Допустим, время оборота Луны вокруг Земли, вычисленное теоретически в предположении, что она «камень», и наблюдаемое в действительности, совпадут. Это будет означать, что движение камня, удерживаемого у земной поверхности галилеевой силой тяжести, и перемещение Луны под действием таинственной кеплеровой силы, в действительности происходят под влиянием одной и той же причины всемирного тяготения.
Так было произнесено это слово, вызвавшее впоследствии столько ожесточенных нападок. Всемирное тяготение
Тяготение существует между любыми двумя частичками, утверждал Ньютон. Земля притягивает камень, а камень Землю. Луна тоже притягивает нашу планету и сама подвержена действию земного тяготения. Оно действительно всемирно. И Ньютон спешит многие непонятные раньше явления объяснить своим всемирным тяготением, в том числе и знаменитое отставание часов на экваторе.
Часы отстают потому, что наша Земля не шар. Она сплюснута у полюсов и растянута вдоль экватора, заявил Ньютон.
Если бы Земля была жидкой и не вращалась, она действительно представляла бы собой шар: эту форму она приняла бы под действием тяготения каждой ее частички к центру. От вращения же образовалась мощная центробежная сила. Она, как правильно понял Гюйгенс, непрерывно увеличивается от полюса к экватору, ослабляя тем самым силу тяжести.
Та же центробежная сила растянула Землю в поперечном направлении. И теперь на экваторе Земля «толще», а на полюсах «тоньше». Любой предмет, который мы поместим на поверхности Земли у экватора, будет дальше отстоять от ее центра, чем тот, что находится на полюсе. Сила тяжести действует здесь как бы издалека и потому еще чуточку ослабевает. Поэтому вес одних и тех же тел и неодинаков в разных местах земного шара.
Меньше всего они весят на экваторе. Здесь они становятся легче на 1/190 по сравнению с их весом на полюсе. Из-за действия центробежной силы вес тел, находящихся на экваторе, убывает всего на 1/289. А остальное они теряют из-за сплюснутости Земли. Вот этого-то и не учел Гюйгенс в своих в общем правильных рассуждениях о часах Рише.
Ньютон попытался даже вычислить, насколько наша планета сжата. Выходило, что экваториальный радиус на 1/230 длиннее полярного. Таким образом, из расчетов Ньютона получалось, что если корабль весом в 10 тысяч тонн выйдет в плавание из северного порта, то на экваторе из-за центробежной силы он потеряет в весе примерно 34 тонны, а из-за сплюснутости Земли станет легче еще тонн на 18.
Заявление Ньютона вызвало бурю протеста. Большинство ученых не хотело признавать сплющенную Землю и выступило против открытия Ньютона, которое он сделал, как они говорили, «не выходя из кабинета». Они подвергали сомнению каждую цифру, каждое слово в книге Ньютона, особенно то место, где доказывалось единство галилеева камня и кеплеровой Луны.
Тут-то и случилось самое страшное для Ньютона. Когда он, готовясь отбить очередные нападки, попробовал, основываясь на своем законе, рассчитать скорость вращения Луны вокруг Земли, она не совпала с действительной
ее скоростью.
Он еще раз просмотрел абсолютно все величины, которые участвовали в расчетах. Ни одна не вызывала подозрений. Вот, может быть, только эта радиус Земли: один из тех кусков, из которых складывалось расстояние до камня-Луны. Величину радиуса разные ученые называли разную из-за приближенных, неточных измерений. Вся надежда была на то, что кому-нибудь удастся, наконец, определить радиус Земли более точно. Как раз в это время принялся совершенно заново вычислять размеры Земли французский астроном Жан Пикар.
Когда результаты измерений Пикара были оглашены на заседании Королевского общества, Ньютон, не дождавшись конца заседания, поспешил домой и снова засел за расчеты. Обычно спокойный, даже невозмутимый, он на этот раз так волновался, что никак не мог закончить вычисление.
Наконец расчет произведен. Обе цифры совпали. Итак, тяготение было действительно всемирным. И Земля действительно не была круглой!
Так какая же она?
Ученый мир разделился на два лагеря, и каждый из споривших скорее согласился бы лишиться академического звания, чем признать, что Земля такой формы, как доказывает противная сторона.
Сейчас уже никто не рискнул бы утверждать, что Земля шар. Вслед за Рише другие ученые, которым довелось побывать на экваторе, вынуждены были подводить там стрелки своих часов. Все чаще сообщали об отставании часов в южных широтах и путешественники. А каждый, кто не поленился бы подняться на башню обсерватории, мог воочию убедиться, что и Юпитер заметно сплюснут у полюсов. Но не признавать же из-за этого ньютоновскую Землю! И академики, так долго и упорно доказывавшие, что Земля шар, стали утверждать, что она не сплюснута, а вытянута.
Этому в значительной мере помог немецкий ученый Иоганн Эйзеншмидт. В разгар спора о том, круглая Земля или сплюснутая, он напечатал статью, в которой доказывал, что к северу градус меридиана делается короче. Это могло быть только в том случае, если у полюса земная поверхность загибается круче, чем на экваторе, то есть если Земля вытянута вдоль оси вращения.