О времени, пространстве и других вещах. От египетских календарей до квантовой физики

Когда весь мир был молодым (а я — подростком), существовал единственный способ привлечь внимание к научно-фантастическому роману: использовать в его заглавии имя какого-нибудь небесного тела. Среди моих первых сборников научной фантастики были такие книги, как «Рождество на Ганимеде», «Опасность с Каллистана» и др. (Это были настоящие коммерческие названия!)

Такая мода вскоре, увы, прошла, но факт остается фактом: в 30-х годах XX века целое поколение поклонников научной фантастики знало имена небесных тел Солнечной системы едва ли не лучше, чем названия американских штатов. Десять к одному за то, что они не имели малейшего представления, как произошли эти именам где находятся сами небесные тела; зачастую даже неправильно произносили их. Но какая, в конце концов, разница? Когда ужасный монстр прибывает с Умбриэля или Ио, это производит значительно большее впечатление, чем если бы он приехал из Филадельфии.

Надо бороться с невежеством. Поэтому произведем, если можно гак выразиться, перекличку небесных тел Солнечной системы и разберемся, какой смысл заложен в именах.

Начнем с Земли (Earth). Earth — старое тевтонское слово, но заслугой английского языка является то, что он часто обращается к классическим языкам. Греческое название Земли — Gaia, или, согласно латинскому правописанию, Gaea. Отсюда произошли слова география (описание земли), геология (рассуждения о земле), геометрия (измерение земли) и т. д.

Латинское название Terra. В научно-фантастических романах жителя планеты Земля называют землянином (Earthling, Earthman, Terrestrial), а обитателей других планет — неземными существами (extra — Terrestrial).

Римляне также называли Землю Tellus Mater (мать Земля). Родительный падеж слова tellus — telluris, поэтому земляне в некоторых романах именуются также телурианами. Существует еще химический элемент теллурий, названный в честь нашей планеты.

Теперь перейдем к следующим небесным телам — Солнцу (Sun) и Луне (Moon). Эти названия также произошли от старых тевтонских слов.

Греческое название Солнца — Helios, римское — Sol. Греческое слово не прижилось в нашем языке, хотя мы знаем химический элемент гелий; когда говорим о подсолнечнике, используем термин «гелиотроп» и т. д.

Римское Sol сохранилось лучше. Прилагательное от слова sun — sunny, однако в науке обычно используют прилагательное solar (например, solar system — Солнечная система и др.). В научной фантастике Солнце довольно часто именуется Sol, а Земля — Sol III.

Греческое название Луны — Selene, латинское — Luna. Первое напоминает о себе названием химического элемента селений. А изучением элементов лунной поверхности занимается наука селенография. Латинское название, как известно, используется значительно чаще. Существует теория, что свет полной луны может вызвать у человека приступ безумия. Подверженных этому людей называют лунатиками.

Я предполагаю, что греки позаимствовали обычай называть небесные тела именами мифологических персонажей. Они говорили, что Гелиос — бог Солнца, а Гея — богиня Земли, но мне представляется очевидным, что сначала эти слова обозначали физические объекты, а позже были персонифицированы и стали богами и богинями.

Позже греки почувствовали тягу к мифологии и попытались сделать Аполлона богом Солнца, а Артемиду (Диану у римлян) богиней Луны. Вероятно, это приняли в «околонаучных» кругах, но для народных масс Луна и Солнце остались под названиями Helios и Selene. (Кстати, впоследствии ни одно значительное небесное тело не было названо именами Аполлона и Артемиды.)

Мне хотелось бы поговорить и о других небесных телах.

Теперь рассмотрим пять ярких звезд, которые названы планетами (см. главу 4).

Самую яркую из них мы называем Венерой. Скорее всего, именно она была замечена первой. Венера появляется в небе вечером после захода солнца или утром до восхода в зависимости от того, в какой части своей орбиты она находится. По этой причине ее называют то Утренней звездой, то Вечерней. Древние греки считали Утреннюю и Вечернюю звезду разными объектами и дали им разные имена.

Вечернюю звезду, появляющуюся па западе возле заходящего солнца, назвали Hesperos («вечер» или «запад»). Соответствующее латинское название — Vesper. Утреннюю звезду назвали Phosphorus («приносящая свет»), потому что сразу после Утренней звезды в небе появлялось Солнце. (Химический элемент фосфор назван так за способность светиться в темноте, которая является следствием медленной реакции с кислородом.) Латинское наименование Утренней звезды — Lucifer, что также означает «приносящая свет».

