Закон всемирного тяготения помог разработать теорию движения Луны по ее орбите, а это позволило с большей точностью, чем прежде, определять момент наступления солнечных затмений и находить место, куда упадет тень Луны.
Астрономы почти на 300 лет вперед вычислили все предстоящие затмения. Такую же работу они проделали и по отношению к затмениям, происходившим в прошлых веках.
Друг Ньютона, астроном Галлей догадался сопоставить записи летописцев о солнечных затмениях со своими вычислениями. И заметил между ними несомненное расхождение. Летописцы и историки почему-то указывали не то место затмений, где оно должно было быть по подсчетам астрономов.
Например, древнегреческий историк Плутарх сообщает, что 20 марта 71 года он наблюдал в городе Херонее солнечное затмение. По расчетам Галлея получалось, что в Херонее Плутарх видеть затмение не мог. Полоса лунной тени должна была пройти западнее этого города.
Будь такое расхождение между расчетами астронома и записью историка одно-единственное, на него не обратили бы внимания. Решили бы, что Плутарх ошибся — наблюдал затмение где-нибудь в другом месте, но о своей поездке забыл упомянуть и получилось, что он видел его дома.
Однако такое расхождение было не одно. Почти каждая старинная запись показывала, что полоса лунной тени падала на Землю не там, где ей надлежало падать по вычислениям астрономов. И чем древней была запись наблюдателя, тем больше получалась неувязка.
Астрономы, определяя место падения тени Луны, считали, что земной шар вращается вокруг оси совершенно равномерно и Луна также закономерно движется по своей орбите. Это предположение, повидимому, не соответствует действительности. Сверка старинных записей невольно наводила на мысль, что либо Земля замедляет вращение, либо Луна торопится и ускоряет свой бег по орбите.
Что происходит на самом деле, — астрономы не знали. Загадка Луны ожидала решения.
Кант, опережая выводы науки, догадался, что Земля замедляет свое вращение, и виновником этого является Луна, вернее — те приливные волны, которые подымаются в океане под влиянием ее притяжения.
В те далекие времена, когда еще не были изобретены часы, указателями времени для людей служили днем — солнце, ночью — звезды и пение петухов, а жителям океанского побережья — приливы.
Дважды в сутки море надвигается на берег. Вода заливает отмели и низины, шумит и пенится на прибрежных камнях, яростно бьется у скалистых утесов. 6 часов и 13 минут длится наступление моря. Затем море успокаивается и тихо откатывается назад, чтобы через следующие 6 часов и 13 минут снова ринуться на берег. Так происходит всегда — каждый день и каждую ночь. Из года в год — на протяжении веков и тысячелетий прилив и отлив сменяют друг друга.
Дважды в сутки море затопляет берега.
Кроме лунных приливов по Земле движутся также и солнечные приливы. Но Солнце дальше от Земли, чем Луна. Солнечные приливы меньше, слабее лунных. Следуют они друг за другом через каждые 6 часов, а не через 6 часов 13 минут, как лунные. Поэтому солнечные приливы иногда ослабляют влияние Луны, а иногда усиливают его. Наиболее высокие приливы бывают, когда Луна, Земля и Солнце оказываются на одной прямой линии. Тогда Луна и Солнце «тянут» вдвоем и их приливообразующие силы складываются.
В замкнутых, внутренних морях, таких, как Черное, Балтийское или Средиземное, приливы невелики и и еле заметны. На океанском побережье они грозны. Когда приливная волна устремляется через проливы Курильских островов из Тихого океана в Охотское море, вода в теснине подымается тринадцатиметровым бушующим валом. Особенно грандиозны приливы в устьях Хуанхе в Китае и Амазонки в Бразилии. Приливная волна, встречаясь с могучим течением рек, подымается почти отвесной стеной и с ревом водопада обрушивается на берега.
Очень велики, но спокойны приливы в узких заливах Мурманского побережья.
Самый высокий прилив наблюдается в заливе Ноэль в Канаде — сжатый тесными берегами прилив подымается валом более высоким, чем пятиэтажный дом — до 16 1/2 метров высотой.
И дважды в сутки море откатывается назад.
То, что приливы зависят от Луны, жители океанского побережья заметили еще в незапамятные времена. Самые высокие приливы бывают в полнолуние и новолуние, самые низкие — в первой и третьей четверти.
Приливная волна прокатывается по всем океанам земного шара с востока на запад — вслед за Луной, и лишь слегка отставая от нее. Зависимость приливов от Луны объяснил закон тяготения. Приливные волны подымает притяжение Луны, причем одна приливная волна образуется на той стороне Земли, которая обращена к Луне, другая — на противоположной. Когда Луна стоит над Индийским океаном, прилив шумит у берегов Индии и Цейлона и в то же время вторая волна заливает побережье Калифорнии.
Многим людям непонятно, почему и на противоположной стороне Земли образуется второй приливной вал. Ведь там Луны нет и ничто, казалось бы, воду не притягивает.
Образование приливов.
Именно в этом-то и кроется причина возникновения второй приливной волны — там притяжение Луны слабее, чем на подлунной стороне. Если Луна светит над Цейлоном, то от Луны до поверхности Индийского океана будет 378 тысяч километров, а до берегов Калифорнии 390,7 тысяч километров. Разница составляет 12,7 тысяч километров, то есть она равна величине диаметра земного шара.
Больше расстояние, — меньше притяжение. Вода, испытывая меньшее притяжение, отстает, отодвигается от Земли и образует второй приливной вал. Это явление можно пояснить таким примером: допустим, три железнодорожных вагона стоят, вплотную прижавшись друг к другу буферами. Подошел паровоз и потянул вагоны. Первый вагон, повинуясь тяге паровоза, отодвинется от второго, второй пойдет за первым, а третий отстанет от второго— вагоны разойдутся на длину сцепных крюков. Паровоз — Луна, первый вагон — Индийский океан, второй — твердая часть земного шара, а третий — воды Тихого океана. И этот «третий вагон» «отстает» от Земли, так как тяготение Луны сказывается на нем слабее всего.
Вслед за Луной приливные волны непрерывно прокатываются: по всем океанам земного шара. Они движутся с востока на запад — навстречу вращению Земли. Трение воды о морское дно, удары прилива о крутые берега противодействуют вращению Земли.
После Ньютона очень многие ученые исследовали особенности движения приливных волн. Ломоносов изобрел особый прибор и с его помощью наблюдал изменение силы тяжести на Земле под влиянием Луны. Лаплас установил строгое соответствие между теорией тяготения и приливами. Он доказал зависимость между положением Луны и высотой прилива. Изучал приливы один из энергичных последователей Ньютона и Лапласа математик Рош.