"Вдруг кто-то из детей крикнул, что по небу летит ярко-оранжевое пламя. Остановив машину, мы с изумлением смотрели на сверкающую оранжевую полосу, оставленную предметом, который летел на запад. Сквозь бинокль я увидел, что таинственный предмет был скоростным самолетом, летящим на высоте порядка 40-50 тысяч футов. Он оставлял след в очень сухом воздухе, который сгущался примерно в 500 футах за самолетом. Плюмаж из ледяных кристаллов, образовавшихся в результате самоохлаждения при конденсации паров воды, выбрасываемых двигателем, был ярко озарен Солнцем, которое для нас уже зашло, но все еще освещало предметы, находящиеся на высоте полета реактивного самолета. Несколько лет назад в наших газетах появились сообщения об аналогичном явлении, наблюдавшемся в штате Нью-Йорк; на небе появился непонятный огненный след, который не мог быть метеоритом, поскольку был виден очень долго".
ВОЗДУШНЫЕ ЛИНЗЫ
Человеческий глаз - это своего рода фотокамера, миниатюрная и великолепно сконструированная. На внешней поверхности глаза находится крошечная линза, или хрусталик, жидкий или желеобразный. Он находится сразу же за видимой поверхностью, в темном зрачке, и окружен радужной оболочкой, которая изменяет свой диаметр, чтобы пропускать больше света в темноте и меньше при ярком освещении. Хрусталик - это поразительный механизм, управляемый глазными мышцами, изменяющими его форму в соответствии с удаленностью предмета, на который вы смотрите.
Когда вы читаете книгу или газету, глазные мышцы делают хрусталик более выпуклым, чтобы наблюдаемый предмет оказался в фокусе. Чтобы видеть расположенный далеко предмет, мышцы значительно выравнивают хрусталик. Если бы ваш глаз не обладал этой замечательной способностью изменять фокус, вам, вероятно, пришлось бы постоянно иметь при себе по крайней мере с полдюжины пар очков; одну для дальних расстояний, другую для близких, а остальные для средних.
Стекла для очков, как правило, изготовляются из лучших сортов стекла и полируются с наивысшей степенью точности. Однако любое стекло, в широком смысле этого слова, даже оконное, является линзой.
Все мы имели дело со стеклянными линзами. Даже если кому-нибудь так повезло, что он не пользуется очками, то, вероятно, он когда-нибудь смотрел в очки своего приятеля или в лупу. Мир, который мы видим в линзы, не приспособленные для нашего глаза, кажется совершенно искаженным, а иногда и фантастически нереальным.
Оконное стекло - это линза, которая не должна изменять видимую величину предмета. Высококачественное стекло, которое вставляют в окна автомобилей, почти не дает искажений. Имеющиеся на обычном оконном стекле значительные неровности в общем не влияют на его основную функцию - пропускать в комнату достаточное количество света. Но если мы пожелаем тщательно изучить мир сквозь обычное оконное стекло, то он предстанет перед нами в слегка искаженном виде. Эти искажения вызываются пузырями в самом стекле и царапинами на его поверхности.
Когда вы видите телеграфный столб, изуродованный и изогнутый оконным стеклом, вас не беспокоит мысль, что столб сейчас рухнет. Легкое движение головы - и место излома ползет вверх или вниз по столбу, однако и теперь вы не боитесь, что столб обрушится на вас. Потом вы просите кого-нибудь взглянуть на это явление, однако ваш приятель вряд ли увидит излом, если не будет смотреть почти точно из той же точки, откуда смотрели вы сами.
Таким образом, если мир за окном вдруг покажется вам искривленным и искаженным, это вас нисколько не испугает. И если из-за какого-нибудь дефекта на стекле по полу вдруг запрыгает солнечный зайчик, мы не закричим "летающая тарелка!" и не станем утверждать, что это прожектор неведомого космического корабля, ибо нам известно, что, будь у нас хорошее оконное стекло, этого зайчика не получилось бы. Мы знаем, что это искажения, и совершенно уверены в том, что, когда выйдем на улицу и посмотрим на мир, не изуродованный стеклом, он будет таким же, как всегда, вполне реальным и не искаженным.
