Будни демиургов, или Что нам стоит мир построить!

Итак, начнем со светила. Сразу надо уточнить: совершенно не обязательно вы, создавая свой мир, будете рассуждать именно в таком порядке. Даже скорее всего не будете. Возможно, первым, что придет вам в голову, будет картина приливной волны, разрушительной, как цунами, а может, вы задумаетесь, каким может быть политическое устройство в мире, где все живое периодически впадает в спячку… И тогда ход вашей мысли будет идти в обратном направлении — от следствия к причине. Но мы все же начнем с причин. Итак, светило. То бишь звезда. Я вот сейчас постаралась напрячь память и вспомнить, что там в школе говорили про типы звезд. Желтые карлики… звезды главной последовательности… красные сверхгиганты, голубые гипергиганты… нормальные звезды… Между прочим, это вполне «официальное» название — нормальные звезды, они же звезды главной последовательности, еще их называют желтыми карликами. Вернее, так их называют большую часть их существования, а начинают и заканчивают «жизнь» они как красные гиганты. Кстати, наше Солнце именно к ним относится. И как нам кажется, лучше всего не выпендриваться, а выбрать для своего мира именно нормальную звезду. Ну, потому как альтернативы не очень радуют. Белые карлики изначально холодноваты, а дальше они и вовсе остывают, становясь последовательно красными, коричневыми и, наконец, черными карликами. Бело-голубые гиганты и тем более голубые гипергиганты неустойчивы, их существование — череда вспышек и остываний, пока очередная вспышка не превратит их в сверх- или гиперновую звезду. Разве что у красных гигантов есть шансы. Ну, пульсары и квазары в качестве светила для обитаемого мира и вовсе не стоит рассматривать. Впрочем, кто сказал, что вы создаете именно обитаемый мир? Может, единственной жизнью на планете будут члены межзвездной экспедиции. Тогда да, можно и нестабильную или остывающую звезду выбрать. Еще интересная тема — кратные звездные системы. То есть двойные и тройные звезды. Очень распространенное явление в Галактике — по разным данным от 30 до 50% всех звезд являются кратными. Довольно долго считалось, что у двойных и тем более тройных звезд не может быть планет. Теперь так не считают — наоборот, у многих звездных систем предполагается наличие планет. Планета в звездной системе может вести себя двумя разными способами — либо вращаться вокруг всей системы (двух или трех звезд) разом, либо вокруг одной из звезд. В первом случае говорят про кратную орбиту, во втором — про некратную. Жители планеты с кратной орбитой будут видеть в небе обе звезды одновременно, совсем рядом. Причем их взаимное расположение будет меняться, время от времени они будут заслонять друг друга. Если звёзды относятся к разным типам и имеют разный цвет, то на планете будут наблюдаться очень интересные оптические явления — в определенном порядке будут сменять друг друга дни двойного солнца и, скажем, дни жёлтого и голубого солнца. О, какой тут открывается простор для культуры, мифологии, праздников и примет! Если же у планеты некратная орбита, то вторая звезда скорее всего будет выступать в роли очень большой и очень яркой… звезды, какая неожиданность! А может, даже и не большой, и не слишком яркой, а просто звезды. Зависит как от ее яркости, так и от расстояния между звездами. Например, теория о существовании у Солнца двойника — звезды Немезиды до сих пор не отвергнута окончательно, хотя и весьма сомнительна. В любом случае излюбленный фантастами вариант, когда оба светила равнозначны и при этом имеют независимые циклы, с разной продолжительностью суток — невозможен. Следующий пункт — орбита, по которой вращается планета. У орбиты есть две характеристики — диаметр и форма. От первой зависит температура на планете и продолжительность года. Впрочем, температура зависит далеко не только от расстояния до светила, в ее формировании участвует множество факторов — состав атмосферы, количество облаков, отражающая способность поверхности планеты и прочее. Скажем, на Земле климат был и значительно теплее, и значительно холоднее нынешнего, бывали периоды, когда ледник доходил до середины Евразии, а бывало, что в Антарктиде яблони, то есть папоротники, цвели, то есть отращивали спорангии… И при этом ни диаметр орбиты, ни яркость Солнца существенно не менялись. Так что насчёт температуры в вашем мире — не заморачивайтесь. Какая вам нужна, такая и будет. А вот с продолжительностью года можно и поиграть. От планеты земного типа, вращающейся вокруг светила типа нашего Солнца, привычно ожидать, что и продолжительность года будет близка к нашей. Однако