Обратите внимание, что здесь греки не использовали мифологию. Принятые ими названия (Утренняя звезда и Вечерняя звезда) были логичными, описательными словами. Однако впоследствии (в VI веке до н. э.) греческий ученый Пифагор Самосский возвратился в Грецию после долгих путешествий по Вавилону, обогатившись знаниями и обычаями вавилонян.

В это время астрономия у вавилонян была развита значительно больше, чем у греков, находившихся в начале пути. Правда, интерес вавилонян к астрономии был в своей основе астрологическим, поэтому для них представлялось естественным отождествлять могущественные планеты с влиятельными богами. (А почему бы и нет? И те и другие влияли па человека.) Вавилоняне уже знали, что Утренняя звезда и Вечерняя звезда — это одна и та же планета. И правда: ведь они никогда не появлялись в небе одновременно! Если одна из них была видна, другая непременно отсутствовала, и по их перемещениям в небе можно было сделать вывод, что Утренняя звезда, минуя Солнце, становится Вечерней звездой и наоборот. А планета, казавшаяся двумя звездами, была такой яркой и красивой, что вавилоняне приняли логичное решение назвать ее именем своей богини любви и красоты Иштар (Ishtar).

Пифагор привез из Вавилона в Грецию знание того, что Утренняя звезда и Вечерняя звезда являются одним и тем же объектом, после чего Hesperos и Phosphorus исчезли с небосвода.

В подражание вавилонянам греки назвали планету именем своей богини любви и красоты — Афродиты. У римлян этой богиней была Венера, именно это название дошло до нас.

Таким образом, обычай называть небесные тела именами богов и богинь зародился у вавилонян (и их предшественников) и был позаимствован у них греками.

Между прочим, название «Венера» породило одну проблему. Родительный падеж существительного «Venus» — «veneris», именно от него образуются прилагательные. (В английском языке имеется прилагательное venerable — почтенный, для обозначения уважения, испытываемого римлянами к своей богине. Однако, поскольку римляне чтили и старость, эго слово в основном применимо к древним старцам, а не к молодым женщинам.)

Строго говоря, при описании атмосферы Венеры использование прилагательного венерианская является неправильным. Следует использовать прилагательное венерическая, что не делается из-за неприятных ассоциаций. Конечно, можно обратиться к греческому названию, здесь родительный падеж названия — Aphrodisiakos; но если мы назовем атмосферу Венеры афродизиакской, то создадим неверное впечатление.

Но что-то надо делать! Мы давно ведем исследования атмосферы Венеры и не можем обойтись в ее описаниях без прилагательных. И выход был найден. В древности культ Венеры был более всего развит на небольшом острове на юге Греции, который носил имя Kythera — Китера (в латинском написании Cythera). Поэтому Афродиту часто воспевали как китерианскую богиню. Наши не чуждые поэзии астрономы взяли это слово на вооружение и теперь говорят о китерианской атмосфере.

С остальными четырьмя планетами нет никаких проблем. Вторая по яркости планета является воистину королевской. Венера, может быть, и ярче, но она является близкой соседкой Солнца и никогда не видна ночью. Вторая но яркости планета сияет на небосклоне всю ночь, поэтому ей дали имя главного бога. Вавилоняне назвали ее Marduk (Мардук), греки — Zeus (Зевс), а римляне — Jupiter (Юпитер). Родительный надеж слова Jupiter — jovis, а прилагательное — jovian. Человек, рожденный под влиянием Юпитера, характеризуется как jovial — «веселый, общительный».

Кроме того, в небе есть красная планета, а красный — это цвет крови, войны. Вавилоняне дали этой планете имя Nergal (Нергал) — так звали их бога войны. Греки снова не проявили оригинальности и назвали планету Apec но имени своего бога. Астрономы, изучающие рельеф этой планеты, занимаются ареографией. У римлян имелся собственный бог войны, и они назвали эту планету Mars (Марс). Родительный падеж этого слова Martis, а прилагательное — martian, и мы можем говорить о марсианских каналах.

Следующая планета (расположенная достаточно близко к Солнцу), как и Венера, появляется только утром и вечером. Она меньше Венеры и ближе к Солнцу, поэтому ее не всегда легко рассмотреть. К тому времени, как греки надумали назвать ее, мода давать планетам мифологические имена уже плотно укоренилась. Вечерняя звезда получила имя Гермес, а утренняя — Аполлон.

