Елена Сапарина - Небесный землемер

Но притяжение Солнца и Луны, вызывающее приливы в самом теле Земли, влияет и на вес земных предметов. Солнце и Луна тянут их к себе и тем самым не дают Земле притягивать тела в полную мощь. Вот почему в новолуние, когда усилия Луны и Солнца направлены в одну сторону, все земные тела становятся чуточку легче, чем в остальные дни месяца.

«Солнечные» изменения в весе страшно малы. Поэтому обнаружить их очень трудно. А если на пути тяжести, изливающейся из Солнца, окажется Луна? Может быть, солнечное тяготение не пройдет сквозь нее и все тела в этот момент «полегчают»? Но, как показывает практика, загородиться от тяготения удалось пока лишь авторам фантастических романов.

Настолько велика разница в характере поля тяжести и других известных полей, что многие ученые справедливо сомневаются, существуют ли эти самые гравитоны или тела тяжелые вовсе не потому, что они их излучают.

Окажется ли тяжесть «сотканной» из гравитонов, построенной из других «кирпичей» или даже вовсе без них, а разгадка природы тяжести — впереди.

Представим себе такое время, когда ученые заставят тела испускать меньшее поле тяжести. И, послушные человеку, такие тела вдруг станут легче. Захотят — и вообще ни одна «порция» тяготения не вылетит наружу. Произойдет удивительнейшее чудо: тело лишится тяжести, и его можно будет прямо с Земли забрасывать в космические дали.

И тогда не со страниц фантастического романа, а с реальной Земли поднимутся в космос невесомые корабли и отправятся путешествовать по вселенной — свободные, сильные своей независимостью от оков тяжести, как те, которые создал когда-то своим воображением мечтатель-фантаст Уэллс.

Но имеет ли все это какое-нибудь отношение к геодезии? Ведь, определяя форму Земли, ученые измеряют, так сказать, величину тяжести, а не ее «качество»? Не все ли равно, каково «внутри» поле тяготения, окружающее Землю, если нам важно знать распределение силы тяжести по земной поверхности? Вспомним, что сила тяжести в том или ином месте зависит от того, какое строение имеет здесь земная толща: плотная она или нет. А свойства любых пород зависят в конечном счете от того, как устроены их молекулы и атомы.

Выходит, что тяжесть рождается в атомах вещества Земли. А мы уже знаем, что атом — это как бы горсточка крохотных частичек, накрепко связанных друг с другом большими и маленькими полями. «Нити» тяжести и электромагнитные «веревочки» цепко держат эти частички, привязывая их к ядру атома, не давая им разлететься в разные стороны. А аналогичные «нити», только еще более прочные, не дают рассыпаться и самому ядру.

Больше того, все сильнее и сильнее склоняются физики к тому, что и сами внутриатомные частицы — это не «крупинки» вещества, как думали еще совсем недавно, а продолжение все того же поля, как бы наиболее возбужденные его части.

Получается, что поле тяжести существует не только вокруг планеты, но и сама наша Земля — это своего рода колоссальное скопление крохотных полей тяжести. Вот почему, меряя тяжесть в различных местах Земли, геодезисты говорят, что они определяют поле тяжести. Измерить поле тяжести на земной поверхности — это и значит определить форму Земли. Так современная атомная физика и то оказалась, хоть и косвенным образом, причастной к исследованиям все той же «несложной», как думали поначалу, проблемы: какой же формой природа наградила нашу планету?

Собственно, на этом можно было бы и закончить рассказ о тех разнообразных науках, которые помогают измерять Землю, если бы на одном из заключительных заседаний X Международного астрономического съезда не прозвучало название новой науки, на которую теперь возложены тяготы по определению фигуры нашей планеты.

«Я бы назвал ее спутникия, — сказал один из зарубежных ученых, участник X Международного астрономического съезда, — эту новую науку, которая родилась 4 октября 1957 года».

И с ним можно согласиться. Исследование мира с искусственных небесных тел — это действительно целая новая наука.

Сейчас, когда космическое пространство прочерчено следами рукотворных небесных тел — вершины современной технической и научной мысли, особенно ярко видно, какой огромный путь развития знаний о Земле лежит позади.

Она началась с простой геометрии — наука, взявшаяся измерить земной шар. Круг с точкой посредине, два радиуса к двум городам. Какая часть всей окружности между ними? Вот и весь комплекс проблем. И решаются они просто — главным образом на бумаге. А тот кусок, который надо промерить на самой Земле, определяется тоже без особого труда — с помощью линейки. Так меряли круглую и сплюснутую Землю.

Неправильную бугристую Землю помогла измерить новая наука — гравиметрия. И, наконец, сейчас на помощь ей уже включилась спутникия, исследующая мир с помощью искусственных астрономических тел.

Но, может быть, не надо было тратить «попусту» столько сил и стараний на изучение фигуры Земли прежними способами, если всесильная спутникия все равно скажет, что Земля не шар, не эллипсоид и не геоид даже, а еще какой-то новый «оид»? И как же быть со всеми этими многолетними спорами, экспедициями, открытиями?

Значит, все предыдущие столетия геодезия только и делала, что без конца «ошибалась», утверждая, будто Земля то правильное геометрическое тело, то неровная, вообще ни на что не похожая «глыба»? И, выходит, зря отдал жизнь за круглую Землю итальянец Асколи, напрасно на протяжении полувека спорил с Французской Академией непримиримый Ньютон, и крупнейшие академии мира впустую тратили огромные средства на землемерные экспедиции?

Конечно, нет. Ньютон не мог бы доказать, что Земля сплюснута, если бы Магеллан до этого не объехал вокруг круглой Земли, отвоеванной у плоского «блина» церковников. А бугристый геоид не был бы нам теперь известен, если бы мы не узнали раньше, что Земля сплюснута. И Землю нельзя было бы измерять из космоса, если бы, путешествуя по неровной Земле, геодезисты не сообразили, что ее надо не обмерять линейкой, а «взвешивать», используя для этого «гирю».

Каждое следующее открытие «новой» формы Земли не уничтожало старые представления, а лишь уточняло их. И каждое такое уточнение достигалось с помощью нового способа измерения, с помощью новой науки, вливавшейся в русло геодезии. Земля считалась круглой, пока ее измеряли чисто геометрически, на бумаге. Но это была лишь приблизительно определенная форма. Земля стала в наших глазах эллипсоидом, когда ученые стали мерить ее тщательнее, прикладывая во многих местах к земной поверхности «градусный аршин».

И это было вторым уточнением, но все еще дававшим приблизительное представление о нашей планете. И таким же неокончательным, но гораздо более близким к действительному, чем шар или эллипсоид, является представление о геоиде и квазигеоиде, которые измеряют не линейкой, а «взвешивая» отдельные участки Земли.