Заглавие статьи способно вызвать улыбку у читателя. Разве над небесными светилами мыслимо производить опыты?

Невольно вспоминается анекдот о том маркизе времен Людовика XV, который сопровождал нескольких знатных дам в Парижскую обсерваторию, желая показать им солнечное затмение; опоздав «всего на полминуты», галантный маркиз искренне утешал раздосадованных дам тем, что директор обсерватории — его приятель и, конечно, не откажется ради дам «начать затмение снова».

Такого рода астрономические опыты существуют, разумеется, лишь в воображении чересчур простодушных маркизов. Но в астрономии возможны другого рода опыты — опыты искусственного воспроизведения в малом виде грандиозных космических процессов и явлений. Об этих опытах мы поведем речь в настоящем очерке.

Опыты такого рода очень часто помогают объяснить какое-либо образование на поверхности планеты — образование, происхождение которого без того долго оставалось бы загадочным. Возьмем, например, характерные светлые полосы на поверхности Луны, расходящиеся всегда из одной точки, кратера, и иногда видимые даже простым глазом. Они не отбрасывают от себя никакой тени — следовательно, это не выступы и не углубления. Они тянутся иногда на расстояние тысяч верст, все прямо, словно математические линии, прорезая горы, кратеры, моря.

Луна со светлыми полосами. Искусственно расколотый стеклянный шар

Довольно простой опыт может наглядно объяснить происхождение этих странных линий. Стеклянный шар, наполненный холодной водой, наглухо закупоривают и погружают в теплую ванну. Вода, расширяющаяся от тепла скорее, чем стекло, давит на стенки шара, пока те не дадут трещин, через которые избыток воды просачивается наружу. Эти трещины до иллюзии напоминают светлые полосы на Луне (см. рис.). Вероятно, некогда тонкая твердая кора нашего спутника растрескалась под действием внутреннего жидкого ядра; выступившая расплавленная масса наполнила эти трещины и застыла в виде полос, не углубленных и не возвышенных, но более светлых и блестящих[105].

Сходным путем образовались, по новейшей теории астронома Р. Шиндлера, лунные кратеры — своеобразные кольцевые горы, которым трудно найти аналогию на нашей Земле[106]. Некогда, охлаждаясь и уменьшаясь в объеме, кора Луны сильно сдавливала огненно-жидкое ее содержимое, которое и прорывалось во многих местах наружу. Газы, вырвавшись на свободу, разгоняли вязкую массу кругообразно в стороны, и она расплывалась подобно приливу, застывая на краях. Шиндлер искусственно вызывал подобные образования при помощи особого, им изобретенного прибора (см. рис.).

Огненно-жидкую массу здесь заменяет растопленый воск. Нажимом ручки жидкий воск под сильным давлением протискивают сквозь восковую же твердую пластинку, в которой предварительно делается нагретой спицей небольшое отверстие. Наши рисунки наглядно показывают, что образующиеся при этом круговые валики до иллюзии напоминают лунные кратеры.

Прибор для воспроизведения искусственных лунных кратеров

Искусственный лунный кратер, напоминающий кратер «Архим»

Едва ли не самым загадочным образованием во всей нашей планетной системе являются знаменитые марсовы «каналы»[107]. Особенно поразительно в них то, что время от времени они сдваиваются, т.е. рядом с прежним каналом внезапно на всем протяжении появляется другой, ему параллельный. И так как это удвоение находится в известном соответствии с временами года, то, естественно, напрашивается мысль об участии в этом необъяснимом процессе разумных существ; именно, предполагали, что обитатели марсовых материков в эпоху весеннего таяния снегов открывают шлюзы в своих запасных каналах, чтобы дать выход водам и обеспечить себя от затопления. Но эта теория, как ни соблазнительна, плохо мирится с фактами. Достаточно вспомнить, что «каналы» на Марсе — это широчайшие проливы в 100, 200 и 300 верст ширины. Мыслимо ли в несколько часов поднять или отвести в сторону шлюз в сотни верст? И, наконец, не слишком ли оптимистично думать, что марсиане выкапывают «каналы» шириной в Балтийское море, да еще свободно распоряжаются их водными массами, то задерживая, то направляя их в желаемое русло? Неудивительно поэтому, что с самого же начала раздавались трезвые голоса, предлагавшие искать причину удвоения канала в чисто оптическом действии атмосферы.

Искусственные лунные кратеры, напоминающие кратеры «Классини»

Опыт С. Менье, объясняющий удвоение канало Марса

Менье, автор сочинения «Сравнительная геология», предлагает весьма простой опыт, наглядно показывающий, что чудесное удвоение марсовых каналов могло бы быть объяснено обманом зрения, оптической иллюзией.

