Георгий Иванович Сабелев - это он звонил в редакцию - по образованию не астроном, не астрофизик и не планетолог. Закончил институт химического машиностроения. Кандидатскую диссертацию защитил по проблемам теплообмена в ядерных реакторах. Прошел огонь, воду, медные трубы и горькую школу Чернобыля.
Но со школьной поры его привлекал космос, а профессия добавила к этому умение делать выводы на основании косвенных фактов - атом ведь не возьмешь в руки, а радиацию на язык не попробуешь...
- Микромир, на мой взгляд, во многом сродни космосу, - полагает Георгий Иванович. - И здесь и там действуют законы, во многом нам еще не совсем понятные, описывающие явления порой весьма странные, но в чем-то и схожие.
- Кстати, как-то я вычитал у Валерия Брюсова: "Быть может, эти электроны - миры, где пять материков"...
- Вот-вот, - согласился мой собеседник. - Но это все лирика, а вот что получается с точки зрения физики...
И стал увлеченно рассказывать о вещах удивительных.
Помните, какие выводы сделал Исаак Ньютон, когда ему на голову, если верить легенде, упало яблоко? Он сумел вывести закон всемирного тяготения, которому в нашем мире подчиняются все объекты, от мельчайших до самых больших - небесных тел.
Менее известно другое: хотя Ньютон и открыл закон, описываемый формулой, известной ныне всякому школьнику, однако он так и не сумел определить его сути, физического смысла. Что такой гравитация? Как именно она действует? Какова ее природа? Этого пока толком не знает никто.
Ньютон, по существу, свел смысл исследуемых им явлений к чистой механике. Те же планеты он рассматривал как шары на некоем космическом бильярде, отдавая предпочтение импульсу движения при объяснении многих явлений.
Такой подход, нашедший отражение в законах небесной механики, позволил многое понять и объяснить. Кеплер, например, рассчитал орбиты планет Солнечной системы и впервые показал, что они движутся по эллипсу, в одном из фокусов которого находится наше дневное светило. И многих достижений современной космонавтики не было бы, если бы баллистики не определяли траектории движения того или иного межпланетного зонда, пользуясь законами Ньютона, Кеплера и их последователей.
Однако не следует забывать, что ряд крупных ученых с Ньютоном не соглашались. Так, немецкий физик и математик Готфрид Вильгельм Лейбниц считал, что в небесной механике, во главу угла стоило бы поставить закон сохранения энергии.
Но долгое время предпочтение все же отдавалось точке зрения Ньютона. И вот теперь, похоже, пришла пора за это расплачиваться.
- А знаете ли вы, что нынешняя наука с помощью даже самых современных компьютеров способна рассчитать относительное положение небесных тел лишь на довольно короткий срок - порядка 10 - 15 тыс. лет? - спросил Г.И.Сабелев и тут же добавил: - Это совсем немного, если учесть, что возраст нашей планеты - 4,5 млрд. лет.
Как она возникла? Какой путь прошла? Что нас ждет в будущем?
Ответы на эти вопросы пытался получить известный исследователь, академик О.Ю.Шмидт. Согласно его концепции, Солнечная, как и другие звездные системы, образовалась в результате Большого Взрыва, когда во Вселенную выплеснулось огромное количество материи. Постепенно она стала образовывать сгустки, из которых затем стали формироваться отдельные звезды со своими планетными системами. Комки звездного вещества со временем остывали и под действием гравитационных и центробежных сил формировались в небесные тела.
Такова, пожалуй, наиболее распространенная на сегодняшний день концепция сотворения мира. Она нашла отражение во многих книгах, в том числе и в школьном учебнике астрономии. И лишь немногие знают, что на склоне жизни Отто Юльевич всерьез рассматривал и другую версию.
Гипотеза гравитационного захвата
Эта гипотеза нашла отражение в книге Г.И.Сабелева "Эволюция планетных систем". Для начала автор предлагает решить простейшую задачу.
Представим себе, что где-то в пустом космическом пространстве, на некотором расстоянии друг от друга находится пара небесных тел - одно побольше, другое поменьше. Что с ними произойдет в дальнейшем?
Согласно формулам и традиционному компьютерному анализу, сценарий последующих событий будет таков. Силы гравитации неизбежно повлекут тела навстречу друг другу. Причем более массивное тело может оставаться почти на месте, предоставляя возможность малому продвигаться к нему. В конце концов, они сойдутся практически вплотную и...
- Вариант столкновения возможен лишь в идеальном случае, - рассуждает Георгий Иванович. - На практике же, когда в роли гипотетических небесных тел выступают, например, наше Солнце и какая-либо из планет, кроме гравитации в дело неизбежно должны вмешаться еще и электромагнитные силы. Ведь, как известно, любое из небесных тел обладает электромагнитным полем.
