Маркус Чаун - Гравитация. Последнее искушение Эйнштейна

Но затем мы слышим гул, словно отдалённый раскат грома. Испуганные лебеди перестают нырять и начинают суетливо озираться. Журналистка в красной куртке прерывается на середине предложения и поворачивается, чтобы посмотреть на горизонт. И вдруг мы все видим это: облако водной пыли, возникшее высоко в воздухе над поворотом реки, а за ним бурлящую, кипящую стену пены и шоколадно-коричневой воды. Ширина этой стены — 90 метров, от берега до берега. На её гребне виднеются каякеры и сёрферы в мокрых костюмах, которые проехали на огромной волне от самой дельты Северна (кстати, мировой рекорд принадлежит сёрферу по имени Стив Линг, преодолевшему таким образом расстояние 14,9 километра). Перед нами севернский бор, огромная разъярённая приливная волна, движущаяся со скоростью 21 километр в час против течения реки.

Волна быстро приближается и так же быстро уходит, исчезая из нашего поля зрения за следующим поворотом реки. Она движется к Глостеру, где разобьётся о городские доки. Большая часть «пассажиров» движется дальше вместе с рекой. Двое сёрферов, которые столкнулись на гребне волны, сейчас барахтаются в успокаивающихся водах реки вместе с удивлёнными лебедями.

Журналисты складывают оборудование в сумки и коробки, а остальные зрители расходятся по машинам. Все возбуждены, слышен смех. Люди уверены, что только что стали свидетелями одного из чудес природы.

Севернский бор — одна из примерно 60 приливных волн такого типа в мире. [53] Английское слово bore происходит от старонорвежского bara — «волна» или «выпуклость». Самый большой и страшный из них возникает на реке Цяньтанцзян в Китае. Весной жуткая волна высотой с трёхэтажный дом движется по реке с такой скоростью, что большинство людей не смогли бы обогнать её даже бегом. [54] Высота бора может достигать 7,5 метра, а скорость — 27 километров в час. Её рокот слышен на расстоянии 22 километров. Лодки на это время вытаскивают на сушу, иначе их просто разобьёт в щепки. Каждый год, несмотря на многочисленные предупреждающие знаки, установленные на берегу, несколько людей подходят слишком близко к воде, и их уносит волной.

Существует несколько условий для появления бора, в первую очередь дельта определённой формы и сильная амплитуда прилива. А дельта Северна, где разница в уровне воды при приливе и отливе составляет 15,4 метра, имеет вторую по величине амплитуду прилива в мире. Быстро поднимающаяся вода попадает в канал, который становится всё уже и мельче, и в какой-то момент скорость воды, движущейся против течения, превышает скорость самого течения. Происходит так называемый гидравлический прыжок, то есть волна поднимается и стремительно движется вверх по направлению к устью. Аналогичный, пускай и статический эффект можно наблюдать у себя на кухне, когда вода из крана бьёт в раковину и распределяется по ней, резко изменяя высоту воды; при этом скорость распределения соответствует скорости прибывающей воды. Цунами нельзя почувствовать, находясь в море, но оно растёт по мере приближения к берегу. Точно так же и севернский бор выглядит лишь лёгким волнением в самой дельте, но растёт и ускоряется по мере продвижения по постоянно сужающемуся каналу.

Самые большие приливные волны такого типа возникают весной и осенью. Дело в том, что севернский бор и его родственники по всему свету — это не что иное, как экстремальные проявления приливной силы, которая весной и осенью достигает своего пика. Так как приливы и отливы возникают под влиянием Луны, следовательно, и севернский бор — это тоже её порождение. Поразительно, что стремительно движущуюся стену воды, которая пугает лебедей и развлекает сёрферов, создало космическое тело, находящееся в 384 000 километров от Глостершира.

Луна в небе кажется такой маленькой, что мы можем легко закрыть её пальцем. Кажется нелепым, что именно в ней кроется причина события, которое мы наблюдали холодным мартовским утром на берегу Северна. Неудивительно, что причины возникновения бора и появления приливов и отливов в целом очень долго оставались тайной для человечества.

Нельзя сказать наверняка, когда люди впервые заметили динамику приливов и отливов. Но мы знаем, что наши предки несколько раз покидали Африку и расселялись по миру: 1,8 миллиона лет назад это впервые сделали Homo erectus , а 600 000 лет назад последними из Африки появились современные люди. С большой долей вероятности они двигались вдоль морских побережий, чтобы избежать препятствий (гор, пустынь и лесов) и постоянно иметь под рукой источники пищи. [55] Westley K., Dix J. Coastal environments and their role in prehistoric migrations // Journal of Marine Archaeology. — Vol. 1. — 1 July 2006. — P. 9. Пока наши дальние и не очень предки шагали босиком по песку, они кое-что уяснили для себя: дважды в день море вдыхает и выдыхает — выплёскивается на берег и возвращается в свои прежние границы. Если смотреть на это движение с утёса или высокой скалы, станет ясно, что на самом деле данный процесс более фундаментальный: дважды в день море поднимается и опускается.

Прошло время — много, много времени. Люди изобрели сельское хозяйство, построили города и начали размышлять о явлениях мира, в котором они живут. По воле случая античные цивилизации Запада жили у Средиземного моря, в котором приливы и отливы едва заметны. Население средиземноморских государств не знало о них, и это сыграло злую шутку с Юлием Цезарем, который в 55–54 годах до нашей эры привёл римский флот к берегам Британии.

«В ту ночь было полнолуние, которое обычно вызывает большой прилив в океане, однако нашим людям было неизвестно это обстоятельство. В тот момент приливные волны начали заливать военные корабли, на которых Цезарь перевозил свою армию и которые находились у берега. Ветер же сталкивал грузовые суда, стоявшие на якоре». [56] Цезарь Г. Ю. Записки о Галльской войне. — Книга IV. — Глава 29.

«Тебе грозят бедою иды марта», — предупреждал Цезаря перед смертью прорицатель в пьесе Шекспира, хотя лучше бы он посоветовал ему остерегаться мартовских вод. Возможно, тогда бы его флотилия понесла меньший ущерб в Атлантическом океане. Кстати, подобное предупреждение, в принципе, было возможно в то время. Несмотря на то что римляне мало знали о приливах и отливах, их основные характеристики были известны примерно с 330 года до нашей эры, когда греческий астроном и исследователь Пифей сумел добраться на корабле из Средиземного моря, практически окружённого сушей, до Британских островов. Впервые выйдя на судне на простор Атлантического океана, Пифей совершил фундаментальное открытие. [57] Ekman M. A concise history of the theories of tides, precession-nutation and polar motion (from antiquity to 1950) // Surveys in Geophysics. — 1993. — Vol. 14. — Issue 6. — P. 585–617 ( http://www.afhalifax.ca/magazine/wp-content/sciences/vignettes/supernova/nature/MAREES/HistoireMarees.pdf ). Наибольшую силу приливы имеют в новолуние (когда солнечный свет вообще не отражается Луной) и полнолуние (когда Луна полностью освещена Солнцем). Невероятно, но приливы, судя по всему, управляются Луной.