Метаморфозы спутника: научный разбор романа «Незнайка на Луне»

«Незнайка на Луне» — сатирический роман-сказка советского писателя Николая Носова. В рецензиях его часто называют «романом с элементами научной фантастики». С высоты знаний человека начала XXI века термин «научная фантастика» тут кажется излишним.

Дело в том, что научная фантастика основывается на вымышленных допущениях в области науки, включая как точные, так и естественные, и гуманитарные — в отличие от сказок и фэнтези, в которых герои сталкиваются с очевидно сверхъестественными существами и процессами. То есть в научной фантастике человек не может ходить по потолку и летать без специальных приспособлений, творить материальные предметы силой мысли и т.д. А тут — полая Луна.

Но не торопитесь осуждать Носова! Оказывается, в тот момент, когда он писал свою книгу, возможные крупные полости внутри Луны как раз активно обсуждались, в том числе и в науке, и лишь спустя десятилетия эта «фантастика» стала из научной — совершенно ненаучной. Давайте посмотрим, как изменились представления о мире всего за шесть десятилетий.

Ростом с огурец

Из текстов книг Носова известно, что рост населяющих Землю (и, как потом оказалось, и Луну) коротышек — в среднем около 10 сантиметров. Учитывая нарочитую условность этого мира (для коротышек не существует понятия возраста, родительства и родства, любви, семейных отношений), не стоит всерьез рассуждать о том, могут ли существовать (и быть разумными) антропоморфные существа «размером с небольшой огурец».

Однако почему бы и не могут — млекопитающие такого размера нам хорошо известны. А еще мы знаем, что от размера мозга (в данном случае очень небольшого) мыслительные способности напрямую не зависят. Например, мозг слона весит в среднем в 4-5 раз больше, чем мозг человека, и нейронов в нем больше во столько же раз, но это не делает человека в пять раз глупее слона.

Здесь скорее важен так называемый «коэффициент энцефализации» — попросту говоря, соотношение массы мозга к массе тела. Судя по классическим рисункам к книгам Носова, этот коэффициент у коротышек равен примерно 15 (как у человеческих младенцев; у взрослых людей он составляет примерно 7-8). Чем больше масса мозга относительно массы тела, тем больше мозговой ткани доступно не для обработки тривиальных задач вроде движения и дыхания, а для решения более сложных познавательных задач.

При таком высоком «коэффициенте энцефализации» и размерах тела примерно как у землеройки количество нейронов в мозге живого существа должно достигать как минимум миллиарда. С высокой вероятностью интеллект и обучаемость коротышки будут примерно как у енота, а они ведь довольно сообразительные существа. Правда, еноты все же не строят космические корабли, а коротышки построили, но сделаем скидку на художественное допущение.

Полет на Луну

В книге Носова достаточно подробно описано устройство ракеты, на которой коротышки летали на Луну, и для читателя 60-х годов прошлого века оно было не просто фантастическим, а именно что научно-фантастическим. Ракета коротышек движется на реактивной тяге, создаваемой истекающими из кормовой части раскаленными газами; у нее имеются также маневровый и тормозной двигатели, расположенные в других частях корпуса (бывало, что фантасты даже посерьезнее рангом забывали о таких «мелочах»); есть там и телескоп, и радиолокатор, и отсек химического анализа минералов — пусть книга и была рекомендована для младшего школьного возраста, но к описанию космического корабля писатель отнесся довольно серьезно.

Носов даже упомянул вторую космическую скорость, необходимую для полета от Земли к Луне (11 километров в секунду), корректно описал перегрузки и невесомость. Правда, ему пришлось прибегнуть к чуть наивному ухищрению — изобрести некий лунный минерал, который при соединении с магнитом создает вокруг себя невесомость, и тогда ракету с десятками пассажиров до той самой второй космической скорости становится очень просто разогнать.

Писателю было очевидно, что даже у юных читателей возникнут серьезные вопросы о природе этого минерала, и он описал исследование этого минерала вполне в научном духе: его пробовали растворять в воде и спирте, травить серной и азотной кислотами, разложить на составные части посредством нагревания в тигле. Исследующий камень Знайка между делом говорит друзьям, что им неплохо бы «усвоить третий закон механики, который особенно наглядно проявляется в условиях невесомости. Этот закон говорит о том, что всякое действие вызывает равное и противоположно направленное противодействие» (помните, все это читает второклассник!).