У поздних греков Аполлон олицетворял Солнце. Когда в небе появлялась планета Аполлон, вскоре следовало ожидать и Солнца. Поскольку эта планета располагалась ближе всех к Солнцу (греки, разумеется, не знали, что причина заключается именно в этом), она двигалась относительно звезд быстрее всех небесных тел, кроме Луны. Этим она напоминала быстроногого посланца богов Гермеса. Но согласитесь, когда одна планета имеет два имени, это не очень удобно. Поэтому весьма быстро Гермес (Аполлон) стал просто Гермесом. Римляне назвали планету Mercurius — такое имя носил римский коллега Гермеса. Нам она известна под именем Меркурий. Стремительная «пробежка» Меркурия на фоне звезд напоминает удивительную подвижность капель ртути, — этот химический элемент тоже назван меркурием. Кроме того, в обиход вошло прилагательное mercurial, которым характеризуют непостоянных, переменчивых людей.

Осталась планета, которая двигалась медленнее всех планет, известных древним грекам (она расположена дальше всех от Солнца). Поэтому ей дали имя очень важного бога, который всегда двигался медленными, тяжелыми шагами. Это был Cronos (Крон) — отец Зевса, правивший Вселенной до успешного восстания жителей Олимпа под руководством Зевса. Римляне назвали планету по имени своего бога, которого они считали аналогом Крона — Saturnus. Мы называем се Сатурн. Предполагается, что люди, рожденные под влиянием Сатурна, должны впитать в себя его тяжесть и основательность, в результате чего являются угрюмыми, мрачными, замкнутыми. В английском языке для их характеристики существует прилагательное saturnine.

В течение двух тысячелетий только эти планеты оставались известными небесными телами в Солнечной системе. Затем наступил 1610 год, когда итальянский астроном Галилео Галилей построил телескоп и направил его в небо. Ему не потребовалось много времени, чтобы обнаружить четыре небольших объекта, вращающиеся вокруг Юпитера. (Немецкий астроном Йоганн Кеплер весьма удачно назвал их спутниками — от латинского слова, обозначающего лиц, сопровождавших могущественного человека.)

Возник вопрос: как назвать новые небесные тела? Мода называть планеты именами мифологических персонажей сохранилась и в нашей эре, но все же слегка утратила свои позиции. Галилей счел своевременным восславить Козимо Медичи II, великого герцога Тосканского, от которого ожидал (и получил) всяческие милости. Поэтому он назвал их Sidera Medicea (звезды Медичи). К счастью, название не прижилось. В наши дни мы называем всю группу из четырех спутников «спутниками Галилея», однако каждый из них все-таки получил мифологическое имя. Их присвоил спутникам немецкий астроном Симон Мариус, обнаруживший спутники немного позже Галилея.

Все спутники получили имена сердечных привязанностей Зевса, которых было немало. Самая удаленная от Юпитера планета названа Ио. Это была прекрасная девушка, которую Зевс обратил в корову, чтобы скрыть от ревности своей жены. Вторая — Европа. Эту красавицу Зевс, превратившись в быка, похитил из Финикии и доставил на Крит (кстати, так получила свое название Европа). Третий спутник — Ганимед, так звали юного троянца (греки отличались либеральными взглядами на эти вещи), которого Зевс похитил, приняв облик орла. Четвертая планета носит имя Каллисто нимфы, пойманной женой Зевса и превращенной ею в медведя.

По чистой случайности идея назвать третью планету мужским именем оказалась удачной. Ганимед — самый большой не только из спутников Юпитера, но и из всех известных спутников в Солнечной системе (он даже крупнее Меркурия — самой маленькой планеты).

С тех пор все небесные тела, кроме необычных, назывались именами мифологических персонажей.

В 1655 году голландский астроном Христиан Хигенс открыл спутник Сатурна (теперь известно, что он шестой по счету от планеты). Его назвали Титан. Это название можно считать подходящим, поскольку Сатурн (Крои), его братья и сестры, правившие Вселенной до Зевса, называются титанами. Кроме того, слово титан также означает исполин, поскольку греки изображали титанов существами гигантского роста. И Титан оказался одним из крупнейших спутников Солнечной системы.

Франко-итальянский астроном Жан Доминико Кассини оказался более удачливым, чем Хигенс. В период с 1671-го по 1684 год он открыл еще четыре спутника Сатурна, назвав их именами титанов и титанид. Спутники, сейчас известные как 3-й, 4-й и 5-й от Сатурна, получили имена Тефия, Диона и Рея по имени трех сестер Сатурна. Рея также была женой Сатурна. 8-й спутник был назван Япет — по имени одного из братьев Сатурна. При этом использовались греческие имена, поскольку латинских аналогов (кроме Реи — латинский эквивалент Опс) не было. Кассини сделал попытку объединить четыре открытых им спутника под общим названием Людовики в честь своего господина Людовика XIV (в латинском написании Ludovicus), однако вторая попытка восславить монархию тоже провалилась.

