Земля обращается вокруг своей оси.
Видимый восход и закат светил.
При ясном, безоблачном небе каждое утро мы видим восход Солнца и всегда с одной и той закат же стороны горизонта. Прежде всего замечают край блестящего кружка, или диска, когда он выплывает из-за далекого леса или выходит из-за холмов горизонта. Мало-по-малу кружок этот растет и чрез некоторое время появляется вполне, затем как бы отделяется от земли и поднимается к небу.
Если в течение утра вы еще раз рассмотрите положение Солнца, то заметите, что оно продолжает подниматься над горизонтом, но не прямо, а более или менее косо или наклонно. Продолжая все подниматься по небу, оно в то же время приближается к правой стороне от вас (следя за солнцем, вы обращены лицом к нему). -- В полдень оно достигает наибольшей высоты и находится весьма далеко от того места, где утром вы видели его восход.
В послеполуденное время Солнце продолжает подвигаться направо от наблюдателя, но вместо того, чтобы подниматься, оно понижается и как будто спускается в косвенном направлении. К вечеру оно кажется в весьма близком расстоянии от земли со стороны противоположной его восходу. Затем мы видим, что оно постепенно скрывается за горизонтом, как бы медленно уходя в Землю. Вскоре, оно совершенно исчезает. Это -- закат Солнца.
Воображая себе тот путь, который повидимому совершает Солнце по небу в течение дня, мы найдем, что он представляет собою круговую дугу, часть громадного круга (фиг. 16), центр которого приходится где-то под нашими ногами.
Следя за Луной, мы видим, что она также начинает свой путь от горизонта, с той же стороны, как и Солнце, восходит в косом направлении по небу, медленно проходя его в ту же сторону, затем опускается и также скрывается с противоположной стороны. Ее путь также кажется почти полным кругом, или большой дугой круга. Наконец, наблюдая в ясную ночь звезды, мы замечаем, что и они повидимому медленно переменяют свое место на небе; вся совокупность этих небесных светочей кажется также вращающейся, и притом в ту же сторону, как Солнце и Луна
Видимое движение неба. Действительное движение Земли.
Первое, что приходит на мысль, это то, что Солнце, Луна и звезды действительно кружатся около Земли. Так на самом деле и полагали первые наблюдатели неба в древности. Земли. "Солнце, говорили они себе, обращается вокруг Земли, описывая около нее большой круг. Пройдя часть этого круга пред нашими глазами над горизонтом и продолжая обходить Землю, Солнце проходит по другую ее сторону, где мы не можем уже видеть его более. Проходя под нами, оно оканчивает свой круг с тем, чтобы завтра снова появиться и взойти с той же стороны, как и накануне; так происходит каждый день; причем нужно двадцать четыре часа, чтобы Солнце могло совершить весь свой путь". Древние видели, что Луна и звезды двигаются в ту же сторону, как и Солнце, и отсюда заключили, что все небо со всеми его светилами повертывается вокруг Земли.
Подобное суждение находило себе подтверждение в доступном для каждого наблюдении, и потому ему верили долгое время. Понадобилось много веков, много наблюдений, рассуждений и доказательств для того, чтобы люди наконец поняли, что не небо вместе с Солнцем, Луною и звездами оборачивается около Земли, а наоборот, наш земной шар вращается вокруг самого себя, вертясь на подобие волчка.
Земля вертится! Действительно, это на первый взгляд кажется странным, невозможным, несообразным. Так оно и казалось всему свету, когда почти четыре века тому назад один великий мудрец осмелился в первый раз провозгласить, что Солнце стоит, а Земля вертится. Его сочли за сумасшедшего... Это перевертывало вверх дном все, во что до тех пор верили и что знали. -- "Как, Земля вертится! Та самая Земля, которую мы так устойчиво ощущаем под нашими ногами?" -- "Да". -- "Поля, деревья, дома, города и деревни, все это вертится, кружится, выделывая необ'ятный круг?"... -- "Без сомнения". -- "Ну, а мы, живущие на Земле, значит и мы кружимся вместе с нею?" -- "Разумеется". -- "Неужели я кружусь? Неужели я, который сижу так спокойно, верчусь вместе с земным шаром, несусь в этом вихре, не подозревая о том? Но если бы зто была правда, я бы видел, что все вокруг меня вертится; я бы чувствовал бегущую под моими ногами Землю, чувствовал бы, что меня самого куда то несет, ощущал бы головокружение! Напротив, я вижу, что все кругом меня совершенно спокойно, и я сам никуда не двигаюсь". Вот что говорили в ответ и что, быть может, вы сами говорите себе. Однако вдумаемся в это немного.
