Кто куда падает

Вечером Алекс и Мишун сидели на веранде своего домика, смотрели на звёзды и на луну. И вдруг Мишун спросил:

– А Луна почему не падает на Землю? Она, что ли, не притягивается к Земле этой гравитацией?

– И притягивается, и падает. Да только вот никак не упадёт, – улыбнулся Алекс.

Брови у Мишуна поползли наверх:

– А когда упадёт? Что тогда будет?

– Не бойся, никогда не упадёт. Она, наоборот, понемножку убегает всё дальше и дальше: совсем по чуть-чуть, по четыре сантиметра в год – на длину твоего пальца.

– Я не понял: так она падает или убегает?

– И то и другое: падает и понемножку убегает.

Мишун надулся:

– Ты надо мной смеёшься, так не бывает!

– Не обижайся, я постараюсь всё объяснить.

Алекс поднял с пола веранды шишку и подбросил её вверх. Когда шишка упала, он спросил:

– Шишка сейчас что делала?

– Сначала вверх летела, потом падала.

– Да, она от Земли пыталась убежать, но Земля её обратно притянула. Но физики весь полёт шишки назвали бы свободным падением. Свободным – потому что ей никто не помогал и не мешал: никакого мотора ведь у неё нет. А падением – потому что как бы шишка ни летела, она всё равно упадёт. Вот так ещё могу бросить.

Теперь Алекс кинул шишку вперёд и вверх, так что она полетела по широкой дуге и упала на лужайку перед домом.

– Это тоже было свободное падение, хотя и по кривой траектории – физики её называют параболой. Если бы я мог бросить шишку ещё сильнее, она получила бы от моего толчка ещё большую начальную скорость и полетела бы ещё выше и дальше. Шишка летела бы дольше, но всё равно упала. Земное тяготение, как резинка, привязывает её к Земле и не даёт улететь.

– А можно бросить её так, чтобы она не упала?

– В принципе можно, но я так не смогу. И никакой силач не сможет, потому что для этого ей нужно придать невероятно большую скорость. Если бы удалось разогнать нашу шишку до скорости 11 километров в секунду, то, куда бы ты её ни направил – вверх или в сторону, – она смогла бы «разорвать» резинку-тяготение и улететь в космос. Но это ужасно большая скорость! Только представь: пока ты скажешь «раз», она уже должна долететь до самолёта, который летит выше облаков и кажется нам отсюда точкой. Такую скорость физики называют «скоростью убегания», или второй космической скоростью. Есть и другой вариант: бросить шишку горизонтально, вдоль земной поверхности, со скоростью 8 километров в секунду (такую скорость называют первой космической). Ты не успеешь сказать «раз», как она уже скроется за горизонтом.

Мишун глубокомысленно заметил:

– Тогда сначала надо поднять её выше деревьев, чтобы она по дороге не зацепилась за них.

– Точно. Но поднять её надо даже выше гор и облаков – туда, где кончается воздух. Иначе он будет её тормозить, шишка потеряет скорость и упадёт. И вот если наша шишка разгонится до первой космической скорости, она станет искусственным спутником Земли. Она будет лететь по круговой орбите вокруг Земли. Её путь будет искривляться, но ведь и земная поверхность под ней искривляется, так что шишка будет оставаться на одной высоте над Землёй. Так она будет всё время падать, но никогда не упадёт.

– Смотри, – сказал Мишун. – В небе маленькая звёздочка летит. Может, самолёт?

– Нет, это как раз искусственный спутник. У самолёта огни мигают, а спутник выглядит в небе как двигающаяся звезда. Примерно за час он успевает облететь вокруг всей Земли. Сначала ракета-носитель подняла его над атмосферой и разогнала до первой космической скорости, а потом он уже летит сам – находится в свободном падении – и в ракете не нуждается.

– А почему он светится? У него тоже бортовые огни, как у самолёта?

– Нет, это солнечный свет отражается от его поверхностей, словно от зеркал. Луна тоже солнечный свет отражает, поэтому и светится.

– Ладно, я понял: Луна летит по кругу вокруг Земли и всё время падает, но никогда не упадёт.

Алекс добавил:

– А размер этого круга – лунной орбиты – постепенно увеличивается, на длину пальца за год.

– А Земля никуда не падает? – спросил Мишун.

– Конечно же, падает! Земля вместе с Луной очень быстро летят по круговой орбите вокруг Солнца и всё время падают на него – Солнце же гораздо больше Земли и других планет. Оно удерживает их всех своим тяготением, словно верёвочками, и не даёт улететь. Вокруг Солнца вращаются планеты, а вокруг большинства планет вращаются их спутники. Вот такая получается у нас космическая семья – Солнечная система.

– А Солнце никуда не падает?

– Солнце тоже летит и падает на ядро Галактики. Как и все другие звёзды Галактики. Все они – наша галактическая семья.

– Почему ты всё знаешь, Алекс?

– Потому что я всегда был любопытный, как и ты, задавал много вопросов и искал на них ответы.