Но так ли мы уверены в том, что наблюдаемый нами мир никогда не бывает искаженным? Правда, на соседних деревьях и домах больше нет тех изъянов, которые мы видели сквозь оконные стекла. Но если день выдался особенно жаркий, то нам покажется, что удаленные предметы дрожат и корчатся, как живые. Посмотрите на них в полевой или обыкновенный бинокль, и вы снова увидите искажения, даже в несколько раз большие, чем вы наблюдали сквозь оконное стекло.
А ночью удаленные предметы изменяют свой вид, пожалуй, еще сильнее, чем днем. Далекие огни как бы мерцают, изменяя окраску и яркость, перепрыгивают с места на место или меняют свою величину и форму. Иногда мы забываем, что в некоторых отношениях воздух подобен стеклу. При небольшой плотности он обычно прозрачен, однако с увеличением плотности и при наличии каких-то отклонений от нормы он может давать значительные искажения. Несколько миль воздуха могут исказить облик предмета так же или даже сильнее, чем несколько дюймов неровного стекла. В этом случае воздух как бы превращается в линзу, обычно в плохую линзу, но иногда очень сильную.
Мы уже говорили о том, что световой луч, попадая на стеклянную поверхность, разделяется на две части. Одна часть отражается так же, как от поверхности зеркала; другая проникает внутрь, но в точке проникновения преломляется. Отклонение света, которое происходит, когда он входит в более плотную или менее плотную среду или выходит из нее, физики называют "преломлением". Призма, или треугольной формы стекло, направляет световые лучи по пути, указанному на фиг. 42. Выпуклая стеклянная линза собирает лучи в фокусе (фиг. 43).
Немалое значение имеет и тот факт, что световые лучи разных цветов преломляются под разными углами. Мы уже кратко упоминали об этом в главе 14, так как этим определяется разноцветная окраска радуги. Поскольку при разделении луча по разным направлениям происходит разложение света на цвета, которые вместе составляют белый световой пучок, явление это называется разложением, или дисперсией света.
Земная атмосфера плотнее всего у поверхности, а с увеличением высоты ее плотность и давление падают. В результате уменьшения плотности воздуха световой луч, идущий сквозь атмосферу, по мере приближения к земной поверхности преломляется все сильнее, как показано на фиг. 44. Свет от Солнца или звезды, попадая в земную атмосферу, изгибается в направлении изгиба поверхности Земли, хотя его нормальная кривизна несколько меньше.
Вследствие одновременного воздействия преломления и дисперсии на свет в земной атмосфере наблюдаются два явления: во-первых, звезда видна несколько выше того места, где она находится в действительности, и, во-вторых, синий световой пучок поднят выше, чем красный, так что фактически каждая звезда становится маленькой радугой. Дисперсия света почти незаметна, когда звезда находится в зените, но когда она опускается низко над горизонтом, игра цветов сразу же бросается в глаза. Так, я видел однажды планету Венеру, которая снизу отливала интенсивно-красным блеском, а сверху - ярко-голубым. Эти световые эффекты видны особенно ясно, когда вы смотрите на планету в телескоп. И тот, кто не знает истинной причины, обусловившей эту своеобразную окраску, мог бы легко сделать вывод, что Венера - это летающая тарелка, и приписать красноватый блеск у ее нижнего края выхлопам пламени из реактивного двигателя.
