Занимательная астрономия

Одна из загадок Арктики

Полярные путешественники отмечают любопытную особенность лучей летнего солнца в высоких широтах. Лучи там слабо греют, зато оказывают неожиданно сильное действие на все предметы, возвышающиеся отвесно. Заметно накаляются крутые склоны скал и стены домов, быстро тают ледяные горы, растопляется смола в бортах деревянных судов, обжигается кожа лица и т. п.

Чем объяснить подобное действие лучей полярного солнца на вертикально стоящие предметы?

Мы имеем здесь неожиданное следствие физического закона, в силу которого действие лучей тем значительнее, чем круче падают они на поверхность тела. Солнце в полярных странах даже летом стоит невысоко. Его высота за полярным кругом значительно меньше половины прямого угла. Легко сообразить, что если солнечные лучи составляют с горизонтальной поверхностью угол меньше половины прямого, то с отвесной линией они должны составлять угол больше половины прямого, иначе говоря, встречать вертикальные поверхности довольно круто.

Теперь понятно, что по той же причине, по какой лучи полярного солнца греют землю слабо, они должны нагревать усиленно все отвесно возвышающиеся предметы.

Куда полетел Амундсен?

В какую сторону горизонта направился Амундсен, возвращаясь с северного полюса, и в какую —  возвращаясь с южного?

Северный полюс — самая северная точка земного шара. Куда бы мы оттуда ни направились, всюду должны мы встретить юг. Возвращаясь с северного полюса, Амундсен мог направиться только на юг, иного направления оттуда не было. Вот выписка из дневника eго полета к северному полюсу на «Норвегии»:

«"Норвегия" описала круг около северного полюса. Затем мы продолжали путь... Курс был взят на юг, в первый раз с того времени, как дирижабль оставил Рим».

Точно так же с южного полюса Амундсен мог идти только к ceверу.

У Козьмы Пруткова есть шуточный рассказ о турке, попавшем «в самую восточную» страну. «И впереди восток и с боков восток. А запад? Вы думаете, что он все-таки виден, как точка какая-нибудь, едва движущаяся вдали?.. Неправда! И сзади восток. Короче: везде и всюду нескончаемый восток».

Такой страны, окруженной со всех сторон востоком, на земном шаре существовать не может. Но место, окруженное всюду югом, на Земле, мы знаем, имеется, — как и пункт, охваченный со всех сторон «нескончаемым» севером. На северном полюсе можно было бы соорудить дом, окна всех четырех стен которого смотрят на юг.

Где начинаются месяцы и годы

В Москве пробило двенадцать, —  наступило 1 января. На запад от Москвы простирается еще 31 декабря, а на восток — 1 января. Но на шарообразной Земле восток и запад должны неизбежно встречаться. Значит, должно где-то существовать граница, отделяющая 1-е число от 31-го, январь от декабря, наступивший год от предыдущего.

Граница эта существует и называется «линией смены даты»; она проходит через Берингов пролив и тянется по водам Тихого океана в виде изломанной линии, точное направление которой определяется международным соглашением.

На этой-то воображаемой линии, прорезающей безлюдные пустыни Тихого океана, совершается впервые на земном шаре смена чисел, месяцев, лет. Здесь как бы помещаются входные двери календаря: отсюда приходят на Землю новые числа месяца, январи, феврали; здесь же находится и колыбель нового года. Раньше, чем где бы то ни было, наступает здесь каждый новый день месяца; родившись, он бежит на запад, обегает земной шар и снова возвращается к месту рождения,— на этот раз, чтобы соскользнуть с поверхности планеты и исчезнуть.

СССР раньше всех стран мира принимает на свою территорию новый день месяца: на мысе Дежнева каждое число месяца, только что родившегося в водах Берингова пролива, вступает в населенный мир, чтобы начать свое шествие через все части света. И здесь же, у восточной оконечности советской Азии, дни умирают, исполнив свою 24-часовую службу.

