100. Вы теперь знаете форму Земли и её движения, из которых одно есть вращение её вокруг своей оси в течении суток, а другое есть движение вокруг Солнца, которое она совершает в течении года.
101. Мы также видели, каким образом эти два действительные движения Земли производят два кажущиеся движения Солнца и звезд, суточное движение восхода и захода и годичное движение, вследствие которого месяц за месяцем мы видим на юге в одно и тоже время вечером разные звезды, а затем по истечении года снова начинается появление тех же звезд в том же порядке. Из «Первоначального Учебника Физической Географии» вы знаете, что такое земля, что она есть холодное тело, окруженное атмосферою, которую приводит в движение теплота солнца.
102. Некоторые из моих читателей вероятно удивляются, почему я до сих пор ничего не говорил о луне, которая, кажется нам почти столь же большою как солнце и которая иногда бросает столь сильный свет на землю.
103. Теперь дошла очередь и до луны. Посмотрите на нее в ясный вечер и заметьте её положение среди окружающих ее звезд; трудно видеть маленькие звезды вблизи и потому лучше всего нужно пользоваться случаем, когда она находится близ какой-нибудь большой звезды. Затем спустя несколько часов наблюдайте ее снова и даже, если нужно, и на следующий вечер; вы сейчас же заметите, что она занимает уже не то положение между звездами, но что она подвинулась между ними значительно к востоку. Вы заметите, что каждый день она восходит позже и позже, на промежуток от нескольких минут до полутора часа, как это вы легко можете заметить, записывая восхождение её несколько дней сряду. Она как будто отстает от солнца до того, что наконец вместо того чтобы быть видимою при заходе солнца, она восходит только утром, как раз перед восходом солнца. Затем кажется, как будто солнце обгоняет ее, проходит мимо неё и спустя несколько дней она снова бывает видима на западе как раз после захода солнца; но потом опять отстает от него и снова обгоняется им по-прежнему каждые 28 дней, совершенно таким же образом как на часах часовая стрелка отстает от минутной стрелки, которая каждый час снова догоняет и обгоняет ее.
104. Таким образом мы сделали наши наблюдения: посмотрим теперь, как можно объяснить их. Мы опять должны обратиться к нашему апельсину и лампе и кроме того нам нужен еще гораздо меньший шар или апельсин, который должен представлять луну. Апельсин, представляющий землю, должен оставаться в покое, а вы двигайте только маленький апельсин, представляющий луну, вокруг земли таким образом, как движется земля вокруг солнца.
105. Посмотрим, можно ли этим движением объяснить наши наблюдения. Прежде всего пусть луна будет в E (фиг. 22) на одной линии с солнцем и так как в этом положении она естественно будет казаться нам на небе вблизи солнца, то она будет восходить и заходить для нас одновременно с восходом и заходом солнца и, вращая землю на её вязальной иголке, вы это увидите ясно. Затем подвиньте луну в T, чтобы представить её положение по истечении нескольких дней; вы увидите, что теперь солнце зайдет несколько раньше захода луны, потому что для наблюдателя, находящегося в A, солнце уже зашло, а луна находится еще над горизонтом. Далее подвиньте луну в F и вы увидите, что она для. наблюдателя, находящегося в A, будет как раз на юге в то время, когда солнце уже зашло, так что она, значит, отстала от солнца около четверти суток или почти на 6 часов. Подвиньте луну дальше до G и она будет только всходить как раз в то время, когда солнце уже заходит и для наблюдателя, находящегося в D, она будет на юге в полночь, отставши таким образом от солнца на полсуток или на 12 часов. Затем подвиньте луну дальше до H и тогда для наблюдателя, находящегося в A, для которого солнце только что зашло, луна еще не всходила; отставши от солнца на три четверти суток или на 18 часов, она будет всходить в полночь для наблюдателя, находящегося в D. Для наблюдателя, находящегося в C, луна будет на юге, в то время как солнце всходит. Подвиньте луну еще дальше в K и она отстанет от солнца на целый период её обращении и будет всходить почти через сутки или около 21 часа после восхода солнца, если считать с того времени, когда они оба восходили в одно время (или будет восходить за три часа до восхода солнца, если считать с этого её восхода) и через два или три дня она снова будет восходить вместе. Таким образом из того, что мы видели, ясно, что отставание луны от солнца может быть объяснено предположением, что она движется вокруг земли, совершая обход в 28 дней. И мы знаем, что это действительно так.
