Эффекты поглощения и переизлучения световой материи

Представьте себе вагонетку, катящуюся без трения по горизонтальному пути под мощным потоком вертикально падающего града. Град, попадающий в кузов вагонетки, приводится ею в движение в горизонтальном направ-
лении, в результате чего теряется часть скорости вагонетки. Она будет испытывать своеобразное торможение. Допустим теперь, что град в кузове постепенно тает, так что общее количество его поддерживается на постоянном уровне, а образующаяся вода вытекает из кузова. Будет ли последнее обстоятельство оказывать дополнительное влияние на движение вагонетки? Ответ на этот вопрос зависит от того, как именно вытекает вода из кузова: если струйки воды направлены равномерно во все стороны, то реакция истечения взаимно уравновешивается, если струя воды направлена вперед, то вагонетка будет испытывать дополнительное торможение, если же струя направлена назад, то вагонетка будет испытывать ускорение, которое может даже превосходить (при достаточно большой скорости истечения воды) первоначальное торможение, связанное с падением града.

Аналогичная картина наблюдается при движении тел в поле световой материи. Пусть, например, маленькая черная частица обращается вокруг Солнца. Она поглощает падающий на нее свет и приводит поглощенную массу поля в движение по своей орбите. На данном этапе частица испытывает торможение. Далее, если размеры частицы настолько малы, что она равномерно прогревается насквозь и переизлучает поглощенное поле равномерно во все стороны, никакой дополнительной реакции наша частица испытывать не будет. Следовательно, в этом случае остается только торможение, благодаря которому частица станет постепенно падать на Солнце, т. е. двигаться вокруг него по скручивающейся спирали.

Чтобы лучше понять причину падения частицы к Солнцу, представьте себе, что вы вращаете в вертикальной плоскости ведро с водой. Вода не выливается, пока центробежная сила уравновешивает ее вес. Но, если ведро внезапно затормозить в верхнем положении, вода начнет падать на землю, и вам, конечно, придется принять душ.

Одно из отличий светового торможения частицы от рассмотренного примера с ведром состоит в том, что вследствие крайней малости силы светового торможения сближение частицы с Солнцем будет происходить очень медленно.

Идея светового торможения частиц, сопровождаемая ошибочным количественным расчетом, впервые была высказана английским ученым Д. Пойнтингом в 1903 г. Строгая релятивистская теория этого феномена была разработана в 1937 г. американцем Г. Робертсоном. По имени этих ученых описанное явление >и получило название эффекта Пойн-тинга — Робертсона.

По формуле, полученной Робертсоном, легко рассчитать время, в течение которого частица, «спиралящая» к Солнцу, переходит с одной орбиты на другую или даже выпадает на Солнце. Так, частица, имеющая плотность 3 г/см3 и радиус 10~4 см, начав свое движение на орбите Марса, через 23 ООО лет переместится в район орбиты Земли, а еще через 18 ООО лет упадет на Солнце. Астероид с радиусом в 1 км будет сближаться с Солнцем в 1 млрд раз медленнее {при условии равномерно прогретой поверхности).

В связи с результатом В. Г. Фесенкова возникает законный вопрос: откуда же берется материя, поддерживающая существование зодиакального облака? Понвидимому, основным источником, пополняющим его убыль, является захват Солнцем межзвездных пылинок, осуществляемый за счет взаимодействия последних с планетами Юпитер и Сатурн.

В начале 50-х годов автором этих строк были рассмотрены еще два эффекта, связанных с поглощением и последующим переиз-лучением солнечной световой материи.