А коли так, то силы эти, скорее всего, не допустят прямого соударения; они притормозят тела на последнем участке сближения, заставят их как бы вальсировать друг возле друга. Малое тело начнет описывать круги вокруг большого. Траектория его движения представит собой вытянутый эллипс, который со временем будет стремиться к идеальной окружности.
О том, что небесные тела в Солнечной системе вращаются по эллиптическим траекториям, догадался, повторим, еще И.Кеплер. Анализ движения показывает, что со временем эллипсы эти превратятся в более-менее правильные окружности. Ну а что произойдет дальше?
Луна-беглянка
А дальше произойдет то, что мы ныне наблюдаем
на примере реальной системы Земля-Луна, полагает Сабелев. Его расчеты подтверждают одну из существующих концепций образования этой системы. Луна была захвачена Землей в тот момент, когда пролетала мимо. Сила тяготения нашей планеты заставила Луну изменить свой маршрут и принудила ее в конце концов вращаться вокруг себя. Причем для самой Земли это событие тоже не прошло без последствий. По одной из версий, Луна, имеющая ныне весьма слабое магнитное поле, могла даже столкнуться с Землей - часть ее массы, возможно, составляет ныне ядро нашей планеты. Но даже если дело обошлось без столкновения, образование пары Земля - Луна имело для Земли негативные последствия: Луна, обладая собственным полем гравитации, с тех пор и по наши дни вызывает периодические приливы как в океанах, так и в земной коре. В иных местах они достигают высоты в десятки метров. А некогда, пролетая близко к Земле по своей вытянутой орбите, Луна могла спровоцировать огромнейший прилив - библейский Всемирный потоп.
Со временем Луна перешла практически на круговую орбиту. А что будет дальше?
- Наблюдения показывают, что наша спутница медленно, но верно отдаляется от Земли со скоростью 1 дюйм (2,54 см) в год, - продолжает Сабелев. - Идеально круговая орбита, к которой вроде бы стремилась система, не может быть устойчивой в реальном мире. Гравитационные воздействия со стороны других планет, астероидов и прочих небесных тел, магнитные бури, вызываемые нашим дневным светилом, - все это приводит к тому, что Луна будет все дальше уходить от нашей планеты. Ее орбита будет становиться все более вытянутой, пока не превратится в параболическую. Иначе говоря, Луна оторвется от Земли и отправится в межпланетное путешествие.
Земля-звездолет
И это лишь один из вариантов взаимодействия двух небесных тел в окружении других. На основании своей концепции Г.И.Сабелев попытался представить картину появления Земли в Солнечной системе и определить ее будущее.
Наша планета прибыла в окрестности Солнца, быть может, даже из другой системы, полагает Георгий Иванович. Причем она не сразу заняла свое нынешнее место...
Опуская математические и физические доказательства, которые привел мне в обоснование своей концепции исследователь, перейду сразу к полученным им выводам. Скорее всего, по модели Сабелева, Земля сначала приблизилась к одной из окраинных планет-гигантов, которые Солнце своим тяготением захватило в плен ранее. "Побывав" некоторое время в роли спутника, скажем, того же Юпитера, у которого, как известно, и поныне есть нечто вроде собственной планетной системы, состоящей из 22 спутников, она перекочевала поближе к Солнцу. Тому способствовали и размеры, и масса. Земля оказалась слишком большой, чтобы Юпитер смог долго удерживать ее своим тяготением. Солнце "перетянуло", и Земля стала его спутником.
В настоящее время наша планета вращается, как известно, по эллиптической орбите, эксцентриситет которой уже практически близок к нулю. Иначе при удалении от Солнца на значительное расстояние у нас бы сразу повсеместно наступала бы зима. По расчетам Сабелева такое положение будет сохраняться еще примерно 7 млн. лет. Дальше с Землей начнет происходить то же, что и с Луной - она начнет удаляться от Солнца, переходя на вытянутую эллиптическую орбиту, которая в конце концов превратится в параболу...
При этом вращение планеты вокруг собственной оси будет все более замедляться, считает Сабелев, и это значительно ухудшит климат, экологию...
Человечеству неизбежно придется вмешаться в естественный ход событий. Оно должно будет или покинуть свою "колыбель", переселившись на другие планеты, а то и в иные системы и миры с помощью звездолетов, либо "перегнать" саму планету к иному светилу. К этому вынудит и то, что, согласно прогнозам космологов, Солнце перед тем, как окончательно угаснуть, на некоторое время превратится в сверхновую звезду - ярко вспыхнет, увеличившись в размерах до орбит Земли и даже Марса. Так что не исключено, что наших далеких потомков ждет великое переселение.
