Рис. 10. Наклон земной оси к лучам Солнца в конце марта и в конце сентября
О том, как расположена ось вращения Земли относительно лучей Солнца весной и осенью, уже говорилось: солнечные лучи падают на Землю под прямым углом к земной оси. В таком положении Земля изображена на рис. 10.
Конечно, надо помнить, что в то время, когда в северном полушарии Земли бывает осень, в южном полушарии бывает весна, и наоборот.
Рuc. 11. Изменение наклона земной оси к лучам Солнца в течение года
Теперь посмотрите на рис. 11. Он даёт общую картину изменения положения земной оси относительно Солнца в течение года.
В середине рисунка находится Солнце. Путь Земли изображён несколько сбоку, поэтому он не круглый, а вытянутый. Земля показана на нём в четырёх положениях: 21 марта, 22 июня, 23 сентября и 22 декабря. На рисунке отчётливо видно, что в различные времена года ось вращения Земли сохраняет одно и то же положение, наклонённое к пути, по которому Земля движется вокруг Солнца. Именно поэтому в разные части года Солнце освещает сильнее то северное, то южное полушарие Земли, то есть именно поэтому происходит смена времён года.
Действительно, при положении Земли 21 марта и 23 сентября северное и южное полушария Земли (как и на рис. 10) расположены одинаково относительно солнечных лучей.
На всей Земле в это время день и ночь длятся по 12 часов. 21 марта в северном полушарии — весна, в южном — осень; 23 сентября, наоборот, — в северном полушарии — осень, в южном — весна (на рис. 11 21 марта видна освещённая Солнцем половина Земли, а 23 сентября — неосвещённая).
Положение Земли 22 июня такое же самое, что и на рис. 8. Северное полушарие Земли получает от Солнца больше тепла и света, чем южное. В северном полушарии — лето, в южном — зима. Наконец, положение Земли 22 декабря соответствует рис. 9. При этом положении северное полушарие Земли получает меньше тепла и света, чем южное. В северном полушарии — зима, в южном — лето.
Итак, оказывается, что смена времён года происходит на Земле потому, что ось вращения Земли наклонена к пути, по которому Земля движется вокруг Солнца. Если бы не было наклона земной оси, если бы она была расположена к пути Земли вокруг Солнца под прямым углом, в любом месте на Земле суточный путь Солнца над горизонтом оставался бы в течение года неизменным. И не было бы тогда ни весны, ни лета, ни осени, ни зимы. Весь год погода в отдельных местах на Земле была бы приблизительно одинаковая: у земных полюсов всего холоднее, на экваторе всего жарче. Но смены времён года не существовало бы.
11. Что такое планеты и звёзды?
В нашей книжке нам пришлось упомянуть о различных небесных светилах: Солнце, Луне, планетах и звёздах. О том, что представляют собой Солнце и Луна, мы в своём месте кое-что сказали, но о планетах и звёздах было упомянуто лишь мимоходом. А между тем, если об этих светилах читателю совсем ничего не известно, многое из того, о чём было здесь рассказано, может быть им неправильно понято.
Итак, что такое планеты?
Рис. 12. Сравнительные размеры планет
На рис. 12 показаны сравнительные размеры планет. Их известно всего девять. Самая большая из них — Юпитер — имеет поперечник в 11 раз больше поперечника Земли, а объём в 1345 раз больше земного объёма. Несмотря на такие огромные размеры, Юпитер всё-таки почти в 1000 раз меньше Солнца по объёму.
Все планеты, подобно нашей Земле, имеют шарообразную форму и так же, как и Земля, сами не светятся. Мы их видим только потому, что их освещают лучи Солнца.
Планеты Меркурий, Венера, Марс и Плутон по своим размерам меньше нашей Земли. О Плутоне мы почти ничего не знаем: он очень удалён от Земли, да к тому же и невелик. Венера и Марс окружены воздушными атмосферами. Марс очень напоминает Землю по характеру своего вращения вокруг оси. Ось его вращения, как и земная, значительно наклонена к пути, по которому Марс движется вокруг Солнца. И, как и на Земле, на Марсе вследствие этого происходит смена времён года. В зрительные трубы можно легко рассмотреть снеговые полярные шапки на Марсе, которые увеличиваются в том из полушарий Марса, на котором наступает зима, и одновременно уменьшаются, а то и совсем исчезают в другом полушарии, где наступает лето. Смена дня и ночи на Марсе происходит тоже почти так же, как и на Земле, так как один поворот вокруг своей оси Марс делает в 24 часа 37 минут, то есть немногим больше земных суток.