Обман зрения при движении.
Когда вы идете или едете, вообще перемещаетесь, то по чему собственно вы судите об этом? По тому, что меняются окружающие вас предметы, или по тому, что они занимают другое относительно вас положение.
Вы подходите, напр., к какой-нибудь деревне и видите перед собою там вдали, при дороге, дерево или дом. По мере того, как вы идете, вам кажется, что дом все более и более приближается: был он сначала далеко, а теперь совсем около вас. Разве дом передвинулся, чтобы очутиться перед вами? Вы смеетесь. "Конечно, это мы приблизились к дому". Хорошо. Вы проходите мимо него, он остается от вас в стороне; идете далее -- он позади вас, и по мере того, как вы продолжаете свой путь, он как будто все отступает мало-по-малу и удаляется, пока не исчезает совсем вдали.
В вагоне трамвая, а в особенности на железной дороге, явление становится еще любопытнее. Если вы смотрите лишь на то, что заключается внутри вагона, то заметите, что лица и предметы перед вами и около вас всегда будут находиться в одном и том же расстоянии и положении относительно вас. Ничто не побуждает вас догадываться о том, что вы перемещаетесь. Напротив, все для ваших глаз кажется неподвижным; и если бы не происходило тех легких толчков, которые напоминают вам о движении, то вы бы подумали, что вагон стоит. На железной дороге на этот счет иногда являются большие сомнения. Но если вы подымете занавеску у окна и посмотрите наружу, то будет совсем другое дело... Вы увидите бегущие перед вами поля, деревья, селения. Приближаясь спереди, они проходят мимо вас, мелькают одни за другими и затем исчезают. Вашим глазам представляется, как будто деревня бешено бежит и кружится; не будь шума от хода поезда, вы могли бы поверить этому... Однако -- нет, вы этому не верите; здесь обманывается ваш глаз, но вы сами не заблуждаетесь на этот счет. Вы очень хорошо понимаете, что это не более, как простой обман зрения. Из того, что вы видите предметы бегущими назад от вас, рассудок ваш выводит, что вы сами быстро подвигаетесь вперед.
Вот другое наблюдение. Каждому, конечно, случалось кататься верхом на деревянных конях ярмарочных каруселей. Когда вас вертят на этой незатейливой машине, то вы видите, что ближайшие зрители, самая площадь, стоящие кругом дома и вообще все окружающее вертится в противоположную сторону со скоростью, способною вызвать головокружение. То, что было направо, в один миг перескакивает влево... Вашим глазам представляется, что все кружится и вертится; это также обман зрения, и вы отлично знаете, что происходит это вследствие вашего движения. Если же вместо того, чтобы рассматривать все эти предметы, вы устроитесь таким образом, что будете видеть только самую карусель, ее досчатую крышу, деревянных лошадок и катающихся на них детей, -- вы можете поддаться другому обману. Так как все эти предметы движутся все вместе и одновременно с вами, так как вы не видите, чтобы они приближались или удалялись от вас, то они будут вам казаться неподвижными. Ничто не будет вам более доказывать вашего движения, и еслибы не было небольших сотрясений от машины, вы бы в самом деле подумали, что она стоит.
Из всех этих и других подобных опытов, которые вы сами можете сделать, выведем и запомним два заключения:
1-е. Все предметы, участвующие в одном с нами движении, кажутся нам неподвижными; так что если смотреть только на них, то не замечается самого движения, и свое собственное положение кажется неподвижным.
2-е. Предметы, действительно неподвижные, кажутся движущимися в сторону противоположную нашему собственному движению.
Невозможность движения неба и светил.
