Опыты научные, политические и философские (Том 1) - Спенсер Герберт (читать бесплатно книги без сокращений txt) 📗
Теперь обратим внимание на соответствие между выводами и фактами. Во-первых, если мы сравним группу больших планет (Юпитер, Сатурн и Уран) с группой малых планет (Марс, Земля, Венера и Меркурий), то увидим, что малая плотность идет рука об руку с большим размером и большой скоростью вращения и большая плотность идет рука об руку с малым размером и с малой скоростью вращения. Во-вторых, это отношение становится еще более ясным, если мы сравним крайние примеры - Сатурн и Меркурий. Частная противоположность этих двух планет, подобно общей противоположности групп, указывает на ту истину, что малая плотность, подобно стремлению к образованию спутников, связана с отношением между центробежной силой и силой тяжести, так как у Сатурна, с его многочисленными спутниками и меньшей плотностью, центробежная сила на экваторе равна приблизительно 1/6 силы тяжести, тогда как у Меркурия, не имеющего спутников, при наибольшей плотности центробежная сила равна лишь 1/360 силы тяжести.
Тем не менее существуют известные факторы, которые, влияя противоположным образом, видоизменяют и усложняют эти действия. При одинаковости других условий взаимное тяготение между частями в большой массе разовьет большее количество теплоты, чем это произошло бы в меньшей массе. А получившееся от этого различие в температуре будет содействовать более быстрому выделению теплоты. К этому следует прибавить большую скорость циркулирующих токов, какую вызовут более интенсивные силы, действующие в сфероидах большего размера, - противоположность, которая становится еще значительнее вследствие относительно меньшей задержки от трения, какой подвержены более обильные токи. В этих-то причинах, а также и в причинах, указанных раньше, мы и можем искать вероятное объяснение того факта, который иначе представлял бы аномалию, - факт этот заключается в том, что, хотя масса Солнца в тысячу раз больше массы Юпитера, тем не менее она достигла такой же степени уплотнения (концентрации), потому что сила притяжения Солнца, которая на его поверхности приблизительно в десять раз больше, чем сила тяжести на поверхности Юпитера, должна подвергать его центральные части относительно очень интенсивному давлению, вызывая во время сокращения относительно быстрый генезис теплоты. Следует еще заметить, что, хотя циркулирующие токи в Солнце должны пройти гораздо большие расстояния, тем не менее его вращение относительно так медленно, что угловая скорость его вещества составляет приблизительно лишь 1/60 угловой скорости Юпитера; получающееся в результате препятствие для циркулирующих токов незначительно, и выделение теплоты гораздо меньше задерживается. Здесь можно также заметить, что в совокупности действий этих факторов можно усмотреть причину той большей концентрации, которой достиг Юпитер в сравнении с Сатурном, хотя из этих двух планет Сатурн более раннего происхождения и меньшего размера; потому что в то время, как сила тяготения в Юпитере больше чем в 2 раза превосходит силу тяготения в Сатурне, скорость его вращения лишь незначительно больше, так что сопротивление центробежной силы силе центростремительной составляет немного более половины.
Но теперь, судя хотя бы поверхностно о влиянии этих отдельных факторов, действующих одновременно различными путями и в различной степени (некоторые, способствуя концентрации, другие - противясь ей) достаточно очевидно, что при одинаковости других условий большие по размеру туманные сфероиды, употребляя больше времени на остывание, медленнее достигнут высокого удельного веса и что там, где различие в размере так громадно, как между большими и малыми планетами, малые могут достигнуть относительно высокого удельного веса, когда большие достигли лишь низкого удельного веса. Далее явствует, что такое изменение процесса, какое получается от более быстрого развития теплоты в больших массах, будет уравновешено там, где большая скорость вращения сильно препятствует циркулирующим токам.
Следовательно, при подобном объяснении, различный удельный вес планет может служить дальнейшим доказательством в пользу гипотезы туманных масс.
Увеличение плотности и выделение теплоты - явления, имеющие соотношение одно к другому, поэтому в предыдущем отделе, трактующем об относительной плотности небесных тел в связи со сгущением туманных масс, многое было сказано и относительно сопровождающего эти явления развития и рассеивания теплоты. Однако совершенно помимо предыдущих суждений и выводов следует заметить тот факт, что в настоящих температурах небесных тел вообще мы находим еще добавочное подтверждение гипотезы, и притом весьма существенное. Потому что если, как выше предположено, теплота должна быть неизбежно вызвана силою сцепления частиц в рассеянном веществе, то мы должны найти во всех небесных телах или теперь существующую высокую температуру, или следы прежде существовавшей. Это мы и находим там и в такой степени, как того требует гипотеза.
