Ответ на третий вопрос: «Какова будет продолжительность полёта снаряда, выпущенного с достаточной начальной скоростью, и в какой момент должен быть выпущен снаряд, чтобы он мог достигнуть Луны в определённой точке?»
Если бы ядро всё время сохраняло первоначальную скорость 12 тысяч ярдов в секунду, оно долетело бы до Луны приблизительно в девять часов; но так как скорость ядра непрерывно убывает, то, как показывают вычисления, понадобится 300 тысяч секунд, то есть 83 часа 20 минут, чтобы ядро достигло точки, где притяжение ядра Землёю и притяжение его Луною окажутся равными между собой; начиная с этой точки ядро будет падать на Луну в течение 50 тысяч секунд, то есть 13 часов 53 минуты и 20 секунд. Поэтому ядро следует выпустить за 97 часов 13 минут и 20 секунд до прохождения Луны через намеченную точку её пути.
Ответ на четвёртый вопрос: «В какой именно момент Луна будет находиться в положении наиболее благоприятном для того, чтобы ядро достигло её поверхности?»
На основании вышесказанного необходимо прежде всего определить время, когда Луна будет находиться в перигее, а также момент, когда она будет в зените; тогда расстояние убавится ещё на величину земного радиуса, то есть на 3919 миль; поэтому длина пути снаряда окончательно определится примерно в 214 976 миль. Но хотя Луна и каждый месяц бывает в перигее, она не всегда находится в этот момент в зените. Подобное совпадение повторяется через большие промежутки времени. Поэтому необходимо дождаться момента нахождения её в перигее и в зените. К счастью, такое совпадение произойдёт 4 декабря будущего года: ровно в полночь Луна будет в своём перигее, то есть в наименьшем расстоянии от Земли, и в тот же момент окажется в зените.
Ответ на пятый вопрос: «В какую именно точку небосвода следует нацелить пушку, из которой будет выпущен снаряд на Луну?»
Из предыдущих указаний явствует, что пушку нужно целить в зенит того места, где будет произведён выстрел; следовательно, направление выстрела будет перпендикулярно к плоскости горизонта, и таким образом снаряд быстрее освободится от действия земного притяжения. Но, чтобы Луна могла пройти через зенит данного места, надо, чтобы географическая широта этого места не превышала градуса отклонения этого светила, другими словами — оно должно находиться между 0° и 28° северной или южной широты. Во всяком другом месте придётся целить под острым углом, и это явится крайне неблагоприятным условием для успеха опыта.
Ответ на шестой вопрос: «В какой точке небосвода будет находиться Луна в момент, когда выстрелит пушка?»
Так как в течение суток Луна передвигается по небу с запада на восток на 13°10′ 35'' то в момент выстрела она должна находиться западнее зенита на расстоянии, в четыре раза превышающем её суточный путь, то есть на 52°42′ 20''; это как раз то расстояние, которое она должна пройти во время полёта ядра. Кроме того, необходимо принять во внимание отклонение ядра от вертикального направления вследствие вращательного движения Земли. К моменту, когда ядро достигнет Луны, она отклонится на расстояние, равное шестнадцати земным радиусам, что в применении к лунной орбите составляет примерно 11°. Эти 11° следует прибавить к цифре, выражающей отклонение Луны от зенита, что составит в круглых числах 64°. В общем, в момент выстрела луч зрения от данного места к центру Луны должен составить угол в 64° с вертикалью данного места.
Из этого вытекает следующее:
1. Пушка должна быть установлена в местности, находящейся между 0° и 28° северной или южной широты.
2. Пушка должна быть нацелена в зенит этой местности.
3. Снаряд должен обладать первоначальной скоростью 12 тысяч ярдов в секунду.
4. Выстрел должен произойти 1 декабря следующего года в 10 часов 46 минут 40 секунд вечера.
5. Снаряд достигнет Луны через 4 дня, то есть 4 декабря, ровно в полночь, когда центр Луны будет проходить через зенит.
Посему членам «Пушечного клуба» надлежит безотлагательно приступить к необходимым работам и к указанному сроку быть совершенно наготове; если они пропустят 4 декабря, им придётся ждать 18 лет и 11 дней, пока вновь не совпадёт нахождение Луны в перигее с прохождением её через зенит.
Совет Кембриджской обсерватории предоставляет себя в полное распоряжение членов «Пушечного клуба» для разрешения всяких теоретических астрономических вопросов и в настоящем письме присоединяет свои поздравления к поздравлениям всей Америки.