Земная атмосфера обладает еще одним свойством. Хотя в небольших количествах воздух абсолютно прозрачен, с увеличением объема он приобретает явно голубой оттенок. Поэтому небо кажется нам голубым. Воздух пропускает красные лучи и рассеивает голубые. Интенсивность красок особенно усиливается во время восхода и захода Солнца. Мы знаем, что, когда Солнце находится низко над горизонтом, оно кажется красным. Голубые и зеленые лучи в основном поглощаются при долгом прохождении через земную атмосферу. И все-таки остается достаточно синих и зеленых лучей, чтобы окрасить хотя бы верхний край Солнца, так что в момент заката, когда светило исчезает за горизонтом, мы видим вспышку зеленого или, реже, голубого цвета.
Это явление, которое называется "зеленый луч", лучше всего наблюдать с вершины высокой горы или на берегу океана, откуда беспрепятственно виден очень широкий горизонт. Я неоднократно наблюдал зеленый луч с вершины Маунт-Гамильтон в Калифорнии, где расположена Ликская обсерватория. Однако эти цветовые эффекты нельзя наблюдать в любое время. Зеленый луч лучше всего виден вечером, когда заходящее солнце еще круглое или чуть-чуть овальное и имеет минимум искажений. Иногда заходящее Солнце подвергается очень сильным искажениям, принимая форму китайской пагоды, горы с множеством крутых склонов или стручкового перца. Некоторые из этих удивительных форм, сфотографированных Дж. Чэппеллом, сотрудником Ликской обсерватории, приведены на фиг. 5 (стр. 43).
Когда Солнце находится над самым горизонтом, преломление поднимает его примерно на полградуса. Поскольку диаметр Солнца тоже составляет полградуса, то, когда нам кажется, что его нижний край касается горизонта, на самом деле верхний, а не нижний край находится на горизонте. Воздух приподнял изображение, причем нижнюю его часть выше, чем верхнюю, и, таким образом, солнечный диск представляется нам не круглым, а немного сплюснутым снизу.
Когда диск восходящего или заходящего Солнца оказывается искаженным, как это видно по фотографиям Чэппелла, мы заключаем, что земная атмосфера не абсолютно однородна. Как и в куске оконного стекла, в лей есть слои, которые искажают изображение, когда Солнце находится низко над горизонтом.
Как мы указывали в предыдущей главе, обычно воздух теплее всего у поверхности Земли, и температура его падает через каждую тысячу футов примерно на 5,5 град. по Фаренгейту. Нормальное или стандартное преломление света в земной атмосфере вычисляется исходя из того, что температура воздуха уменьшается в соответствии с этим простым законом. Однако бывают и весьма значительные отклонения от этого среднего распределения температуры по слоям.
В очень знойный день, особенно в пустыне, слой воздуха, расположенный у самой поверхности, так нагревается, что расширяется или становится менее плотным. В такой атмосфере световые лучи будут изгибаться слабее, чем обычно; в отдельных случаях они даже образуют вогнутую кривую и идут не по обычному своему пути А, а уходят вверх по линии В (фиг. 45). Бывает и наоборот: на поверхности очень холодно, а расположенный выше слой воздуха несколько теплее, так что с высотой температура не падает, а увеличивается. В этом случае изгиб световых лучей будет сильнее нормального, и они окажутся изогнутыми даже больше, чем земная поверхность (см. С на фиг. 45).
Если в один из таких жарких дней мы попадем в пустыню, то можем стать очевидцами любопытного явления. Световой пучок от очень удаленного горизонта так и не достигнет глаза наблюдателя. Другими словами, горизонт покажется нам удивительно близким. В исключительных случаях он даже может оказаться в нескольких сотнях футов от нас. Мир превращается в песчаный остров с поперечником в несколько сот футов. И со всех сторон на вас набегают пенистые волны серебристо-голубого океана. "Береговая" линия нечеткая и быстро меняется. Голубая "вода", переливающаяся на солнце, то появляется, то исчезает. Здесь все зависит от того, с какого места вы смотрите вдаль; стоит вам немного передвинуться или хотя бы просто наклонить голову, как "океан" вдруг высыхает или снова наполняется водой.
