Рождение миров
Шрифт:
Силы отталкивания действительно похожи на обычный ветер. Если на ветру сыпать тонкой струйкой песок, мелкие пылинки полетят в сторону почти по прямой линии, пылинки покрупней, описав дугу, упадут поодаль, а песчинки как самые тяжелые будут падать почти вертикально, словом, получатся те же три типа кометных хвостов.
Три типа кометных хвостов.
О природе этой удивительной силы, исходящей от Солнца, Бредихин не
Продолжая свои исследования кометных хвостов, Бредихин убедился, что при первом определении величины отталкивательных сил он несколько преуменьшил ее значение. В некоторых случаях эти силы превышают тяготение не в восемнадцать, а почти в тысячу раз.
Эти работы Ф. А. Бредихина составили целую эпоху в изучении комет, и каждый раз, когда из бездонной глубины звездного свода спускается к нам небесная странница, огромный круг людей повторяет имя Бредихина.
Могущественная сила природы
В 1891 году молодой ученый Петр Николаевич Лебедев проходил практику в Страсбурге. Он только что закончил работу над своей диссертацией, успешно ее защитил и снова вернулся к той теме, которую наметил для исследования еще в 1889 году. Лебедев решил доказать, что солнечный свет и есть та самая таинственная отталкивательная сила, которая откидывает кометные хвосты в сторону, противоположную Солнцу.
До Лебедева многие ученые пытались измерить силу давления световых лучей. Они делали вертушки, наподобие мельничных колес, направляли на их лопасти сильный свет и наблюдали, что получится. У некоторых ничего не получалось, у других световые мельнички начинали вертеться, но при проверке неизменно оказывалось, что вертятся они не под действием света, а совсем от других- причин. И доказать существование светового давления никто не мог. Эта задача была не по силам ученым конца прошлого века.
Лебедев тоже изготовил вертушку, но она не походила на мельничное колесо, ее лопасти имели форму маленьких кружков. Свой прибор Лебедев заключил в стеклянный баллон.
Для успеха опыта вертушка должна находиться в безвоздушном пространстве, то есть из баллончика предстояло выкачать весь воздух без остатка, а вот это-то, как оказывается, сделать невозможно.
В одном кубическом сантиметре воздуха при 0° и нормальном давлении содержится 2687·1016 молекул газа. Самые лучшие насосы, какие тогда существовали, могли уменьшить плотность воздуха в десять тысяч раз. Следовательно, после того, как из баллона будет выкачано 0,9999 воздуха, в каждом кубическом сантиметре все-таки останется 2687·1012 — два миллиона шестьсот восемьдесят семь тысяч миллиардов молекул! И полностью избавиться от них нельзя. Ни один насос на свете не в состоянии выкачать все молекулы до одной. А они-то и портят все дело.
Лебедев изучил причины неудач, постигших его предшественников. Их беда заключалась в том, что оставшиеся в баллоне молекулы оказывали поистине медвежью услугу. Они вредили тем, что усиленно помогали световым лучам вертеть крылышки вертушки.
Как известно, частицы газов способны оседать на поверхности металла и даже впитываться в его поры.
Свет, падая на лопасти вертушки, нагревал
Скорость движения молекул велика. При температуре в 15° молекулы азота и кислорода движутся со скоростью около 450 метров в секунду. Это составляет свыше 1600 километров в час. Скорость гаубичного снаряда!
Когда снаряд вылетает из дула, ствол орудия в силу отдачи откатывается назад. Когда человек выскакивает из лодки на берег, лодка отходит от берега. Отдача, откат — это проявление третьего закона движения. Он действителен для всех движущихся тел, в том числе и для молекул.
Когда молекулы газа, приставшие к поверхности металла, срываются и отлетают с «артиллерийской» скоростью в одну сторону, они одновременно и довольно сильно толкают крылышко в противоположном направлении. Вертушка начинает вращаться.
Ударившись о стенки стеклянного баллона, молекулы, подобно мячикам, отскакивают назад. Некоторые из них налетают на лопасти вертушки и тоже подталкивают их — вертушка ускоряет свое движение.
Все эти явления разыгрываются на освещенной плоскости крыльев. Толчки молекул направлены в ту же сторону, в какую действует свет. Ученые, пытавшиеся измерить световое давление, видели, что мельнички вертятся, и думали, что их вертят световые лучи, а лучи-то были не при чем — сказывалась «медвежья услуга» газовых молекул.
Надо было избавиться от непрошенной помощи. А как это сделать, — никто, кроме Лебедева, придумать не мог.
Лебедев блестяще преодолел все затруднения, которые мешали работе его предшественников. Он сделал лопасти вертушки из листочков платины, толщиной всего лишь в 0,02 миллиметра. Они были тоньше папиросной бумаги. Такой металлический кружок под действием лучей прогревается насквозь. Поэтому молекулы, приставшие к поверхности металла, должны были срываться одновременно и с освещенной, и с теневой стороны крылышек. Их толчки, направленные в противоположные стороны, взаимно уничтожались.
Стеклянный баллон Лебедев взял попросторнее, чтобы большинство молекул, отскакивающих от стенок, не могло возвращаться и подталкивать лопасти его вертушки.
Вертушки из прибора П. Н. Лебедева.
На вертушке Лебедев укрепил несколько пар крыльев. Одни из них он отполировал до зеркального блеска, другие — зачернил; одни сделал полегче, другие — потяжелее. Посылая луч света то на одну пару крылышек, то на другую, Лебедев мог сравнивать, какое действие оказывает свет на каждую пару крылышек. А это, в свою очередь, позволяло ему учитывать и исключать влияние помех, грозивших исказить результаты опыта.
Между фонарем с электрической дугой и баллоном Лебедев поместил высокую плоскую банку с водой. Вода поглощает «теплые» инфракрасные лучи, они сильно нагревают все тела, на которые падают. Это предохранило лопасти вертушки от излишнего нагрева.
Однако Лебедев понимал, что все эти предосторожности имеют смысл только при условии, что в баллоне останется как можно меньше молекул воздуха. И с этой задачей Лебедев успешно справился, — если воздух из баллона не удается выкачать, то его можно оттуда вытеснить!