Теперь возвратимся к Земле. Если Земля неподвижна, то необходимо допустить, что Солнце, Луна и звезды действительно кружатся около нас, как это нам кажется, в течение двадцати четырех часов. Посмотрим, к чему бы это привело.
Узнайте сначала, как это ни удивительно для вас, что Солнце представляет собою громадный шар, который в миллион раз больше Земли... По сравнению с Солнцем, наша Земля, которая нам кажется такою обширною, -- меньше чем маковое зернышко в сравнении с апельсином. Звезды по меньшей мере так же велики, как и Солнце, и их насчитывают тысячи, миллионы! Вы видите, что по отношению ко всей вселенной Земля -- это песчинка, скорее даже пылинка, незаметная точка в пространстве. Ну, можно ли на самом деле, сохраняя рассудок, допустить, что вся эта необ'ятная масса миров вертится вокруг нас, вокруг нашего крошечного микроскопического шарика? Не похоже ли бы это было на то, как если бы, катающийся на деревянной лошадке карусели ребенок вообразил себе, что все люди, дома, деревья, все дальние деревни и вся страна вертятся около него, чтобы потешить его своим кружением? -- Ведь это было бы уже слишком.
При круговом движении около какого-нибудь предмета, чем более удалены мы от него, тем больше будет описываемый нами около него круг, а чем обширнее будет этот круг, тем большую надо употреблять скорость, чтобы обойти его в одно и то же время. Как это вы узнаете потом, Солнце отстоит от Земли на много миллионов верст. Какой же громадный круг оно должно бы было сделать? Какая должна быть ужасающая скорость, для того, чтобы Солнце успело пробежать такой чудовищный круг в течение одних только суток! Ему приходилось бы пробежать в это время 880 миллионов верст и значит более полумиллиона верст в одну минуту! И это еще не все. Звезды, такие же громадные светящиеся шары, как и Солнце, удалены от нас в миллионы раз более. Чтобы сделать им свой круг около Земли в один день, им понадобилось бы лететь, кружиться со скоростью множества миллиардов верст в секунду!... Но, ведь было бы ни с чем несообразно воображать себе, что миллионы всех этих громадных шаров должны вертеться около нашего маленького шарика с такою непостижимою быстротою. Было бы просто нелепо, глупо думать подобным образом.
Действительное движение Земли.
В настоящее время, напротив, все признают, что вертится Земля. Все происходит просто, естественно. Наш земной шар вертится без излишней торопливости, движение его умеренное, почти ничтожное по сравнению с только-что упомянутым бешеным полетом Солнца и звезд, еслибы двигались они. Внешние признаки останутся такими же, как если бы вращалось небо, но все об'ясняется более простым способом. Затруднения, возражения -- исчезают. Земля вертится, и мы вместе с нею. Если мы не замечаем этого движения, то только потому, что почва, деревья, дома, все, что находится на земле, -- так же как атмосфера, облака -- все это вертится вместе с нами. Ничто не представляется нашему взгляду переменяющим место, потому что все участвует в общем с нами движении. Припомните наши наблюдения при путешествии в вагоне. И так как Земля движется без всякого шума, без всякого сотрясения, совершенно спокойно, более спокойно, чем скользит барка по гладкой поверхности воды, то ничто не дает возможности чувствовать этого движения, и Земля нам кажется неподвижною. Но если мы обратим свой взгляд от земных предметов к Солнцу, Луне и звездам, которые не вращаются с нами, то что окажется при этом? Они будут нам казаться вращающимися в сторону противоположную нашему движению, т. е. совершенно подобно тому, как когда мы смотрим в окно едущего вагона и видим бегущие мимо нас поля и леса. Мы находимся как бы в карусели, которую представляет Земля, а Солнце и звезды -- это зрители и отдаленные предметы, кажущиеся нам кружащимися в другую сторону.
Свойства вращения Земли.
