Земля же и все остальные планеты наперекор здравому смыслу вращаются вокруг оси именно наоборот, справа налево — против часовой стрелки.

И это было удивительной, необъяснимой загадкой.

Некоторые ученые время от времени пытались придумать какое-либо мало-мальски сносное объяснение, почему планеты вращаются не так, как следовало бы. Но доводы выглядели искусственными и неубедительными. Вопрос оставался открытым.

О. Ю. Шмидт нашел ошибку в рассуждениях ученых, искавших причину прямого вращения планет. Он доказал, что земной шар ни в коем случае нельзя уподоблять вертушке, которую падающие песчинки заставили вертеться своими толчками. О. Ю. Шмидт исключительно просто и убедительно объяснил вращение планет в прямом направлении.

Физическое явление, которое легло в основу объяснения Шмидта, случалось наблюдать каждому человеку.

Темной безоблачной ночью высоко над Землей проносятся яркие искорки метеоров. Метеоры вторгаются в земную атмосферу с огромными скоростями, иногда превышающими 40 километров в секунду. При такой скорости метеорная частица уже на высоте 120–150 километров от поверхности Земли сталкивается с молекулами воздуха. Несмотря на крайнюю разреженность воздуха, на большой высоте перед метеором образуется воздушная «подушка», которая разогревается до нескольких тысяч градусов и начинает испускать ослепительный свет. Вследствие сопротивления воздуха метеорит теряет скорость, его поверхность раскаляется, вещество начинает испаряться, и за метеоритом тянется тонкий светящийся след, образованный раскаленными частицами воздуха и метеорного тела. Почти вся кинетическая энергия метеорита в это время преобразуется в теплоту и свет.

Это и есть то явление, которое упускали из виду.

В первые тысячелетия своего существования юная Земля уже обладала атмосферой. Конечно, газовая оболочка новорожденной планеты имела ничтожную толщину и плотность. Но чтобы затормозить падение метеорита, достаточно очень небольшой плотности воздуха — такой, какую мы имеем в настоящее время на высоте 120 километров от поверхности Земли.

Частички, падавшие на Землю, встречая резкое сопротивление газовой оболочки, раскалялись, их кинетическая энергия переходила в теплоту и свет, а свет и теплота тут же рассеивались в пространстве. Падающие частички теряли свою кинетическую энергию раньше, чем успевали «толкнуть» Землю. Они испарялись, превращались в пыль, и эта пыль уже спокойно оседала на Землю.

Даже песчинки и камешки, достигавшие поверхности Земли, большую часть кинетической энергии расходовали на нагревание и механическое дробление.

Кроме того, юную планету в то время окружал довольно плотный рой частиц, делавших свои последние круги перед тем, как приземлиться. Эти частицы постоянно сталкивались между собой, раскалывались, разогревались от ударов друг о друга и тоже теряли свою кинетическую энергию.

Следовательно, «толчки», которые испытывала Земля от падения песчинок и камешков, были ничтожно малы. Существенного значения они не имели. И вращение Земли нельзя объяснить разностью скоростей частиц, летавших справа и слева от Земли. Их кинетическая энергия почти полностью излучалась в пространство в виде света и теплоты.

При образовании планет, указывает О. Ю. Шмидт, происходило не сложение кинетических энергий падающих частиц, а сложение моментов количества движения, которыми обладали эти частицы.

Момент количества движения в мире небесных тел отчасти можно уподобить нашим деньгам. Деньги тоже переходят из рук в руки, в бухгалтериях их переписывают со счета на счет, но сами по себе деньги не исчезают, не расходуются, они только передаются.

Момент количества движения не может превращаться в свет и теплоту, не может расходоваться на трение. Он только передается от одного тела к другому.