За членов совета
Глава пятаяПовесть о Луне
Если бы наблюдатель, одарённый бесконечно острым зрением, очутился в том неведомом центре, вокруг которого обращается вселенная, в эпоху, когда мир находился ещё в хаотическом состоянии, он увидел бы неисчислимые мириады атомов, которые заполняли всё космическое пространство. Но мало-помалу в течение бесчисленных веков произошли перемены: проявился закон всемирного тяготения, под влияние которого подпали блуждающие атомы; эти атомы стали соединяться, группируясь в силу химического средства; так возникли молекулы, образовавшие скопление материи — туманности, которыми усеяны глубины небес. Эти скопления материи тотчас получили вращательное движение вокруг центральной точки. Этот центр, состоящий из разрежённых молекул, начал также вращаться вокруг своей оси; причём, по непреложным законам механики, по мере того как уменьшался вследствие сжатия его объём, движение его ускорялось, и в результате этих двух непрерывно действующих факторов в туманности образовалось центральное ядро — главная её звезда.
Внимательно вглядываясь, наблюдатель заметил бы, что и остальные молекулы, образующие скопление материи, проходят через те же стадии, точно так же сгущаются в результате всё ускоряющегося вращательного движения, образуя несметное число звёзд, вращающихся вокруг центрального светила. Так возникло звёздное скопление, или туманность. Таких туманностей насчитывают в настоящее время до пяти тысяч.
Одна из этих пяти тысяч туманностей, получившая название Млечного Пути, насчитывает восемнадцать миллионов звёзд, каждая из которых является центром своего «мира».
Если бы наблюдатель остановил своё внимание на одном из этих восемнадцати миллионов светил, довольно скромном и не особенно ярком, на звезде четвёртой величины, которая носит гордое название Солнце, — он увидел бы, как она последовательно проходит все стадии процесса, приводящего к возникновению космических тел.
Сперва он увидел бы, как Солнце, ещё газообразное, состоящее из подвижных молекул, вращается вокруг своей оси, постепенно сгущаясь. Согласно законам механики, это движение должно было всё ускоряться по мере уменьшения объёма, и должен был наступить момент, когда центробежная сила преодолеет силу центростремительную, притягивающую молекулы к центру.
Тогда наблюдатель стал бы свидетелем нового явления: находящиеся в зоне экватора несчётные молекулы отлетели бы от Солнца, как камень от пращи, и приняли бы форму колец, наподобие тех, которые окружают Сатурн. Но эти кольца космической материи при быстром вращении вокруг центральной массы в свою очередь должны были разорваться и превратиться во вторичные туманности, из которых и возникли планеты.
Если бы наблюдатель сосредоточил своё внимание на планетах, он увидел бы, что они повторяют все стадии, пройденные Солнцем, и на определённом этапе вокруг них образуется одно или несколько колец, дающих начало светилам низшего порядка, так называемым спутникам (сателлитам).
Таким образом, небесные тела, начиная с первых дней мироздания, претерпевали целый ряд превращений; из атомов образовались молекулы, из молекул — туманности, из туманности — центральная звезда, из центральной звезды — Солнце, из Солнца — планеты и из планеты — её спутники.
Солнце как бы затеряно в безбрежном пространстве звёздной вселенной, а между тем, как установлено астрономами, оно входит в состав звёздной туманности, носящей название Млечного Пути. Правда, Солнце — центр отдельного «мира», но оно кажется ничтожным перед неизмеримыми безднами неба. Впрочем, для нас оно всё-таки огромно, ибо его объём в миллион четыреста раз больше объёма земного шара. Вокруг Солнца вращаются восемь планет, вышедших из его недр в первые дни творения. Ближайшая из них — Меркурий, затем по мере удаления от Солнца следуют Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Кроме того, в пространстве между Марсом и Юпитером вращаются по определённым орбитам другие тела меньших размеров, быть может осколки планеты, некогда рассыпавшейся на тысячи кусков; таких астероидов до последнего времени обнаружено в телескоп девяносто семь.
У некоторых из этих приближенных Солнца, удерживаемых им на эллиптических орбитах в силу великого закона тяготения, в свою очередь имеются спутники: у Урана и Сатурна — по восемь, у Юпитера — четыре, у Нептуна, вероятно, два, у Земли — один; это светило, одно из самых незначительных в Солнечной системе, называется Луной, — и нужен был смелый гений американцев, чтобы возникла мысль о завоевании нашего спутника.
Ночное светило, вследствие близости своей к Земле и правильного чередования фаз, наряду с Солнцем издавна привлекало внимание жителей Земли. Но на Солнце больно смотреть, слишком яркий его свет всегда заставлял людей опускать глаза.
Рис. Фазы Луны
Белокурая Феба более человечна и благосклонно даёт любоваться своей скромной прелестью; её свет мягок для глаз, она не горда, хотя порой и затмевает своего брата, лучезарного Аполлона, а ему никогда не позволяет затмевать себя. Магометане давно оценили по достоинству верную подругу Земли и исчисляют время по обращению Луны вокруг Земли.
Народы древности почтили особым культом эту девственную богиню. Египтяне называли её Изидой, финикияне именовали её Астартой, у древних греков она была Фебою, дочерью Латоны и Юпитера, и они объясняли её затмения таинственными свиданиями Дианы с красавцем Эндимионом. Если верить мифологии, немейский лев разгуливал по лунным долинам ещ