Один из них совершенно аналогичен эффекту Лойнтинга — Робертсона и состоит в том, что частица, обращающаяся вокруг планеты, также будет испытывать торможение вследствие поглощения солнечного света с последующей передачей поглощенной массе орбитальной скорости частицы. Планетоцентрический эффект лучевого торможения приводит к тому, что орбита любой частицы, движущейся вокруг планеты, приобретает спиралевидную форму. Находящаяся на ней частица постепенно сближается с планетой вплоть до выпадения на ее поверхность. Для примера укажем, что частица с плотностью 3 г/см3 и радиусом 10“4 см, начав свое движение около лунной орбиты, выпадает на Землю через 12 000 лет. На основании этого же эффекта можно прийти к выводу, что, если кольца Сатурна действительно состоят из метеорных тел с поперечником в 1 см, как это полагает советский астроном М. С. Бобров, то возраст колец не должен превышать 2 млрд. лет, так как за указанное время тела таких размеров успели бы упасть на планету. Разумеется, приведенная здесь оценка возраста колец Сатурна справедлива лишь в том случае, если образующая их материя не получает пополнения подобно тому, как это должно быть с материей зодиакального облака.

Второй из упомянутых выше эффектов связан с неодинаковым нагреванием различных участков поверхности достаточно большого тела и с последующим несимметричным (анизотропным) переизлу-чением поглощенной энергии. В количественном отношении этот эффект может в тысячи раз превосходить эффект Пойнтинга — Робертсона. Поясним его сущность на примере.

Всем известно, что Земля обращается вокруг Солнца против часовой стрелки и в эту же сторону вращается вокруг своей оси, благодаря чему «утренняя» сторона Земли все время остается передней, а «вечерняя» — задней по ходу орбитального движения планеты. С другой стороны, не менее хорошо известно, что средняя температура вечерней почвы или воды больше, чем утренней. Следовательно, излучение с «кормовой» части Земли превосходит ее излучение со стороны «носа». Иными словами, Земля подобно фотонной ракете, испытывает действие ускоряющей силы, под влиянием которой она удаляется от Солнца, двигаясь по раскручивающейся спирали. Если бы суточное вращение Земли было обратным, ее вечерняя сторона находилась бы на «носу» нашего естественного космического корабля, и реакция переизлучения вызывала бы его торможение и соответствующее уменьшение радиуса орбиты Земли. Необходимо однако подчеркнуть, что для такого крупного тела, каким является наша Земля, описанный «эффект анизотропности переизлучения» не играет никакой практической роли. Простой расчет показывает, что если принять для разности средних температур вечерней и утренней полусфер нашей планеты значение 10°, то под влиянием этого эффекта Земля должна отходить от Солнца со скоростью всего 1 мм в год. В то же время для тел, имеющих размеры небольшого астероида, эффект анизотропности переизлучения может играть существенную динамическую и эволюционную роль.

Среди многих тысяч астероидов, заполняющих межпланетное пространство между орбитами Марса и Юпитера, несомненно имеются астероиды как с прямым, так и с обратным осевым вращением. Очевидно, первые из них должны удаляться от Солнца, а вторые приближаться к нему тем быстрее, чем меньше их размеры, т. е. астероидальное кольцо должно испытывать тенденцию к непрерывному расширению.

|Как следует из математической теории этого явления, за время существования солнечной системы с орбиты Цереры на орбиту Земли уже успели бы переместиться астероиды с обратным осевым вращением и с поперечником порядка нескольких сот метров. Однако в окрестностях земной орбиты таких астероидов практически не наблюдается. Следовательно, приходится признать, чго либо существуют какие-то причины, препятствующие развитию тенденции к расширению астероидального кольца, либо это кольцо образовалось сравнительно недавно.

Из немногих рассмотренных здесь примеров ясно, сколь велико значение открытий, сделанных нашим талантливым соотечественником Петром Николаевичем Лебедевым, имя которого будут долго вспоминать благодарные потомки, провожая ли своих друзей в далекий космический рейс с пожеланием попутного «солнечного ветра», поднимая ли солнечные паруса на реи транспланетных кораблей будущего…

Оставить комментарий

Я не робот.

БЛОГ О ЗАРАБОТКЕ!
Статистика