даже в нашей Солнечной системе у Марса, который в принципе почти подходит для жизни, год почти в два раза длиннее земного. А если взять чуть более или менее горячую звезду и соответственно поместить планету подальше или поближе от нее… Тогда возможны практически любые варианты. Например, на Меркурии год длится 88 земных дней, а на Уране — 84 земных года. Правда, ни на Меркурии, ни на Уране жизнь в привычной нам форме невозможна, но если изменить параметры Солнца — может, что-то и получится. Теперь о форме орбиты. Большинство почему-то уверены, что орбита Земли (и других планет Солнечной системы) имеет форму эллипса, и что именно с этим связана смена времен года. Между тем это, мягко говоря, неправда — по обоим пунктам. Форма орбит планет Солнечной системы очень близка к круговой, а смена сезонов связана с наклоном оси, о чем будет сказано чуть ниже. Однако вытянутые, резко эллиптоидные орбиты тоже возможны, более того, среди экзопланет, то есть планет других солнечных систем, они встречаются чаще, чем круговые. Причем существует интересная закономерность: чем больше планет вращается вокруг звезды, тем ближе их орбиты к окружности. Солнечная система, надо заметить, в некотором смысле уникальна — она включает восемь планет (или даже девять, если считать Плутон). Орбиты планет в системе, где их всего две или три, гораздо более вытянуты. Так вот, удлиненная орбита действительно может быть причиной смены сезонов. Вот только, в отличие от Земли, при этом зима и лето будут сменять друг друга одновременно на всей планете, а не как у нас — в Северном полушарии одно, в Южном другое. Хотя если удлиненная орбита сочетается с наклоном оси… тут возможны интересные варианты :) Итак, насчет наклона оси. Именно из-за нее на Земле происходит смена времен года — на одну половину земного шара солнечные лучи падают под углом, близким к прямому, на другую полого, наискось. Ось Земли наклонена примерно на 23 градуса. Меняя эту величину, можно регулировать выраженность сезонных изменений. Если посмотреть на соседние планеты, то тут наблюдается интересное единообразие — из восьми планет четыре имеют почти одинаковый наклон оси (25 у Марса, 27 у Сатурна, 28 у Нептуна), а у трех планет (Меркурий, Венера и Юпитер) ось почти перпендикулярна плоскости орбиты, то есть на них вообще нет смены времен года. Зато Уран отличился — его ось расположена почти в плоскости орбиты! Это означает, что на всей поверхности Урана (а не только в приполярных областях, как на Земле) сменяют друг друга полярная ночь и полярный день, длящиеся по 42 земных года. И, надо полагать, на подобной планете наиболее подходящей для жизни является область экватора, а ближе к полюсам жизнь если и будет существовать, то очень необычная, с длительным зимним (а может, и летним) периодом покоя. А вот теперь снова вспомним про эллиптическую орбиту — и попробуем совместить ее с наклонной осью. Пусть не настолько наклонной, как у Урана, это уж хардкор — пусть примерно как у Земли. Получается интересное явление. Если на Земле (Марсе, Сатурне) оба полушария практически симметричны, и климат по обе стороны от экватора в принципе сравним (с учетом океанов, горных массивов и прочего, о чем мы поговорим позже) — то сочетание наклонной оси и удлиненной орбиты меняет все радикально. Скажем, в одном полушарии зима, обусловленная наклоном оси, приходится на перигелий (точку орбиты, наиболее приближенную к светилу), а лето соответственно на афелий (наиболее удаленную от светила точку) — тогда получается, что колебания температуры, связанное с наклоном оси, нивелируются колебаниями, связанными с расстоянием до светила. В другом же полушарии ситуация обратная — лето совпадает с перигелием, а зима с афелием, и эти два фактора усиливают друг друга. И получается, что в одном полушарии сезонные колебания температуры выражены значительно сильнее, чем в другом. Впрочем, ведь зима и лето не обязательно должны совпадать с крайними точками орбиты, перигелий и афелий могут приходиться на весну/осень. Тогда полушария что летом, что зимой будут получать одинаковое количество тепла — вот только в одном полушарии зиме будет предшествовать теплая осень, а лету — холодная весна, а другом наоборот… и опять получается то же самое — в одном полушарии сезонные колебания сглажены, в другом усилены. Теперь рассмотрим вблизи собственно планету, а именно размер, массу и состав. Наша Земля относится к планетам металло-силикатного типа — в ее составе металла около 25%. Если автор хочет описать планету намного больше или меньше Земли, то пусть помнит, что с увеличением массы растет