106. Мы таким образом объяснили собственное движение луны между звездами, но с нею случается еще нечто: двигаясь вокруг земли, она изменяет свою форму от серпа до круга. Эти изменения до того обыкновенны для нас и мы так часто с того времени, как стали помнить себя, слышали об изменениях луны, что мы склонны смотреть на них как на дело совершенно естественное, не задавая себе вопроса о причинах этого явления. Спросим же себя однако: действительно ли изменяется луна? Нет, она не изменяется, но только часть её иногда бывает не освещена и невидима для нас.
107. Наблюдайте луну когда-нибудь вечером; предположим, вы видите ее во время
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._22.png)
полнолуния, когда она представляется круглою подобно солнцу. Исследуйте, в каком месте неба она находится и вы найдете, что она находится на стороне земли, противоположной солнцу и что она поэтому восходит при заходе солнца и заходит при восходе солнца, именно занимает положение G (фиг. 22). Затем поместите шар изображающий луну в G на стороне апельсина противоположной солнцу, тогда половина шара, представленная на рисунке белою, будет вся освещена солнцем, а другая половина, противоположная ей, будет конечно темною, совершенно подобно тому как у нас на земле бывает ночь, когда солнце освещает сторону земли противоположную нам; и если вы поместите ваш глаз подле апельсина, представляющего землю, то увидите всю освещенную часть луны и не увидите темной её стороны. Это и есть полнолуние и на рисунке оно изображено белым кружком M. Из этого ясно, что в полнолуние луна находится на стороне земли, противоположной солнцу и потому мы видим светлую сторону её.
108. После полнолуния луна всходит, как мы видели прежде, всё позже и позже после захода солнца и предположим, что вы наблюдаете ее спустя неделю после полнолуния. Она взойдет, как вы увидите, около полуночи. Слишком поздно, скажете вы, и для этого придется вставать от сна или совсем не спать. Но то, что для других ночь, для астрономов есть день. Луна теперь уже не кажется круглою и видна только половина её. Обратитесь к рисунку: какое место занимает луна, когда она всходит в полночь? Полночь бывает для наблюдателя, находящегося в D, и восходящая в это время луна должна быть в H. Поэтому поместите шар в H, а глаз ваш в D; часть, представленная на рисунке светлою и есть светлая часть луны освещенная солнцем. Но в этом положении видна не вся эта часть, но только половина её и половина темной части; поэтому ясно, что вы должны увидеть только половину луны N, что действительно и бывает на деле.
109. Будем продолжать наши наблюдения. Если вам не хочется долго сидеть и не спать дольше за полночь, тогда постарайтесь встать до восхода солнца и вы увидите, что по мере того как солнце обгоняет луну, она становится более и более похожею на серп и, достигши K, она кажется нам такою, как представлено в O, и наконец теряется в лучах солнца и приходит в положение E. Как она должна представляться нам теперь? Поместите шар между глазом и лампою и вы увидите всю темную половину его и нисколько не увидите светлой. Теперь, значит, новолуние; посмотрите на луну спустя несколько дней, когда она будет видима тотчас по заходе солнца. Она представится вам в виде тонкого серпа и будет видна в положении, обозначенном на рисунке T. Поместите шар в это положение и тогда, приставивши глаз ваш к апельсину, вы действительно увидите серп светлой половины и большую часть темной половины.
110. Чем дальше отходит луна от солнца и чем позже начинает всходить, тем больше бывает видно светлой её половины, пока мы наконец не увидим половину луны в положении F. Она теперь находится на юге при заходе солнца. Поместите шар в это положение и тогда приставивши глаз к апельсину, вы увидите, что наше объяснение наблюдений верно. Пройдет еще одна неделя и луна снова становится полною и будет стоять против солнца.
111. Все эти наблюдения нужно себе тщательно усвоить и уяснить, ставши на некотором расстоянии от лампы или от газового рожка, который тогда только один должен гореть в комнате и затем двигая шар или апельсин вокруг вашей головы; тогда вы поймете все изменения луны. Таким образом подобно тому как земля движется вокруг солнца, и луна движется вокруг земли, совершая полный круг от полнолуния до полнолуния приблизительно в 29 дней с половиною.
112. Из того, что мы видели, вы можете заключить, что луна должна проходить между нами и солнцем каждый месяц и производить то, что называется полным солнечным затмением; но по причинам, о которых мы скоро будем говорить, она иногда проходит несколько выше, а иногда несколько ниже солнца и тогда вовсе не бывает затмения, или же проходит только через часть солнца и потому скрывает для нашего зрения только часть солнца, производя то, что называется частным затмением.
113. Посмотрим, нельзя ли нам уяснить себе этот предмет при помощи нашего апельсина и шара.
