Карл Саган - Мозг Брока. О науке, космосе и человеке

Гипотеза Великовского начинается с события, которое никогда не наблюдали астрономы и которое противоречит тому, что мы знаем о физике планет и комет, а именно – отделение объекта, имеющего размеры планеты, от Юпитера возможно при его столкновении с другой гигантской планетой. Такое распространение катастроф, обещал Великовский, будет «темой продолжения “Столкновения миров”». Тридцать лет спустя продолжения этого описания так и не появилось. Основываясь на том факте, что афелии (самые удаленные от Солнца точки) орбит короткопериодических комет [64] Короткопериодические кометы – кометы, которые движутся по орбитам с коротким периодом обращения, меньше 200 лет, или которые наблюдались в течение более чем одного прохождения перигелия (ближайшей к Солнцу точки орбиты). – Прим. ред. по статистике чаще всего находятся рядом с Юпитером, Лаплас и другие первые астрономы предположили, что Юпитер является источником таких комет. В этой гипотезе нет необходимости, потому что сейчас мы знаем, что долгопериодические кометы могут перейти на траектории с коротким орбитальным периодом из-за гравитационных возмущений со стороны Юпитера; в течение одного или двух столетий эту точку зрения никто не поддерживал, кроме советского астронома С. К. Всехсвятского, который считает, что спутники Юпитера извергают кометы из гигантских вулканов.

Чтобы оторваться от Юпитера, такая комета должна обладать кинетической энергией ½ mv s2, где m – это масса кометы и v s– это вторая космическая скорость [65] Вторая космическая скорость, параболическая скорость, скорость убегания – наименьшая скорость, которую необходимо сообщить телу, чтобы оно могло преодолеть гравитационное притяжение этого небесного тела и, двигаясь по параболической траектории, навсегда покинуть сферу его гравитационного действия. – Прим. ред. (для Юпитера она составляет около 60 км/с). Каким бы ни было событие, вызвавшее извержение кометы – вулканы или столкновения, – некоторая значительная доля, не менее 10 %, этой кинетической энергии пойдет на нагревание кометы. Минимальная кинетическая энергия на единицу отделенной массы тогда составит ½ v s2 = 1,3 × 1013 эрг/г, а количество, которое пойдет на нагревание, – более чем 2,5 × 1012 эрг/г. Скрытая теплота плавления горной породы составляет около 4 × 109 эрг/г. Это количество теплоты, которое нужно передать, чтобы горячая твердая горная порода с температурой, близкой к точке плавления, превратилась в жидкую лаву. Около 1011 эрг/г нужно передать, чтобы нагреть горную породу с низкой температуры до ее точки плавления. Таким образом, любое событие, которое отделило комету или планету от Юпитера, разогрело бы ее до температуры по крайней мере несколько тысяч градусов и, если бы она состояла из горной породы, льда или органических веществ, полностью расплавило бы ее. Возможно даже, что она бы полностью рассыпалась дождем маленьких частиц пыли и атомов, обладающих собственным гравитационным полем, что не особенно подходит для описания планеты Венера. (Кстати, это был бы хороший аргумент для Великовского в защиту высокой температуры поверхности Венеры, но, как описано ниже, это не его аргумент.)

Другая проблема заключается в том, что вторая космическая скорость, позволяющая преодолеть гравитацию Солнца на расстоянии Юпитера, составляет около 20 км/с. Механизм отрыва от Юпитера, конечно, этого не знает. Таким образом, если комета покидает Юпитер со скоростью менее 60 км/с, комета упадет обратно на Юпитер, если больше чем [(20)2 + (60)2]1 / s = 63 км/с, она уйдет из Солнечной системы. Гипотезе Великовского соответствует только узкий и, следовательно, маловероятный интервал скорости.

Еще одна проблема заключается в том, что масса Венеры очень большая – больше чем 4 × 1027 г, или, вероятно, по гипотезе Великовского, первоначально, до того, как она прошла вблизи от Солнца, еще больше. Общую кинетическую энергию, требуемую, чтобы разогнать Венеру до второй космической скорости для Юпитера, в таком случае легко вычислить: она должна быть порядка 1041 эрг, что эквивалентно всей энергии, которую излучает Солнце в космос за целый год, и в сотню миллионов раз мощнее самой большой вспышки на Солнце, которая когда-либо наблюдалась. Нас просят верить без дальнейших доказательств или обсуждений в событие выброса, намного более мощное, чем что-либо происходившее на Солнце, которое обладает значительно большей энергией, чем Юпитер.

Любой процесс, в ходе которого создаются большие объекты, создает и меньшие объекты. Это особенно верно в ситуации, где решающую роль играют столкновения, как в гипотезе Великовского. Здесь действует физика измельчения, и частиц, в десять раз меньших нашей самой большой частицы, должно быть в сотню или тысячу раз больше. На самом деле у Великовского в разгар гипотетического столкновения планет камни падают с небес, и он представляет, что Венера и Марс тащат за собой хвост из камней. Он говорит, что камни с Марса уничтожили войска Синаххериба. Но, если это верно, если мы прошли вплотную к объектам планетной массы только тысячу лет назад, нас должны были бомбардировать объекты лунной массы сотни лет назад, а объекты, которые могут оставлять кратеры диаметром полтора километра, должны бомбардировать нас каждый второй вторник. Однако ни на Земле, ни на Луне нет признаков частых недавних столкновений с такими объектами с меньшей массой. Вместо этого тех нескольких объектов, которые движутся по стационарным орбитам, пересекающимся с орбитой Луны, как раз достаточное количество, чтобы объяснить возникновение за геологическое время кратеров, наблюдаемых на лунной поверхности. Отсутствие большого количества малых объектов с орбитами, пересекающими земную, – еще одно фундаментальное возражение против основного тезиса Великовского.

«То, что комета может столкнуться с нашей планетой, не очень вероятно, но эта идея не абсурдна». Это абсолютно точно: остается только посчитать вероятности, что Великовский, к несчастью, не сделал.

К счастью, физические процессы, имеющие отношение к данному вопросу, очень просты, и их можно применить для оценки величин, даже не учитывая гравитацию. Объекты с сильно эксцентричными орбитами, путешествуя от Юпитера к Земле, пролетают на таких больших скоростях, что сила их взаимного притяжения с объектом, по касательной к которому они должны пройти, играет незначительную роль в определении траектории. Вычисление выполнено в приложении 1, где мы видим, что одиночной «комете» с афелием (самой дальней точкой от Солнца), находящимся рядом с орбитой Юпитера, и перигелием (ближайшей точкой к Солнцу), расположенным внутри орбиты Венеры, потребуется по крайней мере 30 млн лет, чтобы столкнуться с Землей. Мы также видим в приложении 1, что если этот объект является членом семьи объектов с такими траекториями, наблюдаемой в наше время, его срок существования до столкновения превышает возраст Солнечной системы.