Заимствуем из его книги описание этого любопытного и поучительного опыта. «Я рисую на металлической полированной поверхности шара матово-черные черты, более или менее точно воспроизводящие географическую карту Марса, и заставляю падать на этот рисунок лучи света от газового рожка. Затем я облекаю шар тонкой, чрезвычайно прозрачной кисеей, отстоящей на несколько миллиметров от поверхности шара, — и тотчас вижу, что все черные линии и пятна раздваиваются, по той причине, что рядом с каждой чертой появляется ее тень, обрисованная на кисее и определяемая светом, отраженным от металла. Сходство этого явления с картами, данными Скиапарелли для удвоенных каналов Марса, прямо поразительно. Легко увидеть, — продолжает названный ученый, — что все условия этого опыта имеются на Марсе и в его атмосфере. Солнечный свет, падая на диск планеты, отражается крайне неравномерно, смотря по месту; он сильно отражается материками и менее значительно — морями и каналами. Когда атмосфера Марса прозрачна, неравномерность эта нечувствительна; но если воздушный океан содержит мглу прозрачного тумана, то контраст обнаруживается, как и в опыте с кисеей, и получаются тени, которые для глаза, помещенного где бы то ни было, лишь бы не на продолжении отраженных лучей, воспроизведут сбоку от каждой темной поверхности изображение, ей подобное».

Вот какое простое объяснение предлагает Менье для этого таинственного явления. Мало того, — тем же путем можно объяснить и многие мелкие частности. Так, замечено было, что удвоенные каналы Марса не всегда параллельны: иногда один из них приобретает новое направление, или каналы удваиваются не по всей длине. Все это станет понятным, если принять во внимание, что в туманной атмосфере Марса есть множество неправильностей, искажающих отражение. На опыте легко убедиться в этом, если наложить кисею не ровно, а с морщинами.

Но отчего же тогда подобные же удвоения контуров не наблюдаются на других планетах или на Луне? Да оттого, что на Луне почти нет воздуха, а остальные планеты не находятся по отношению к земному наблюдателю в столь благоприятных для наблюдения условиях, как Марс. По словам Менье, при известной сноровке можно воспроизвести это поучительное явление с помощью белого листа бумаги и кисеи.

От планет перенесемся к нашему центральному светилу, Солнцу. И оно дает материал для экспериментатора. Известно, что Солнце наше окружено особым сиянием, простирающимся далеко от его границ и видимым лишь в редкие моменты полных солнечных затмений. Это так называемая «корона» солнца[108].

Физическая природа этой короны — опять-таки загадка современной астрономии. Имеется немало гипотез для объяснения этого явления, но именно это обилие объяснений и показывает, насколько мы далеки от знания истинной природы «короны».

Наиболее правдоподобной надо считать электромагнитную теорию солнечной короны. Известно, в какой тесной связи находятся все солнечные явления с электрическими и магнитными силами. Стоит на поверхности этого далекого очага появиться крупному пятну или гигантскому выступу (протуберанцу), чтобы у нас на Земле началась настоящая «магнитная буря»: стрелки всех компасов приходят в странное, беспокойное движение, телеграфы сплошь и рядом перестают действовать, а в полярных странах загораются великолепные сияния.

Искусственная солнечная корона, полученная Пютином при электрическом разряде

Уже давно открыта тесная связь между 11-летним периодом появления солнечных пятен и периодическими колебаниями магнитной стрелки у нас на Земле. Очевидно, Солнце не только средоточие света и тепла, но в такой же мере, если не в большей — колоссальный источник электрической энергии. Вполне естественно, что и чудесное сияние, окружающее этот мировой электрический конденсатор, может обусловливаться электрическими силами. И действительно, проделаны были опыты, наглядно показавшие, что электрический разряд может дать картину, вполне схожую с короной Солнца. Фотографии, воспроизводимые нами на рисунке, получены именно таким путем, и легко видеть, насколько искусственная корона сходна с естественной.

Само производство опыта таково. Разряд получается между двумя стеклянными шаровыми оболочками, вложенными одна в другую, как показано на чертеже. Меньший шар наполняется подкисленной водой и соединяется проволокой с полюсом индукционной катушки (не обозначенной на чертеже). Из пространства между обоими шарами выкачивается почти весь воздух. Часть внутренней поверхности большого шара обклеивается фольгой, которая соединяется с другим полюсом катушки. Тогда маленький шар начинает испускать лучи, подобные лучам солнечной короны.