114. Поставьте лампу на стол и воткните вязальную иглу, держащую апельсин, в большую подушку для иголок на некотором расстоянии от неё; затем возьмите маленький шар, изображающий луну и повесьте ее на шнурке, так чтобы ее можно было двигать вокруг земли (фиг. 23), не заслоняя ее пальцами. Поставьте теперь луну между солнцем и землею, держа ее ближе к земле в C (фиг. 23), так
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._23.png)
чтобы тень от луны падала на землю. Куда бы эта тень ни попала на земле, солнце там будет невидимо и на этом месте будет полное затмение. В других частях земли, как напр. в B, куда не доходит самая темная часть тени, не всё солнце будет закрыто луною. Здесь поэтому будет только частное затмение и чем дальше вы будете отходить от этого места, тем больше солнца будете видеть, так что вокруг полной тени есть еще особого рода тень, называемая полутенью и как мы видели, все места внутри полутени будут иметь только частное затмение.
115, Теперь отодвиньте луну дальше от земли, напр. в D (фиг. 24) и вы увидите, что тень луны недостаточно длинна для того, чтобы достигнуть до земли, так что теперь не
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._24.png)
будет полного затмения, потому что луна так удалена от земли, что её круг бывает недостаточно велик для того, чтобы совершенно закрыть солнце, так-что внешние края солнца остаются видимыми; этого рода затмение называется кольцеобразным затмениемь.
116. Всё это будет для вас яснее, если вы отставите апельсин и на его место поместите ваш глаз. Прежде всего поместите ваш глаз туда, где была настоящая полная тень (фиг. 23) луны и вы увидите полное затмение. Затем опустите глаз несколько ниже, держа луну всё в том же месте и вы увидите серп солнца, настоящее частное затмение и чем дальше вы будете отодвигать глаз от луны, тем больше солнца вы увидите. Затем поместите глаз в A и увидите полное затмение; а потом отодвигайте луну от вас постепенно и тогда увидите, что она кажется вам меньше, так-что наконец в D (фиг. 24) она уже не настолько бывает велика, чтобы покрыть солнце и вы будете видеть светлый край солнца вокруг луны, настоящее кольцеобразное затмение.
117. Кроме затмений солнца бывают еще затмения луны, происходящие от прохождения
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._25.png)
луны через тень земли. Вы сейчас же поймете, как происходят эти явления, поставивши лампу и апельсин как прежде; когда вы будете двигать шар, изображающий луну вокруг стороны земли противоположной солнцу, то он войдет в тень земли и пройдет сквозь нее и потому будет темным и это затемнение будет происходить не так, как при затмении солнца, от непрозрачного тела проходящего между нами и солнцем, но от затенения луны землею (фиг. 25).
118. Для наблюдателя, находящегося на луне во время полного солнечного затмения, покажется, что земля имеет на себе темное пятно быстро движущееся по ней, а окружать это пятно будет круг полутени, в которой с земли видимо частное затмение; но при полном затмении луны тень земли совершенно охватывает луну.
119. Теперь вы поймете, что затмения солнца могут случаться только во время новолуний, а затмения луны только во время полнолуний. Причина этого та, что когда луна находится между нами и солнцем, т. е. когда может случиться солнечное затмение, к нам непременно должна быть обращена темная сторона луны; а когда луна находится на другой стороне, на стороне земли противоположной солнцу, т. е. когда могут случиться затмения луны, то к нам должна быть обращена её светлая сторона.
120. Мы уже говорили (ст. 112), что луна иногда проходит выше, а иногда ниже линии, соединяющей землю и солнце и если бы не было этого, то каждый месяц должно было бы случаться затмение солнца и затмение луны, как вы это можете видеть, если обратитесь к апельсину и шару.
121. Посмотрим же теперь, каким образом мы можем объяснить себе тот факт, что луна иногда проходит выше, а иногда ниже солнца, устраняя таким образом ежемесячные затмения. Мы видели, что луна обращается вокруг земли почти по кругу, (центр которого составляет земля) и этот круг называется орбитой. Изобразим себе эту орбиту посредством проволоки, согнутой кругом апельсина, а надетая на нее буса или небольшой шар пусть изображает луну. Держите проволочный круг так, чтобы земля (апельсин) находилась в центре его и двигайте луну по этому проволочному кругу; вы найдете, что если проволочный круг держать горизонтально, то луна в каждый период своего обращения будет проходить между землею и солнцем, изображаемым по обыкновению лампой. Но, как мы знаем, этого на деле с луной не бывает; и для того, чтобы заставить бусу проходить выше или ниже, вы должны проволочный круг между лампой и апельсином наклонить вверх или вниз.