Итак, за период 75 лет, прошедших со времени изобретения телескопа, в Солнечной системе были открыты девять новых тел — четыре спутника Юпитера и пять — Сатурна. После этого дела пошли еще интереснее.

13 марта 1781 года астроном Вильям Гершель, обозревая небосвод, заметил небесное тело, которое посчитал кометой. Довольно быстро выяснилось, что это вовсе не комета, а новая планета, орбита которой проходит недалеко от орбиты Сатурна.

И снова возник серьезный вопрос: как ее назвать? Сам Гершель называл ее Звездой Георга в честь своего монарха, английского короля Георга III. И третья попытка увековечить имя монарха в названии небесного тела не увенчалась успехом. Некоторые астрономы считали, что ее следует назвать в честь первооткрывателя — Гершель. Однако мифология в очередной раз победила.

Немецкий астроном Йоганн Боде предложил классическое решение: планеты должны образовать небесную семью. Три самые отдаленные планеты (кроме Земли) — Меркурий, Венера и Марс. Они были братьями или детьми Юпитера. Орбита Юпитера расположена с наружной сторомы от орбит «планет-детей». Юпитер, в свою очередь, был сыном Сатурна, и орбита «отца» лежит с внешней стороны от орбиты «сына». Так как орбита новой планеты находится также с внешней стороны от орбиты Сатурна, почему бы не назвать ее Уран в честь бога неба и отца Сатурна? Предложение было принято, и Уран воцарился в небе. А в 1789 году немецкий химик Мартин Генрих Клапрот открыл новый химический элемент и назвал его ураном.

В 1787 году Гершель открыл два самых крупных спутника Урана. Он назвал их, прибегнув к мифологии, но, в нарушение традиций, не греко-римской. Вероятно, он, немец по рождению, чувствовал себя уже на 200 % англичанином (это нередко бывает с натурализованными иностранцами), поэтому обратился к английским легендам и балладам. Спутники получили названия Оберон и Титания в честь короля и королевы, постоянных персонажей английской литературы. К примеру, их изобразил Шекспир в своем знаменитом «Сне в летнюю ночь».

В 1789 году он открыл еще два спутника Сатурна (ближайших к планете). Давая им названия, он несколько нарушил сложившуюся картину. Планета и се спутники до тех пор носили имена титанов и титанид (а также коллективное имя — Титан). Гершель назвал новые спутники Мимас и Энселад в честь двух великанов, восставших против Зевса уже после поражения титанов.

После открытия Урана астрономы ринулись искать новые планеты, словно стая голодных волков. Причем диапазон их поиска оказался довольно широк — от Марса до Юпитера. Первым неизвестное небесное тело обнаружил итальянец Джузеппе Пиацци. Впервые он заметил его из своей обсерватории в Палермо 1 января 1801 года.

Хотя он и был священнослужителем, но не изменил традиции давать небесным телам имена мифологических персонажей и назвал его Ceres (Церера) по имени богини, покровительницы его родной Сицилии. Она была сестрой Юпитера, а также богиней жатвы (отсюда cereal — хлебный злак, каша) и плодородия. Таким образом, уже вторая планета получила женское имя (первой была Венера), и это быстро вошло в моду. Церера оказалась небольшим небесным телом (485 миль в диаметре). В промежутке между Марсом и Юпитером таких оказалось немало. В течение следующего столетия все открытые новые небесные тела получали только женские имена.

За шесть лет, прошедших после открытия Цереры, были обнаружены еще три малые планеты. Две из них назвали Юнона и Веста — именами сестер Цереры. Они также были сестрами Юпитера, а Юнона к тому же была его женой. Третья получила имя Паллада — это одно из имен Афины, дочери Зевса (Юпитера). Следовательно, Церере она приходилась племянницей. Два химических элемента, обнаруженные в этом десятилетии, получили название церий и палладий.

Позднее малые планеты назывались именами менее значительных богинь, таких, как Геба, виночерпий богов, Ирис, их посланница. В небе появились музы, грации, оры, нимфы и т. д. Когда же список божеств был исчерпан, малые планеты начали получать тривиальные, а иногда и глупые имена. Мы ие будем останавливаться на этом.

В 1846 году снова появился повод для волнения. Обнаружив, что движение Урана является неравномерным, француз Урбэн Ж.Ж. Леверье и англичанин Джон Кауч Адамс рассчитали орбиту планеты, находящуюся за Ураном, гравитационное поле которой и является причиной аномалий в движении Урана. Новая планета была открыта именно там, где она должна была находиться, согласно проведенным вычислениям.

