ТЕКСТЫ КНИГ ПРИНАДЛЕЖАТ ИХ АВТОРАМ И РАЗМЕЩЕНЫ ДЛЯ ОЗНАКОМЛЕНИЯ
IV ГИПОТЕЗА ТУМАННЫХ МАСС
.
IV ГИПОТЕЗА ТУМАННЫХ МАСС
Если мы желаем составить себе верную оценку какой-нибудь
идеи, верную, по крайней мере, в главных чертах, то довольно надежным мерилом
для этого может служить родословная этой идеи. Происхождение от почтенных
предков служит некоторого рода ручательством за достоинства как в людях, так и
в верованиях; с другой стороны, принадлежность к подозрительному
генеалогическому древу как в том, так и в другом случае предрасполагает не в
пользу отпрысков. И аналогия эта — не пустой вымысел воображения. Верования
вместе с их последователями изменяются мало-помалу в ряде преемственных
поколений; и подобно тому, как изменения, происходящие в преемственных
поколениях последователей религий, не уничтожают первоначального типа, а только
видоизменяют его и сообщают ему большую отделку, так и сопровождающие их
изменения в верованиях, сколько бы они ни очищали первоначальное верование, все
же оставляют его сущность нетронутой.
Если мы взглянем на общепринятую теорию возникновения
Солнечной системы с этой генеалогической точки зрения, мы должны будем
сознаться, что теория эта несомненно низкого происхождения. Мы можем отчетливо
проследить ее происхождение от первобытных мифологий. Самый дальний ее
прародитель есть учение, что небесные тела суть личности, жившие сначала на
Земле, учение, до сих пор существующее между некоторыми из негритянских племен,
посещенных Ливингстоном. После того как наука отняла у Солнца и планет их
божественные личности, древняя идея уступила место другой, которой
придерживался даже Кеплер, именно: что планеты руководятся в своем движении
направляющими духами. Перестав быть сами богами, планеты все-таки удерживаются
еще богами в их орбитах. Когда тяготение сделало этих небесных кормчих
ненужными, явилось верование, менее грубое, нежели предыдущее, от которого оно
произошло, но подобное ему по самому существу своему, а именно что
первоначальный толчок, заставивший планеты двигаться по своим орбитам, был дан
рукою божества. Очевидно, что, несмотря на большую утонченность формы, отличающую
эту общепринятую гипотезу, антропоморфизм ее унаследован от первобытного
антропоморфизма, изображавшего богов как наиболее могущественных людей.
Есть еще другая гипотеза, противоположная первой, эта
гипотеза не предлагает давать неведомой силе, проявляющейся по всей Вселенной,
таких антропоморфических названий, как «верховный строитель» или
«великий художник»; но рассматривает эту неведомую силу как
действующую, вероятно, совершенно иным способом, нежели человеческая механика.
Генеалогия этой гипотезы настолько же возвышенна, насколько генеалогия первой
низка. Гипотеза эта есть порождение того расширяющегося и укрепляющегося
верования в существование законности, которое целый ряд опытов выработал
постепенно в уме человека. Из поколения в поколение наука доказывала
существование единообразий в соотношениях между явлениями, считавшимися сначала
или делом случая, или продуктом сверхъестественных влияний. Она указывала на
существование прочного порядка и постоянной причинности там, где невежество
видело только неправильность и произвол. Каждое дальнейшее открытие закона
укрепляло предположение, что закон соблюдается везде и во всем. Таким образом,
в числе других верований возникло верование, что Солнечная система не сделана,
а развилась. Не говоря уже об отвлеченной родне этой гипотезы, о тех великих
общих воззрениях, которые были выработаны положительной наукой, она имеет и
конкретную родню самого высокого разряда. Основанная на законе всемирного
тяготения, она может считать своим прародителем великого мыслителя, который
установил этот закон. Мысль о ней была впервые подана человеком, занимающим
высокое положение среди философов. Человек, который собрал свидетельства,
указывающие на то, что звезды образуются путем скопления вещества, рассеянного
в пространстве, был самым неутомимым, самым осторожным и самым самобытным
астрономическим наблюдателем нового времени. И мир еще не видел более ученого
математика, чем тот человек, который, исходя из вышеупомянутой идеи о
рассеянном веществе, сгущающемся по направлению к его центру тяжести, указал на
путь, которым могла бы произойти, в процессе этого сгущения, взаимно
уравновешивающаяся группа Солнца, планет и СПУТНИКОВ, подобная той группе к
которой принадлежит и Земля.
Таким образом, если бы мы даже имели мало прямых доказательств,
говорящих в пользу гипотезы туманных масс, вероятие ее истинности все-таки было
бы велико. Собственное ее высокое происхождение и низкое происхождение
противоположной гипотезы дали бы вместе достаточною причину для ее принятия, по
крайней мере предварительного. Но прямых доказательств в пользу гипотезы
туманных масс вовсе не мало. Они гораздо многочисленнее и разнообразнее чем
обыкновенно полагают. Много были говорено о том или другом разряде этих
доказательств, но нигде сколько нам известно, не были приведены сполна все
доказательства. Мы предполагаем пополнить отчасти этот недостаток, в той
уверенности, что в связи с заключением a priori, изложенным нами выше, ряд
заключений a posteriori оставит мало сомнений в уме всякого непредубежденного исследователя.
Прежде всего обратимся к тем недавним открытиям в звездной
астрономии, которые, как полагали, не согласны с этим знаменитым умозрением.
Когда сэр Вильям Гершель направил свой большой рефлектор на
различные туманные пятна и нашел, что они распадаются на кучи звезд, он
заключил из этого и некоторое время утверждал, что все туманные пятна суть кучи
звезд, весьма удаленных от нас. Но после многих лет добросовестного
исследования он пришел к тому заключению, что «есть туманности, которые
состоят и не из звезд», и на этом заключении основал свою гипотезу о
светящейся жидкости, рассеянной в пространстве, которая в случае своего
скопления образует звезды. Несравненно более сильные телескопы, чем те, которые
употреблял Гершель, дали возможность лорду Россу разложить на звезды такие
туманности, которые были прежде не разложены. Вследствие этого многие астрономы
возвратились к заключению, первоначально составленному Гершелем на подобном же
основании и отброшенному им впоследствии, они утверждали, что при достаточной
силе телескопов каждое туманное пятно разложилось бы на звезды и что
разложимость зависит лишь от отдаления. Общепринятая в настоящее время гипотеза
состоит в том, что все туманные пятна суть млечные пути, более или менее схожие
в сущности своей с тем, который непосредственно нас окружает, но что они так
неизмеримо удалены от нас, что, рассматриваемые в обыкновенный телескоп, они
представляются небольшими бледными пятнами. Из этой-то гипотезы весьма многие
нашли себя вправе заключить, что открытием лорда Росса гипотеза туманных масс
опровергнута.
Но, предположив даже, что все эти умозаключения о расстоянии
и о сущности туманных пятен действительно верны, сущность гипотезы туманных
масс от этого нисколько не изменяется. Допустим, что каждое из этих бледных
пятен есть звездная система, так далеко от нас отстоящая, что все ее
бесчисленные звезды дают нам вместе меньше света, чем одна маленькая звезда
нашей звездной системы. Это предположение нисколько не идет вразрез с мнением,
что звезды и принадлежащие к ним планеты образовались путем скопления туманного
вещества. Хотя без сомнения, если будет опровергнуто существование туманного
вещества, в котором процесс сгущения совершался бы и по настоящее время, одно
из доказательств в пользу гипотезы туманностей падает; но при этом остальные
доказательства остаются в полной своей силе. Ничто не мешает нам предположить,
что хотя в настоящее время мы и не видим, чтобы где-либо происходило сгущение
туманного вещества, но было время, когда процесс этот совершался повсеместно. И
в самом деле, можно возразить, что вряд ли мы вправе ожидать, чтобы сгущение
рассеянного туманного вещества продолжалось в настоящее время, так как причины,
обусловившие скопление одной массы, должны были действовать и на все массы, и,
следовательно, существование несгустившихся масс было бы фактом, требующим
объяснения. Таким образом, допустив даже непосредственные выводы из открытий,
сделанных с помощью шестифутового рефлектора, мы видим, что следствия, многими
отсюда выводимые, допущены быть не могут.