Это явление, вызванное тем, что световой пучок уходит по вогнутой кривой вверх, представляет собой нечто выходящее за рамки нашего восприятия. Мы не привыкли видеть небо ниже уровня глаз, если только оно не отражается в воде. Поэтому наш глаз истолковывает эту переливающуюся голубизну как озеро или море. Нередко далекий поднятый горизонт кажется почти нормальным и, возвышаясь над приблизившимся к вам небом, усиливает иллюзию, что это вода.
Но если вы попытаетесь подойти к этому озеру (предположим, что вы путешественник, заблудившийся в пустыне, и вас мучает жажда), вы никогда не достигнете берега, ибо впереди вас он будет уходить все дальше и дальше, а сзади будет неотступно следовать за вами. Создается впечатление, что вы идете по пустынному острову среди моря. И если мираж выглядит достаточно реально, непрерывное отступление моря кажется каким-то чудом.
Если у путешественника есть спутник, который ушел немного вперед, то может показаться, что его "поглотило море". Сначала исчезают его поги, а по мере того, как он уходит за приблизившийся горизонт, в "пучине" постепенно скрываются туловище и голова (фиг. 46). Нередко человеческая фигура значительно искажается миражем - ноги вытягиваются в длину, а туловище по сравнению с ногами кажется сплюснутым. Неоднородность атмосферы может вызвать характерное покачивание и дрожание.
При определенных атмосферных условиях, когда воздух спокоен и неподвижен, пад той частью человеческой фигуры, которая видна над горизонтом, может возникнуть перевернутое отражение головы и плеч. Обычно нижнее изображение подвергается сильным искажениям - оно извивается и дрожит или раскалывается на отдельные части, между которыми синеет небо. Это делает его очень похожим на отражение человека в подернутом рябью пруду.
Нередко можно наблюдать перевернутое изображение очень удаленных предметов, вроде гор и деревьев, если только там есть деревья. Таким образом, горы или какието их части могут появиться в виде сигарообразных островов, плывущих по небу (фиг. 47).
Мало кто из нас может отправиться в пустыню, чтобы собственными глазами увидеть подобный мираж, но мы часто наблюдаем его на самом обычном шоссе. В ясный, жаркий и безветренный день, когда Солнце заливает своими лучами темный асфальт, прямо над дорогой расстилается слой сильно нагретого воздуха. Поэтому, когда вы едете на машине по ровному, прямому участку шоссе, вы можете видеть этот мираж и впереди и позади себя. В нескольких сотнях футов от вас дорога будет казаться совершенно мокрой, словно залитой водой, но когда вы приблизитесь, большие лужи превратятся в маленькие, а через несколько секунд и совсем исчезнут. Эти лужи есть не что иное, как отражение неба в темном асфальте. И здесь вопреки распространенному убеждению совсем не нужно, чтобы в асфальте непременно отражался какой-то расположенный неподалеку водоем.
Многие сообщения о летающих тарелках имеют самое непосредственное отношение к этому явлению. Ниже мы приводим выдержку из статьи, опубликованной в газете "Денвер пост" за 19 октября 1950 года:
"Пятеро рабочих-нефтяников из штата Вайоминг заявили, что ярко светящаяся летающая тарелка, очевидно контролируемая самолетом военно-воздушных сил США, некоторое время преследовала их машину, а когда они остановились, чтобы посмотреть на нее, умчалась с огромной скоростью. Сообщение по этому поводу сделал Луис Мэндрич из Рок-Спрингс. Он сказал, что когда с четырьмя другими рабочими-нефтяниками он ехал по шоссе возле Берил-Спрингс на них вдруг спикировал какой-то яркий серебристый диск и очутился в трехстах ярдах от его машины.
"Диск следовал за машиной, пока она не остановилась,- продолжал Мэндрич.- Он имел форму тарелки около 15 футов р поперечнике и ярко сверкал".
Мэлдрич сказал, что, когда он остановил машину, диск унесся "с ужасающей скоростью".