и сила тяжести. Если же он хочет сохранить в своем мире, огромном или крохотном, примерно земную силу тяжести, то пусть соответственно изменит состав планеты. Скажем, в огромном мире с земной силой тяжести металлы будут страшным дефицитом, и каменный век там продлится аж до наступления космической эры, а то и дольше. Кстати, очень интересная инженерно-техническая задача — строить в таких условиях цивилизацию. Как противоположный вариант, можно рассмотреть так называемые железные планеты — планеты, по разным причинам потерявшие всю или большую часть каменной мантии и оставшиеся только с металлическим ядром. Такие планеты невелики по размеру, но сила тяжести на них больше, чем на аналогичных планетах земного типа. Однако возможность для развития жизни представляют не только металло-силикатные планеты. Например, планета-океан. Нет, это не Солярис, а вполне реальный тип экзопланет. Такие планеты состоят по большей части из воды. Причем слой жидкой воды может доходить до 100 км, а дальше под собственный давлением она превращается в сжатый «горячий лёд». И только под ним находится каменная мантия и металлическое ядро. Впрочем, в зависимости от количества тепла, получаемого планетой от светила, вода может быть в твердом виде с самой поверхности — сначала простой лёд, а дальше «горячий». Возможен и противоположный вариант — под густым облачным слоем перегретая до нескольких сотен градусов по Цельсию вода. Если же такая планета окажется в так называемой «обитаемой зоне», то в жидком океане вполне возможно развитие жизни. Среди других видов планет стоит упомянуть планеты-карлики и планеты-гиганты. Увы, ни те, ни другие не годятся для привычных нам форм жизни. Карлики в силу малого тяготения не способны удержать вокруг себя атмосферу, а значит, лишены воздуха и воды (в лучшем случае в недрах планеты можно найти немного воды в твердом виде). Гиганты делятся на газовые и ледяные, а газовые, в свою очередь, на несколько типов, среди них самые распространенные — холодный юпитер (эталонным примером которого является собственно Юпитер, а также Сатурн) и горячий юпитер. Реже встречаются такие экзотические варианты, как водный гигант, рыхлые планеты, неплотные газовые гиганты. Типичными представителями ледяных гигантов являются Уран и Нептун. Увы, практически на всех из них жизнь, как минимум в привычной нам форме, невозможна. Температура поверхности ледяных гигантов близка к абсолютному нулю, а у газовых гигантов поверхности как таковой вообще нет, а температура более-менее плотных слоев измеряется сотнями и тысячами градусов. Разве что у водяных гигантов есть кое-какие шансы. Спутники у планеты могут быть практически в любом количестве, от одного до многих десятков. Или не быть вовсе. В Солнечной системе есть две планеты без спутников — Венера и Меркурий. Зато у планет-гигантов их — огромное количество. У Юпитера описано 79 спутников, хотя есть мнение, что на самом деле их за сотню. Впрочем, на то он и гигант. Однако тот, кто будет создавать новый мир, должен помнить, что наша Луна, большая и круглая, уникальна. Она всего в 80 раз меньше Земли по массе, при том, что другие спутники в тысячи раз меньше своих планет. Не, считая, разумеется Харона — он меньше Плутона всего в 8 (!) раз. Так что в случае Плутона и Харона правильнее говорить не о планете и вращающемся вокруг нее спутнике, а о двух небесных телах, вращающихся вокруг общей оси. Ну, а в большинстве случаев с поверхности планеты ее спутник будет выглядеть просто звездой. Возможно, даже не первой величины. Таких спутников можно наделать сколько угодно, они все равно не будут существенно влиять на свою планету. А вот если вы планируете украсить ночной небосвод луной размером примерно с нашу… Не забудьте, что в комплекте с ней идут приливы и отливы, и чем больше спутник, тем они выраженнее. Для справки — максимальная высота приливной волны, наблюдающейся на Земле, достигает 18 метров. Хотите сделать 2-3 крупных спутника? Скорее всего такая система будет не слишком стабильной, хотя последнее не исключено. Учтите, что плоскость орбит обеих лун должны совпадать, а вот расстояние от лун до планеты могут различаться довольно сильно. Период обращения спутника вокруг планеты пропорционален этому расстоянию, так что продолжительность лунного «месяца» обоих спутников не будет совпадать. Так же вразнобой будут наблюдаться и приливы, вызванные каждым из спутников, то уменьшая, то усиливая друг друга. Кажется, на этом мы с астрономией закончили — с реальной астрономией. А вот если добавить капельку фантдопущений… Но это будет уже темой следующей части.