После такой преамбулы объяснение, что «энергия лунного камня уничтожала вес не вообще, а только в ограниченном пространстве, причем она даже не уничтожала вес, а лишь смещала так называемое поле тяготения в стороны», кажется почти научным. Правда, способность вытеснять гравитацию в некотором радиусе, создавая «зону невесомости» и пояс усиленной тяжести, по факту дает нам вечный двигатель, но на это наблюдение у читателя младшего школьного возраста точно не хватит подготовки.

Ну а вдруг у нашего школьника остались какие-то сомнения в том, что энергия, выделяемая лунным камнем и небольшим магнитом, могла быть так велика, что побеждала силу земного притяжения? Тут писатель немедленно напоминает, что каждый знакомый с физикой человек, мол, знает, что запасом энергии, хранящимся в кусочке вещества размером с копеечную монетку, можно заменить энергию, которая получается от сжигания десятков тысяч тонн каменного угля. Бинго! Мы убеждены! Что ж, теперь можно и в полет на Луну. Но прежде всего нужно сказать пару слов о Земле.

Пустотелые планеты

Вот как профессор Звездочкин из книги Носова объясняет, как может быть устроена Луна, вычислив это «на кончике пера», как и подобает настоящему теоретику (затем его построения блестяще подтверждаются Незнайкой, посетившим внутреннюю Луну): в древние времена внутренние слои Луны испытывали огромное давление со стороны внешних слоев.

В результате чудовищного давления вещество внутри Луны не могло, согласно законам физики, пребывать в жидком состоянии, а находилось в твердом виде. А это значит, что когда Луна была еще огненно-жидкая, внутри нее уже имелось твердое центральное ядро, и когда начала образовываться внутренняя полость Луны (при охлаждении вещество теряет в объеме), она начала образовываться не в центре, а вокруг этого центрального твердого ядра, а точнее — между этим центральным ядром и сравнительно недавно отвердевшей поверхностью Луны.

Не правда ли, это кажется всего лишь пародией на науку, смешным набором слов? Но не торопитесь! Один из самых известных земных ученых, Эдмонд Галлей, работавший в конце XVII и первой половине XVIII века (не так уж давно!), отстаивал идею о том, что Земля состоит из оболочки толщиной примерно в 800 км, двух внутренних концентрических оболочек и центрального ядра с диаметрами, соответствующими примерно Венере, Марсу и Меркурию. Оболочки разделены атмосферами, у каждой есть свои магнитные полюса, они вращаются с разной скоростью.

Таким образом Галлей объяснял наблюдающиеся аномалии магнитного компаса на поверхности Земли. Внутреннюю атмосферу он считал люминесцентной (ее локальными утечками мог объясняться феномен северного сияния), а внутренние сферы вполне могли быть обитаемыми. Крупнейший математик XVIII-го столетия Леонард Эйлер тоже полагал Землю полой, с внутренним солнцем посредине.

Подумаешь, XVIII век, скажет читатель. Это же было очень давно, наука с тех пор шагнула далеко вперед. Но еще в XIX веке идея полой Земли вполне серьезно обсуждалась в научных кругах (см. «Элементы естественной философии» 1829 года за авторством английского физика Джона Лесли).

В 1864 знаменитый писатель Жюль Верн пишет получивший большой успех у публики роман «Путешествие к центру Земли». Его герои совершили переход из исландского вулкана Снайфедльс под землей через часть Атлантики и всю Европу, затем вышли из вулкана Стромболи в Тирренском море и вернулись обратно в Германию.

Маршалл Гарднер написал «Путешествие в глубь Земли» в 1913 (он даже построил рабочую модель полой Земли и запатентовал ее), эта книга очень заинтересовала Артура Конан Дойла, и он даже написал Гарднеру признательное письмо. Однако уже в начале XX века было ясно, что с гипотезой полой Земли ученым давно пора попрощаться — целый набор новых открытий поставил на ней окончательный крест.