Но эти выводы могут быть успешно оспариваемы. Мы прежде
принимали их за непреложную истину, но критическое исследование фактов убедило
нас в полнейшей их несостоятельности. Они влекут за собой столько явных
несообразностей, что мы удивляемся при встрече ученых, принимающих их хотя бы
даже за вероятную гипотезу Рассмотрим эти несообразности.
Во-первых, заметьте, какие выводы мы вправе сделать из
распределения туманных пятен в пространстве.
«Пространства, находящиеся впереди или позади простых
туманных пятен, — говорит Араго, — тем более впереди или позади групп
туманностей, обыкновенно содержат мало звезд. Гершель нашел это правило
неизменно верным. Так, каждый раз, когда в течение небольшого промежутка
времени ни одна звезда не приближалась в силу суточного вращения Земли и не
становилась в поле зрения его неподвижного телескопа, он имел привычку говорить
своему секретарю, помогавшему ему при работах- «Готовьтесь писать: сейчас
туманные пятна покажутся».»
Как согласить этот факт с гипотезой, что туманные пятна суть
отдаленные млечные пути? Если б существовало лишь одно туманное пятно, было бы
любопытным совпадением обстоятельств, что это единственное пятно пришлось
именно в такой точке дальнего пространства, которая соответствует беззвездному
месту нашей собственной звездной системы. Если б туманных пятен было только два
и оба были бы помещены подобным образом, совпадение было бы крайне странно. Что
же после этого должны мы заключить, видя, что тысячи туманных пятен таким же
образом расположены? Неужели мы допустим, что видимые положения всех этих тысяч
отдаленных млечных путей случайно совпадают с более редкими местами нашего
собственного Млечного Пути? Но такого рода предположение невозможно? Еще
очевиднее становится его невозможность, когда мы примем в соображение общее
распределение туманных пятен в пространстве. Не говоря уже о факте, что
«области, наиболее бедные звездами, суть почти наиболее богатые туманными
пятнами», тот же закон, который высказан здесь в частности, применим и ко
всему небесному пространству. В том поясе неба, где звезды изобильны, туманные
пятна редки, между тем как в двух противоположных точках небесного
пространства, наиболее отдаленных от этого пояса, туманные пятна находятся в
изобилии. По соседству с млечным кругом (или с плоскостью Млечного Пути)
туманных пятен почти совсем не видно, главная же масса их лежит возле полюсов
Млечного Пути. Неужели и это не более как случайное совпадение? Когда к тому
факту, что общая масса туманных пятен составляет, по положению, как бы антитезу
общей массы звезд, мы присоединим еще факт, что местные области туманных пятен
суть именно те области, где звезд встречается мало, и, наконец, тот факт, что
одинокие туманности встречаются обыкновенно в местах сравнительно беззвездных,
то не составляет ли это разительного доказательства существования физической
связи между рассматриваемыми явлениями? Не потребовалось ли бы бесконечное
множество доказательств, чтобы убедить нас, что туманные пятна не составляют
часть нашей звездной системы? Посмотрим, можно ли привести здесь подобное
бесконечное множество доказательств? Посмотрим, найдется ли между всеми
предполагаемыми доказательствами хоть одно такое, которое выдержало бы критику.
«Наблюдение этих туманных масс, — говорит Гумбольдт, —
каковыми они представляются нам в колоссальные телескопы, переносит нас в такие
области, откуда, согласно предположению, не лишенному некоторой вероятности,
луч света должен употребить целые миллионы лет, чтобы дойти до нашей Земли; для
измерения этих расстояний размеры ближайшего к нам слоя неподвижных звезд
(каково, например, расстояние от нас Сириуса или расстояние двойных звезд в
Лебеде и Центавре) окажется вряд ли достаточным.»
В этой несколько запутанной фразе высказывается более или
менее положительно убеждение, что расстояние туманных пятен от нашего звездного
Млечного Пути настолько же превышает расстояние наших звезд друг от друга,
насколько расстояние между этими звездами превышает размеры нашей планетной
системы. Подобно тому как диаметр земной орбиты является неизмеримой точкой в
сравнении с расстоянием нашего Солнца от Сириуса, так и расстояние нашего
Солнца от Сириуса является неизмеримой точкой в сравнении с расстоянием нашего
Млечного Пути от дальних млечных путей, образующих туманные пятна. Заметьте
следствие этого предположения.
Если один из этих предполагаемых млечных путей так далек от
нас, что в сравнении с этим расстоянием наши междузвездные пространства
превращаются в точки и, следовательно, все размеры целой нашей звездной системы
становятся сравнительно ничтожными, не следует ли из этого неизбежным образом,
что сила телескопа, необходимая для того, чтобы разложить этот дальний млечный
путь на звезды, должна быть неизмеримо больше той силы, которая требуется,
чтобы разложить на звезды наш Млечный Путь? Не очевидно ли, что телескоп,
который только что может с ясностью показывать самые дальние звезды нашей
группы, должен оказываться положительно недостаточным для разложения этих
дальних групп на звезды? Что же мы после этого должны заключить, когда оказывается,
что тот же самый инструмент, который разлагает множество туманных пятен на
звезды, не в состоянии разложить вполне наш собственный Млечный Путь? Возьмем
сравнение из области обыденной жизни. Предположим, что человек видит рой пчел,
простирающийся, как это иногда действительно бывает, так высоко в воздухе, что
отдельные особи становятся почти невидимыми; положим, что этот человек говорит,
что такое-то пятно на горизонте есть рой пчел; что он знает это на том
основании, что он может разглядеть пчел как отдельные пятна. Как ни изумительно
было бы подобного рода утверждение, оно не превышало бы в невероятности того,
которое мы в настоящее время разбираем. Выразите расстояние цифрами, и
нелепость станет еще ощутимее. Круглым числом расстояние Сириуса от Земли в
полмиллиона раз превосходит расстояние Земли от Солнца. И согласно разбираемой
нами гипотезе, туманные пятна отстоят от нас в полмиллиона раз далее, чем
Сириус. Припомним теперь, что наш «звездный остров или туманное пятно, как
Гумбольдт называет его, образует чечевицеобразный приплюснутый и со всех сторон
отделенный слой, большую ось которого принимают в 700 или 800 раз более
расстояния Сириуса от Земли, малую же ось в 150» {Cosmos(7ed.),I,79,80}. А
так как полагают, что наша Солнечная система лежит около центра этого
скопления, то из этого следует, что мы отстоим от дальнейших частей его
приблизительно в 400 раз далее, чем от Сириуса. Но звезды, образующие эти
дальнейшие части скопления, невидимы для нас отдельно даже в самые сильные
телескопы. Как же после этого могут те же телескопы показывать нам отдельно
звезды туманного пятна, отстоящего от нас в полмиллиона раз далее, чем Сириус?
Оказывается, что звезда, невидимая для нас за дальностью расстояния, становится
видимой, если то же расстояние увеличить в 1200 раз. Неужели мы можем
согласиться с выводом подобного рода? Не лучше ли заключить, что туманные пятна
не суть отдаленные млечные пути? Не получим ли мы следствия, что, чем бы они, в
сущности, ни оказались, они должны отстоять от нас, по крайней мере, не далее
крайних точек нашей собственной звездной системы.