Чтобы иметь ясное представление о движении Земли, возьмите, например, мяч или апельсин, проткните его длинной вязальной спицей и затем вертите эту спицу между пальцами, так, чтобы мячик кружился на подобие колеса. При этом говорят, что мячик вертится вокруг самого себя; такой род движения называют коловращением, т. е. движением колеса. Спица, которою проткнут мяч чрез его центр, обозначает направление линии, называемой осью мяча, около которой он оборачивается, подобно тому, как колесо около тележной оси. Те две
точки мяча, в которых эта ось, изображаемая спицей, протыкает его поверхность, называются двумя полюсами.
Рассмотрим теперь внимательно наш мяч во время его движения и проследим за каким-нибудь пятном или точкою, намеченною на его поверхности. Вы увидите, что эта точка описывает около оси круг.
То же самое произойдет со всякой точкой на поверхности мячика. Однако точка а, находящаяся вблизи полюса (фиг. 17), сделает небольшой круг, другая же точка b, более от него удаленная, опишет в то же время несколько больший круг и следовательно будет двигаться скорее. Точка с, взятая как раз посредине между обоими полюсами, опишет при этом самый большой круг. Если мы разрежем мяч по этому кругу, везде одинаково отстоящему от полюсов, то разделим его на два равных полушария.
Движение Земли.
Итак, Земля вертится около самой себя, не будучи, без сомнения, проткнута в действительности какой-либо иглой или осью (пущенный волчек так же вертится около самого себя, не нуждаясь ни в какой оси). Мы только представляем себе, в своем воображении, ту линию внутри Земли, около которой она вертится, как колесо на оси, и называем эту линию осью Земли. Две точки, в которых эта линия пересекает поверхность Земли, суть ее полюсы. Все это можно уяснить себе с помощью земного глобуса.
За исключением этих двух точек, все остальные точки земной поверхности оборачиваются в двадцать четыре часа (за день и ночь), описывая более или менее значительные круги, смотря по тому -- ближе или дальше они отстоят от полюсов.
Наибольший круг описывают точки поверхности, расположенные в равном расстоянии от обоих полюсов; они описывают линию большого круга, отличающегося тем свойством, что разрез, сделанный по нему, пройдет чрез центр шара. Эта линия лежит везде на одинаковом расстоянии от обоих полюсов. Такой круг, разделяющий земной шар на два равных полушария, называется экватором и изображен на вашем земном глобусе. Конечно, он не начерчен на самой поверхности земли, но точки, его составляющие, существуют на самом деле, -- ничем не отличаясь от других точек поверхности, кроме того, что отстоят на одинаковом расстоянии оттого и другого полюса. Точки поверхности, образующие экватор, и люди, живущие в этих местах, делают самый большой круг, равный всей окружности земли, т. е. 37.500 верст в 24 часа, что составляет почти ровно 26 верст в минуту. Наши страны -- (отыщите на глобусе Россию и свою местность) -- более приближены к полюсу, и потому мы совершаем несколько меньший круг, чем обитатели стран на экваторе: около 22.000 верст в сутки для жителей Москвы или около 15 верст в минуту. "Только-то?" скажете вы. Да, но по отношению к тому движению, которое нужно было бы предположить для Солнца и звезд, чтобы заставить их вращаться около Земли, это -- сущие пустяки! Если мы не замечаем и такого движения, то вы знаете теперь -- почему.
Конечно представление о Земле, вращающейся со всем, что на ней находится, не легко укладывается в вашем воображении и вас изумляет. Вскоре однако вы узнаете, что все прочие небесные светила -- Солнце, Луна, звезды и пр. -- все они вращаются вокруг самих себя: их вращение можно даже видеть... Теперь вы поймете, что удивительно было бы, напротив, то, если бы только одна Земля была устроена иначе, чем ее остальные товарищи по небу: все вращается, а она одна оставалась бы неподвижною.
Наконец, есть еще прямые, положительные доказательства движения Земли, но они не могут быть приведены, потому что для их понимания пришлось бы войти в трудно доступные для вас рассуждения; когда вы усвоите все, что находится в настоящей книжечке, то без труда уясните себе эти доказательства из других книг по астрономии, где они приведены. В настоящее же время имейте по крайней мере в виду, что эти доказательства существуют и что теперь никому из образованных людей не придет в голову ни на минуту усомниться в том, что Земля вертится.