Замечательные наблюдения и подробные описания эффекта Вилсона дали нам новые знания о Солнце. Но, к сожалению, интерпретация его результатов оказалась грубо неверной. Она лежала в ключе усиливавшей свои позиции концепции темного и холодного Солнца, окруженного тонким светоносным слоем.
Она (эта интерпретация) существенно упрочила позиции данной идеи, которая все в меньшей степени воспринималась как проявление безумия (см. выше историю суда над господином Эллиотом) и становилась базовой теорией строения Солнца. В первой половине XIX века эта концепция стала парадигмой.
Дополнительные соображения в пользу концепции, развивавшейся Уильямом Гершелем, высказал его сын астроном Джон Гершель (1792–1871). Он обратил внимание на давнее открытие Шейнера – возникновения пятен в «королевской» зоне, не далее чем в 30 градусах к северу и югу от солнечного экватора. Расположение пятен в этих двух широтных зонах, параллельных экватору, давало основания полагать, что образование пятен как-то связано с вращением Солнца. Вероятнее всего, как указал Джон Гершель, причина появления пятен кроется в круговоротах жидкой либо газообразной материи, аналогичной земным пассатам и антипассатам.
Тенденция переносить земной опыт на Солнце успешно продолжала развиваться!
«Пятна могут быть приравнены к таким областям Земли, где в данное время господствуют ураганы и вихри», – писал Джон Гершель, описывая результаты своих наблюдений солнечных пятен на мысе Доброй Надежды. Здесь он наблюдал в 1837 году гигантскую группу пятен площадью в 10 миллиардов квадратных километров, что произвело на него сильное впечатление. «Внешняя оболочка Солнца временами падает вниз, смещает и разрывает своим натиском два нижних светоносных слоя, причем верхний слой, конечно, разрывается больше, чем нижний, и таким образом почти или совершенно обнажает внизу часть темной поверхности самого ядра Солнца. Такое явление неизбежно сопровождается вихрями, которые затем, будучи предоставлены самим себе, постепенно затихают и исчезают. Движение замирает в нижних слоях раньше, чем в верхних, во-первых, вследствие большего сопротивления, которое там развивается, во-вторых, вследствие большего удаления от очага первичной силы, который лежит, несомненно, в верхних слоях. Таким образом, центры ураганов (совершенно подобно тому, как это происходит в наших водоворотах – ураганах в миниатюре) при затихании возвращаются понемногу все выше и выше. Все это совершенно согласуется с тем, что мы видим в пятнах при их разрушении: пятна как бы заливаются светоносной материей, края их сдвигаются все ближе и ближе, полутень понемногу закрывает ядро пятна, а затем исчезает и сама…»
Мы видим, что Джон Гершель продолжал на основе новых наблюдений развивать концепцию, которой придерживался его отец.
Снова зададимся вопросом: была ли «ураганная» гипотеза Гершеля-младшего научной?
Безусловно. И, как всякая научная гипотеза, она требовала как доказательств в свою пользу, так и разработки методов своей проверки. В какой-то степени гипотеза впоследствии оправдалась – в том смысле, что вихревые движения в пятнах и их окрестностях действительно наблюдаются. Но вот основа возникновения пятен оказалась совсем иной. Общая идея темного Солнца, как выяснилось, также не имеет ничего общего с действительностью. Наука медленно набирала информацию, перебирала и проверяла выдвигавшиеся гипотезы, совершенствовала методы исследования.
Знаний для окончательной проверки гипотез по тем временам не хватало. Это сегодня мы понимаем, что энергия, выделяемая Солнцем в единицу времени, чудовищно велика, и невозможно обосновать природу таинственного светоносного слоя, который извергал бы миллиардами лет мощный поток излучения в окружающее пространство. Закон сохранения энергии не в состоянии объяснить, откуда могла бы браться энергия светоносного слоя, который согласно законам термодинамики должен быть при этом очень горячим. Кроме того, можно легко доказать, что при наличии такого слоя внутреннее ядро Солнца не сможет оставаться столь темным и холодным, чтобы там текли реки и жили живые существа. Физика убедительно доказывает, что никакие облака не спасут «холодное Солнце», и солнечная поверхность должна прийти в состояние термодинамического равновесия со светоносным слоем, а значит, быстро нагреться до столь же высоких температур.
Но все эти разделы физики, закономерности и правила были открыты, опробованы, испытаны и экспериментально проверены существенно позже. Доказательства невозможности модели темного Солнца появились в середине XIX века. Тогда же была сделана череда фундаментальных открытий, которые позволили наконец подойти ближе к пониманию загадочной природы Солнца.
Уместно вспомнить, что замечательный русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов (1711–1765) еще в своем XVIII веке не сомневался, что Солнце – объект горячий:
Там огненны валы стремятся
И не находят берегов,
Там вихри пламенны крутятся,
Борющись множество веков,
Там камни, как воды, кипят,
Горящи там дожди шумят…
Достаточно адекватное художественное представление Солнца, как оказалось…
Лекция четвертая
Солнце, состоящее из газа
Человек увидал в небе золотой шар: он полез за ним и в конце концов добрался к нему – шар был глиняный. И вот что странно: когда человек вернулся на землю и опять посмотрел в небо, там был золотой шар. И вот что странно: это был золотой шар. Клянусь небом, это был золотой шар.
Стивен Крейн
Не менее того любопытно исследовать, из каких веществ состоят другие миры, и узнать, что вещества сии те же самые, кои составляют массу Земли нашей.
Йёнс Берцелиус
Вопрос о природе Солнца оставался открытым.
Идея «огненного шара» требовала пояснений. Если шар – это сгусток огня, то что, собственно, горит? И почему горит так долго и так стабильно? Весь опыт человека говорил о том, что для горения требуются как минимум топливо и воздух.
Есть ли в космическом пространстве воздух, было непонятно. В Древней Греции полагали, что воздухом (и эфиром) заполнен весь мир. Спустя много веков стало ясно, что воздуха, скорее всего, нет: его гигантская толща не позволила бы видеть удаленные светила, да и трение должно было мешать движению планет. Отсутствие воздуха (точнее, кислорода) – несомненно, проблема для гипотезы о горении. Вторая проблема была не менее значимой: что же все-таки горит в небе?
В XIX веке получила широкое распространение идея, что на Солнце (твердом и темном) ярко горит уголь… Происхождение идеи очевидно: именно уголь уверенно становился главным источником энергии для человечества (нефть и газ – это реалии следующего века), и уже не первый раз люди переносили свой земной опыт на небо. Но почему солнечный уголь горит так ровно, без дыма, и как минимум тысячами лет не прогорает? Было ясно, что такое объяснение грешит многочисленными нелогичностями, и многое оставалось непонятным.
Французский философ Огюст Конт (1798–1857), основатель философского направления, которое обычно именуется позитивизмом, писал в 1835 году: «Мы представляем себе возможность определения их (небесных тел. – С. Я.) форм, расстояний, размеров и движений, но никогда, никакими средствами мы не сможем изучить их химический состав, их минералогическое строение, природу органических существ, живущих на их поверхности… Я остаюсь при своем мнении, что любое знание истинных средних температур звезд неизбежно должно быть навсегда скрыто от нас».