И снова пришлось решать вопрос об имени. Предложенная Боде концепция небесной семьи в этом случае ничем не могла помочь, поскольку Уран был первым, произошедшим из хаоса, и, следовательно, не имел отца. Предложение назвать планету именем ее первооткрывателя также осталось без внимания. После долгих размышлений было принято решение назвать планету Нептуном, по имени морского божества.

(Леверье также предположил наличие планеты внутри орбиты Меркурия и назвал ее Вулкан, по имени бога огня и кузнечного дела. Однако планету так и не обнаружили. На мой взгляд, представляется очевидным, что ее не существует.)

После открытия Нептуна его начал пристально изучать английский астроном Вильям Лассел. Очень скоро он обнаружил крупный спутник, получивший имя Тритон. Название весьма удачное, поскольку Тритон был полубогом моря и сыном Нептуна (Посейдона).

В 1851 году Лассел открыл еще два спутника Урана, расположенные ближе к планете, чем обнаруженные ранее Оберон и Титания. Англичанин Лассел решил продолжить традицию, начатую ранее, и снова обратился к английскому фольклору. Он выбрал «Похищение локона» Александра Поупа, где фигурировали два волшебных персонажа — Ариель и Умбриель. Эти имена получили новые спутники.

Новые спутники продолжали обнаруживаться. У Сатурна, уже имевшего семь известных спутников, в 1848 году был обнаружен восьмой. Это открытие в 1848 году совершил американский астроном Джордж П. Бонд. В 1898 году другой американец, Вильям X. Пикеринг, открыл девятый спутник, тем самым завершив список. Они были названы именами титанов Гипериона и Фебы. В 1905 году Пикеринг решил, что открыл десятый спутник, и даже дал ему имя еще одной титаниды — Темис, но это оказалось ошибкой.

В 1877 году американец Асаф Холл, ожидавший максимального приближения Марса, обнаружил два небольших спутника и назвал их Фобос (страх) и Деймос (ужас), то есть именами двух сыновей Марса (Арсса) из греческой мифологии.

В 1892 году американский астроном Эдвард Э. Бернард открыл пятый спутник Юпитера, расположенный ближе к планете, чем спутники Галилея. В течение долгого времени он оставался без собственного имени, проходя под номером «Юпитер V» (поскольку был открыт пятым). Мифологическое имя Амалфея ои получил позже, благодаря французскому астроному Камилю Фламмариону. Лично мне такое название спутника пришлось по душе. Амалфея вскормила Юпитера (Зевса) в младенчестве своим молоком, поэтому вполне справедливо, если она будет находиться ближе к нему, чем мальчики и девочки, пользовавшиеся его привязанностью в зрелые годы.

В XX веке было открыто еще семь спутников Юпитера; все они располагаются далеко от планеты, имеют небольшие размеры, возможно, являются попавшими в иоле тяготения астероидами и официально остаются безымянными. Однако неофициальные имена у них все-таки существуют. Три ближайшие к Юпитеру астероида названы Гестия, Гера и Дсметра по греческим именам трех сестер Юпитера (Зевса), а Гера к тому же была его женой. Соответствующие римские имена — Веста, Юнона и Церера. Еще два спутника названы именами братьев Юпитера (Зевса) Посейдона и Гадеса. Римской версией имени Посейдон — Нептун — названа планета. Из оставшихся спутников один стал Паном (внук Юпитера), а другой Адрастеей (нимфа, нянчившая сто в детстве).

Таким образом, имя Геры, жены Юпитера (Зевса), носит спутник, который располагается значительно дальше от планеты и имеет куда меньшие размеры, чем четыре спутника, названные в честь любовниц и любовников этого бога. Я не уверен, что это правильно, но думаю, что астрономы разбираются в этом лучше меня.

В 1898 году немецкий астроном Г. Витт открыл необычную малую планету. Ее орбита находилась ближе к Солнцу, чем орбиты всех известных в то время малых планет, недалеко от Земли. Орбита этой планеты проходила между Марсом и Венерой, поэтому Витт дал ей имя Эроса — бога любви, сына Марса (Ареса) и Венеры (Афродиты).

Тем самым было положено начало новому обычаю давать малым планетам с необычными орбитами мужские имена. К примеру, астероиды, вращающиеся в пределах орбиты Юпитера, получили имена мужчин — участников Троянской войны: Ахиллес, Гектор, Патрокл, Аякс, Диомед, Агамемнон, Приам, Нестор, Одиссей, Антилох, Эней, Анхис и Троил.