Во всей вышеизложенной аргументации подразумевается, что
различие в видимой величине звезд обусловливается главным образом различием
расстояний до них. На этом предположении основано обычное учение о туманных
пятнах, и во всем нашем предшествовавшем разборе мы оставляли его нетронутым.
Между тем еще в то время, когда оно впервые было высказано сэром В. Гершелем,
оно было чисто произвольным предположением; в настоящее же время оно
оказывается окончательно несостоятельным. Но, к сожалению, как истинность его,
так и ложность равно подрывают умозаключения тех, которые рассуждают, как
Гумбольдт. Рассмотрим оба случая.
С одной стороны, что оказывается, если предположение ложно?
Если видимая величина звезд не есть следствие их сравнительной близости к нам,
а постоянно умаляющийся размер их не обусловливается постоянно возрастающей
отдаленностью от нас, — что станется с выводами о размерах нашей звездной
системы и о расстоянии до туманных пятен? Если, как было недавно доказано,
почти невидимая звезда 61 Лебедя имеет больший параллакс, чем альфа Лебедя,
хотя, по вычислениям, основанным на предположении сэра В. Гершеля, расстояние
до нее должно бы было быть приблизительно в двенадцать раз более, и если, как
оказывается, существуют телескопические звезды, лежащие ближе к нам, чем
Сириус, — то какую силу имеет, после этого, то умозаключение, что туманные
пятна весьма удалены от нас, потому что светлые массы, входящие в их состав,
становятся для нас видимыми только при помощи очень сильных телескопов? Ясно,
что если самая блестящая звезда всего неба и такая звезда, которую нельзя даже
рассмотреть простым глазом, оказываются лежащими на одинаковом расстоянии, то
относительная степень видимости отнюдь не может быть мерилом для относительной
дальности звезды. Если же это так, то туманные пятна могут лежать от нас
сравнительно близко, хотя звездочки, составляющие их, и представляются нам
чрезвычайно мелкими.
С другой стороны, что будет следовать, если мы допустим истинность
вышесказанного предположения? Доводы, приводимые в его оправдание, когда речь
идет о звездах, должны равным образом оправдывать его и тогда, когда речь идет
о туманных пятнах. Никто не станет утверждать, что в общей сложности видимая
величина звезд служит указанием их расстояния, не допустив в то же время, что в
общей сложности видимая величина туманных пятен служит указанием их расстояний,
что, вообще говоря, более крупные суть ближайшие, а более мелкие — дальнейшие.
Посмотрим же теперь, какой неизбежный вывод это влечет за собой для
разложимости туманных пятен. Самые крупные или самые близкие должны всего легче
разлагаться на звезды; по мере того как пятна становятся меньше, разложение их
должно представлять все большие и большие трудности; наконец, неразложимые
пятна должны быть наименьшие. А между тем в действительности мы видим
совершенно обратный факт. Самые крупные туманные пятна или совсем не разложимы,
или же разложимы лишь отчасти при помощи самого сильного телескопа; между тем
как значительную долю довольно малых туманностей легко можно разложить при
помощи гораздо слабейших телескопов. Инструмент, в который большое туманное
пятно в Андромеде, имеющее два с половиной градуса в длину и один градус в
ширину, представляется не более как светлым туманом, разлагает туманное пятно,
имеющее не более 15 минут в диаметре, на 20 000 звездных точек. Между тем как
отдельные звезды туманного пятна, имеющего 8 минут в диаметре, видны так
явственно, что их можно пересчитать, туманное пятно, занимающее пространство в
560 раз большее, не представляет вовсе никаких звезд. Как объяснить эти факты с
точки зрения обычной гипотезы?
Но остается еще одно затруднение, которое, быть может,
очевиднее предыдущего подрывает эту теорию; это затруднение представляют магеллановы
облака. Описывая наибольшие из них, сэр Джон Гершель говорит:
«Большое облако, так же как и малое, состоит частью из
больших полос и смутно обозначенных клочков неразложимой туманности, частью из
туманности, представляющей всевозможные степени разложения вплоть до совершенно
ясно разложенных звезд, подобных звездам Млечного Пути; а также из правильных и
неправильных туманных пятен в тесном смысле этого слова, из шарообразных куч,
представляющих различные степени разложимости, и из скученных групп, достаточно
обособившихся и сгустившихся, чтобы подходить под название звездных куч»
(«Cape Observations», p. 146).
В своих Очерках астрономии сэр Джон Гершель, повторив это
описание в других выражениях, замечает далее:
«Это соединение различных особенностей, если разобрать
его надлежащим образом, в высшей степени поучительно; оно дает нам некоторые
данные для оценки вероятного относительного расстояния туманных пятен и звезд и
действительной степени яркости отдельных звезд, сравниваемых одна с другой.
Если принять видимый полудиаметр большого облака равным 3-м градусам и
предположить, что телесная его форма приблизительно сферическая, то ближайшие и
отдаленнейшие его части разнятся в своем расстоянии от нас немногим больше чем
на одну десятую нашего расстояния от его центра. Следовательно, разница в
расстояниях не может в значительной степени ни усиливать яркость тех предметов,
которые находятся в ближайших его частях, ни значительно ослаблять яркость тех,
которые находятся в более отдаленных частях. Между тем в этом шарообразном
пространстве мы насчитываем более 600 звезд седьмой, восьмой, девятой и десятой
величин; около 300 туманных пятен, шарообразных и других куч всевозможных
степеней разложимости и меньшие рассеянные звезды различных меньших величин,
начиная от десятой и кончая такими, которые по своей многочисленности и малости
составляют неразложенную туманность, занимающую пространство в несколько
квадратных градусов. Если бы нам представлялся только один такой предмет, можно
бы еще без особенного невероятия утверждать, что кажущаяся его шарообразность
есть только действие перспективы и что в действительности существует гораздо
большая относительная разница расстояния между ближайшими и отдаленнейшими ее
частями. Но подобного рода устройство, являющееся уже довольно невероятным в
одном случае, должно быть отброшено как окончательно невероятное и не
выдерживающее критики, как скоро мы имеем дело с двумя подобными фактами.
Следовательно, мы должны принять за доказанный факт, что звезды седьмой и
восьмой величин могут существовать вместе с неразложимыми туманностями в
пределах таких расстояний, отношения которых не более отношения 9 к 10»
(«Очерки астрономии», 10-е изд., стр. 656 и 657).
Эти слова, как нам кажется, доставляют reductio ad absurdum
того воззрения, против которого мы восстаем. Они оставляют нам только выбор
между двумя невероятностями. Если мы допустим, что которое-нибудь из этих
туманных пятен так отдалено, что его сотни тысяч звезд имеют вид Млечного Пути,
оставаясь невидимыми для невооруженного глаза, мы должны в то же время
допустить, что есть одинокие звезды, до того громадные, что остаются видимыми,
хотя находятся на таком же расстоянии. Если мы примем другое предположение и
скажем, что многие туманные пятна отстоят от нас не дальше, чем наши собственные
звезды восьмой величины, то мы должны будем допустить, что на расстоянии, не
превышающем то, на котором одинокая звезда остается еще слабо видимой для
невооруженного глаза, может существовать группа, состоящая из сотни тысяч
звезд, невидимая для невооруженного глаза. Ни одно из этих предположений не
может быть принято. Что же остается нам из всего этого заключить? Лишь одно:
что туманные пятна отстоят от нас не дальше, чем некоторые части нашей
собственной звездной системы, в которую они входят как элементы, и что там, где
они оказываются разложимыми на отдельные массы, эти массы отнюдь не могут быть
рассматриваемы как звезды в обыкновенном значении этого слова {После
напечатания этого опыта покойный Р. А. Проктор высказал некоторые новые соображения,
говорящие за то, что туманные массы принадлежат к нашей собственной звездной
системе. Противоположное заключение, которое выше оспаривалось, в настоящее
время оставлено.}.