Есть много оснований предполагать, что на Марсе, как и на Земле, существует жизнь. Конечно, эта жизнь должна сильно отличаться от земной уже по одному тому, что Марс находится дальше от Солнца, чем Земля, и поэтому получает значительно меньше солнечного тепла и света. Да и атмосфера Марса во много раз реже земной атмосферы.
Очень возможно также, что жизнь существует и на Венере, но эта планета мало изучена, так как её поверхность всегда закрыта облаками, плавающими в атмосфере Венеры.
Меньше похожи на Землю четыре самые большие планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Они окружены атмосферами, в которых плавают густые облака. Эти планеты очень быстро вращаются вокруг своих осей, в особенности Юпитер, который делает один оборот меньше чем в 10 часов. Вследствие такого вращения эти планеты заметно сплюснуты у полюсов, в особенности Юпитер и Сатурн.
Рис. 13 показывает, в каком порядке планеты движутся вокруг Солнца. Наша Земля оказывается третьей планетой по расстоянию от Солнца. Первая от Солнца планета — Меркурий — в два с половиной раза ближе к Солнцу, чем Земля. Самая далёкая — Плутон — в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля.
Рис. 13. Движение планет вокруг Солнца
Вокруг большинства планет обращаются спутники, сопровождающие планеты в их движении вокруг Солнца, подобно тому как Луна сопровождает Землю. У Юпитера учёные открыли с помощью зрительных труб одиннадцать спутников, у Сатурна — девять, у Урана — четыре, у Марса — два, у Нептуна и Земли — по одному. У Меркурия, Венеры и Плутона спутники не обнаружены.
Вокруг Сатурна кроме девяти спутников обращается кольцо. Его можно различать даже в сравнительно небольшие зрительные трубы. Оно не сплошное, а состоит из отдельных маленьких телец, в огромном количестве движущихся вокруг Сатурна.
Между Марсом и Юпитером вокруг Солнца движутся многочисленные небольшие планетки, называемые «малыми планетами». Самая большая из них имеет поперечник около 800 километров, самая маленькая — один километр. К настоящему времени учёные открыли уже свыше 1500 малых планет, но действительное их число должно быть значительно больше.
Как ни велики расстояния до планет, всё-таки они во много раз меньше расстояний, отделяющих нас от звёзд. Даже самая близкая звезда почти в 300 000 раз дальше от нас, чем Солнце. Благодаря такой огромной своей удалённости звёзды, которые представляют собой в действительности такие же огромные и яркие светила, как наше Солнце, кажутся нам слабо светящимися огоньками на тёмном ночном небе.
Сколько звёзд на небе? Не думайте, что на ночном небе простым глазом, без помощи зрительной трубы, их можно насчитать очень много. Не более трёх тысяч. Но в самые большие из зрительных труб видны тысячи миллионов звёзд.
Очень возможно, что вокруг многих звёзд движутся их спутники — планеты, подобные планетам, окружающим наше Солнце. Но рассмотреть их в современные зрительные трубы из-за удалённости звёзд от Земли невозможно.
Хотя нам и кажется, что звёзды не меняют своего взаимного расположения, в действительности это не так. Все звёзды движутся с очень большими скоростями, и их движение постепенно изменяет знакомые нам фигуры созвездий. Но это происходит чрезвычайно медленно, опять-таки из-за огромной удалённости звёзд от Земли.
Сейчас твёрдо установлено, что наше Солнце является рядовой звездой, одной из многих.
12. Какое место занимает Земля во Вселенной?
Прочитав эту книжку, вы познакомились с двумя движениями Земли — одной из планет, движущихся вокруг Солнца. Земля не выделяется из числа других планет ни своими размерами, ни какими-либо особенностями своего движения, но она замечательна для нас тем, что мы являемся её обитателями.
Раньше люди считали Землю за основу Вселенной, думая, что Солнце, планеты и звёзды во много раз меньше её и что все небесные светила движутся вокруг Земли, неподвижно покоящейся в середине Вселенной.
Эти взгляды на исключительную роль Земли во Вселенной нашли себе яркое отражение и в так называемых «священных» религиозных книгах, которые писались очень давно, в те времена, когда наука только зарождалась. Так, например, в библейской легенде о сотворении мира говорится, что богу пришлось потратить на сотворение Земли и её обитателей значительно больше времени, чем на сотворение всех небесных светил, вместе взятых.