Наблюдения, показывающие, что по мере удаления в глубь Земли от ее поверхности мы наблюдаем прогрессирующее повышение температуры вместе с очевидным доказательством, которое представляют нам вулканы, - необходимо приводят к заключению, что на большой глубине температура чрезвычайно высокая. Остается ли внутренность Земли до сих пор в расплавленном состоянии или, как утверждает сэр Уильям Томсон, она уже сделалась твердою, во всяком случае, все согласны с тем, что жар в ней в высшей степени интенсивен. Кроме того, установлено, что степень повышения температуры, по мере удаления в глубь Земли от ее поверхности, именно такова, какую мы нашли бы в массе, находящейся в состоянии охлаждения неопределенный период времени. Луна также показывает нам своими неровностями и своими несомненно потухшими вулканами, что и в ней происходил процесс охлаждения и сокращения подобно тому, какому подвергалась Земля. Теологических объяснений этим фактам не существует. Часто повторяющиеся, которые влекут за собою массу смертей, землетрясения и извержения вулканов, скорее, заставляют предполагать, что было бы лучше, если бы Земля была сотворена с низкой внутренней температурой. Но если мы рассмотрим эти факты в связи с гипотезой туманных масс, то увидим, что до сих пор сохранившийся внутренний жар есть один их выводов из нее. Земля должна была пройти через газообразное и расплавленное состояние прежде, чем она сделалась твердою, и должна еще почти бесконечный период времени своим внутренним жаром свидетельствовать о своем происхождении.
Группа больших планет дает нам замечательное доказательство этого. Выше приведенный a priori вывод, что большая величина вместе с относительно высокой пропорцией центробежной силы к силе тяжести должны сильно замедлять агрегацию и, задерживая образование и рассеивание теплоты, делать процесс охлаждения медленным, - был в последние годы подтвержден выводами, сделанными a posteriori, так что в настоящее время астрономы пришли к заключению, что в своем физическом состоянии большие планеты находятся на полпути между состоянием Земли и состоянием Солнца. Тот факт, что центр диска Юпитера вдвое или втрое ярче его окружности, вместе с фактом, что он, по-видимому, испускает больше света, чем можно объяснить отражением солнечных лучей, и что в его спектре видна "красная звездная линия", принят как доказательство того, что он сам светится. Вместе с тем громадные и быстрые перевороты в его атмосфере, гораздо более значительные, чем те, какие могли бы быть вызваны получаемым от Солнца жаром, а также образование пятен, аналогичных с пятнами Солнца и, подобно солнечным пятнам, проявляющих более высокую степень вращения близ экватора, чем дальше от него, заставляют предполагать очень высокую внутреннюю температуру. Так, в Юпитере, как и в Сатурне, мы находив такие состояния, которые, не допуская никакого теологического объяснения (потому что состояния эти очевидно исключают возможность жизни), допускают объяснения, которые дает гипотеза туманных масс.
Но этим еще не кончаются выводы, которыми снабжает нас температура. Нам остается упомянуть еще об одном весьма крупном и еще более значительном факте. Если Солнечная система образовалась через сосредоточение рассеянного вещества, развивавшего теплоту по мере того, как оно вследствие тяготения приходило в настоящее свое плотное состояние, то мы имеем некоторые очевидные следствия для относительных температур полученных тел. При равенстве остальных условий, масса, образовавшаяся позднее, должна и остывать позднее; она должна сохранить в течение почти бесконечного времени большее количество теплоты, чем массы, которые образовались ранее. При равенстве остальных условий наибольшая масса, вследствие присущей ей большей агрегационной силы, достигнет высшей температуры, чем другие, и лучеиспускание в ней будет совершаться деятельнее. При равенстве остальных условий наибольшая масса, несмотря на достигаемую ею высшую температуру, будет, благодаря своей относительно малой поверхности, медленнее утрачивать развивающуюся в ней теплоту. Вот почему, если существует масса, которая не только образовалась позднее других, но еще в громадной степени превосходит их в объеме, то масса эта должна достигнуть гораздо большей степени жара, чем другие, и пребудет в этом состоянии сильного жара долгое время после того, как остальные остыли. Именно такую массу представляет нам Солнце. Одно из следствий гипотезы туманных масс состоит в том, что Солнце приобрело свою настоящую плотную форму в период гораздо позднейший, чем тот, в который планеты стали определившимися телами. Количество вещества, содержащегося в Солнце, около пяти миллионов раз превышает количество вещества, содержащегося в наименьшей планете, и около тысячи раз - количество вещества в наиболее крупной. И между тем как вследствие громадной силы тяготения атомов к их общему центру теплота развивалась в нем чрезвычайно деятельно, удобства для ее рассеивания были сравнительно малы. Вот почему высокая температура должна была в нем сохраниться и по настоящее время. Таково состояние центрального тела, являющееся неизбежным выводом из гипотезы туманных масс, и его-то мы и встречаем в действительности в Солнце. (Хотя нижеследующий параграф содержит в себе несколько сомнительные предположения, тем не менее я воспроизвожу его совершенно в таком виде, в каком он появился в 1858 г.; почему я это делаю, выяснится со временем само собою.)