Итак, мы убедились в несостоятельности идеи, слишком
опрометчиво принятой некоторыми астрономами, — идеи, будто туманные пятна суть
весьма отдаленные млечные пути. Посмотрим теперь, нельзя ли согласовать
различные виды, представляемые этими пятнами, с гипотезой туманных масс. Если
мы возьмем редкую и далеко распространенную массу туманного вещества, имеющую
диаметр, в сто раз больший диаметра Солнечной системы {Что касается возражения,
которое можно сделать против чрезвычайной разреженности, предполагаемой
подобного рода гипотезою, то на него ответило вычисление Ньютона, который доказал,
что если бы сферический дюйм воздуха переместить на расстояние 4000 миль от
Земли, то он расширился бы в шар, которого размеры превзошли бы орбиту
Сатурна}, то какой ряд изменений должен произойти в этой массе? Взаимное
тяготение должно сближать составляющие ее атомы или молекулы, но их сближению
будет противодействовать атомное отталкивание. Преодоление этого препятствия
влечет за собой развитие теплоты. Теплота отчасти выделится путем лучистого
распространения, и между атомами будет происходить новое сближение,
сопровождающееся дальнейшим развитием теплоты, и это будет продолжаться
непрерывно. Процессы эти будут происходить не отдельно, как они здесь описаны,
а одновременно, непрерывно и с постоянно возрастающей силой. Как скоро туманная
масса достигла известной степени плотности, как скоро атомы, находящиеся внутри
ее, сблизились на известное расстояние, произвели известную степень теплоты и
подверглись известному взаимному давлению, — некоторые из этих атомов внезапно
вступят в химическое соединение. Для нашего вопроса не важно, принадлежат ли
молекулы, происшедшие от этого процесса, к разряду известных нам атомных
сочетаний, что может быть, или же, что вероятнее, они принадлежат к разряду
более простых сочетаний, чем те, которые нам доселе известны. Для нас
достаточно, что частичное соединение одинаковых или неодинаковых атомов должно
в конце концов состояться. Как скоро оно состоялось, оно необходимо должно
сопровождаться внезапным и сильным выделением теплоты; а пока этот избыток
теплоты не ушел в пространство, вновь образовавшиеся молекулы будут оставаться
равномерно рассеянными или, так сказать, растворенными в первобытной туманной
среде. Но заметим, что должно случиться мало-помалу. Как скоро лучистое
распространение теплоты достаточно понизило температуру, так эти молекулы
осядут, а осевши, они не останутся равномерно рассеянными в первобытной массе,
а соберутся в хлопья, подобно тому как вода, оседая в воздухе, образует облако.
Итак, мы заключаем, что туманная масса должна с течением времени превратиться в
хлопья более плотного, осевшего вещества, плавающие в более редкой среде, из
которой они осели. Посмотрим теперь, какого рода механические результаты это
повлечет за собой? Если тела скучены в пространстве пустом, то каждое тело
будет двигаться по линии, определяемой силами притяжения всех остальных тел и
изменяющейся ежеминутно от приобретаемого движения; соединение подобных
скученных тел, если оно случится, может произойти лишь или от столкновения, или
от рассеивания их вещества, или от образования сопротивляющейся среды. Но если
скученные тела уже погружены в сопротивляющуюся среду, и особенно если такие
тела имеют малую плотность, как, например, те, которые мы рассматриваем, то
процесс сгущения начнется тотчас же, так как этому будут содействовать два
фактора. Описанные хлопья, неправильные по форме и представляющие, как это
бывает почти во всех случаях, несимметрические поверхности относительно
направления движения, будут отклоняться от того пути, по которому заставило бы
их двигаться взаимное притяжение, если бы ничто не мешало ему; это
обстоятельство будет противодействовать тому уравновешиванию движений, которое
должно бы вытекать из постоянства состава группы. Если скажут — а это в
действительности и можно сказать, — что причина эта слишком ничтожна, чтобы
оказать большое влияние, то можно возразить, что есть и более значительная
причина, с которой она действует заодно. Среда, из которой осели хлопья и через
которую они двигаются, должна, вследствие силы притяжения, сделаться в своих
центральных частях плотнее, чем в периферических. Отсюда происходит то, что
хлопья, которые никогда не двигаются по прямым линиям к общему центру
притяжения, а двигаются по пути, отклоненному от него в ту или другую сторону
(отчасти по только что указанной причине, но больше вследствие силы притяжения
других хлопьев), направляясь к их общему центру тяжести, встретят больше
сопротивления на своих внутренних { Т. е. обращенных к общему центру.}, чем на
наружных, сторонах и таким образом на своем пути больше отклонятся к внешней
стороне, чем это было бы при других условиях. Отсюда развивается стремление,
которое помимо других стремлений заставит их направиться одних по одну, других
по другую сторону общего центра тяжести, и, приблизившись к нему, они получат
движение более или менее по касательной. Обращаем внимание при этом, что их
относительные движения будут происходить не по одну сторону общего центра
тяжести, а будут отклонены в различные стороны. Каким же образом может
произойти движение, общее им всем? Очень просто: каждый из этих хлопьев, идя по
своему пути, должен сообщать движение и среде, в которой он двигается. Огромное
большинство вероятии стоит против того предположения, что различные движения,
сообщаемые этой среде, будут в точности взаимно уравновешиваться. Если же они
не уравновесятся взаимно, то неизбежным результатом должно быть вращение всей
массы среды в одном направлении. Но как скоро преобладающий момент в известном
направлении вызвал вращение среды в этом направлении, вращающаяся среда должна
мало-помалу, в свою очередь, останавливать те хлопья, которые двигаются в
противоположном направлении, и сообщать им свое собственное движение. Таким
способом образуется мало-помалу вращающаяся среда с висящими в ней хлопьями,
участвующими в ее движении и в то же время двигающимися по сходящимся спиралям
по направлению к их общему центру тяжести {Здесь будет кстати упомянуть о
возражении, высказанном Бабине против гипотезы туманных масс. Бабине высчитал,
что если взять существующее Солнце, с наблюдаемою в нем угловою скоростью, и
распределить составляющее его вещество так, чтобы наполнить орбиту Нептуна, то
угловая скорость его далеко не достигла бы тогда угловой скорости, какую можно
предполагать, судя по времени обращения Нептуна вокруг своей орбиты Делаемое им
предположение недопустимо. Он предполагает, что все части туманного сфероида,
когда тот наполнял орбиту Нептуна, имели одинаковую угловую скорость. Но
процесс сгущения туманных масс, как он выше изложен, заставляет предполагать,
что более отдаленные хлопья туманного вещества, позже достигающие до
центральной массы и образующие ее периферические части, получают в своем более
долгом пути к ней большую скорость. Рассмотрение одного из спиральных туманных
пятен, напр., 51 и 99 (Мессье), сразу показывает, что вне лежащие части,
достигнув ядра, образуют экваториальный пояс, двигающийся вокруг общего центра
быстрее, чем остальные. Итак, у центральных частей будет малая угловая
скорость, тогда как угловая скорость будет возрастать в частях, наиболее
отдаленных от центра. Пока сгущение сфероида остается незначительным, трение
почти не изменяет это различие Подобное же возражение, мне кажется, можно
сделать и профессору Ньюкомбу. Он говорит «Если бы сжатие (туманного
сфероида) достигло того, что центробежная сила и сила притяжения почти взаимно
уравновесились во внешней экваториальной границе массы, то в результате
получилось бы то, что сжатие по направлению к экватору совершенно прекратилось
бы и ограничилось бы лишь полярными пространствами, причем каждая частица стремилась
бы не к Солнцу, а к плоскости солнечного экватора. Таким образом у нас
получилось бы постоянное сплющивание сфероидальной атмосферы, пока она не дошла
бы до тонкого плоского диска. Тогда диск мог бы распасться на кольца, которые
образовали бы планеты таким, или почти таким, способом, как предполагает
Лаплас. Но по всей вероятности, заметной разницы в возрасте планет не было
бы» («Popular Astronomy», стр 512). Такое заключение
предполагает, как и заключение Бабине, что все части туманного сфероида имеют
одинаковую угловую скорость. Если из процесса, посредством которого образовался
туманный сфероид, можно вывести (как выше оспаривалось), что его наружные части
вращаются с большей угловою скоростью, чем внутренние, то в таком случае вывод,
сделанный проф. Ньюкомбом, не является необходимым.}. Прежде чем мы сравним эти
выводы с фактами, пойдем в нашем умозаключении несколько далее и всмотримся в
ряд второстепенных действий. Различные хлопья должны быть притягиваемы не
только к общему их центру тяжести, но и к соседним хлопьям. Вследствие этого
вся масса хлопьев распадется на группы: каждая группа сосредоточится около
своего местного центра тяжести и при этом приобретет вращательное движение,
подобное тому, которое впоследствии приобретает вся туманная масса. Далее,
смотря по обстоятельствам и преимущественно смотря по величине первобытной
туманной массы, этот процесс местного скопления вызовет различные результаты.
