы, она тотчасъ же будетъ подхвачена свѣтовымъ давленiемъ и увлечется имъ въ мiровое пространство, навсегда покинувъ породившую ее Землю. Она будетъ мчаться съ возрастающей скоростью *) все далѣе и далѣе къ окраинамъ нашей солнечной системы, пересекая орбиты астероидовъ, Юпитера и т. д. При скорости 500 верстъ въ секунду микроскопическая пылинка въ одни сутки пролетитъ путь, равный поперечнику земной орбиты; а черезъ двѣ недѣли она будетъ уже у крайней границы солнечной системы.

*)Возрастанiе скорости происходитъ вслѣдствiе непрерывного дѣйствiя силы отталкиванiя (скорость накопляется, такъ какъ къ прежней скорости ежесекундно присоединяется новая. Но въ данномъ случаѣ это возрастанiе скорости, какъ показываютъ теоретическiе изысканiя, имѣетъ предѣлъ, равный 8.000 верстъ в секунду

Опытъ, наглядно обнаруживающiй давленiе свѣтовыхъ лучей. Легкiя пылинки плауноваго семени въ пустой трубкѣ заметно отклоняются подъ давленiемъ сосредоточеннаго пучка лучей, въ то время какъ болѣе тяжелыя частицы наждачнаго порошка падаютъ отвѣсно.

Два американскихъ ученыхъ — Никольсъ и Гуллъ, изучавшiе этотъ вопросъ одновременно съ П. Н. Лебедевымъ, произвели слѣдующiй чрезвычайно поучительный опытъ. Въ абсолютно пустую стеклянную трубку, имеющую перехватъ, какъ въ песочныхъ часахъ, они насыпали смѣсь прокаленнаго плауноваго сѣмени и наждачнаго порошка. Прокаленныя и, следовательно, превращенныя въ уголь плауновыя пылинки необычайно малы и легки: они не болѣе 0,002 миллиметра въ поперечникѣ и в десять раз легче воды. Поэтому, если направить на нихъ сильный свѣтъ, сосредоточенный помощью зажигательнаго стекла*), то можно ожидать, что эти пылинки будутъ отталкиваться свѣтовыми лучами. Такъ дѣйствительно и происходило въ опытѣ: когда смѣсь пересыпалась сквозь шейку перехвата, то направленный сюда свѣтъ (вольтовой дуги) отталкивалъ пылинки плауноваго семени, между тѣмъ какъ болѣе тяжелыя частицы наждачнаго порошка падали отвесно.

*)Сосредоточенный пучокъ лучей, естественно, долженъ оказывать болѣe сильное давленiе, нежели обыкновенный.

Загадочная особенность кометныхъ хвостовъ, словно отталкиваемыхъ Солнцемъ, объясняется, вѣроятно, именно лучевымъ давленiемъ. Точно такъ же могутъ отталкиваться лучами Солнца легкiя микроскопическiе зародыши бактерiй, если они очутятся въ верхнихъ, крайне разрѣженныхъ слояхъ земной атмосферы.

Мельчайшiя бактерiи счастливѣе человѣка: онѣ могутъ отдаваться увлекающему дѣйствiю солнечныхъ лучей и уноситься съ невообразимой быстротой въ безграничный просторъ вселенной...

Но не можетъ ли и человѣкъ воспользоваться тою же силою для межпланетныхъ путешествiй? Для этого

По способу мельчай- шихъ бактерiй.

не надо было бы непремѣнно уменьшиться до микроскопическихъ размѣровъ — достаточно устроить снарядъ съ такимъ же выгоднымъ отношенiемъ поверхности и массы, какъ у мельчайшихъ пылинокъ, отталкиваемыхъ лучами Солнца. Другими словами: озаряемая свѣтомъ поверхность снаряда должна быть во столько же разъ больше освѣщенной поверхности пылинки, во сколько разъ вѣсъ снаряда больше вѣса этой пылинки.

Авторъ одного астрономическаго романа перенесъ своихъ героевъ на Венеру и другiя планеты именно въ подобномъ снарядѣ. Его герои соорудили каюту изъ легчайшего матерiала, снабженную огромнымъ, но легкимъ зеркаломъ, которое можно было поворачивать наподобiе паруса. Помѣщая зеркало подъ различными углами къ солнечнымъ лучамъ, пассажиры небеснаго корабля смотря по желанiю, либо усиливали, либо ослабляли отталкивающее дѣйствiе свѣта, либо же совсѣмъ сводили его на нѣтъ, всецѣло отдаваясь притягательной силѣ. Они плавали взадъ и впередъ по океану вселенной, посѣщая одну планету за другой.

Въ романѣ все это выходитъ правдоподобно и заманчиво. Но увы! Точный учетъ безжалостно разрушаетъ эту мечту, не оставляя и тѣни надежды на осуществленiе подобнаго проекта. Вычисленiе показываетъ, что зеркальная поверхность, площадью въ одинъ квадратный метръ, должна вѣсить всего два грамма, чтобы быть увлеченной въ мiровое пространство силою свѣтового давленiя со скоростью сотенъ верстъ въ секунду. Если бы этотъ металлическiй листъ былъ сдѣланъ изъ серебра, то чтобы придать ему такой ничтожный вѣсъ — 2 грамма — нужно было бы расплющить его до толщины одной десятитысячной доли миллиметра. Огромный фолiантъ, содержащий десять тысячъ такихъ страницъ, имѣлъ бы въ толщину всего одинъ миллиметръ! Золото (но не серебро) мы можемъ, правда, расплющить именно до такой толщины — но бѣда въ томъ, что столь тонкie металлическiе листочки становятся до некоторой степени прозрачными для лучей свѣта, и, следовательно, лучевое давленiе на нихъ значительно ослабѣваетъ...

Но допустимъ даже, что техника преодолѣла это препятствiе. Пусть въ нашемъ распоряженiи имѣется сплавъ даже вдесятеро легче золота, который расплющивается до толщины въ одну десятитысячную миллиметра, сохраняя при томъ способность полностью отражать лучи свѣта. Какой же величины понадобилось бы зеркало изъ этого металла, чтобы под ударами свѣтовыхъ лучей оно могло унести въ мiровое пространство каюту съ пассажирами и всѣми необходимыми припасами?

Несбыточныя надежды

Оно должно было бы имѣть поверхность въ нѣсколько квадратныхъ верстъ! Даже фантазiя романиста останавливается передъ сооруженiемъ такого гигантскаго зеркала, — онъ предпочелъ допустить, что наука ошибается насчетъ истинной величины свѣтового давленiя и что въ дѣйствительности оно въ 1000 разъ болѣe, чѣмъ мы полагаемъ. При такомъ допущенiи, — которое, къ слову сказать, внесло бы изрядное разстройство въ движенiе планетъ и особенно кометъ, — романисту удается соорудить межпланетный дирижабль, вполнѣ пригодный для фантастическаго романа, но, къ сожалѣнiю, совершенно неосуществимый въ реальной дѣйствительности. в началоназад