Земля-корабль

Геопоэзия... Так назвал один американский геолог странный мир, открывающийся перед современными науками о Земле. Это не порицающий, а скорее подбодряющий эпитет. В эпоху научной революции поэзия гипотез порой преобладает над сухостью детального анализа.

Началось это в конце прошлого — начале нынешнего века, когда ученые узнали, что наша планета не совсем равномерно обращается вокруг собственной оси. Эта неравномерность ярко выражена в масштабе десятилетий. Особо сильные ускорения в угловом движении испытала Земля в 1898 и 1920 годах. Таинственным образом меняется угловая скорость поверхности вращающейся Земли и в течение года. Сейчас она максимальна в июле и минимальна в январе. Потрясающее и многозначительное совпадение: по этому же закону распределяется в году средняя частота сильных землетрясений на планете (как коровых, так и глубоких) — максимум в июле, минимум в январе, с разрывом между ними примерно процентов в двадцать.

Н. Н. Парийский и некоторые другие ученые видят в этом совпадении подтверждение гипотезы, связывающей сезонные изменения угловой скорости вращения Земли с движениями циклонов и антициклонов по лику планеты. Может быть, так оно и есть? Но... эти глобальные метеорологические процессы поддаются расчету — нет, не могут они объяснить загадочных сезонных изменений.

По мнению члена-корреспондента АН СССР П. Н. Кропоткина, гораздо вероятнее, что изменения угловой скорости вызваны небольшими вариациями в течение года в размере среднего радиуса планеты (с этой величиной момент вращения Земли связан квадратичной зависимостью). Вслед за американским ученым Р. Дике П. Н. Кропоткин указывает еще на одно совпадение. Именно в июле скорость бега Земли по ее орбите вокруг Солнца складывается со скоростью движения самого Солнца в Галактике, а в январе вычитается из него!

А по формуле Лоренца масса тела зависит от его скорости. Это релятивистское увеличение массы — для близсветовых скоростей и микрочастиц, и не всякому может прийти в голову идея примерить те же формулы для нашего обычного макромира. Выше скорость движения по орбите — больше масса. Масса больше — больше сжатие планеты. Больше сжатие — быстрее вращение. Если теоретически подсчитать это ускорение вращения Земли в результате релятивистского увеличения массы планеты в июле, в момент максимальной скорости движения планеты относительно всей совокупности окружающих нас миров (оказывается, это в некоторых случаях допустимая система отсчета), получится величина, почти совпадающая с наблюдаемым ускорением вращения планеты. На 1,25 миллисекунды сутки в июле в среднем короче, чем в январе!

Конечно, летнее (для нашего северного полушария) возрастание массы Земли должно сопровождаться и увеличением силы тяжести примерно на одну стомиллионную. Но существующие методы определения силы тяжести не позволяют заметить такое изменение. И если гипотеза Дике — Кропоткина справедлива, получается, что изменения угловой скорости Земли — гораздо более точный измеритель земной гравитации, чем самые лучшие приборы.

Эффект ежегодного изменения "активной массы" нашей планеты зависит еще от одного параметра. Он максимален, если плоскость земной орбиты вокруг Солнца (эклиптика) параллельна движению всей системы вокруг центра Галактики. Если же эклиптика расположена поперек этого движения, то скорость Земли 30 километров в секунду не складывается и не вычитается из скорости Солнца (около 250 километров в секунду). И никаких изменений массы, а также угловой скорости вращения Земли не будет!

В каком же положении находится Солнечная система сейчас? Оказывается, намного ближе ко второму случаю. Угол между направлением движения Солнца в Галактике (а оно лежит сейчас к созвездию Цефея) и плоскостью эклиптики равен примерно 70 градусам! Нетрудно подсчитать, что в случае, если этот угол равен нулю (а в таком положении Солнечная система была 50 миллионов лет назад), ежегодная пульсация Земли будет в 100 раз больше теперешней! Это значит, что примерно во столько же раз увеличивается в эти эпохи горообразовательная, сейсмическая и вулканическая активность планеты. Если какие-то новые наблюдения и подсчеты подтвердят гипотезу Дике — Кропоткина, это будет означать, что в распоряжении геологов новое мощное орудие долгосрочного прогноза. Ведь впереди в ближайшие 15 миллионов лет — дальнейшее приближение нашей Солнечной системы к перпендикулярному взаимному положению эклиптики и направления движения системы, когда ежегодных релятивистских приращений массы и угловой скорости просто не будет! И следовательно, на минимуме окажется та часть сейсмотектонической активности, которая возбуждается этими ежегодными вариациями.

...Эффект приращения массы электрона в зависимости от скорости впервые предсказал еще в 1895 году К. Лоренц. В эксперименте это гениальное предвидение впервые подтвердили, измеряя отношение массы электрона к его заряду (m/e) в лучах радия. Заряд не зависит от скорости, поэтому изменение этого отношения сразу же показало справедливость предположения Лоренца. П. Н. Кропоткин считает, что "в случае гравитационных деформаций Земли мы тоже имеем дело с изменением отношения m/e. Упругие свойства Земли целиком определяются зарядами электронов в оболочках ато-моз". А раз так, продолжает свою мысль Кропоткин, увеличение массы планеты каждый год должно приводить к заметному увеличению сжимающих напряжений в литосфере планеты, что не может не сопровождаться повышением уровня сейсмичности.

Фантасты любят помещать своих героев в "релятивистские" условия путешествий. На сверхбыстрых ракетах космонавты скитаются по Вселенной, испытывая на себе парадокс близнецов (полетавший близнец все еще юн, а его брат-домосед уже старец), увеличиваясь в массе при субсветовых скоростях и даже полностью "переходя в излучение" по формуле эквивалентности энергии и массы. Но мы и так "на космическом корабле", и в нашем распоряжении немалые скорости: 30 километров в секунду — скорость Земли, и еще 250 километров в секунду — скорость нашей Солнечной системы в Галактике. Есть какая-то, и немалая, своя скорость и у самой Галактики в системе общего разлетания Вселенной. Эти скорости еще долго не будут достижимы для наших ракет. Но мы их и связанные с ними парадоксы мира высоких скоростей можем с комфортом изучать и никуда с Земли не вылетая.

Вы стоите на дачной платформе. Гудит приближающийся поезд дальнего следования. Вот промчался ревущий электровоз — и сразу тон сигнала становится ниже. Эффект Доплера! Астрономы уже заметили, что знакомые им полосы разных элементов в спектрах звезд в той части неба, куда быстро летит наше Солнце, заметно смещены в более коротковолновую, фиолетовую часть спектра. На фоне общего "красного смещения" разбегающегося мира звезд эта "цель пути" выделяется особо контрастно. И вот теперь не исключено, что, наблюдая вариации в частоте сильных землетрясений, мы отмечаем самые таинственные из странностей релятивистского мира — странности переменной гравитации.