Некогда Карл V, считавшийся королем Германии, Австрии, Испании, Италии и Голландии, хвастал тем, что в его владениях не заходит солнце.

С большим правом могли бы мы гордиться тем, что владеем колыбелью нарождающихся дней; |в пределах СССР совершается первая на твердой земле смена дня месяца другим.

Итак, смена дней происходит по линии даты. Первые кругосветные путешественники, не подозревавшие обо всем этом, сбились в счете дней. Вот подлинный рассказ Антония Пигафата, спутника Магеллана в его кругосветном путешествии:

«19 июля, в среду мы увидели остpoвa Зеленого мыса и стали на якорь... Чтобы узнать, правильно ли мы вели наши корабельные журналы, мы велели спросить на берегу, какой сегодня день недели. Ответили, что четверг. Это нас удивило, потому что по нашим журналам была только среда. Нам казалось невозможным, что мы все ошиблись на один день...

Впоследствии мы узнали, что в нашем исчислении не было ни малейшей ошибки: плывя постоянно к западу, мы следовали движению солнца и, возвратившись в тот же пункт, должны были выгадать 24 часа по сравнению с оставшимися на месте. Нужно только подумать над этим, чтобы согласиться».

Как же делают теперь мореплаватели, когда проезжают линию даты? Чтобы не сбиваться в счете дней, моряки должны пропускать один день, если идут с востока на запад; когда же пересекают линию даты с запада на восток, то считают один и тот же день недели дважды, т. е. после 1-го числа опять считают 1-е. Вот почему невозможна в действительности история, рассказанная Жюлем Верном в романе «Вокруг света в 80 дней», где путешественник, объехавший кругом света, «привез» на родину воскресенье, когда там была еще суббота. Это могло произойти лишь в эпоху Магеллана, потому что тогда не было еще соглашения о линии даты. Невозможны в наши дни и приключения вроде того, о котором рассказал Эдгар По в шутке «Три воскресения на одной неделе». Моряк, объехавший Землю с востока на запад, встретился на родине с другом, совершившим кругосветное плавание в обратном направлении. Один утверждал, что воскресение было вчера, другой, что оно будет завтра, а их приятель, никуда не отправлявшийся, объявил, что воскресение — сегодня.

На один метр дальше

Земля обращается вокруг солнца на расстоянии 150 000 000 км. Вообразите, что расстояние это увеличилось на 1 м. На сколько удлинился бы при этом путь Земли вокруг Солнца и на сколько увеличилась бы от этого продолжительность года (принимая, что скорость движения Земли по орбите не изменилась)?

Один метр — величина сама по себе небольшая; но, вспоминая об огромном протяжении орбиты Земли, мы склонны думать, что эта незначительная прибавка расстояния должна дать весьма заметную прибавку длины, а следовательно, и продолжительности года.

Однако, выполнив вычисление, мы получаем настолько ничтожный результат, что готовы заподозрить ошибку в выкладках. На самом деле удивляться незначительности разницы не приходится: она и должна быть весьма мала. Разность длины двух концентрических окружностей зависит не от величины радиусов этих окружностей, а только от разности этих радиусов. Для двух окружностей, начертанных на полу комнаты, она совершенно та же, что и для окружностей космических размеров, если радиусы в обоих случаях разнятся на 1 м. В этом убеждает нас геометрический расчет. Если радиус земной орбиты (принимаемой за круг) равен R метров, то длина ее равна 2πR. При удлинении радиуса на 1 м новая длина орбиты будет равна 2π(R+1) = 2πR + 2π. Прибавка длины орбиты составляет, как видим, всего 2π, т. е. 6,28 м и не зависит от величины радиуса.

Итак, путь Земли от Солнца при увеличении расстояния, на 1 м удлинился бы всего на 6¼ м. На длине года это почти не отразилось бы, так как Земля делает по орбите 30 000 м/сек: год удлинился бы всего на 5000-ю долю секунды — величину, конечно, не ощутимую.

Я. Перепылен