В 1924 году вышел фантастический роман Владимира Обручева «Плутония», где в центре полой Земли находилась звезда (Плутон), а внутренняя поверхность Земли имела собственную флору и фауну. Но сам Владимир Обручев относился к гипотезе полой Земли как к давно отвергнутой наукой и использовал ее лишь в качестве удобного допущения. Однако с Луной было не так.

Устройство Луны

Попав на Луну, Незнайка (одетый в полноценный скафандр и гермошлем) падает сквозь туннель (и лунную кору) прямо на внутреннее вращающееся ядро, на котором живут такие же коротышки, как и на Земле. Туннель этот, кстати, по своему устройству (наклонный и гладкий) очень похож на лавовые трубки — каналы, образующиеся в результате неравномерного остывания текущих под уклон потоков лавы.

На Луне в силу невысокой гравитации такие каналы могут достигать сотни метров в диаметре, и в этой части предсказания Носова могут оказаться очень близкими к истине. Например, прямо сейчас Льюис Дартнелл, профессор Вестминстерского университета, представил проект Moontopia, который рассматривает создание лунных городов внутри лавовых труб.

Правда, в книге Незнайка вскоре заболеет от тоски по Солнцу, потому что внутри Луны нет компактных источников света, напоминающих нашу звезду — освещение обеспечивается люминесценцией внутренней поверхности коры.

Кажется, что с идеей полой Луны должно было случиться то же самое, что и с гипотезой полой Земли. Но в то время, когда Носов писал свою книгу, она еще обсуждалась почти всерьез. Правда, в данном случае скорее говорили о том, что Луна может быть большой искусственной конструкцией, созданной когда-то инопланетным разумом — уж больно удачно она расположена рядом с Землей: ее угловой радиус как раз позволяет точно перекрывать Солнце при затмениях (стоит заметить, правда, что угловые диаметры Солнца и Луны со временем чуть меняются на несколько процентов и даже во время затмений на самом деле не идеально совпадают).

А еще в 1970-х годах на Луне американцы установили сейсмометры, регистрировавшие лунотрясения, при этом Луна описывалась «звенящей, как колокол», то есть имеющей полости (позже стало ясно, что результаты были просто неверно интерпретированы). Кроме того, известно, что средняя плотность Луны почти в два раза меньше земной, и это тоже использовалось в качестве аргумента в пользу наличия неких полостей внутри.

Но все же, пожалуй, полвека назад ученым уже не приходило в голову утверждать, что такая полость может занимать бóльшую часть внутреннего объема Луны. Для объяснения некоторых удивительных свойств Луны, в частности, того, что она всегда обращена к Земле одной стороной, совсем не обязательно делать экстравагантные предположения, что Луна является шаром со смещенным центром масс и большой полостью внутри.

Что касается устройства Луны в книге Носова, то оно не выдерживает критики по многим причинам. Например: то, что на поверхности Луны сила тяжести в шесть раз меньше, упоминается в книге неоднократно. Там нет атмосферы, там ходят в скафандрах. Но на обитаемом «внутреннем теле» Луны гравитация, кажется, земная или близкая к земной, а ведь размеры его таковы, что она должна быть как минимум раз в 10 меньше. Ну разве что ядро невероятно плотное, но тогда из чего оно состоит? Из чистого осмия или иридия? Это уже ненаучная фантастика.

Есть лишь одно хоть сколько-то вероятное объяснение этому феномену — оболочка Луны слишком далеко от ее ядра, и закон падения силы притяжения с квадратом расстояния снижает гравитацию на поверхности. И заодно становится понятно, почему атмосфера не диссипирует стремительно через имеющиеся отверстия — хорошо притягивается к нашему сверхтяжелому ядру.

Конечно, в носовском «научном» описании устройства Луны столько неувязок, что становится ясно, что научная фантастика в момент прибытия коротышек на Луну закончилась, и началась острая социальная сатира. Однако путь превращений научно-фантастического романа Носова в чисто фантастический показывает, как на глазах всего нескольких поколений эволюционирует научная мысль, и как при этом до обидного мало мы еще знаем о нашем спутнике. 

_{Иллюстрации: AI / Никита Шевцев}

_{Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 9, ноябрь 2023}