Если вся туманная масса невелика, местные группы хлопьев могут быть притянуты в
общий центр тяжести, прежде чем составляющие их массы слились одна с другою. В
более крупной туманной массе эти местные скопления могут сосредоточиться во
вращающиеся сфероиды пара, еще недалеко подвинувшись к общему фокусу системы. В
еще больших туманных массах, там, где местные скопления и крупнее, и в то же
время отдаленнее от общего центра тяжести, они могут сгуститься в массе
расплавленного вещества, прежде чем успеют произойти какие-нибудь значительные
изменения в общем их распределении. Словом, смотря по обстоятельствам,
определяющим каждый частный случай, образующиеся отдельные массы могут быть
бесконечно разнообразны в количестве, в объеме, в плотности, в движении и в
распределении.
Теперь возвратимся к видимым признакам, отличающим туманные
пятна, какими они являются нам в современные телескопы. Начнем с описания тех
туманных пятен, которые, по нашей гипотезе, должны находиться в самом раннем
периоде развития.
Сэр Джон Гершель говорит:
«К неправильным туманностям можно причислить все те,
которые при отсутствии полной и даже, во многих случаях, частной разложимости с
помощью двадцатифутового рефлектора представляют такое отклонение от
сферической и даже от эллиптической формы, такое отсутствие симметрии (в этой
форме), что решительно не могут быть причислены к 1 -му разряду, к разряду
правильных туманных масс. Этот второй разряд обнимает многие из самых
замечательных и любопытных небесных тел, а также и самые обширные по
занимаемому ими пространству».
Говоря о том же предмете, Араго замечает: «Форма самых
крупных туманных пятен без скоплений, по-видимому, не допускает точного
определения. У них нет никакого правильного очертания».
Это совпадение значительности объема, неразложимости,
неправильности и неопределенности очертаний в высшей степени многозначительно.
Тот факт, что самые крупные туманные пятна или вовсе не разложимы, или
разложимы весьма трудно, мог быть выведен a priori, так как неразложимость,
предполагающая, что скопление осевшего вещества успело произойти лишь в
незначительных размерах, встречается в туманных пятнах, занимающих большое
протяжение. Опять-таки и неправильность этих больших неразложимых туманных
пятен можно было ожидать, так как очертания их, которые Араго сравнивает с
«причудливыми формами облаков, носимых сильными и нередко противоположными
ветрами», служат равным образом отличительным признаком массы, еще не
успевшей сгуститься через взаимное притяжение составляющих ее частиц. Наконец,
то же самое значение имеет и тот факт, что эти большие, неправильные,
неразложимые туманные пятна имеют неопределенное очертание, которое незаметным
образом сливается с окружающей темнотой.
Говоря вообще (и само собою разумеется, что различия в
расстояниях допускают только одни средние выводы), спиральные туманности меньше
неправильных и легче разложимы; в то же время они не так малы и не так легко
разлагаются, как правильные туманные пятна. Оно так, как и должно быть согласно
гипотезе. Степень сгущения, обусловливающая спиральное движение, есть в то же
время та степень сгущения, которая предполагает массы хлопьев, более крупные и
потому более видимые, чем существовавшие в более раннем периоде развития. К
тому же самая форма этих спиральных туманностей совершенно соответствует
данному выше объяснению. Кривые линии, представляемые в них светящимся
веществом, не таковы, какие должны были бы описывать более или менее
разобщенные массы, выходящие из состояния покоя и стремящиеся сквозь
сопротивляющуюся среду к общему центру тяжести линии эти именно таковы, каковы
и должны быть линии, описываемые массами, движение которых видоизменяется
вследствие вращения самой среды.
В центре спиральной туманности мы видим массу, более светлую
и легче разложимую, чем остальное. Предположим, что с течением времени все
спиральные полосы светящегося вещества, сходящиеся к этому центру, втягиваются
в него, как оно и должно быть; предположим далее, что хлопья или другие
отдельные тела, составляющие эти светлые полосы, скопляются в более крупные
массы во время приближения к этой центральной группе и что массы, образующие
эту центральную группу, тоже скопляются в более крупные массы (а оба эти
предположения мы по необходимости должны принять); и мы окончательно получим
более или менее шарообразную группу подобных крупных масс, которые будут
сравнительно легко разложимы. По мере того как этот процесс соединения и
сосредоточения будет продолжаться, массы, составляющие туманное пятно, будут
мало-помалу становиться все малочисленнее, крупнее, ярче и будут все плотнее
собираться около общего центра тяжести. Посмотрите, как этот вывод совпадает с
наблюдением. «Круглая форма, — говорит Араго, — всего чаще характеризует
разложимые туманные пятна.» Сэр Джон Гершель говорит: «Разложимые
туманные пятна почти всегда бывают круглые или овальные». Кроме того, в
центре каждой группы мы замечаем, что составляющие ее массы скучиваются теснее,
чем в остальных ее частях; а было доказано, что по закону тяготения, который,
как нам известно, простирается и на звезды, это распределение не соответствует
равновесию, но предполагает возрастающий процесс сосредоточения. Несколько выше
мы дошли путем умозаключения до того положения, что, смотря по обстоятельствам,
степень, которой достигает процесс скопления, должна быть различна. Положение
это подтверждается и фактически: мы видим, что существуют правильные туманные
пятна всевозможных степеней разложимости, от таких, которые состоят из
бесчисленных мелких отдельных масс, и до таких, которые представляют собрание
немногих крупных тел, заслуживающих название звезд.
Итак, с Одной стороны, мы видим, что мнение, принятое в
последние годы без надлежащей критической проверки, — мнение, будто туманные
пятна суть чрезвычайно отдаленные млечные пути, состоящие из звезд, подобных
тем, из которых состоит наш собственный Млечный Путь, совершенно не согласуется
с фактами и вовлекает нас в ряд нелепостей. С другой стороны, мы видим, что
гипотеза, предполагающая сгущение туманного вещества, согласна с новейшими
открытиями звездной астрономии; мало того, она дает нам объяснение различных
форм туманностей, форм, которые без нее были бы не поняты.
Перейдем теперь к Солнечной системе и прежде всего
рассмотрим отдел явлений, имеющих отчасти переходный характер, именно тех
явлений, которые представляют нам кометы В кометах, или по крайней, мере в тех
наиболее многочисленных из них, которые находятся далеко вне области Солнечной
системы и не могут считаться ее членами, мы видим уцелевшие по настоящее время
образцы туманного вещества, подобного тому, из которого, по гипотезе туманных
масс, образовалась Солнечная система. Для объяснения их мы должны возвратиться
назад к тому времени, когда вещество, образовавшее Солнце и планету, было еще
несосредоточенно.