Меньший шар изображает Солнце, больший — мировое пространство, а отдельные частицы воздуха, заключенные внутри него, аналогичны частицам метеорной пыли, носящимся во Вселенной и служащим проводником электрической энергии.

Загадочные кометы — и те могут быть искусственно созданы в кабинете ученого. Миниатюрные кометы, которые американский физик Гулль[109] воспроизвел при помощи своего довольно несложного прибора, помогают нам раскрыть природу кометных хвостов, этого «видимого ничто».

Опыт Гулля является наглядным подтверждением этой теории. Сам опыт состоит в следующем.

В закрытой трубке с сильно разреженным воздухом (см. рис.) имеется сужение, разделяющее ее на две части. Верхнюю часть наполняют смесью пережженного плаунового порошка с сажей. Надо заметить, что жженый плауновый порошок состоит из угольных шариков, чрезвычайно малых (0,002 миллиметра) и легких (в десять раз легче воды); сажа же состоит из гораздо более грубых и тяжелых частиц. Вся смесь будет пересыпаться тонкой струйкой из верхней части трубки в нижнюю, как в песочных часах. Но стоит направить на эту струю сноп электрического света, сконцентрированного увеличительным стеклом, чтобы получить неожиданный эффект: тяжелая сажа по-прежнему будет падать прямо вниз, но легкие частицы плаунового порошка будут отклоняться давлением лучей, образуя в миниатюре настоящий кометный хвост с его характерным изгибом, направленный в обратную от света сторону (как известно, кометные хвосты всегда направлены в противоположную Солнцу сторону).

Можно было бы перечислить еще немало разнообразных «астрономических опытов», но нашей целью является не исчерпать вопрос, а лишь дать читателям представление об этой своеобразной отрасли науки о небе, так сказать, экспериментальной астрономии.

Поэтому мы заключим наш очерк, напомнив об одном едва ли не самом старом, но вместе с тем и самом интересном опыте — опыте физика Плато[110]. Этот поразительный опыт, достигаемый весьма простыми средствами, наглядно воскрешает перед нами зарождение нашей Солнечной системы, многомиллионную историю ее происхождения из первобытной туманности согласно теории Лапласа.

Вот в кратких чертах космогоническая теория Лапласа, которую как бы иллюстрирует опыт Плато.

Первобытная, хаотическая туманность — вроде тех, которые и ныне еще можно видеть в отдаленных межзвездных пространствах, — подчиняясь внутренним молекулярным силам, пришла в медленное вращательное движение. Охлаждаясь, она все более сокращалась в объеме, и вследствие этого вращение ее ускорялось. Вместе с тем менялась ее форма — она все более сплющивалась, вздувалась у экватора, пока огромное экваториальное кольцо не отрывалось от основной массы действием центробежной силы. Это кольцо разрывалось на части, сливавшиеся между собой в один шар — будущую планету. А первоначальная туманность продолжала уплотняться, отделяя одно кольцо за другим и таким образом порождая планеты. Последние в свою очередь аналогичным путем отделяли от своей массы кольца — будущие луны[111]. Весь этот процесс, обрисованный здесь лишь грубыми штрихами, подвергнут у Лапласа самому строгому математическому обоснованию. В опыте же Плато мы имеем возможность наглядно проследить все стадии процесса. Приготавливают смесь воды и спирта в такой пропорции, чтобы капля оливкового масла, погруженная в нее, не всплывала, но и не тонула (это достигается несколькими пробами). Налив смесь в сосуд с плоскими стенками, вводят пипеткой известное количество масла, которое само собирается в совершенно правильный шар. В него просовывают ось с насаженным плоским кружком и приводят шар в быстрое вращение. Тогда легко видеть, как шар все сжимается, и вскоре от него отрывается масляное кольцо. Это последнее разрывается на куски, которые, сливаясь между собой, образуют шары, продолжающие вращаться вокруг большого шара.

В дальнейшем продолжении опыта мы можем получить целую миниатюрную планетную систему, полученную таким искусственным путем. Величественные космические процессы зарождения миров — процессы, которых не видело ни одно живое существо, — мы умещаем здесь в стакане воды…

Последним опытом — самым интересным и в то же время самым доступным — мы и закончим наш очерк об астрономических опытах. Другие опыты этой категории требуют уже сложных физических приборов и приспособлений, описание которых было бы чересчур утомительно.

Для нас важно было лишь показать, до какой высокой степени развития дошла теперь новая и еще молодая отрасль астрономии. В союзе с физикой эта наука вступает в новую фазу развития — когда гипотезы и теории ее поверяют не только наблюдением, но и опытом.