По словам Мэндрича, когда они заметили диск, возле него летел двухмоторный самолет с опознавательными знаками военно-воздушных сил США.
"Самолет и диск, несомненно, видели друг друга и, по-видимому, действовали согласованно,- сказал Мэндрич.- Самолет улетел сразу же после того, как исчез диск".
...Мэндрич заявил, что он первым увидел диск и крикнул своим товарищам: "Вон одна из тех штук, о которых вы столько наслышались".
При определенных условиях каждый может встретить такой летающий диск, если только слово "встретить" можно применить к предмету, который преследует вас на шоссе.
На шоссе, очевидно, сложились благоприятные условия для появления четкого миража. Мираж, возникший впереди машины, был, по-видимому, достаточно далеко и не привлек к себе внимания, однако позади машины целостность горячего слоя воздуха вдруг оказалась нарушена. В результате движения машины мираж, хоть и находящийся от нее примерно в 300 ярдах, был поднят неровностями воздушного слоя над дорогой и превратился в сверкающую тарелку, в отражение какого-то участка неба, которое, казалось, преследовало машину. Это отражение, наблюдаемое на фоне темного асфальта, несомненно, обладало всеми признаками, о которых говорится в сообщении, и наверняка следовало за машиной. И оно, конечно, исчезло, как только машина остановилась, поскольку воздух снова стал неподвижен.
Мираж, который кажется стоящему на земле совсем небольшим, может увеличиться во много раз, когда его наблюдают с самолета. Иногда неподалеку от самолета вдруг появляется тарелка вроде того диска, который гнался за машиной, и пилотам кажется, что какой-то металлический линзообразный предмет либо преследует их самолет, либо уходит от него с той же скоростью, с какой летят они сами. Вид этого миража в большой мере зависит от положения самолета в воздухе. Стоит самолету подняться или опуститься всего на несколько футов, как линзообразный предмет увеличится или уменьшится в размерах, не изменяя сколько-нибудь значительно своей формы. Таким образом, у пилота создается впечатление, что предмет этот быстро ускоряет свое движение и развивает огромную скорость (фиг. 48). Многие тарелки, наблюдавшиеся днем на небольшом расстоянии, можно отнести к миражам подобного рода.
Чтобы наблюдать такой мираж, совсем не обязательно находиться в пустыне. Вы можете сами создать нечто похожее на горячем тротуаре улицы. Просто попросите когонибудь подержать какой-нибудь предмет - карандаш, ручку или ключ - возле нагретой поверхности тротуара в 30-40 футах от вас. Если условия будут благоприятные, вы, наклонив голову к самому асфальту, увидите под настоящим ключом его перевернутое изображение. Иногда можно увидеть даже два или три изображения, как прямые, так я перевернутые, стоящие одно на другом.
Условия, противоположные тем, что были описаны выше, называются "температурной инверсией". При температурной инверсии слой очень холодного воздуха находится у самой поверхности, а с высотой температура его возрастает. Если она возрастает достаточно быстро, иногда можно наблюдать поразительное явление, которое прямо противоположно миражу в пустыне. Как мы уже говорили, горячие слои воздуха, расположенные внизу, приближают горизонт, а горячие слои, расположенные вверху, удаляют его. Световые лучи преломляются в противоположном направлении и распространяются вдоль выпуклой поверхности Земли. При особенно благоприятных условиях, когда атмосфера абсолютно однородна, а температура различных слоев воздуха в точности соответствует каким-то определенным данным, теоретически можно было бы окинуть взглядом весь земной шар.
В этих идеальных условиях световые лучи будут распространяться параллельно земной поверхности, и Земля действительно показалась бы вам плоской, если бы не то обстоятельство, что, глядя в определенном направлении, вы видели бы лишь собственный затылок.
