Уже в далёкой древности люди опрашивали: «Как произошёл весь мир?», «Кто и когда создал вселенную?», «Когда будет конец мира?». В этой книжке мы расскажем о том, как отвечает на эти вопросы наука. Мы увидим, что самые эти вопросы поставлены неверно, что «весь мир» или «вселенная» никак не произошли и их никто и никогда не создавал, что «мир» никогда не кончится: вселенная была и будет вечна в своём движении и развитии.

Вселенной называется всё существующее на свете. Это — Земля, на которой мы живём, это — горы и моря, покрывающие её поверхность, это — Луна и Солнце, это— бесчисленные звёзды, сверкающие над нашей головой в тёмную безоблачную ночь. Мы расскажем о том, что вселенная состоит из разнообразных мировых тел, одним из которых является наша Земля. Эти мировые тела называют также небесными телами, потому что их мы видим на небе: днём — Солнце, ночью — Луну, звёзды и планеты.

Учёные установили, сколько времени прошло с тех пор, как Земля существует примерно в таком виде, в каком мы её видим сейчас, сколько времени существует Солнце как огромный раскалённый огненный шар, какие мировые тела более молодые и какие более старые. Но вещества, из которых состоит Солнце, существовали и раньше, до того, как Солнце возникло. Было время, когда Земли еще не было, но вещества, составляющие теперь нашу Землю, существовали и раньше.

Когда образовывались одни небесные тела, то в это время уже существовали другие. Таким образом, можно говорить только о возникновении отдельных небесных тел и их систем, но не о происхождении вселенной вообще.

Как мы уже указывали, мы называем словом вселенная всё, что существует в окружающем нас пространстве, совокупность всех миров. Вселенная включает в себя всё, что существует и на Земле и вне Земли.

Разные народы древности задавались вопросом о том, как произошёл мир. Однако правильного представления о мире люди тогда ещё не имели. Многие явления природы были прежде для людей совершенно непонятными. Люди не знали, откуда берётся солнечное тепло, отчего бывают дождь, молния и гром и другие явления природы. Они думали, что мир наполнен множеством добрых и злых духов.

Добрыми духами считались те, которые вызывали силы или явления природы, полезные для человека, как, например, солнечное тепло и дождь. Наводнения и землетрясения вызывались, по мнению людей древности, злыми духами. Люди приписывали происхождение всего существующего и все изменения, происходящие в мире, исключительно действию невидимых богов или духов, их желанию и могуществу. Такие религиозные воззрения поддерживались и укреплялись церковью.

Первобытный человек в тяжёлой борьбе с природой за своё существование постоянно испытывал свою беспомощность перед её стихийными силами. «…Первобытный человек, — писал Ленин, — был совершенно подавлен трудностью существования, трудностью борьбы с природой» (В. И. Ленин, Соч., т. 5, стр. 95). Из поколения в поколение в сознании первобытного человека складывалось и развивалось представление о том, что господствующие над ним силы природы и все окружающие предметы в той или иной мере наделены сознательной волей, что они способны преднамеренно приносить зло или добро, что в их власти находится вся его жизнь.

«Силы природы, — указывал Энгельс, — представляются первобытному человеку чем-то чуждым, таинственным, подавляющим. На известной ступени, через которую проходят все культурные народы, он уподобляет их себе путём олицетворения» (К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. XIV, стр. 377).

«…Всякая религия, — учит Энгельс, — является не чем иным, как фантастическим отражением в головах людей тех внешних сил, которые господствуют над ними в их повседневной жизни, — отражением, в котором земные силы принимают форму неземных» (Ф. Энгельс, Анти-Дюринг, Госполитиздат, 1948 г., стр. 299).

Все легенды о сотворении мира исходили из ошибочной мысли о том, что мир неизменен. В этих легендах говорилось, что вся вселенная была создана сразу, либо почти сразу (например, «в шесть дней»), и что с тех пор до наших дней она существует в неизменном виде. А между тем внимательное и длительное наблюдение показывает, что ничего неизменного в мире нет. Природа, вселенная непрестанно меняются. Например, на земле мы видим как возникают кустарники, эти кустарники растут, превращаются в молодой лес. Старинные леса, состоящие из вековых дубов, разрушаются и гибнут. От действия дождей и ветров постепенно разрушаются огромные горы, превращаясь в каменные обломки и песок. Камни и песок сносятся водой вниз, застилают дно ущелья, состоявшее прежде из оплошного камня, и оно со временем покрывается каменными обломками, затем мелким щебнем и, наконец, почвой.

