Константин Циолковский - Промышленное освоение космоса

Наблюдаемые тела, помещенные в свободном пространстве, естественно назвать свободными. Такая среда теоретически может и не иметь границ, в таком случае я назову ее безграничной. Существование свободного пространства кажется немыслимым в действительности, потому что силы тяготения не могут быть устранены.

Распространенность свободного пространства

Но на основании законов же тяготения я объясню, что такая среда приблизительно может быть получена искусственно в мире и даже на нашей Земле.

Мало того — она не только может быть получена, но даже существует в действительности и не в виде исключения, но я сейчас докажу, что большая часть видимого нами звездного пространства есть приблизительно пространство свободное. Поэтому, если человек — участник не только Земли, но и неба, то явления свободного пространства должны быть ему особенно интересны. Звезды помещены в свободном пространстве, и большая часть мирового пространства — есть пространство свободное.

Представим себе мировое пространство, усеянное звездами и планетами.

Наблюдения астрономов показывают (последующие числа взяты из популярной астрономии Араго), что скорость, с которою движется центр тяжести Солнечной системы, составляет около 8 км/сек.

Движения других звезд также не очень многим отличаются от движения нашего Солнца. Так, наибольшая из замеченных скоростей — скорость Арктура — составляет приблизительно 80 км/сек.

Рассмотрим влияние тяготения на тела, помещенные в пространстве движения Арктура.

Если бы скорость Арктура никогда не изменяла своей величины и направления, то из этого можно [было] бы заключить, что Арктур движется по инерции и что на него не действует тяготение окружающих звезд. Или, может быть, тяготение одной части звезд уничтожает притяжение остальной противоположной части звезд.

В последнем случае пространство Арктура можно назвать средою уравновешенных сил тяготения.

Явления этой среды совершенно те же, что и явления среды, совсем лишенной тяготения. Поэтому и в таком случае можно сказать, что пространство Арктура — свободное пространство. Но, может быть, Арктур не движется равномерно, может быть, он даже несколько тысяч лет тому назад совсем был неподвижен и только влияние звезд сообщило ему скорость в 80 км/сек. В таком случае нужно допустить, что равнодействующая сил тяготения звезд не равна нулю, а имеет некоторую величину.

Определением этой величины я и займусь. Если эта равно-действующая имеет какую-нибудь определенную величину, то, по крайней мере, в продолжение нескольких тысяч лет величина и направление этой равнодействующей не могли измениться. Действительно, угловые положения звезд с древних времен почти не изменились, так что и равнодействующая сил, истекающих из этих звезд, также не могла изменить ни своего направления, ни напряжения.

Итак, в продолжение нескольких тысяч лет (допустим 3 тыс.) на Арктур действовала постоянная сила тяготения, которая сообщила ему скорость не более 80 км/сек. (Предполагая это ускорение постоянным, нетрудно его вычислить и сравнить с ускорением тел у земной поверхности).

Ускорение Арктура в 1 сек равно 80-1000: (3000×365×24×60×60), т. е. около 1/1 000 000 = 0,000001 м/сек 2.

Ускорение же тела у земной поверхности составляет около 10 м/сек 2. Последнее больше первого в 10: 1/1 000 000 = 10 000 000.

Следовательно, земная поверхностная тяжесть в десять миллионов раз больше той тяжести, которая приводит в движение Арктур.

Но, по всей вероятности, на Арктур действует почти постоянная сила, почти по одному направлению уже миллионы или триллионы лет, и, следовательно, величина этой силы в биллионы раз меньше земной тяжести у поверхности.

Действие тяготения на другие звезды гораздо слабее его действия на Арктур, который, может быть, находится близ какой-нибудь звезды. Так, [скорость] движения Солнца, я уже говорил, составляет около 8 км/сек.

Итак, большинство небесных тел (звезды) помещены в пространстве, где они почти предоставлены самим себе, потому что влияние на них окружающих звезд чрезвычайно слабо.

Таким образом, мировое пространство есть свободное пространство, а звезды — тела свободные.

Конечно, с миллионами лет должно обнаружиться влияние их друг на друга, криволинейность их путей — верный признак влияния сил тяготения, но в продолжение нескольких веков их движения не могут заметно отличаться от тех движений, которые бы они совершали, если бы были помещены в свободном пространстве.

Хотя звезда, рассматриваемая как целое, и помещена в свободном пространстве, но нельзя того же сказать про части этой звезды, которые имеют более или менее значительное притяжение друг к другу.

Так, тела, лежащие на поверхности Солнца, помещены в среде, тяготение которой в 28 раз больше земного.

Вообще сила тяжести заметно обнаруживается только на телах, находящихся от поверхности звезды на расстоянии не очень большом в сравнении с радиусом звезды. С удалением же посторонних тел от центра она быстро ослабевает. Так, на расстоянии от центра звезды в тысячу радиусов сила ее притяжения уменьшается уже в 1 000 000 раз сравнительно с поверхностным притяжением звезды.

Междузвездные же расстояния огромны не только в сравнении с поперечниками небесных тел, но даже в сравнении с тысячами этих поперечников; так что понятно, объем среды едва заметного или даже вовсе незаметного тяготения (по отношению к земной тяжести) во много раз превышает объем среды заметного притяжения.

Место в природе для наблюдений явлений свободного пространства

Вообразим, что одна из звезд, например Сириус, исчезла без следа, и на место этой звезды явилась группа тел, сумма масс которых составляет не более тысячи или миллиона тонн. В таком случае взаимным притяжением их можно пренебречь; ежедневный опыт на Земле не показывает, насколько незначительно это притяжение, — он показывает только, что оно незаметно или ничтожно.

В теорию же тяготения пока нет надобности вдаваться. Таким образом, группа взятых тел будет находиться в свободном пространстве.

Вместо того чтобы уничтожать и притом без следа звезду, мы можем нашу группу поместить где-нибудь между звездами — только подальше от их поверхностей, так чтобы из этой группы все небесные тела и, между прочим наше Солнце, казались маленькими звездочками. Этот способ отыскать себе местечко для наблюдений явлений свободного пространства, гораздо естественнее предыдущего.

Можно даже и не создавать желаемую группу между звездами, потому что, несомненно, такие группы в бесчисленном множестве рассеяны по всему мировому пространству, и мы можем выбрать любую — стоит только поискать. Разве поиски могут быть трудны? Ну, в этом лежит гипотеза.