Можно ли ослабить земную тяжесть?
Если несбыточны надежды укрыться отъ силы тяжести, то не существуешь ли способовъ хотя бы ослабить тяжесть на земной поверхности?
Казалось бы, простой и ясный законъ Ньютона не допускаетъ подобной возможности даже въ теорiи: сила притяженiя зависитъ отъ массы земного шара, которую мы не въ состоянiи уменьшить. Однако, это не такъ.
Рѣчь идетъ о напряжении тяжести на поверхности нашей планеты, а оно, какъ известно, зависитъ не только отъ массы, но и отъ разстоянiя до центра земного шара, т. е. отъ величины земного радiуса. Если бы могли разрыхлить земной шаръ настолько, чтобы, увеличившись въ объемѣ, онъ имѣлъ радiусъ
| Посредствомъ увеличения объема Земли. |
Къ сожалѣнiю, ни современная техника, ни, вѣроятно, и будущая не въ состоянiи осуществить ничего подобнаго.
Любопытно, однако, что нѣкогда, — миллiоны лѣтъ назадъ, въ древнiя геологическiя эпохи, — радiусъ нашей планеты былъ дѣйствительно больше, нежели теперь; тогда и напряженiе тяжести было соотвѣтственно слабѣе. Какъ утверждаютъ геологи, горы на земномъ шарѣ образовались вслѣдствие того, что наша планета, охлаждаясь, уменьшалась въ объемѣ при этомъ земная кора сморщивалась, какъ кожа изсохшаго яблока. Морщины эти и есть горы. Если мысленно расправить всѣ складчатыя горы земного шара, то опредѣлится, насколько поверхность нашей планеты нѣкогда была больше, нежели теперь. Этимъ путемъ вычислено, что въ древнѣйшую геологическую эпоху (альгонскую) радiусъ земного шара былъ на ¼ больше, нежели теперь. Мы знаемъ, что съ удаленiемъ отъ центра напряженiе тяжести уменьшается пропорцiонально квадрату разстоянiя. Значитъ, если поверхность земли была тогда въ 
— дальше отъ центра, нежели теперь, то напряженiе тяжести должно было измениться въ 
разъ, т. е. составляло приблизительно 
нынешней силы тяжести. Вы видите, что не всегда тяжесть на Земле была такой, какъ теперь: миллiоны летъ тому назадъ 1 пудъ вѣсилъ на Землѣ всего около 25-ти фунтовъ.
Къ прискорбiю, эта «легковѣсная» эпоха уже не повторится въ будущемъ. Приходится только пожалѣть, что человѣчество не появилось на Землѣ нѣсколькими миллiонами лѣтъ ранее, когда проблему межпланетныхъ путешествий можно было бы разрѣшить легче, нежели теперь...
Механика указываетъ и другой путь къ ослабленiю земной тяжести. Этотъ способъ состоитъ въ томъ, чтобы ускорить быстроту вращенiя Земли вокругъ оси. Уже и теперь центробежная сила, возникающая при вращенiи земного шара, уменьшаетъ вѣсъ всякаго тела на экваторѣ на 
долю. Въ соединенiи съ другой причиной (вздутiемъ земного шара у экватора) центробежная сила дѣйствуетъ такъ, что всѣ тѣла на экваторе весятъ на 
% меньше, чѣмъ близъ полюсовъ.
Паровозъ, вѣсящiй въ Москвѣ 10.000 пудовъ, становится по прибытiи въ Архангельскъ на 10 пудовъ тяжелее, а въ Одессу — настолько же легче. Партия угля въ 300.000 пудовъ, доставленная съ Шпицбергена въ какой-нибудь экваторiальный портъ, уменьшилась бы въ вѣсѣ на 1.200 пудовъ, если бы прiемщику пришла фантазiя принять грузъ, пользуясь пружинными весами. Броненосецъ, вѣсившiй въ Архангельскѣ 20.000 тоннъ, становится по прибытiи въ экваторiальныя воды легче на 80 тоннъ, т. е. почти на 5.000 пудовъ; но это, конечно, остается неощутительнымъ, такъ какъ соотвѣтственно легче дѣлаются и всѣ другiя тѣла, не исключая и воды въ океанѣ. Всю эту разницу вѣса похищаетъ, главнымъ образомъ, центробѣжная сила; на экваторѣ она нѣсколько больше, чѣмъ въ высокихъ широтахъ, гдѣ точки земной поверхности при вращенiи Земли описываютъ гораздо меньшiе круги.
