Опыты научные, политические и философские (Том 1) - Спенсер Герберт - Страница 39

Это было написано, когда спектральный анализ еще не дал нам своих открытий, а потому, само собою разумеется, нельзя было заметить, как открытия эти противоречат первому из вышеупомянутых предположений; но после указания на другие могущие быть сделанными возражения следовало дальнейшее рассуждение:

"Тем не менее, несмотря на эти затруднения, обычная гипотеза состоит в том, что Солнце и планеты, в том числе и Земля, состоят или из капельножидкого, или из твердого вещества, или же имеют твердую кору с капельножидким ядром {В то время, когда это было написано, установившаяся телеология, казалось, делала необходимым то предположение, что все планеты обитаемы и что даже под фотосферой Солнца существует жизнь. Но позднее влияние телеологии настолько уменьшилось, что эта гипотеза не может больше считаться общепринятой.}".

После замечания относительно того, что простота этой гипотезы не должна склонить нас к принятию ее без всякой критической оценки и что если какая-либо другая гипотеза возможна физически, то, по справедливости, можно и допустить ее, следует тот довод, что, проследив процесс сгущения в туманном сфероиде, мы придем к заключению об окончательном образовании расплавленной оболочки с ядром, состоящим из газообразной материи высокого давления. Затем идет следующий параграф:

"Но что же, спрашивается, станет с этим газообразным ядром, когда оно будет подвергаться громадному давлению оболочки, имеющей несколько тысяч миль толщины? Возможно ли, чтобы воздухообразная масса противостояла такому давлению? Весьма возможно. Доказано, что даже если теплота, порождаемая давлением, получила возможность выделяться, некоторые газы не могут быть приведены в капельножидкое состояние ни одной из сил, которые мы можем произвести. Недавно сделанная в Вене неудачная попытка привести кислород в капельножидкое состояние ясно доказывает это громадное сопротивление. Стальной поршень, употребленный при этом, был буквально укорочен от произведенного давления, а между тем газ не мог быть приведен в капельножидкое состояние! Следовательно, если сила расширения так велика даже в том случае, когда развившаяся теплота рассеивается, какова же она должна быть, когда значительная часть теплоты удерживается, как это было бы в разбираемом нами случае? Опыты Г. Коньяра де Латура показали, что газы могут под влиянием давления приобретать плотность капельножидкой массы, сохраняя свою воздухообразную форму, при том только условии, чтобы температура оставалась чрезвычайно высокой. В таком случае каждое увеличение теплоты есть увеличение отталкивающей силы атомов; самое усиление давления порождает усиленную способность сопротивления, и это будет так, до каких бы размеров ни дошло сжимание. Одно из следствий принципа сохранения сил состоит в том, что, если при возрастающем давлении газ удерживает всю теплоту, которая при этом развивается, сила его сопротивления становится безусловно безграничной. Вот почему внутреннее устройство планет, описанное нами, физически столь же прочно, как и то, которое обыкновенно принимают".

Если бы этот и следующие за ним параграфы были написаны пятью годами позже, когда проф. Эндрюс опубликовал отчет о своих исследованиях, то заключающиеся в нем положения, сделавшись более определенными и вместе с тем более обоснованными, были бы освобождены от ошибочного предположения, что указанное внутреннее строение есть всеобщее. Рассмотрим, руководствуясь результатами, полученными проф. Эндрюсом, каковы, по всей вероятности, были бы последовательные изменения в сгущающемся туманном сфероиде.

Проф. Эндрюс показал, что для всякого рода газообразной материи существует температура, выше которой никакое количество давления не может вызвать переход в жидкое состояние Замечание, сделанное a priori в вышеприведенном отрывке, что "если при возрастающем давлении газ удерживает всю теплоту, которая развивается, то сила его сопротивления становится безусловно безграничною", согласуется с выводом, достигнутым индуктивным путем, что если температура не понижена до "критической точки", то как бы велика ни была прилагаемая сила, газ не перейдет в жидкое состояние В то же время опыты, сделанные проф. Эндрюсом, показывают, что если температура понизилась до той точки, при которой становится возможным переход в жидкое состояние, то он произойдет там, где давление прежде достигнет требуемой силы Каковы же будут выводы по отношению к сгущающимся туманным сфероидам?

