Глава четвертая. Всемирное тяготение

Велика ли сила притяжения?

"Если бы мы не наблюдали ежеминутно падения тел, оно было бы для нас самым удивительным явлением",- писал знаменитый французский астроном Араго. Привычка делает то, что притяжение всех земных предметов Землей кажется нам естественным и обычным явлением. Но когда нам говорят, что предметы притягивают Г также и друг друга, мы не склонны этому верить, потому что в обыденной жизни ничего подобного не замечаем.

Почему, в самом деле, закон всемирного тяготения не проявляется постоянно вокруг нас в обычной обстановке? Почему не видим мы, чтобы притягивали друг друга столы, арбузы, люди? Потому что для небольших предметов сила притяжения чрезвычайно мала. Приведу наглядный пример. Два человека, отстоящих на 2 метра друг от друга, притягивают один другого, но сила этого притяжения ничтожна: для людей средней массы - менее 0,01 миллиграмм-силы. Это значит, что два человека притягивают друг друга с такой же силой, с какой гирька массой 0,01 миллиграмма давит на чашку весов; только чрезвычайно чувствительные весы научных лабораторий способны обнаружить столь ничтожный грузик!

Такая сила, понятно, не может сдвинуть нас с места,- этому мешает трение наших подошв о пол. Чтобы сдвинуть нас, например, на деревянном полу (сила трения подошв о пол равна 30% веса тела), нужна сила не меньше 20 кгс. Смешно даже сравнивать эту силу с ничтожной силой притяжения в 0,01 мгс. Миллиграмм - тысячная часть грамма; грамм - тысячная часть килограмма; значит, 0,01 мгс составляет половину одной миллиардной доли той силы, которая нужна, чтобы сдвинуть нас с места! Удивительно ли, что при обычных условиях мы не замечаем и намека на взаимное притяжение земных тел?

Другое дело, если бы трения не существовало; тогда ничто не мешало бы даже слабому притяжению вызвать сближение тел. Но при силе 0,01 мгс скорость этого сближения должна быть совершенно ничтожной. Можно вычислить, что при отсутствии трения два человека, отстоящих на расстояние 2 м, в течение первого часа придвинулись бы друг к другу на 3 см; в течение следующего часа они сблизились бы еще на 9 см; в течение третьего часа - еще на 15 см. Движение все ускорялось бы, но вплотную оба человека сблизились бы не ранее чем через пять часов.

Притяжение земных тел можно обнаружить в тех случаях, когда сила трения не служит препятствием. Груз, подвешенный на нити, находится под действием силы земного притяжения, и поэтому нить имеет отвесное направление; но если вблизи груза находится какое-нибудь массивное тело, которое притягивает груз к себе, то нить слегка отклоняется от отвесного положения и направляется по равнодействующей сил земного притяжения и притяжения другого тела, относительно очень слабого. Такое отклонение отвеса вблизи большой горы впервые наблюдал в 1775 г. Маскелайн в Шотландии; он сравнил направление отвеса с направлением к полюсу звездного неба с двух сторон одной и той же горы. Впоследствии более совершенные опыты с притяжением земных тел при помощи весов особого устройства позволили точно измерить силу тяготения.

Сила тяготения между небольшими массами ничтожна. При увеличении масс она возрастает пропорционально их произведению. Но тут многие склонны преувеличивать эту силу. Один ученый - правда, не физик, а зоолог,- пытался уверить меня, что взаимное притяжение, наблюдаемое нередко между морскими судами, вызывается силой всемирного тяготения! Нетрудно показать вычислением, что тяготение здесь не при чем: два корабля, массой 25 000 т каждый, на расстоянии 100 м притягивают друг друга с силой всего 400 гс. Разумеется, такая сила недостаточна, чтобы сообщить кораблям в воде хотя бы ничтожное перемещение. Истинную причину загадочного притяжения кораблей мы объясним в гл.6.

Ничтожная для небольших масс сила тяготения становится весьма ощутимой, когда речь идет о колоссальных массах небесных тел. Так, даже Нептун, очень далекая от нас планета, медленно вращающаяся почти на краю Солнечной системы, шлет нам свой "привет" притяжением Земли с силой 18 млн. тонна-сил! Несмотря на огромное расстояние, отделяющее нас от Солнца, Земля удерживается на своей орбите лишь силой тяготения. Если бы сила солнечного притяжения почему-либо исчезла, Земля полетела бы по линии, касательной к ее орбите, и навеки умчалась бы в бездонную глубь мирового пространства (рис.42).

Рис.42. Притяжение Солнца искривляет путь Земли E. Вследствие инерции земной шар стремится умчаться по касательной ER