Едва ли можно ожидать таких идеальных условий на очень большой территории. Однако бывают случаи, когда атмосфера остается совершенно однородной на расстоянии 300-400 миль. Поэтому изредка над горизонтом вдруг появляются очертания далекого берега, хотя вы прекрасно знаете, что в обычных условиях вы не могли бы его увидеть.
Иногда распределение температуры как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении происходит настолько равномерно, что возникает линза, в которой изображение корабля получается и выше и ниже самого корабля (фиг. 49). Да и сам корабль может сместиться на значительное расстояние от своего фактического положения. Иногда корабль оказывается увеличенным во много раз, а иногда изуродованным до неузнаваемости. Эти таинственные миражи, которые неожиданно возникают и снова исчезают, легли в основу легенды о "Летучем голландце" - призрачном корабле, чаще всего появляющемся у побережья Южной Африки. Как гласит легенда, капитан корабля за богохульство был осужден вечно носиться по морям и океанам, никогда не приставая к берегу. Вагнер написал на этот сюжет оперу "Летучий голландец".
Таким образом "Летучий голландец" должен быть определенно включен в разряд летающих тарелок, и капитан корабля, проигравший свою душу дьяволу, будет здесь как нельзя более кстати.
Летчики из Монтгомери (штат Алабама), о которых мы уже писали, тоже наблюдали явление, вызванное температурной инверсией. По их сообщению, тарелка резко повернула, чтобы избежать столкновения, слегка подбросила самолет сильным выхлопом газа из реактивных двигателей, а затем набрала скорость и исчезла. Какие у миража могут быть выхлопы? Уж не доказывает ли данное сообщение, что тарелка - это настоящий летающий корабль?
Атмосферная линза, в которой возник этот мираж, состоит из слоя холодного воздуха, расположенного между двумя слоями нагретого воздуха. Воздух в верхней половине линзы неподвижен, а в нижней очень подвижен. Самолет, летящий вдоль границы между слоями, внезапно встретил резкие восходящие и нисходящие течения. Эти течения, или "воздушные ямы", и подбросили самолет, а вовсе не выхлопы газа из реактивных двигателей улетающей тарелки. И исчезла она в силу неоднородности слоя воздуха в данном районе.
Миражи возникают гораздо чаще, чем мы себе представляем. Мне приходилось видеть одновременно два, а то и три горизонта, отчасти перескрывающих друг друга. Миражи, наблюдаемые с воздуха, даже более эффектны, чем миражи, которые мы видим с поверхности земли или океана. В нашей погоне за скоростью мы, летая на современных самолетах, не замечаем многих красот природы, которые часто наблюдали и успевали изучить воздухоплаватели прошлых времен. Многие из этих оптических явлений так быстро меняют свою форму с изменением местоположения наблюдателя, что человек, находящийся в скоростном самолете, не имеет возможности исследовать их детально. Если в силу каких-то атмосферных условий на небе возникает незнакомое нам явление, оно обычно исчезает прежде, чем мы успеваем проанализировать, что это такое.
Во время путешествия на воздушном шаре в августе 1868 года Тиссандье наблюдал неожиданный мираж, который появился на высоте 5900 футов. Вот как он его описывает (James Glaisher, Camille Flammarion, W. de Fonvielle, Gaston Tissandier, Travels in the Air, London, 1871):
"Мы хотели взглянуть на побережье Англии, но опо было затянуто сплошной пеленой свинцовых облаков. Мы искали глазами, где же кончается эта пелена, и вдруг заметили зеленоватый облачный слой, напоминающий поверхность моря; на нем мы вскоре обнаружили маленькую черную точку, не больше грецкого ореха. Вглядевшись получше, мы обнаружили, что эта маленькая движущаяся точка корабль, плывущий вверх килем по небесному океану. Через несколько секунд его стало видно гораздо лучше; это было изображение парохода, курсирующего между Калэ и Дувром, и в подзорную трубу я даже различил дымок, идущий из трубы. Потом появилось еще два-три корабля... спроектированных на небе этим фантастическим миражем".