Михаил Васильевич Ломоносов. 1711-1765 - Александр Морозов

Петербургские академики живо интересовались этим явлением, которое они могли наблюдать гораздо чаще. «Наша должность есть сия, чтобы мы о том как о естественном фейерверке веселилися», — важно писал Крафт, приноравливаясь к придворному языку. Однако петербургские академики пытались более научно подойти к решению этого вопроса, хотя и их выводы оставались спорными и ненадежными. Умерший в 1726 году Мейер утверждал, что с осени, по мере удаления солнца, на северном полушарии накопляется материя «стужи», вместе с тем с теплых частей земли «как бы великий мех снимается», а в результате происходит возгорание паров. Погасшие пары и образуют ту темную завесу, или «пропасть», которая и занимает один из сегментов северного сияния. В 1740 году в «Примечаниях к Ведомостям» академик Гейнзиус излагал новейшую французскую теорию де Мерана, по которой северное сияние было обязано своим происхождением материи, приносимой в земную атмосферу из атмосферы Солнца зодиакальным светом. Когда Земля идет Северным полюсом вперед, тогда сияния учащаются. Темная завеса — это сгустившиеся солнечные пары, светлые столбы — пары легкие. Точно так же и марбургский учитель Ломоносова Христиан Вольф не мог предложить ничего удовлетворительного. Вольф полагал, что причину северных сияний надо искать в образующихся в недрах Земли «тонких испарениях» — сернистых и селитренных, образующих в верхних слоях атмосферы множество искр, но полностью не воспламеняющихся и потому не превращающихся в молнию, так как в те времена и молнию чаще всего объясняли мгновенным воспламенением подобных горючих «испарений». Северное сияние, по Вольфу, — как бы недоразвившаяся гроза. К Вольфу прежде всего и относится недоуменный вопрос Ломоносова, когда он спрашивает в своей оде:

Как может быть, чтоб мерзлый парСреди зимы рождал пожар?

Находясь в 1743 году под арестом, адъюнкт Ломоносов вспоминает и критически оценивает всё, что было к тому времени высказало в науке о северных сияниях. Хорошо зная условия, в которых проявляется это явление, Ломоносов не может остановиться ни на одной из предложенных теорий.

Там спорят жирна мгла с водой;

Иль солнечны лучи блестят,

Склонясь сквозь воздух к нам густой;

Иль тучных гор верьхи горят;

Иль в море дуть престал зефир,

И гладки волны бьют в ефир?

Последнее толкование отражает складывающееся воззрение самого Ломоносова. Его не удовлетворило ни одно из существующих объяснений, и он пошел своим путем. И этот путь оказался верным! Он первый в мире раскрыл электрическую природу северных сияний, оставив далеко позади наивные домыслы и бессодержательные теории своих западноевропейских современников. Свое объяснение северных сияний Ломоносов связывал со своей теорией атмосферного электричества и процессов, совершающихся в верхних слоях атмосферы. «Зимним временем часто случается, что верхняя Атмосфера погружением своим внезапный мороз приносит, без чувствительного дыхания ветра, после теплой погоды. Явления северного сияния зимою по большей части после оттепели случаются, так что весьма часто мороз предвозвещают или с ним вдруг приходят. Електрическое шаров трение производится в воздухе погружением верхней и восхождением нижней Атмосферы, что из вышепоказанной теории о происхождении молнии и грома известно. И так весьма вероятно, что северные сияния раждаются от происшедшей на воздухе Електрической силы».[289]

Ломоносов подметил и некоторую связь между грозами и появлением северных сияний. «Северное сияние и зарничные блистания приметил я вместе 1745 года августа 25 дня в И часу по полудни. Иногда громы и северные сияния по переменам одни за другими случаются. Например, 1748 года августа 5, 6, 9, 23 и 28 чисел были громовые сильные тучи, а 17, 18, 19 являлись северные сияния».

Прежде чем прийти к своей собственной оригинальной теории, Ломоносов много лет кряду вел наблюдения над северными сияниями, появлявшимися над Петербургом. «С 1743 года редко пропущено мною северное сияние, виденное без записи при прочих воздушных переменах. А с 1747 года я записываю обстоятельно большого внимания достойные сияния с обстоятельствами, редко случающимися, а иные срисовывал, сколько дозволяла скорость и переменчивость», — писал Ломоносов в конце жизни.

Ломоносов старался определить высоту северных сияний. В «Изъяснении», приложенном к «Слову о явлениях воздушных», он сообщает: «Северное сияние нарочито порядочное Октября 16 сего года (1753.— A.M.) приметил я здесь в Санктпетербурге и, сколько возможно было смерив, вышину нашел 20, ширину 136 градусов; откуду выходит вышина верьхнего края дуги около 420 верст». Профессор Б. Н. Меншуткин по этому поводу писал в 1936 году: «Новейшие исследования высоты северных сияний, сделанные за последние десять лет… вполне подтверждают эти данные Ломоносова: чаще всего сияния возникают на высоте 130–150 километров над поверхностью земли, причем простираются вверх иногда до 720 километров».

Во время большого северного сияния, наблюдавшегося 12 (23) февраля 1753 года, Ломоносов пытался обнаружить присутствие электричества в воздухе. Он выставил «Електрическую стрелу, которая летом громовую силу показывала», однако стрела «не подала ни единого знаку, чтоб она была хоть мало наелектризована». Через десять лет, в декабре 1763 года, Ломоносов снова сообщал Конференции, что он вел наблюдения над Aurorae borealis (латинское наименование северного сияния) и выставлял на крыше своего дома на Мойке «две стрелы» — одну железную, другую бронзовую, и на сей раз «видел движение Електрического указателя при северном сиянии».

Ломоносов даже предпринял попытку искусственно воспроизвести условия, вызывающие северное сияние, и для этого производил опыты со свечением разреженного воздуха в стеклянном шаре. «Возбужденная Електрическая сила в шаре, из которого воздух вытянут, внезапные лучи испускает, которые во мгновение ока исчезают и в то же время новые на их место выскакивают, так что беспрерывное блистание быть кажется», — сообщает о своих наблюдениях Ломоносов. По его мнению, и «в северном сиянии всполохи или лучи хотя не так скоропостижно происходят по мере пространства всего сияния, однако вид подобный имеют». Подобные же опыты с воспроизведением полярных сияний стали производить только в XX веке.

Ломоносов всю жизнь продолжал собирать материалы для изучения северных сияний. В шестидесятых годах он расспрашивал о северных сияниях своего земляка груманлана [290] Аммоса Корнилова. С его слов Ломоносов записал, что на Груманте «северные сияния бывают без дуги, видны одни только сполохи; в западные ветры оные сполохи идут от запада над головою и по всему небу; во время северных ветров показываются они и на полудни, а в южные ветры являются на севере… во время восточного, восточно-южного и восточно-северного дыхания оного сияния не бывает».