42. Полная его энергия. Мы говорили (очерки 3 и 4), что если представить себе Землю горошинкой, то Солнце будет здоровым арбузом, помещенным от горошины-Земли на расстоянии 180 шагов. Из этого видно, как сравнительно ничтожно количество солнечной энергии, приходящейся на долю Земли.
Энергия же всех лучей, испускаемых Солнцем, так громадна, что если бы превратить ее сполна в механическую работу, то она, одолевая могучее притяжение частей планеты, разлагала бы их, механически, в туман в течение очень короткого промежутка времени. Тем более легко она изменяла бы их форму, придавая им вид куба, лепешки, кольца и т. д.
Заметим тут две вещи: во-первых, никакая физическая энергия не переходит сполна и без остатка в энергию механическую, но можно проектировать двигатели, которые в пустоте превращают (примерно) 1/5 долю солнечной энергии в механическую работу; во-вторых, я не касаюсь тут способов разъединения частей планеты или изменения ее формы, я только предполагаю, что способы эти есть и совершенны настолько, что при этом процессе работа лучей утилизируется целиком.
Все дальнейшее изложение будет иметь в виду подобные практически невозможные условия.
Самая громадная наша планета, Юпитер, разлагается механически в бесконечно разреженный туман* в течение 115 лет; Землю полная солнечная энергия разлагает в четверо суток; Луну - в 3 минуты; планета или спутник, вдвое меньшего диаметра, разлагается скорее, чем в 1 секунду.
* Сравнительно ничтожная сила сцепления материи (слипание и т. д.) здесь в расчет не принимается.
Эта энергия в состоянии прогреть до центра холодный (по предположению) земной шар на 3000°С в 1 сутки. Она может массу ледяной воды, равную по объему Землей нагреть на 100°С и затем обратить в пары в продолжение 4 часов.
Ее трехсуточная энергия соответствует энергии угля, равного по объему земному шару (плотность угля положим равной единице), при сгорании его в кислороде.
В одну секунду она дает больше силы, чем какую дает пища, заготовленная для пропитания двух миллиардов человек (больше населения Земли) на 25 миллионов лет.
Тут невольно воскликнешь: какие богатства источает ежесекундно наше светило, но мы не умеем ими пользоваться, и они идут мимо наших рук!
Водяной земной шар разлагается химически энергией Солнца на свои составные элементы (водород и кислород) почти в 1 сутки.
Полная энергия Солнца, превращенная без остатков в механическую работу, может сообщить в 11 часов Земле ее суточное вращение вокруг оси; астероиду, в 10 раз меньшего диаметра, таковое же суточное движение (значит - полный оборот в одни сутки) сообщается в ½ секунды.
Поступательная скорость Земли по ее орбите приобретается почти в месяц (0,1 года); движение же Луны вокруг Земли - в 3 секунды.
Особенно эта энергия страшно велика по отношению к преобразованию малых планет-астероидов, которые она трет, мнет, придает им любую форму, разлагает в туман, разлагает химически, физически, придает вращение, поступательное движение, удаляет от Солнца, приближает к нему, заставляет на него падать, отбрасывает в беспредельное пространство <...>
43. Часть энергии, получаемая планетами. Но планеты пользуются только малой долей солнечной энергии; так, Земля получает ее от Солнца в 2½ миллиарда раз меньше, чем расточается им в пространство. И все планеты в совокупности получают крайне мало. Сатурн, например, не считая кольца, получает почти столько же, сколько Земля; Юпитер - раза в 4 больше; Марс - раз в 8-9 меньше; Венера - раза в 2 больше... так что теряется все-таки в сотни миллионов раз больше, чем утилизируется. Да и как утилизируется!?.*
* Если положить, что средним числом каждый гектар (десятина) земной поверхности дает в 1 год 2 тонны (120 пудов) зерна, сахару и т. п. питательных веществ, то окажется, что утилизируется лишь 1/5000 часть солнечной энергии.
Допустим, что энергия солнечных лучей, падающих на Землю, равномерно распределена по ее поверхности, вполне превращаясь в механическую работу; тогда на каждый квадратный метр будет приходиться около ½ лошадиной силы или на каждую квадратную сажень около 3 лошадиных сил, действующих непрерывно, день и ночь; на каждый квадрат в 5 сажен длины будет, значит, приходиться 75 сил. Работою этих воображаемых машин слой воды толщиной в 1 метр, равномерно покрывающий всю Землю, поднимается от нее неустанно со скоростью 5 сантиметров в 1 секунду; в сутки эта масса воды вздымается на высоту 4 верст (4,32 километра), а в 3 месяца заходит за крайние пределы атмосферы (300 верст).