– Значит, когда-нибудь я тоже буду таким умным?

– Обязательно!

Далеко ли до космоса

– Мишун, мама велела спать ложиться! – позвал брата Алекс. Тот стоял возле открытого окна, глядя в звёздное небо.

– Я не хочу спать, я хочу смотреть на звёзды, – откликнулся Мишун. Мне кажется, что я растворяюсь в космосе… Алекс, а что это вообще такое – космос?

Алекс встал рядом и начал рассказывать, тоже глядя в окно:

– Слово «космос» пришло к нам из древнегреческого языка. В переводе оно означает порядок, гармонию. Наверно, древние греки, как и мы, любили любоваться звёздным небом. Они заметили, что все созвездия поворачиваются вокруг Земли как одно целое, словно нарисованы на большой сфере. А некоторые звёздочки – греки назвали их планетами, то есть странниками – передвигаются среди «неподвижных» звёзд, описывая странные петли. Но движения планет тоже повторяются, и древнегреческий учёный Птолемей смог предсказать их пути среди звёзд на две тысячи лет вперёд! Так что в небе, по мнению древних философов, царит полный порядок – космос. С тех давних времён космосом называют всё, что за пределами земной атмосферы.

– А космос и Вселенная – это одно и то же?

– В общем, да. Слово Вселенная – старославянское, оно означает «обитаемая, заселённая». Поначалу так называли только обитаемую часть космоса, а теперь и весь космос. Кто знает, кто там ещё возле других звёзд обитает…

– Алекс, а до космоса далеко?

– Как тебе сказать… С одной стороны, до космоса рукой подать: какие-то 80 или 100 километров – и земная атмосфера практически закончилась, начался космос. На машине ты бы проехал такое расстояние меньше чем за час. Но как же сложно было людям одолеть эти 80 километров и добраться до космоса!

– Потому что земное притяжение не пускает? – догадался Мишун.

– Не только поэтому. Ещё потому, что всё, на чём люди уже умели летать – воздушные шары, самолёты, – может летать только в воздухе. А в космосе ведь нет воздуха. Так что пока не придумали ракеты, космос оставался недоступен. Ракета разгоняется до первой космической скорости и добирается до космоса всего минут за десять. Люди впервые смогли построить такую ракету не так уж давно, в 1957 году, меньше 70 лет назад.

– Про ракеты потом расскажешь?

– Конечно, расскажу. Я ещё много о чём хочу тебе рассказать.

– А до Луны ракета сколько летит? – продолжал допытываться Мишун.

– Самая быстрая современная ракета домчится до Луны за восемь-девять часов. Машине понадобилось бы полгода, чтобы проехать такое расстояние, даже если ехать без остановок. До Марса (это следующая после Земли планета) самая быстрая ракета летит в лучшем случае два месяца, а машина тащилась бы 60 лет – мы бы успели состариться. Ну, а до самых дальних планет, Нептуна и Плутона, самый быстрый космический аппарат летел девять с половиной лет.

– Какая большая наша Солнечная система! – воскликнул Мишун. – Целых девять лет до конца лететь!

– Что ты, она гораздо больше! После Нептуна с Плутоном болтается ещё куча мелких тел, а потом огромное облако из ледяных комет. Пока что только два космических аппарата смогли достигнуть границ Солнечной системы, им понадобилось для этого больше сорока лет. Но до ближайших звёзд им ещё предстоит лететь много тысяч лет.

– Как долго! – огорчился Мишун. – А быстрее ракеты что-нибудь есть?

– Люди ничего такого пока не построили. Но в природе есть нечто гораздо более быстрое – это свет. Быстрее света вообще ничего не может быть. За секунду с хвостиком – ты успеешь сказать только «раз-два-три» – свет долетит до Луны, а за четыре часа, пока ты отсидишь в школе четыре урока, – до Нептуна с Плутоном. Но до ближайшей звезды даже свету приходится лететь целых четыре года! А от одного края нашего звёздного дома, Галактики, до другого – сотню тысяч лет. Во Вселенной такие огромные расстояния, что их неудобно измерять километрами – это как если бы мы измеряли земные расстояния какими-то пылинками. Так что космические расстояния измеряют световыми годами.

– Значит, мы никогда не долетим до звёзд и не узнаем, живёт ли кто-то в космосе на других планетах? – совсем сник Мишун.

– Почему же не узнаем? Долететь до наших звёздных соседей мы и правда ещё не можем, но мы могли бы отправить им сообщение и получить ответ с помощью световых сигналов или их близких родственников – радиосигналов. Люди уже пытаются это делать, но ответов ещё не получили. Я думаю, мы ещё много интересного и неожиданного узнаем о космосе.

– А весь космос очень большой?

– Сейчас учёные считают, что у него вообще нет конца.

Мишун смотрел на звёзды и пытался представить себе: как это – совсем нет конца? И ему казалось, что звёзды подмигивают и усмехаются.