Быстрота изменения разных частей природы неодинакова. Одни изменения происходят на наших глазах за несколько минут, другие можно обнаружить, лишь следя за природой из года в год. Некоторые изменения в природе замечаются только при наблюдении многих поколений людей. Существуют в природе изменения и более медленные, так что даже поколения людей не могут проследить их до конца. Говорят, что и «капля долбит камень». Никто не мог видеть, как вода постепенно, капля за каплей падая на камень, делает в нём углубление. Этого нельзя заметить и на протяжении поколения людей. Но наблюдая камни, лежащие под струёй водопада, люди сделали правильный вывод о том, что вода гложет даже камень, если она падает на него в течение длительного времени. На этом примере видно, что мы можем делать правильные выводы о явлениях, происходящих в природе, даже не будучи их свидетелями. Тем более эти выводы будут правильны, если мы их всесторонне и научно проверим как путём размышления, так и путём опыта.

Для выяснения вопроса о происхождении небесных тел мы должны прежде всего ознакомиться с основными законами природы. Эти законы были установлены и из наблюдения над явлениями окружающей нас природы, и из опытов, производимых в лабораториях. Важнейшие из этих законов — закон неуничтожаемости вещества, закон сохранения энергии и закон всемирного тяготения. Об этих законах и говорится в первой главе нашей книжки.

Опыты и наблюдения показали, что законы природы всеобщи, т. е. они действуют одинаково как в лабораториях Европы, так и в лабораториях Америки, они верны на Земле так же, как на Луне и на Солнце. Это нам позволяет с полной уверенностью применять выводы из наших земных научных опытов к явлениям, происходящим на других небесных телах. Благодаря этому мы можем понять происходящие на них явления, отказываясь от всяких вымыслов, которыми заполнены древние религиозные легенды.

Дальше, во второй главе, будет подробно рассказано о том, что состав Земли и других небесных тел один и тот же. В состав Земли и предметов, находящихся на Земле, входят многие вещества: например, водород, кислород, кремний, железо и другие. Учёные установили, что эти же вещества входят и в состав других небесных тел. Таким образом, нет никаких оснований делать какое-то различие между земным и небесным и утверждать, что наш земной опыт не может нам позволить постигнуть тайны мирового пространства. Вся природа едина, и едины действующие в ней законы.

Никогда мастер не создаёт своих изделий из ничего. Он только преобразует уже имеющийся материал. Например, гончар не создаёт горшок или кружку из ничего, а вылепливает их из глины, которую он откуда-нибудь взял.

Ни в одном явлении природы, ни в одном физическом или химическом опыте в лаборатории не наблюдалось случая, чтобы вещество возникало из ничего или чтобы оно совершенно исчезало.

Возьмём стакан горячего чая и растворим в нём кусок сахара. Сахар как будто исчез, — его не видно. Но вещество, составлявшее кусок сахара, не исчезло, а растворилось в чае. Если мы взвесим отдельно стакан чая и кусок сахара, то убедимся в том, что вместе они весят столько же, сколько стакан сладкого чая с растворённым в нём сахаром.

Химики могут, взяв 2 грамма невидимого, бесцветного газа — водорода и 16 граммов другого тоже невидимого газа — кислорода, заставить их химически соединиться и образовать 18 граммов воды. Они могут разложить воду на её составные части и тогда опять получат вместо 18 граммов воды 2 грамма водорода и 16 граммов кислорода.

Огородник бросает в почву мелкое зёрнышко — из нею вырастает огромная репа. Эта репа не возникла из ничего. Она выросла и приобрела свой вес за счёт усвоения растением воды и воздуха, за счёт усвоения питательных веществ из почвы. После долгого разведения овощей на одном и том же месте почва, как известно, истощается, и растущие на ней овощи дают всё меньший и меньший урожай.