Представим себе сфероид такой величины, какая нужна для образования одной из меньших планет, и состоящий снаружи из обширной облачной атмосферы, образовавшейся из труднее сгущающихся элементов, а внутри из паров металлов, причем эти внутренние пары, следствие существования в них перемешивающих токов (convection), мало различаются по температуре. Представим себе дальше, что постоянное лучеиспускание довело внутреннюю массу паров металлов до критической точки. Не вправе ли мы сказать, что при известных размерах сфероида давление окажется недостаточно сильным для того, чтобы произвести переход в жидкое состояние в каком-либо другом месте, кроме центра, или, другими словами, что при понижении температуры и усилении давления соединенные условия давления и температуры, необходимые для перехода в жидкое состояние, прежде всего будут достигнуты в центре? Если это так, то переход в жидкое состояние, начинаясь в центре, будет оттуда распространяться к окружности, и, в силу того закона, что твердые тела, находясь под давлением, требуют более высокой температуры, при которой они могут расплавиться, чем тогда, когда они не подвергаются давлению, переход в твердое состояние, весьма возможно, начнется с центра и распространится в позднейший период подобным же образом к наружным частям в таком случае в конце концов получится такое состояние, какое, как утверждает сэр Уильям Томсон, существует на Земле. Но теперь представьте, что вместо такого сфероида - у нас сфероид, скажем, в двадцать или тридцать раз больше что случится тогда? Несмотря на перемешивающие токи, температура в центре должна всегда быть выше, чем где бы то ни было, и в процессе охлаждения "критическая точка" температуры будет достигнута раньше в наружных частях. Хотя на поверхности не будет существовать требуемого давления, тем не менее в большом сфероиде, очевидно, должна быть такая глубина под поверхностью, на которой давление будет достаточно, если температура достаточно низка. Отсюда можно заключить, что где-то между центром и поверхностью в предполагаемом большем сфероиде явится то состояние, описанное проф. Эндрюсом, в котором "мерцающие струи" жидкости плавают в газообразной материи одинаковой плотности. Можно также заключить, что постепенно, по мере продолжения этого процесса, струи эти будут становиться обильнее, тогда как промежутки с газообразной материей будут сокращаться, пока в конце концов жидкость не займет всего пространства. Таким образом, в результате получится расплавленная оболочка, содержащая газообразное ядро одинаковой с нею плотности на поверхности их соприкосновения и более плотное в центре, расплавленная оболочка, которая будет медленно утолщаться вследствие нарастания как внутри, так и снаружи.

Можно вполне справедливо заключить, что в конце концов на этой расплавленной оболочке образуется твердая кора. На возражение, что отвердение не может начаться на поверхности, потому что образовавшиеся твердые части должны опуститься вниз, можно дать два ответа. Во-первых, некоторые металлы расширяются при отвердевании и потому должны плавать. Во-вторых, что так как окружающая среда предполагаемого сфероида состояла бы из газов и металлоидов, то в расплавленной оболочке постоянно накоплялись бы соединения из этих газов и металлоидов, или друг с другом, или с металлами, и кора, состоящая из окислов, хлористых и сернистых соединений и т. п., имея гораздо меньший удельный вес, чем расплавленная оболочка, легко поддерживалась бы ею.

Такая планета, очевидно, не могла бы быть прочной. Она всегда могла бы подвергнуться катастрофе вследствие изменений в ее газообразном ядре. Если бы, при каких-либо условиях давления и достигнутой температуры, составные части этого газообразного ядра внезапно вступили бы в протохимические соединения, образующие новый элемент, то мог бы получиться взрыв, который расшатал бы всю планету и со страшной быстротой разбросал бы ее осколки по всем направлениям. Если бы предполагаемая планета между Юпитером и Марсом как по величине, так и по своему положению была средняя между двумя рассмотренными нами случаями, то она, по-видимому, отвечала бы всем условиям, при которых могла бы случиться подобная катастрофа.