Когда в рассеянном веществе, оседающем из более редкой
среды, происходит процесс скопления частиц, то там и сям непременно образуются
небольшие хлопья, которые долго остаются обособленными, подобно тому как
небольшие облачка на летнем небе. В туманном пятне, в котором происходит
процесс сосредоточения, эти оторванные хлопья будут в огромном большинстве
случаев при некоторых обстоятельствах сливаться с ближайшими более крупными
хлопьями. Но довольно очевидно, что некоторые из наиболее отдаленных между
этими небольшими хлопьями, именно те, которые образуются на самых окраинах
туманного пятна, не сольются с более крупными массами, лежащими внутри, но
будут медленно следовать за ними, не нагоняя их. Явление это необходимо
обусловливается относительно большим сопротивлением среды. Подобно тому как
одинокое перо, падающее на землю, скоро останется позади целой кучи перьев, так
и эти крайние клочья пара в своем движении к общему центру тяжести должны
значительно отставать от больших масс пара, находящихся внутри. Мнение это
опирается не на умозаключения только. Наблюдение показывает нам, что менее
сосредоточившиеся внешние части туманного пятна действительно отстают от более
сосредоточившихся внутренних частей.
Рассматриваемые в сильные телескопы все туманные пятна, даже
те, которые уже приняли правильную форму, представляются нам окруженными
светлыми полосами, направление которых показывает, что они втягиваются в общую
массу. С помощью еще более сильных телескопов мы можем разглядеть еще меньшие,
более слабые и далее разбросанные полосы света. Не подлежит никакому сомнению,
что самые мелкие части, которые нельзя разглядеть ни в какой телескоп, еще
многочисленнее и еще шире разбросаны. Итак, результаты умозаключения и
наблюдения сходятся тут.
Допустим, что большинство этих внешних частиц туманного
вещества будет вовлечено в центральную массу задолго до того времени, когда она
получит определенную форму, но при этом мы должны предположить, что с иными из
самых мелких, наиболее отдаленных частиц этого не случится, что прежде, чем они
успеют приблизиться к центральной массе, она уменьшится до сравнительно
умеренных размеров. Спрашивается теперь, какие же будут отличительные признаки
этих запоздавших частиц.
Во-первых, они будут иметь или чрезвычайно эксцентрические
орбиты, или неэллиптические пути. Отстав в такое время, когда они двигались по
направлению к центру тяжести при незначительном отклонении, а потому, имея
весьма незначительные угловые скорости, они будут приближаться к центральной
массе по весьма удлиненным эллипсам и, стремительно обогнув ее, снова будут
уходить в пространство. Другими словами, они будут двигаться именно так, как
большинство комет, орбиты которых обыкновенно бывают или так эксцентричны, что
их нельзя отличить от парабол, или же это вовсе не орбиты, а пути, которые явно
или параболические, или гиперболические.
Во-вторых, они будут приходить со всех точек неба. Наша
гипотеза предполагает, что они отстали в такое время, когда туманная масса
имела неправильную форму и не приобрела еще никакого определенного
вращательного движения; а так как отделение их не произошло от одной
какой-нибудь поверхности туманной массы предпочтительно пред другой, то мы по
необходимости должны прийти к тому заключению, что они будут стремиться к
центральному телу с различных точек пространства. Оно, действительно, так и
бывает. Не похожие на планеты, орбиты которых приблизительно находятся в одной
плоскости, кометы имеют орбиты, которые не представляют никакого соотношения
одна к другой, пересекают плоскость эклиптики под всевозможными углами и имеют
оси, наклоненные к этой плоскости также под всевозможными углами.
В-третьих, эти наиболее отдаленные хлопья туманного вещества
в самом начале будут уклоняться от прямой линии на своем пути к общему центру
тяжести не все в одну какую-нибудь сторону, но каждый из них будет уклоняться в
ту сторону, какую определит его форма или его собственное первоначальное
движение. Оставшись позади еще прежде, чем вращение туманной массы успело
установиться, эти хлопья удержат каждый в отдельности свойственные им
различные, особые движения. Вот почему, следуя за сосредотачивающейся массой,
они будут, смотря по обстоятельствам, вращаться вокруг нее в различных
направлениях и равно часто как справа налево, так и слева направо. И тут
опять-таки вывод вполне совпадает с фактами. Между тем как все планеты
вращаются вокруг Солнца с запада на восток, кометы столь же часто вращаются
вокруг Солнца и с востока на запад, и с запада на восток. Из 262 комет,
открытых с 1680 г., 130 вращаются в одном направлении с планетами и 132 в
обратном. Эта равномерность получилась бы и по закону теории вероятностей.
Далее, в-четвертых, самое физическое устройство комет
совершенно согласно с нашей гипотезой {Правда, что с тех пор, как был написан
этот «Опыт», были высказаны соображения, в силу которых можно
заключить, что кометы состоят из бесчисленного множества метеоритов, окруженных
газообразным веществом Очень возможно, что это состав периодических комет,
которые, приближая свои орбиты к плоскости Солнечной системы, составляют
постоянные части этой системы и которые, как дальше будет указано, имеют
совершенно иное происхождение.}. Способность туманного вещества
сосредоточиваться в конкретную форму зависит от его массы. Для того чтобы
довести ее мельчайшие атомы до той степени сближения, которая требуется для
химического соединения, — другими словами, до той степени сближения, которая необходима
для произведение более плотного вещества, необходимо преодолеть их
отталкивание. Единственная сила, способная преодолеть их отталкивание,
заключается во взаимном их притяжении. Для того чтобы взаимное их притяжение
могло породить давление и температуру достаточной высоты, необходимо громадное
скопление этих атомов; и даже при этом условии сближение может медленно
подвигаться вперед только по мере того, как рассеивается развивающаяся теплота.
Но там, где количество атомов незначительно, а вследствие этого и сила их
взаимного притяжения мала, не будет ничего такого, что побуждало бы эти атомы
соединяться. Из этого мы заключаем, что эти оторванные частицы туманного
вещества должны будут оставаться в своем первобытном состоянии. Оказывается,
что на деле оно так и бывает с непериодическими кометами.
Мы уже видели, что этот взгляд на происхождение комет
согласуется с характером их орбит; причем доказательство, вытекающее отсюда,
гораздо серьезнее, чем было указано. Большинство кометных орбит причисляются к
параболическим; обыкновенно предполагают, что кометы являются из отдаленных
пространств и никогда более не возвращаются. Но не ошибочно ли причисляются их
орбиты к параболическим? Наблюдения над кометою, двигающейся по чрезвычайно
эксцентрическому эллипсу, возможные лишь тогда, когда она находится
сравнительно близко к перигелию, не дают возможности отличить ее орбиту от
параболы. Очевидно, было бы рискованно причислять ее к параболе лишь вследствие
того, что невозможно найти в ней элементы эллипса. Хотя только что упомянутое
затруднение является неизбежным следствием чрезвычайной эксцентричности орбиты,
тем не менее вполне возможно, что кометы имеют именно эллиптические орбиты.
Хотя пять или шесть из них считаются гиперболическими, тем не менее, как я узнал
от человека, обратившего особенное внимание на кометы, «такая орбита не
была вычислена ни для одной хорошо наблюденной кометы». Следовательно,
весьма возможно, что все орбиты суть эллипсы. Эллипсы и гиперболы имеют
бесчисленное разнообразие форм, но существует лишь одна форма параболы, или,
выражаясь точнее, все параболы сходны между собою, тогда как есть бесконечное
множество различающихся друг от друга эллипсов и гипербол. Следовательно, все
направляющееся к Солнцу из далекого пространства должно иметь точное количество
надлежащего движения, чтобы описать параболу; всякое другое количество дало бы
гиперболы или эллипсы. Если нет гиперболических орбит, то огромное большинство
вероятии стоит за то, что все орбиты эллиптические. Они именно такими и были бы,
если бы кометы имели выше предположенное происхождение.