Интересное открытие было сделано в 1948 году, когда астроном Вальтер Бааде обнаружил малую планету, находившуюся ближе к Солнцу, чем даже Меркурий. Он назвал ее Икар в честь мифологического персонажа, подлетевшего так близко к Солнцу, что воск его искусственных крыльев расплавился. Результат известен всем.

В 1948 году голландец Жерар П. Квипер обнаружил ближайший спутник Урана. Поскольку Ариель (находящийся чуть дальше) является персонажем не только «Похищения локона», по и «Бури» Шекспира, Квипер назвал свой спутник именем другой шекспировской героини — Миранда.

В 1950 году он открыл второй спутник Нептуна. И поскольку первый назывался Тритон (это не только имя сына Нептуна, но и собирательное название всех полубогов мужского пола, живущих в море), второй получил имя Нереида (объединяющее всех морских нимф женского рода).

А тем временем в начале XX века американский астроном Персиваль Лоуэлл был занят поисками девятой планеты, расположенной за Нептуном. В 1916 году он умер, так и не добившись успеха. Однако в 1930 году его исследователь Клайд В. Томбо совершил долгожданное открытие.

Новую планету назвали Плутоном в честь бога подземного мира. Название, на мой взгляд, вполне уместное, так как эта планета больше I всех удалена от солнечного света. В 1940 году были открыты еще два химических элемента, следующие в таблице после урана. Их назвали нептун и плутон.

Обратите внимание, что первые две буквы в названии Плутон являются инициалами Персиваля Лоуэлла. Этому астроному все-таки удалось дать пусть не свое имя, но хотя бы свои инициалы планете. У Гершеля и Леверьс даже это не получилось.

Глава 6 ВОКРУГ И ВОКРУГ И…

У любого автора, желающего написать книгу по астрономии, предназначенную для широкого круга читателей, непременно возникает проблема: как доступно объяснить, что Луна всегда обращена к Земле только одной стороной, но, тем не менее, вращается.

Для не имеющего соответствующего образования читателя, который никогда раньше не сталкивался с этим вопросом, здесь налицо явное противоречие. Тот факт, что Лупа всегда повернута к нам одной стороной, у широких народных масс сомнения не вызывает: ведь даже невооруженным глазом видно, что темные пятна на лунной поверхности всегда находятся в одном положении. Но при этом представляется очевидным, что Луна не вращается: если бы она поворачивалась, мы постепенно увидели бы ее со всех сторон.

Нет никакого смысла свысока усмехаться над неискушенностью среднестатистического читателя, потому что он абсолютно прав. Луна действительно не вращается относительно наблюдателя, находящегося на поверхности Земли. Когда же астрономы утверждают, что Луна вращается, они имеют в виду, что это движение происходит относительно других небесных тел.

К примеру, если некто на Солнце ведет наблюдение за Луной в течение длительного промежутка времени, он заметит, что линия, разделяющая освещенную сторону от теневой, медленно перемещается и Солнце последовательно освещает все участки лунной поверхности. Это означает, что для наблюдателя, находящегося на поверхности Солнца (не думаю, что их много), Луна будет вращаться, и наблюдатель сможет постепенно осмотреть ее целиком.

Наш читатель может подумать: «Я вижу только лицевую сторону Луны и считаю, что она не вращается. Наблюдатель на Солнце видит все стороны Луны и говорит, что она вращается. Вряд ли стоит сомневаться, что мое мнение важнее, чем заявление наблюдателя с Солнца, хотя бы потому, что я существую, а он нет. Хотя, даже если бы он существовал, все-таки я — это я, а он — неизвестно кто. Следовательно, я имею все основания настаивать на своем: Луна не вращается!»

Чтобы не продолжать эту никому не нужную дискуссию, следует рассмотреть проблему со всех сторон. Начнем, пожалуй, с вращения Земли эта тема близка и понятна всем.

Для начала отметим один бесспорный факт: для наблюдателя на Земле Земля не вращается Если вы останетесь в одном месте с какого-то момента и до конца света, то всегда будете видеть только одну часть земной поверхности, и ничего больше. Поэтому относительно вас планета неподвижна. И действительно, мы знаем многие примеры из истории человечества, когда даже умнейшие ученые мужи настаивали на том, что действительность (что бы это слово ни означало) в точности соответствует тому, что мы видим. Поэтому Земля действительно не вращается. В 1633 году Галилео Галилей, заявивший обратное, оказался в весьма неприятных обстоятельствах.