Весьма нетрудно доказать, что если бы Земля вращалась въ 17 разъ быстрѣе, чѣмъ теперь, то центробѣжная сила на экваторѣ увеличилась бы въ 17 X 17, т. е. почти въ 290 разъ. Если вы вспомните, что центробежная сила теперь похищаетъ у тѣлъ какъ разъ долю ихъ вѣса, то поймете, что на экваторѣ такой быстро вращающейся Земли тѣла совсѣмъ не имѣли бы вѣса! Стоило бы тогда лишь достичь экватора, чтобы, слегка подпрыгнувъ здѣсь, быть отброшеннымъ въ мiровое пространство. Проблема межпланетныхъ путешествiй разрѣшалась бы крайне просто. А если бы Земля вращалась еще быстрее, то мы становились бы небесными странниками поневолѣ, такъ какъ
| Посредствомъ ускорения вра- щения Земли |
Но въ силахъ ли мы заставить обитаемый нами земной шаръ вращаться быстрее, нежели теперь? Вѣдь это значитъ совершить нѣчто въ родѣ чуда Iисуса Навина — приказать Солнцу изменить свой (кажущiйся) дневной путь по небесному своду!
Многимъ читателямъ, безъ сомнѣнiя, прiятно будетъ узнать, что теоретически это вполнѣ въ нашей власти. При помощи довольно простого пpieмa люди могли бы ускорить или, если угодно, замедлить вращенiе земного шара.
Придется, однако, начать нѣсколько издалека, чтобы объяснить эту возможность.
Вамъ случалось, вѣроятно, замѣчать, что когда, спѣшa выйти на берегъ, вы идете по дну причалившей лодки, — она, къ немалой досадѣ вашей, сама отодвигается отъ берега. Этимъ непрiятнымъ сюрпризомъ вы обязаны тому закону механики, который называется «закономъ дѣйствiя и противодѣйствiя». Законъ состоитъ въ томъ, что всякая действующая сила всегда вызываетъ равную силу противодѣйствiя. Что происходитъ, когда вы идете по дну лодки? Вы отталкиваете свое тѣло отъ опоры, по вмѣстѣ съ тѣмъ отталкивается назадъ и сама опора. При ходьбѣ по неподвижному полу этого не замечается, такъ какъ отталкивающее yсилie уничтожается сопротивленiемъ неподвижной опоры*). Не замѣтите вы обратнаго перемѣщенiя и въ томъ случаѣ, когда лодка очень велика или тяжело нагружена: это потому, что одна и та же сила сообщаетъ различнымъ тѣламъ различное движенiе, въ зависимости отъ ихъ массы — тяжелое тѣло она перемѣщаетъ съ меньшею скоростью, нежели легкое. Переходя по палубѣ отъ кормы къ носу, вы отталкиваете ногами все судно назадъ; но скорость этого перемѣщенiя, даже если бы ему не препятствовало тренiе о воду, была бы ничтожна: она во столько же разъ меньше скорости вашего собственнаго перемѣщенiя, во сколько разъ пароходъ тяжелѣе васъ самихъ.
*) Точнѣе — тутъ отталкивается назадъ весь земной шаръ! Это звучитъ очень странно, но далѣе будетъ объяснено, что именно такъ и происходитъ.