Мы часто встречаемся с разными видами работы, которую могут производить те или иные предметы. Так, например, несущийся танк, налетев на дом, может его разрушить — он производит работу разрушения. Камень, падая на землю, вдавливает частички земли; порох при взрыве образует газ, который выталкивает снаряд из ствола орудия — он производит работу, выбрасывая снаряд. Пар, находящийся в котле паровой машины, содержит тепло, за счёт которого машина производит работу. Эта способность производить работу называется энергией. Энергия всегда связана с веществом и без вещества существовать не может. Всякое вещество обладает энергией в той или другой форме: энергией движения (как у танка и камня), химической энергией (как у пороха), тепловой энергией (как у горячего пара). Существуют и другие виды энергии.

Откуда же у предмета берётся энергия? Откуда, например, взялась энергия у танка? Эту энергию ему передал бензин, сгоревший в двигателе танка. Бензин, которым был заправлен мотор танка, содержал в себе в скрытом виде энергию. Скрытая энергия, содержавшаяся в бензине, при сгорании освободилась и перешла в энергию расширения, т. е. движения газов. Энергия расширения газов привела в движение танк, сообщив ему энергию движения. В порохе заключена скрытая химическая энергия. Она превращается при взрыве в энергию пороховых газов, передающуюся орудийному снаряду. Снаряд приобретает энергию движения; при ударе о преграду она переходит в энергию, идущую на разрушение вещества, в которое попадает снаряд, и частично на нагревание этого вещества.

Каждое тело обладает тем или другим запасом скрытой или явной энергии. Точными опытами установлено, что энергия может переходить от одного предмета к другому, но количество её остаётся неизменным. Энергия неуничтожаема так же, как и вещество; она может только превратиться из одного вида в другой. Так, например, тепловая энергия может быть превращена в световую энергию или в электрическую. На электростанциях уголь передаёт скрытую в нём химическую энергию в энергию тепловую, тепловая энергия переходит в электрическую, а электрическая переходит либо в энергию движения (например, в трамвае), либо в энергию опять-таки тепловую (в электронагревателях), либо в световую (в электрических лампочках и фонарях), либо в энергию радиоволн, посредством которых осуществляется радиопередача. Поднимая тяжёлый камень, мы затрачиваем энергию. Когда этот камень падает вниз, то его энергия уходит на вдавливание частичек земли и на небольшое их нагревание.

Количество энергии можно измерить и выразить в особой мере так же, как, например, расстояние можно измерить в километрах. Энергия всегда превращается из одного вида в другой, и точно установлено, что при всех этих превращениях общее количество энергии остаётся постоянным. Это — один из важнейших законов природы, называемый «законом сохранения и превращения энергии». Неуничтожаемость вещества и энергии при всех их превращениях является основным законом природы, показывающим их вечность. Этот закон был открыт нашим великим соотечественником М. В. Ломоносовым.

Когда какой-нибудь предмет ничем не поддерживается, он падает на Землю, потому что Земля его притягивает. Иногда говорят, что здесь действует «земное тяготение». Но этим свойством обладает не только Земля. Учёные установили, что все тела во вселенной притягиваются друг к другу с силой, которая тем больше, чем тяжелее эти тела и чем меньше расстояние между ними. Земля, Луна, Солнце, планеты, звёзды — каждое из этих тел притягивается к другому с некоторой силой. Поэтому тяготение всех тел друг к другу названо «всемирным».

Учёные поставили опыт, на котором было обнаружено притяжение друг к другу свинцовых шаров. На очень тонкой нити был подвешен в горизонтальном положении лёгкий стержень с двумя маленькими свинцовыми шариками на концах (рис. 3). К каждому из этих шариков было поднесено сбоку по большому свинцовому шару (с разных сторон от стержня). Тогда в каждой паре большой и маленький шары притянулись друг к другу и в результате этого притяжения стержень заметно повернулся. Такое притяжение нельзя было смешать с магнитным, которое бывает при приближении магнита к железу: свинец — не магнитное вещество. Здесь шарики притягивались по закону всемирного тяготения.

По закону всемирного тяготения все тела во вселенной притягиваются друг к другу, независимо от того, есть ли между ними ещё какие-нибудь тела или нет, независимо от того, из каких веществ состоят притягивающиеся тела, какова их температура и т. п. Земля притягивает Луну, и именно это притяжение заставляет Луну вращаться вокруг Земли. Своим притяжением Земля заставляет Луну двигаться прямо к Земле. Казалось бы, что Луна должна упасть на Землю. Но этого произойти не может потому, что Луна не находится в покое, а движется, и движение это направлено не к Земле, а в сторону (рис. 4).