122. Чтобы уяснить себе это, возьмите чан с водою, как прежде, и пусть посередине его плавает шар, изображающий солнце, так чтобы половина его находилась над водою, а половина под водою. Пустите потом на воду меньший шар ближе к краю чана, изображающий землю; и тогда земля может плавать вокруг солнца, представляя таким образом годичное обращение по своей орбите. И так как её орбита в этом случае будет находиться на поверхности воды, то эта поверхность, как мы уже видели прежде (ст. 67), и представляет плоскость эклиптики.
123. Вы уже вероятно догадываетесь, что орбита луны наклонена к этой плоскости, так что в известные времена не бывает затмений; а если вы по прежнему возьмете проволочный круг, чтобы изобразить орбиту луны и поместите его вокруг земли, погрузивши одну половину его ниже поверхности воды, а другую поднявши над поверхностью воды, как представлено на фиг. 26, где сплошная линия показывает часть, находящуюся над водою, а линия сделанная точками часть, находящуюся под водою, — то вы представите наклонение
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._26.png)
орбиты луны к плоскости эклиптики; линия, соединяющая точки, в которых орбита луны пересекает эту плоскость, называется линиею узлов, а точки B и D суть узлы.
124. Из этого ясно, что так как орбита луны наклонена к плоскости эклиптики, то затмения могут случаться только тогда, когда луна находится на той части своей орбиты, которая близка к узлу, когда она станет на одной линии с землею и солнцем, потому что только тогда она во время своего обращения проходит между солнцем и землею. В других частях орбиты затмений не бывает, потому что буса на проволочном круге, приблизившись к затмению, будет находиться под водою или над водою, а не на поверхности воды на одной линии с солнцем и землею. И так как затмения случаются не каждый месяц, то значит наше предположение, что орбита луны наклонена к эклиптике, совершенно верно.
125. Мы уже видели прежде, что плоскость вращения земли на оси наклонена к плоскости эклиптики и теперь находим, что плоскость движения луны вокруг земли также наклонена к этой же плоскости. Вы должны теперь постараться понять, каким образом можно определить величину наклонения в обоих этих случаях.
126. Для этого астрономы разделяют всякие круги как большие, так и малые на 360 равных частей, называемых градусами (пишется 360°) (см. фиг. 27) и если мы проведем две линии от центра круга к окружности, то число градусов, заключающееся между точками, где эти линии пересекают окружность, и есть мера угла между ними, находящегося при центре. Но 360 есть взятое четыре раза 90, так что две линии, заключающие между собою четверть круга, составляют угол в 90°. Вы видите, что величина круга здесь ничего не значит; потому что если вы начертите несколько кругов один внутри другого, так чтобы все они имели один центр и из этого центра проведете две линии, обнимающие четверть или 90° внешнего круга, то увидите, что они также обнимают четверть каждого из других кругов. Каждые 90 градусов называются прямым углом, а две
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._27.png)
линии, составляющие между собою угол в 90°, называются перпендикулярными одна к другой. Также точно полный круг содержит в себе 360 углов в 1°, 4 угла в 90° и так далее.
127. Астрономы и представляют себе подобный круг, центр которого предполагается в центре земли и затем они могут посредством своих наблюдений определить углы, образуемые плоскостями, о которых мы говорили в стат. 125; и они таким образом нашли, что угол, образуемый плоскостью эклиптики с плоскостью вращения земли, составляет около 23°; а угол, образуемый плоскостью эклиптики с плоскостью движения луны вокруг земли, составляет несколько больше 5°.
128. Я уже сообщал вам некоторые сведения относительно земли по части Физической Географии. Луна также довольно близка к нам, — до неё гораздо менее полумиллиона верст (около 400 тысяч), — и потому мы можем многое узнать относительно её поверхности.
129. Если смотреть на луну невооруженным глазом, то её поверхность представляется пестрою, так как одни части её кажутся темнее, чем другие. И эти темнейшие места древние считали морями и хотя потом оказалось, что это вовсе не моря, а суша, однако за ними всё-таки удержалось название морей и, рассматривая карту луны, вы встретите на ней много мест, называемых морями, потому что есть карта луны, как есть карта земли. Если вы будете смотреть на луну, вооруживши глаза телескопом — и для этого годится даже небольшой телескоп — то увидите, что поверхность её покрыта горами, холмами и долинами, но эти горы и долины не покрыты, как у нас на земле, зеленью, но совершенно сухи и бесплодны. Там нет ни рек, ни озер и насколько нам известно, там вовсе нет воды и следовательно там нет облаков, защищающих её поверхность от солнечных лучей; мало того, там нет даже заметной атмосферы. Поэтому на луне по всей вероятности нет жизни. Почти вся поверхность её покрыта потухшими вулканами громадных размеров, имеющими сходство с такими же вулканами, существующими на земле.