В рое мелких частиц или в планетной системе момент количества движения распределяется по иному закону, чем орбитальные скорости. Вот для примера Марс и Плутон. Они почти равны друг другу по массе: орбитальная скорость Марса равна 24 километрам в секунду; а орбитальная скорость Плутона составляет всего лишь 4,75 километра в секунду. Но Плутон в 26 раз дальше от Солнца, чем Марс. Поэтому, несмотря на большую разницу в скоростях, момент количества движения, принадлежащий Плутону, почти в 5 раз больше момента количества движения, которым обладает Марс. Чем дальше обращается планета или частичка от Солнца, тем ее момент больше.

А это означает, что все частички роя, летавшие за пределами земной орбиты с ночной стороны Земли (справа от нее) обладали большим моментом количества движения, чем частички, летавшие внутри земной орбиты, слева от Земли — с ее дневной стороны.

Падая на Землю и те и другие частички передавали ей и свою массу и свой момент количества движения. Падавшие справа — на ночную сторону Земли, приносили с собой больший момент количества движения, падавшие слева — меньший. Суммирование моментов подталкивало Землю, заставляло ее вращаться справа налево, то есть против часовой стрелки, — так, как она вращается в действительности. Объяснение прямого вращения является большой заслугой О. Ю. Шмидта. Ученому удалось решить задачу, перед которой, как перед крепостной стеной, наука стояла в течение целого столетия.

Закономерность, открытая О. Ю. Шмидтом, позволяет сделать важные выводы. Планеты-гиганты, накопившие большие массы, а вместе с тем и большие моменты количества движения, должны вращаться быстрее планет земной группы.

И действительно, на величайшей из планет — на Юпитере — сутки длятся только 9 часов и 50 минут. Сатурн вращается вокруг оси медленнее — за 10 часов и 14 минут. Уран — за 10 часов и 48 минут. Нептун— за 15 часов и 40 минут. Продолжительность суток на Плутоне еще не установлена. Но, основываясь на законе сложения моментов количества движения, можно предположить, что маленький Плутон вращается гораздо медленнее Нептуна и может быть даже медленнее Марса.

Меркурий, как самый маленький среди планет и самый близкий к Солнцу, даже в годы юности не мог вращаться быстро. Приливное действие Солнца окончательно затормозило его вращение вокруг оси. Теперь Меркурий обращается вокруг Солнца так же, как Луна вокруг Земли, обернувшись к нему одной стороной.

Другой малыш среди планет земной группы — Марс вращается немного медленнее, чем Земля. Но медлительность вращения Марса нельзя объяснить исключительно тормозящим действием приливного трения. Марс далек от Солнца. Солнечные приливы на Марсе неуловимо малы. Действие их ничтожно. Марс вращается медленно, потому что размеры его невелики. Если бы он смог накопить большую массу, то и вращался бы гораздо быстрее Земли.

Длительность суток на Венере до сих пор неизвестна. Эта планета окутана густыми белоснежными облаками. На ее поверхности нет ни одного устойчивого пятнышка, проследив за которым можно было бы определить скорость ее вращения. Предполагают, что Венера вращается очень медленно и ее сутки длятся примерно 30 наших суток. Но так ли это в действительности, — еще никем не доказано.

Раньше, до работ О. Ю. Шмидта, длительность суток на планетах казалась чем-то обособленным, независимым и даже случайным. Ученые полагали, что время вращения планеты вокруг оси можно узнать только наблюдением. Это не так. Закономерность, открытая О. Ю. Шмидтом, позволяет определять длину суток на планетах математическим путем.

Наклоны осей Юпитера, Сатурна и Урана.

В солнечной системе все связано друг с. другом. И плотность планет, и округленность их орбит, и наклоны их осей, и продолжительность суток — зависят в той или иной степени от массы планет и от расстояния, на котором они находятся от Солнца.

В солнечной системе нет обособленных, изолированных явлений.

Луны образовывались одновременно с планетами и вместе с ними. В клубке твердых частиц, из которого формировалась будущая планета, кроме центрального сгущения, возникало много других сгустков — ядер будущих спутников. Сначала они обращались вокруг центра тяжести сгустка по различным и по-кометному вытянутым орбитам.