Но вернемся къ нашей лодкѣ. Представьте себѣ, что она имѣетъ не удлиненную форму, а форму большой плавающей тарелки, и вообразите, что вы ходите кругомъ у борта такой круглой лодки. Что при этомъ произойдетъ съ ней? Догадаться нетрудно: она придетъ во вращательное движенiе в обратномъ направленiи, ибо, отталкиваясь ногами, вы, подобно лошади на топчакѣ, заставляете ее вращаться. Продѣлав тотъ же маневръ на палубѣ большого парохода, вы, конечно, не приведете его во вращение: масса такой громады слишкомъ велика по сравненiю съ массой вашего тѣла; да и, кромѣ того, усилiе вашихъ ногъ должно при этомъ преодолѣть трение погруженной части судна о воду. И все же, теоретически разсуждая, нѣкоторое перемѣщение достижимо: чѣм дольше вы будете кружиться по палубѣ, тѣм на большiй уголъ повернется пароходъ. Возможно, что, сдѣлавъ миллiонъ круговъ, вы повернете пароходъ на нѣкоторую долю градуса... Чѣмъ значительнѣе грузъ, перемещаемый по палубе, тѣмъ бóльшую силу вы затратите на его перемѣщенiе, а слѣдовательно, тѣмъ сильнѣе будетъ и отталкивающее дѣйствiе. Запрягши слоновъ въ пушки и заставивъ ихъ въ теченiе многихъ сутокъ кружиться по палубѣ, вы добились бы менѣе ничтожныхъ результатовъ, чѣмъ кружась сами.
Мы подошли, наконецъ, вплотную къ интересующему насъ вопросу. Вообразите, что по экватору или по параллельнымъ кругамъ Земли съ востока на западъ совершается непрерывное перемещенiе грузовъ: мчатся поѣзда, плывутъ пароходы, течетъ вода въ каналахъ и все въ одномъ и томъ же направленiи. Какъ отразится это на вращенiи Земли? Послѣ всего сказаннаго отвѣтъ ясенъ: Земля сама вращается съ запада на востокъ; перемѣщенiе грузовъ на западъ должно сообщить ей добавочное вращенiе въ восточную сторону; слѣдовательно, Земля будетъ вращаться быстрѣе. Значить, мы можемъ сократить продолжительность сутокъ! Теоретически, какъ видите, это вполнѣ въ нашей власти; практически же осуществить это трудно по многимъ причинамъ, особенно, за недостаткомъ времени. Вѣсъ тѣх паровозовъ, пароходовъ и воды, которые будутъ перемѣщаться по земной поверхности, такъ малъ по сравнению съ колоссальной массой земного шара, что пройдутъ тысячи вѣковъ, прежде чѣмъ длина сутокъ изменится хотя бы на ничтожную долю секунды. А ведь намъ нужно сократить сутки въ 17 разъ!
Впрочемъ, если бы выполненiе подобнаго проекта и оказалось по силамъ человѣчеству, то, вращаясь столь быстро, земной шаръ подъ дѣйствiем огромной центробѣжной силы расплющился бы въ дискъ (въ плоскости своего экватора), а быть можетъ, даже еще ранѣе разлетѣлся бы на части, какъ черезчуръ быстро заверченный жерновъ *). Возможность путешествовать въ межзвѣздныхъ пространствахъ была бы прiобрѣтена слишкомъ дорогой цѣной...
*) Астрономы предполагаютъ, что нѣкогда Земля наша уже имѣла подобную скорость вращешя, опасную для ея цѣлости. Сутки длились въ ту эпоху всего нѣсколько часовъ. И тогда отъ раскаленнаго шара, какимъ была наша Земля въ тѣ отдаленныя временъ, — шара, болѣе крупнаго, нежели теперь, — оторвалась значительная часть матерiи и унеслась въ мiровое пространство. Наша Луна есть не что иное, какъ эта оторвавшаяся матерiя, собравшаяся въ шаръ и затвердевшая при остыванiи. (См. книгу проф. Р. Болла «Вѣка и Приливы»).
в началоназад