2. Центры различных планет остаются все время в неизменных плоскостях, проходящих через центр Солнца. Эти плоскости располагаются весьма близко друг к другу. В целях простоты изложения мы будем в дальнейшем предполагать, что все эти плоскости совпадают с плоскостью, в которой движется центр Земли и которая называется плоскостью эклиптики. Кривые, описываемые центрами планет в этой плоскости, представляют собой эллипсы] однако эти эллипсы очень мало вытянуты и, следовательно, очень мало отличаются от окружностей (исключение составляют эллиптические пути некоторых малых планет). Таким образом, если мы вырежем на доске вдоль ряда концентрических окружностей канавки, поместим в центр этих окружностей шарик, и пустим катиться по нашим канавкам шарики гораздо меньших размеров, то мы получим приблизительное представление о расположении планет в их движении вокруг Солнца. Если мы захотим оживить нашу модель с целью копировать настоящие движения планет, то обнаружится исключительно важный факт: необходимо заставить катиться все шарики, представляющие планеты, в одном и том же направлении вокруг центра. Действительно, все планеты обращаются вокруг Солнца в одном и том же направлении.
3. Каждая планета вращается вокруг оси, проходящей через ее центр. Направления осей вращения планет в общем мало отличаются от направления перпендикуляра к плоскости эклиптики, и, кроме того, все планеты вращаются в одну и ту же сторону (два последних замечания не применимы к Урану). Например, Земля вращается вокруг оси, составляющей угол в 23° с перпендикуляром к плоскости эклиптики и делает полный оборот менее чем за одни солнечные сутки.
Рис. 2. План солнечной системы
Ось вращения Земли проходит через полюсы Земли; если бы наблюдатель, находящийся на северном полюсе, сам не участвовал бы во вращении Земли, то он бы заметил, что Земля поворачивается против часовой стрелки. Это направление собственного вращения, которое является общим почти для всех планет, называется прямым. Именно в прямом направлении обращаются вокруг Солнца планеты. (В нашей модели, описанной выше, следует предположить, что наблюдатель стоит на доске, а планеты и Земля расположены так, что северный полюс Земли виден над столом.) Направление, противоположное прямому, называется обратным; оно совпадает с направлением вращения стрелок часов.
Солнце также обладает собственным вращением в прямом направлении; его ось вращения составляет 5–6° с перпендикуляром к плоскости эклиптики.
4. Движение большинства спутников планет обладает теми же свойствами, которые перечислены выше. Другими словами, центры спутников перемещаются вокруг своих планет почти по окружностям, оставаясь в плоскостях, наклоненных довольно мало к плоскости эклиптики (за исключением спутников Урана). Направление обращения спутников также прямое. Спутники также обладают собственным вращением в прямом направлении. Однако у спутников далеких от Солнца планет мы встречаемся с существенными отклонениями от этих правил.
5. Близкие к Солнцу планеты имеют примерно ту же среднюю плотность, что и Земля. Более далекие планеты (начиная с Юпитера) имеют гораздо меньшую плотность, хотя по массе они гораздо больше Земли.
6. Каждая комета движется в плоскости, проходящем через центр Солнца, однако в отличие от планет плоскости движения комет располагаются как угодно по отношению к плоскости эклиптики.
Траектории комет, как правило, очень вытянуты; встречаются движения как в прямом, так и в обратном направлении. Сопоставляя эти факты со сделанным выше замечанием об отличии комет от планет в отношении физического строения, мы можем сразу предположить, что и условия происхождения комет были также иными.
7. Все небесные тела солнечной системы подчиняются в своем движении трем законам, открытым Кеплером и сведенным к единому принципу — закону всемирного тяготения — Ньютоном.[6]
Прежде чем расстаться с солнечной системой, мы приведем некоторые числа, позволяющие составить представление о ее размерах.
Радиус Земли равен 6370 км. Расстояние Луны от Земли составляет 60 земных радиусов, т. е. около 380 000 км. Расстояние Земли от Солнца составляет 23 000 земных радиусов или 150 млн. км. Свет, пробегая 300 000 километров в секунду, затрачивает на путь от Солнца до Земли восемь минут. Поэтому говорят также, что Земля находится на расстоянии восьми световых минут от Солнца.[7]
6
В противоположность впечатлению, которое создается при чтении плохих популярных книг, теория Эйнштейна не опровергла закон тяготения Ньютона. Этот закон содержится в теории Эйнштейна как первое приближение закона взаимодействия между материальными телами, вполне достаточное в подавляющем большинстве случаев.
7
Расстояния, с которыми имеет дело астрономия, исключительно велики, и их часто измеряют с помощью промежутков времени, за которые свет проходит эти расстояния. В частности, используют световой год, т. е. расстояние, пробегаемое светом за один год. Оно составляет примерно 10 триллионов километров. (Напомним, что один триллион — это тысяча миллиардов.)