А теперь от этих бродячих тел перейдем к более важным и
более знакомым нам частям Солнечной системы. Замечательная гармония,
существующая между их движениями, первая навела Лапласа на мысль, что Солнце,
планеты и спутники их произошли из одного и того же генетического процесса.
Подобно тому как сэр Вильям Гершель был приведен своими наблюдениями туманных
пятен к заключению, что звезды произошли от сгущений вещества, рассеянного в
пространстве, так и Лаплас своими наблюдениями над устройством Солнечной
системы был приведен к заключению, что особенности ее могут быть объяснены лишь
вращением сгущающегося вещества. В своем «Изложении системы мира» он
вычисляет следующие факты, как главнейшие доказательства, говорящие в пользу
теории развития: 1) движение всех планет в одном и том же направлении и почти в
одной и той же плоскости, 2) движение спутников в одном направлении с
планетами, 3) вращение этих различных тел и Солнца на своих осях, происходящее
в одном направлении и почти в одной плоскости с их движением по орбитам, 4)
незначительную эксцентричность орбит планет и их спутников, составляющую такую
резкую противоположность с большою эксцентричностью кометных орбит. По его
вычислению, вероятность, что эти гармоничные движения имеют одну общую причину,
равняется двумстам тысячам биллионов против единицы. И заметьте, что эта
громадная вероятность указывает на существование общей причины не в той форме,
как ее обыкновенно понимают — в смысле незримой силы, действующей в качестве
«великого художника, но в смысле незримой силы, действующей путем
постепенного развития. Хотя сторонники обычной гипотезы и могут возразить, что
движение планет вокруг Солнца в одном направлении и приблизительно в одной
плоскости было необходимо для устойчивости всей системы, они не в состоянии
объяснить этим же доводом одинаковость направления в движении этих тел вокруг
их осей {Хотя закон этот неприложим к периферии Солнечной системы, тем не менее
он неприложим только в тех случаях, когда ось вращения вместо того, чтобы быть
почти перпендикулярною к плоскости орбиты, очень мало к ней наклонена, и где
поэтому силы, стремящиеся произвести соответствие движений, не могли в
достаточной степени проявить свое действие.}. Механическое равновесие нисколько
не было бы нарушено, если бы Солнце вовсе не имело вращательного движения
вокруг своей оси или если бы оно вращалось на своей оси в направлении,
противоположном тому, в котором двигаются вокруг него планеты, или же — в
направлении, пересекающем под прямым углом плоскость их орбит. С равной
безопасностью движение Луны вокруг Земли могло бы быть обратно движению Земли
вокруг своей оси; равным образом движение спутников Юпитера или Сатурна могло
бы не согласоваться с направлением, в котором эти планеты вращаются на своей
оси. Но так как ни одна из этих возможностей не имела места, то это
единообразие должно быть рассматриваемо и в настоящем случае, и во всех других
как доказательство подчиненности этих явлений некоторому общему закону; оно предполагает
существование того, что мы называем естественной причинностью в
противоположность произвольному устроению.
Таким образом, гипотеза развития была бы единственной
вероятной даже и при отсутствии всяких указаний на частности этого развития. Но
когда математик, авторитет которого не имеет себе равного, предлагает нам
определенную теорию этого развития, основанную на положительно дознанных
механических законах и объясняющую вполне как эти различные особенности, так и
многие другие, второстепенные, то нам не остается почти никакой возможности
устоять против того умозаключения, что Солнечная система произошла путем
постепенного развития.
Что касается общего содержания теории Лапласа, то вряд ли
его нужно здесь излагать. Популярные астрономические сочинения достаточно
ознакомили большинство читателей с воззрениями Лапласа, что вещество,
сгустившееся в настоящее время в Солнечную систему, составляло некогда обширный
вращающийся, чрезвычайно разреженный сфероид, простиравшийся за пределы орбиты;
что, по мере того как этот сфероид сжимался, скорость его вращения неизбежно
возрастала; что возрастание центробежной силы от времени до времени
препятствовало экваториальному поясу участвовать в дальнейшем движении
сосредоточивавшейся массы, вследствие чего экваториальный пояс отставал в виде
вращающегося кольца; что каждое из этих вращающихся колец, отделявшихся таким
образом периодически, с течением времени разрывалось в какой-нибудь наиболее
слабой точке и, сжимаясь мало-помалу, собиралось во вращающуюся массу; что и в
этой массе, так же как и в первоначальной массе, из которой она образовалась,
скорость вращения возрастала по мере уменьшения массы в объеме, и там, где
центробежная сила была достаточно велика, отрывались подобным же образом
кольца, которые окончательно стягивались во вращающиеся сфероиды, и что таким
образом из этих первичных и вторичных колец образовались планеты и их спутники,
между тем как из центральной массы образовалось Солнце. Кроме того, известно,
что это априористическое умозаключение вполне согласуется с результатами,
добытыми опытом. Д-р Плато показал, что, когда масса какой-нибудь жидкости
ограждена, насколько это возможно, от влияния внешних сил, она непременно
образует отдельные кольца, как скоро ее заставят вращаться с надлежащей быстротой,
и что кольца эти образуют сфероиды, которые будут вращаться на своих осях в том
же направлении, как и центральная масса. Таким образом, как скоро дана
первобытная туманная масса, которая, приобретая вышесказанным путем
вращательное движение, сосредоточивается под конец в обширный сфероид
воздухообразного вещества, вращающийся вокруг своей оси, — все остальное
объясняется механическими законами. Генезис Солнечной системы, выказывающей
движения, подобные тем, которые мы наблюдаем в нашей, может быть предсказан, и
умозаключение, на котором основано это предсказание, подтверждается опытом
{Правда, не все положения Лапласа, в том виде, в каком он изложил их, изъяты от
возражений. Один астроном, авторитет которого стоит чрезвычайно высоко и
которому я очень обязан за некоторые критические замечания, сделанные им по
поводу настоящей статьи, принимает за «гораздо более вероятное», что
«кольцо туманного вещества, вместо того чтобы разорваться в одной
какой-нибудь точке и стягиваться в одну массу, распадется на несколько
масс» Этот возможный исход, действительно, кажется правдоподобнее. Но,
допустив даже, что кольцо туманного вещества распадется на несколько масс, все
же можно возразить, что так как надо принять вероятность в размерах отношения
бесконечности к единице против того предположения, чтобы эти массы вышли
одинаковой величины и находились друг от друга на одинаковом расстоянии, то они
могут остаться равномерно распределенными вдоль своей орбиты, эта
кольцеобразная цепь газообразных масс должна распасться на несколько групп, эти
группы, при некоторых обстоятельствах, сольются в более крупные группы, и
окончательным результатом будет образование одной массы. Я обратился с этим
вопросом к одному астроному, авторитет которого едва ли уступает авторитету
того, о котором было говорено выше, и он согласился со мною, что процесс,
вероятно, совершится таким образом.}.