Но давайте предположим, что наш наблюдатель разместился на одной из звезд, расположенной (простоты ради) в плоскости земного экватора, или, иначе, на небесном экваторе (см. главу 3). Далее предположим, что в распоряжении наблюдателя имеется некий прибор, дающий ему возможность изучать поверхность Земли в мельчайших деталях. Для него Земля будет вращаться, потому что постепенно перед его глазами пройдут все участки ее поверхности. Заметив для себя какой-нибудь ориентир (пусть это будем мы с вами, стоящие в какой-то точке экватора), он сможет увидеть, как мы исчезнем из поля зрения, а затем появимся снова. Теперь, используя обычный хронометр, он сможет определить период вращения Земли.

Мы можем продублировать его действия: когда для наблюдателя на звезде мы находимся в центре видимого для него участка земной поверхности, мы видим его звезду прямо над головой. Он засечет время, которое потребуется нам, что-бы вернуться в это же положение, а мы можем засечь время, за которое его звезда снова займет позицию над нашими головами. (Измерим это время в минутах. Минута равна 60 секундам, а секунда — 1/_{31 556925,9747} части тропического года.)

Период оборота Земли относительно звезд составляет 1436 минут, причем не имеет никакого значения, какую звезду мы выбрали для наблюдений. Видимое с Земли перемещение звезд друг относительно друга незначительно, поэтому вполне можно считать, что созвездия движутся как единое целое.

Промежуток времени, равный 1436 минутам, называется звездным днем.

Давайте представим, что наблюдатель находится на Солнце. Глядя оттуда на Землю, он, безусловно, заметит, что она вращается, но период вращения покажется ему не таким, как наблюдателю со звезды. Наш солнечный наблюдатель будет находиться гораздо ближе к Земле, достаточно близко, чтобы движение Земли вокруг Солнца стало фактором, который следует принять во внимание. При единичном обороте Земли (но мнению звездного наблюдателя), она продвинулась бы на заметное расстояние через пространство, а солнечный наблюдатель обнаружил бы, что созерцает планету уже под другим углом.

Эти результаты можно интерпретировать но отношению к наблюдателю на Земле. Чтобы в точности воспроизвести действия солнечного наблюдателя, мы, находясь на Земле, можем измерить период времени, прошедший от момента одного прохождения Солнца прямо над головой до момента следующего (иными словами, от полудня до полудня). Поскольку Земля двигается вокруг Солнца, кажется, что Солнце движется на фоне звездного неба с запада на восток. После прохождения одного звездного дня выбранная звезда должна будет вернуться и занять положение прямо над нашими головами, но Солнце переместится в восточном направлении в точку, откуда ему потребуется двигаться 4 минуты, чтобы оказаться прямо над нашими головами. Таким образом, солнечный день имеет продолжительность 1440 минут, то есть на 4 минуты длиннее, чем звездный день.

Далее предположим, что мы поместили наблюдателя на Луну. Он находится еще ближе к Земле, и видимое движение Земли относительно звезд для него в 13 раз более очевидно, чем для наблюдателя с Солнца.

Рассматривая ту же ситуацию с Земли, мы должны измерить время между последовательными прохождениями Луны прямо над головой. Луна сместится в восточном направлении относительно своего звездного фона па расстояние в 13 раз большее, чем Солнце. После завершения звездного дня нам придется ждать еще 54 минуты, чтобы Луна снова оказалась над нашими головами. То есть земной лунный день имеет продолжительность 1490 минут.

Так же мы можем вычислить период вращения Земли для наблюдателя с Венеры, Юпитера, кометы Галлея, искусственного спутника и т. д. Но я проявлю милосердие и воздержусь от этого. Давайте подведем краткие итоги уже проделанной работы:

звездный день — 1436 минут

солнечный день — 1440 минут

лунный день — 1490 минут

И сразу возникает вполне разумный вопрос: какой же из этих дней настоящий?

Ответ заключается в том, что вопрос вовсе не разумный, а скорее наоборот. Не существует настоящего дня, как и настоящего периода вращения. Есть только различные видимые периоды, продолжительность которых зависит от положения наблюдателя. Говоря более научным языком, продолжительность периода вращения Земли зависит от выбранной системы координат, причем все системы координат равнозначны.

Но если последнее утверждение справедливо, выходит, что мы остаемся нигде? Или ни с чем?

Вовсе нет! Системы координат действительно равнозначны, но не одинаково удобны и полезны. При одних вычислениях выбранная система координат может быть чрезвычайно полезной, но при других — нет, и придется выбирать другую. Мы вправе выбирать и пользоваться любой из них, представляющейся в данной ситуации наиболее удобной.