130. Из этих фактов относительно луны вы видите, что условия, в которых находится планета, обитаемая нами, неприменимы к другим телам на небе. Вообразите себе мир без воды и таким образом без льда, без облаков, дождя и снега, без рек и ручьев, а значит и без растительности, которая поддерживала бы животную жизнь; мир без сумерек, без всяких постепенных переходов между самым ярким солнечным светом и самою темною ночью; мир без звуков, потому что так как звук распространяется через воздух, то на безвоздушной луне высочайшие горы могли бы растреснуться от землетрясения, не произведши никакого шума. Таков мир луны.
131. Кроме того вы должны знать, что луна походит на землю тем, что она светит не своим светом. Только та часть луны светла, на которую падает солнечный свет; где же этот свет не падает на нее, там она невидима: поэтому лунный свет есть солнечный свет, идущий от луны и луна посылает нам не свой свет.
132. Диаметр (стат. 22) луны составляет около 3 тысяч верст и если сравнивать в равных объемах, то материалы её легче чем те, из которых состоит земля. Это и выражают, когда говорят, что плотность луны составляет ⅔, если плотность земли составляет 1.
133. Но это требует небольшого объяснения. Вы знаете, что некоторые вещи очень плотны и тяжелы, другие же очень легки; свинец например весьма плотен и тяжел, а пробка весьма легка. Вы знаете также, что такое дюйм, квадратный дюйм и кубический дюйм. Предположите теперь, что вы взяли кубический дюйм свинца и кубический дюйм пробки; свесивши их, вы могли бы точно сказать, во сколько раз свинец тяжелее пробки. Принявши вес или плотность пробки за 1, вы сказали бы, что вес или плотность свинца составляет столько то или столько то единиц. И конечно если бы вы взяли вместо кубического дюйма кубическую сажень или кубическую версту и свесили их, то также оказалось бы, что свинец точно во столько раз тяжелее пробки.
134. Астрономы определили вес земли и луны и они также знают, сколько кубических верст (или кубических дюймов) содержит каждая из них. И потому они легко могут определить, действительно ли кубический дюйм или кубическая верста материала, из которого состоит луна, весом меньше или же больше чем кубический дюйм или кубическая верста материала, из которого состоит земля; другими словами более ли плотна земля, чем луна или менее. И таким образом они нашли, что кубический дюйм материала земли весит в 1½. раза больше, чем такое же количество материала луны; поэтому они и говорят, что плотность луны составляет только ⅔ плотности земли.
135. Обыкновенно за единицу принимается вес или плотность кубического дюйма воды и тогда говорят, что плотность земли в 5½ раз, а плотность луны только в 3½ раза больше плотности воды. Таким образом относительно каждого из небесных тел мы имеем:
a. Объем его, выраженный в кубических верстах или кубических дюймах, определяемый по его диаметру.
b. Вес его или массу, т. е. сколько пудов оно весит; и это определяется по его действию на другие тела.
c. Плотность его, т. е. сколько весит его кубический дюйм иди кубическая верста, что находится посредством деления массы его или веса на объем.
136. К земле всегда бывает обращена одна и та же сторона луны, потому что, двигаясь вокруг земли, она медленно вращается на своей оси и делает одно вращение на оси точно в такое же время, в какое совершает обход вокруг земли, совершенно также, как если бы вы, держась руками за палку, воткнутую в землю, стали ходить вокруг неё, причем ваше лицо всегда было бы обращено к палке. Вы бы увидали тогда, смотря на окружающие предметы, что, сделавши один обход вокруг палки, вы делаете также одно обращение вокруг своей оси, и у вас вероятно закружилась бы голова, что несомненно доказало бы, что вы действительно кружитесь.
137. Из этого факта следует, что Луна делает только одно вращение на своей оси в течении каждого обхода вокруг Земли и что значит лунные сутки равняются 29 нашим суткам. Мы бываем освещены Солнцем 12 часов или полусуток; каждая же часть Луны бывает освещена Солнцем около 14 дней, т. е. её полусутки или половину 29 дней, так что вы можете себе вообразить, как сильно должна нагреваться лунная поверхность в течении лунного дня и как должно быть холодно на противоположной стороне в течении лунной ночи, равняющейся нашим 14 суткам.