Но посмотрим теперь, не объясняются ли таким же образом,
кроме этих наиболее выдающихся особенностей Солнечной системы, и другие,
второстепенные. Начнем с соотношения между плоскостями планетных орбит и
плоскостью солнечного экватора Если бы в то время, когда сфероид туманного
вещества простирался за пределы орбиты Нептуна, все его части вращались в
совершенно одинаковой плоскости или, вернее, в параллельных плоскостях; если бы
все его части имели одну и ту же ось, то плоскости последовательных колец
совпадали бы одна с другою и с плоскостью солнечного вращения. Но достаточно
припомнить ранние периоды сгущения туманных масс, чтобы понять, что такого рода
полное единообразие движения не могло существовать. Хлопья, которые, как мы уже
говорили, оседали из неправильной, далеко рассеянной в пространстве туманной
массы и со всевозможных точек ее устремились к общему своему центру тяжести,
должны были двигаться не в одной плоскости, но по бесчисленному множеству
плоскостей, пересекающих одна другую под всевозможными углами. Постепенное
установление того вращательного движения, которое, как мы теперь видим,
указывало на спиральные туманности, есть постепенное приближение к движению в
одной плоскости. Но эта плоскость может определиться лишь с течением времени.
Те хлопья, которые вращаются не в этой плоскости, но вступают в соединяющую
массу под различными углами, будут стремиться совершать свое вращение вокруг
своего центра, каждый в своей плоскости, и лишь с течением времени их движения
будут отчасти уничтожены противоположными движениями, отчасти же сольются с
общим движением. В особенности долго будут удерживать свое более или менее
независимое направление те части вращающейся массы, которые находятся на самой
окраине ее. Вот почему всего вероятнее, что плоскости колец, отделившихся
прежде других, будут значительно разниться от средней плоскости всей массы,
между тем как плоскости тех колец, которые отделились позже, будут разниться от
нее менее. И тут опять-таки вывод в значительной степени совпадает с
наблюдением. Хотя изменение и не представляет совершенной правильности, все же
мы видим, что средним числом наклон уменьшается по мере приближения к Солнцу. И
это все, что мы можем ожидать Так как части туманного сфероида должны были
получиться с различными наклонами, то его слой должен был иметь плоскости
вращения, уклоняющиеся от средней плоскости, в степени не всегда
пропорциональной их расстоянию от центра.
Посмотрим теперь движение планет вокруг их осей. Лаплас
приводил в числе прочих доказательств, говорящих за существование общей
генетической причины, тот факт, что планеты вращаются на своих осях в том же
направлении, в котором они движутся вокруг Солнца, и что оси их приблизительно
перпендикулярны к их орбитам. Позднее было открыто, что Уран составляет
исключение из общего правила, и еще позднее оказалось, что подобное же
исключение составляет Нептун; так, по крайней мере, мы вправе думать, судя по
движению спутников этих двух планет. Эта аномалия бросала, как полагали,
сильную тень сомнения на умозрения Лапласа; с первого взгляда оно,
действительно, так и есть. Но достаточно, кажется, некоторого размышления,
чтобы убедиться, что аномалия эта вовсе не составляет неразрешимой загадки.
Лаплас просто зашел слишком далеко, выставив несомненным результатом генезиса
туманных масс то, что в некоторых случаях представляется не более как вероятным
его результатом. Причину, определяющую направление вращения, он видит в большей
абсолютной скорости внешней части отделившегося кольца. Но при известных
условиях эта разница в скорости может быть незначительна, если еще вообще она
существует. Если масса туманного вещества, приближающаяся спирально к
центральному сфероиду и в конце концов присоединяющаяся к нему по касательной,
состоит из частей, имеющих одинаковую абсолютную скорость, то, когда она
соединится с экваториальной окружностью сфероида и будет двигаться вместе с
нею, ее наружные части приобретут меньшую угловую скорость, чем внутренние.
Отсюда следует, что если при одинаковой угловой скорости наружных и внутренних
частей отделившегося кольца является стремление к вращению вокруг оси в том же
направлении, как по орбите, то можно заключить, что при меньшей угловой
скорости наружных частей кольца, чем внутренних его частей, результатом явится
стремление к вращению в направлении обратном. Другое весьма важное
обстоятельство составляет форма сечения кольца; форма эта в каждом отдельном
случае должна была быть более или менее различна. Чтобы пояснить это,
необходимо прибегнуть к примеру. Вообразим себе апельсин, причем точки, где
апельсин примыкал к стеблю и к чашечке, будут изображать полюсы. Вырежем из
корки вокруг линии экватора полоску. Эта полоска, если ее положить на стол так,
чтобы концы ее сходились, образует кольцо, похожее на обруч бочонка, кольцо,
толщина которого по направлению его диаметра весьма незначительна, но ширина
которого в направлении, перпендикулярном к его диаметру, довольно значительна.
Предположим теперь, что вместо апельсина, который представляет сфероид, очень
мало сплющенный, мы возьмем более сплющенный сфероид, имеющий форму не слишком
выпуклого, чечевицеобразного стекла. Если с краев или с экватора этого
чечевицеобразного стекла мы отрежем небольшое кольцо, это кольцо будет
разниться от предыдущего в том отношении, что наибольшая толщина его будет
приходиться по направлению его диаметра, а не в линии, пересекающей его диаметр
под прямым углом: это будет кольцо, несколько приближающееся к форме диска, только
гораздо более тонкое. Итак, смотря по степени приплюснутости вращающегося
сфероида, отделившееся кольцо может иметь или форму обруча, или форму диска.
При этом следует принять в соображение еще один факт. В значительно
приплюснутом или чечевицеобразном сфероиде форма кольца может быть различна,
смотря по его величине. Очень тонкое кольцо, такое, которое захватило только
самый верхний слой экваториальной поверхности, будет иметь форму обруча, между
тем как более массивное кольцо, захватившее более удобоизмеримую часть диаметра
сфероида, примет форму диска. Таким образом, смотря по степени сплющенности
сфероида и по объему отделившегося кольца, наибольшая толщина этого кольца
будет приходиться или в направлении его плоскости, или по линии, перпендикулярной
к его плоскости. Но обстоятельство это должно иметь сильное влияние на вращение
планеты, образующейся впоследствии из кольца. В туманном кольце, имеющем вполне
обручеобразную форму, разница между скоростями движения внутренней и внешней
поверхности должна быть очень незначительна. И такое кольцо, собравшись в
массу, наибольший диаметр которой пересекает под прямым углом плоскость ее
орбиты, придаст почти наверно этой массе преобладающее стремление вращаться в
направлении, пересекающем плоскость орбиты под прямым углом. Там, где кольцо
имеет не вполне обручеобразную форму и где, следовательно, различие между
скоростью вращения внутренних и внешних слоев значительнее, там должны
оказывать влияние два противоположных стремления: одно — побуждающее массу вращаться
к плоскости орбиты, другое — побуждающее ее вращаться в направлении,
перпендикулярном к этой плоскости; вследствие чего плоскость вращения примет
некоторое среднее положение. Наконец, если туманное кольцо имеет резко
выраженную дискообразную форму и вследствие этого сливается в массу, наибольшие
размеры которой совпадают с плоскостью орбиты, оба эти стремления соединятся,
чтобы вызвать вращение в этой плоскости.
Справляясь с фактами, мы видим, что они, насколько наши
сведения позволяют нам судить, вполне согласуются с этим воззрением. Судя по
громадной величине орбиты Урана и сравнительной незначительности его массы, мы
можем заключить, что кольцо, из которого он образовался, было сравнительно
тонкое и потому долженствовало иметь обручеобразную форму, в особенности если
туманная масса была в то время менее приплюснута, чем впоследствии. Отсюда
возникли: плоскость вращения, почти перпендикулярная к орбите планеты, и
направление вращения, не выказывающее никакого соотношения к движению планеты
по ее орбите. Масса Сатурна в семь раз больше массы Урана, диаметр же его
орбиты составляет менее чем половину диаметра орбиты последнего; из этого
следует, что генетическое кольцо Сатурна, имея окружность, меньшую половины
окружности кольца Урана, и толщину в вертикальном направлении, меньшую половины
толщины его,