Эта работа превышает работу всех людей, по крайней мере, в 17 миллионов раз; если бы поставить на каждый квадратный метр поверхности Земли по 5 здоровых работников, могущих трудиться без устали, то работа их сравнялась бы с работой солнечных лучей на Земле. На практике механическая работа лучей гораздо меньше; она производит ветры, движение вод... большая часть ее непосредственно переходит в тепло, которое и лучеиспускается в небесное пространство*.
* С течением времени и всякая механическая и химическая работа Солнца превращается в тепло. Только кое-где накопляются торфяники и тому подобное, представляющие потенциальную энергию Солнца. Раньше запасы эти накоплялись интенсивнее, образуя мощные пласты каменного угля.
Если бы тяжесть на всех планетах была одинакова, то везде бы механический эффект солнечной силы был один, т. е. на каждой планете полусаженный слой воды поднимался бы непрерывно со скоростью 5 сантиметров в 1 секунду; но на Луне, например, тяжесть в 6 раз меньше и потому этот слой будет проходить в секунду почти по 1 футу. Отсюда видно, что на малых планетах относительное действие лучей Солнца гораздо заметнее.
Вся Земля механически разлагается энергией, приходящейся на ее долю, в течение 26 миллионов лет. Не правда ли, я поразил вас могуществом тяготения? В самом деле, для больших планет оно весьма ощутительно. Но возьмем планеты малые! Например, Луна разлагается уже только в продолжение 170 тысяч лет: а тот 6-верстный астероид*, который выдумал и описал наш чудак (очерк 31),- энергией получаемых планетой лучей,- всего в неделю; следующий астероид, в 56 километров диаметром,- в 20 лет, еще же больший (560 километров) - в 20 000 лет.
*Или планетоид Агата, предполагая, что он имеет шаровидную форму и среднюю плотность Земли (5½).
Но мы видели, что малые астероиды, имея возможность образовывать вокруг себя кольца, могут пользоваться и несравненно большей энергией Солнца; если допустить увеличение поверхности, освещенной нормальными солнечными лучами, только во 100 раз, то и тогда приводимые времена чрезвычайно сократятся. Например, разложение астероида в 560 километров толщины произойдет только в 200 лет.
Сроки для переделки планет во все возможные формы - меньше указанных. Время переделки во вращающийся тонкий диск, составленный из колец (подобных кольцам Сатурна), вертящихся с различной скоростью и побеждающих своим движением силу притяжения их частей,- также меньше приводимых чисел.
Впрочем, при обращении всей планеты в очень тонкий и, следовательно, слабо вращающийся диск работа лишь чуть меньше.
Хотя существование или, вернее, образование вокруг больших планет колец, подобных тем, которые имеет Сатурн, и немыслимо, вследствие громадных скоростей, которые им нужно дать, чтобы они не могли упасть на планету (или разрушиться от тяжести), а также вследствие сопротивления планетных атмосфер (откуда придется начать процесс движения) и, пожалуй, вследствие множества других причин,- тем не менее, желая дать яркое понятие об отношении солнечной энергии, получаемой планетами, к энергии тяготения, привожу здесь результаты вычислений такого рода.
Диск толщиной в 1 сантиметр из материала плотности 3 (почти плотность алюминия), состоящий из целого ряда колец, вращающихся с разной скоростью, и имеющий поперечник в 10 раз больший земного, образуется кругом нашей планеты, энергией получаемых ею лучей, в течение трех лет (2,63 года).
Если принять в расчет, что с увеличением числа колец, или размера диска, увеличивается и сила, его образующая, то время его создания будет гораздо меньше.
Подобный же диск на Луне, при диаметре его в 10 лунных поперечников, потребовал бы 40-дневной работы.
Если разлагать (механически) планеты до самого центра, т. е. вполне, и пользоваться при этом непрерывно и быстро возрастающей поверхностью диска, как [конденсатором] солнечной работы, то, понятно, разложение это может совершиться во времена, далеко не такие ужасные, как приводимые нами. Земля была бы разложена уже не в 26 миллионов лет и Луна не в 170 тысяч лет. Да, времена эти, теоретически, могли бы быть сокращены раз в тысячу!
Повторяю, что все это практически невозможно, а если и применимо, то только к малым астероидам, не окруженным атмосферами и имеющим в диаметре какие-нибудь сотни верст<...>.