Тысяча и одна ночь. Астрономические этюды

Как бы то ни было, она провалилась бы примерно через полвека, когда Ньютон в рамках механистической модели Вселенной показал, что приливы и отливы являются основным следствием силы тяжести и основное действующее лицо в них – Луна по одной простой причине: Земля представляется со своего близкого спутника телом, обладающим значительным угловым размером, хотя она и является parva res («малым телом») для далекого Солнца. Таким образом, разница между силой, с которой Луна воздействует на две противоположные точки поверхности нашей планеты, оказывается вдвое большей, чем сила, с которой воздействует Солнце несмотря на то, что масса спутника почти в 30 миллионов раз меньше массы звезды.

Естественно, Солнце тоже играет свою роль в этом предприятии, помогая Луне или же ослабляя ее действие в зависимости от того, находится ли оно на одной линии или в квадратуре со спутником. В первом случае приливы и отливы оказываются заметно более сильными. Англичане, которые больше средиземноморских народов приучены к большим колебаниям уровня моря, назвали их spring tide, то есть «фонтанирующие» приливы и отливы (сизигийные приливы и отливы). Во втором случае наблюдаются, напротив, neap tide, то есть «слабые» приливы и отливы (квадратурные приливы и отливы).

Принцип игры Луны и Солнца можно понять исходя из цикличности подъема и спада уровня воды с частотой в полдня. Это объясняется тем, что к Луне по очереди оказываются обращенными разные участки земного шара вследствие вращения Земли (и в меньшей степени вследствие движения Луны по орбите). Имеется и вторая модуляция, связанная с положением Луны относительно Солнца, которая точно повторяется каждый синодический месяц (то есть в среднем каждые 29,3 календарных дня). Не видно никакой связи с аргументами Галилея, даже если центробежная сила, которая воздействует на воду вследствие вращения планеты вокруг барицентра Земля – Луна, придает дополнительную гармонию этому сложному феномену. При одинаковой широте величина приливов и отливов в первую очередь зависит от местных особенностей, таких как поверхность воды, форма и глубина дна и профили берегов, которые все вместе придают резонатору форму более или менее чувствительного инструмента. Имеют значение и метеорологические условия, такие как перепад атмосферного давления, скорость и направление ветра. Это хорошо известно венецианцам, которым приходится иметь дело с притоком воды во время прилива через узкие воронки устий в районе Лидо, Маламокко и Кьоджи, что вынуждает их по нескольку раз ремонтировать шлюзы в направлении моря после сирокко.

Приливы и отливы – красивые колебания, которые позволили морским животным в лагунах привыкнуть дышать на воздухе до того, как они полностью акклиматизировались на твердой земле. Приливы и отливы способствуют жизни на планете и сегодня, внося свой вклад в потоки и, таким образом, в перераспределение тепла в необъятном термостате, каким являются океаны. Но кто платит за это бесконечное движение? Законный вопрос, ведь в природе ничего не происходит без вложения энергии.

Ответ будет неожиданным. Платит Луна, которая, вынуждая воду в морях Земли перемещаться взад и вперед из-за своего постоянного воздействия, теряет гравитационную энергию и удаляется от Земли со скоростью три сантиметра в год. Пустяк! Да, но gutta cavat lapidem – вода камень точит. Чтобы не отставать, Земля тоже вносит свой небольшой вклад, это добавление к скорости ее вращения увеличивает продолжительность сидерического дня. Всего на тысячную долю секунды за век. Тем не менее, этого достаточно, чтобы через три миллиарда лет наша планета всегда была повернута одной стороной к своему партнеру, как уже делает Луна вследствие аналогичного механизма. Это означает, что в будущем на одной половине Земли не будет видно Луны, а на второй половине Луна будет крошечной, вместе с этим вся планета будет лишена стабилизирующего воздействия своего большого спутника – куска, оторванного от Земли 4,3 миллиарда лет назад вследствие удара небесного тела размером с Марс. Это, правда, произойдет через много-много лет! А пока давайте сядем на берегу моря, чтобы понаблюдать за волной прилива как символом жизни и жизненной силы микрокосма – системы, где царит Солнце, которое «является для нас основанием, и мы родились благодаря ему».

Фердинанд I – астрономия и развитие – MDCCCXIX