Например, я сказал, что солнечные сутки длятся 1440 минут, но па самом деле это не совсем так. Из-за того, что земная ось наклонена к плоскости ее орбиты и Земля иногда находится ближе к Солнцу, а иногда — дальше (так что она движется то быстрее по орбите, то медленнее), солнечные сутки периодически продолжаются несколько дольше или меньше 1440 минут. Если вы разметите все полдни в течение года, разделив их 1440 минутами, в некоторых случаях Солнце будет проходить над головой на 16 минут раньше своего расписания, а в других — на такое же время позже. К счастью, к концу года ошибки с разными знаками взаимно ликвидируют друг друга.

Поэтому период в 1440 минут не является истинной продолжительностью солнечных суток Это средняя продолжительность всех солнечных суток года, так называемые средние солнечные сутки. И во все полдни, кроме четырех дней в году, над нашими головами проходит не настоящее Солнце, а воображаемое небесное тело, названное средним Солнцем. Оно располагается в том месте, где находилось бы настоящее Солнце, если бы двигалось равномерно.

Лунные сутки еще более неравномерны, чем солнечные, однако звездные сутки — понятие практически постоянное. Определенная звезда проходит над головой каждые 1436 минут.

Если мы собираемся вести измерение времени представляется очевидным, что для этой цели лучше всего подходят звездные сутки, поскольку их длина наиболее постоянна. Если звездные сутки являются основой для проверки часов при прохождении звездой отметки на линзе телескопа, тогда сама Земля, вращаясь относительно звезд, служит в качестве эталонных часов и секунда может быть определена как 1/_1436,09 звездных суток. (В действительности продолжительность года является величиной еще более постоянной, чем продолжительность звездных суток, поэтому секунда теперь официально определяется как часть тропического года.)

Солнечные сутки, хотя и грешат непостоянством, имеют одно серьезное преимущество. Они основаны на положении Солнца, которое определяет, какая часть земной поверхности освещается, а какая находится в тени. Иными словами, солнечные сутки равны сумме периодов светового дня и темного времени суток — ночи. Среднестатистический доисторический человек вряд ли обращал слишком пристальное внимание на положение звезд. Скорее всего, ему был безразличен тот факт, что одна из них в данный момент проходит прямо над его головой. Однако он не мог не заметить, что день сменяется ночью, и наверняка всегда определенно знал, день в данный момент на дворе или ночь, восход или заход, полдень или сумерки.

Этим определяется важность и полезность солнечных суток. Именно они явились первоначальной базой для измерения времени и разделены ровно на 24 часа, каждый из которых, в свою очередь, разделен на 60 минут (24 х 60 = 1440 — таково число минут в солнечных сутках). При этом звездные сутки длятся 23 часа 56 минут, а лунные — 24 часа 50 минут.

Ввиду исключительной важности и полезности солнечных суток человечество привыкло считать их истинными сутками и думать, что Земля в самом деле делает оборот за 24 часа. Здесь речь идет только о видимом движении относительно Солнца, которое является не более истинным или ложным, чем движение относительно любого другого объекта.

Понятие лунных суток также является весьма полезным. Если мы отрегулируем свои часы так, чтобы они теряли каждый час 2 минуты и 5 секунд, они станут идти на основе лунных суток. Тогда мы без труда обнаружим, что прилив (или отлив) наступает дважды в день в одно и то же время с перерывом в 12 часов (с незначительными отклонениями).

Но также важна система отсчета, связанная непосредственно с Землей, то есть предположение, что наша планета не вращается. Прицеливаясь, чтобы нанести удар по бильярдному шару, бросая бейсбольный мяч, планируя поездку по стране, мы никогда не принимаем во внимание вращение Земли. Мы предполагаем, что она спокойно стоит на месте.

Теперь давайте перейдем к Луне. Для наблюдателя с Земли, как я уже отметил ранее, она не вращается, поэтому се «земные сутки» продолжаются бесконечно долго. Тем не менее, мы можем показать, что Луна все-таки вращается, передвинув систему координат (без объяснений — пусть читатель помучается). Можно передвинуть координатную плоскость к Солнцу или звездам таким образом, чтобы наглядно продемонстрировать не только сам факт вращения Луны, но и то, что существует два периода вращения.

Относительно звезд период вращения Луны составляет 27 суток 7 часов 43 минуты 11,5 секунд, или 27,3217 суток (где сутки — это 24-часовые средние солнечные сутки). Это — звездный день Луны. Это также период (относительно звезд) ее оборота вокруг Земли, поэтому его почти всегда называют звездным месяцем.