Однажды ранним летним утром я проснулся около четырёх часов утра. Через раскрытое окно доносились дикие, неистовые крики круживших над домом чаек. «Неужели они так бурно встречают восход?» — подумал я, и тотчас за какие-то доли секунды у меня возникает вопрос, которому я сам неимоверно удивляюсь. «А что, если вечером, скажем, за несколько часов до заката, пока солнце ещё не село, чайки полетят на запад по направлению к солнцу, то смогут ли они, обогнув нашу планету вслед за светилом, вернуться на место на следующий вечер? Отстанут ли они?»
На следующий день я всерьёз взялся за исследование. Первым делом я узнаю, что скорость полёта чаек может достигать ста десяти километров в час. Замечательно. Остаётся узнать скорость движения солнца по небосводу. Здесь уже посложнее. В действительности солнце неподвижно, и время суток сменяется только благодаря вращению Земли вокруг своей оси, поэтому, чтобы определить скорость движения солнца по небосводу, нужно всего лишь узнать скорость вращения нашей планеты.
Земля вращается с запада на восток. Особенность заключается в том, что скорость вращения Земли на каждой географической широте разная. К тому же, в зависимости от широты изменяется и величина ускорения свободного падения, и благодаря эффекту Этвёша при движении с востока на запад птиц неминуемо будет тянуть вниз. Я начинаю опасаться, как бы они не разбились. А что, если испортится погода? Сумеют ли они продолжать двигаться вперёд, не отклоняясь от курса? Учёные обнадёживают: поскольку птицы видят поляризованный свет, они могут ориентироваться даже тогда, когда солнце за облаками. Допустим, что это так. Но что будет, если скорость полёта чаек окажется меньше, чем скорость вращения планеты на широте Петербурга? Если они отстанут до такой степени, что уже не смогут видеть солнечный свет? Но и здесь прогноз учёных оптимистичен: птицы ориентируются по звёздам, их этому учат родители, когда те ещё сидят в гнезде. Ах вот как! Но я не унимаюсь. А что, если им придётся лететь в ночи, да ещё в пасмурную погоду, когда даже звёзд не видно? Оказывается, на этот случай у птиц имеются органы, восприимчивые к центробежной силе земного шара. Поставь им задачу двигаться по кругу по такой-то широте — и они это сделают. Другое дело — объяснить им, что затея не лишена оснований — будет довольно трудно.
Ладно, а теперь рассмотрим чаек с точки зрения их выносливости. Способны ли они летать на протяжении двадцати четырёх часов без передышки? В этом орнитологи сомневаются. Мало того, что чайки достигают своей максимальной скорости по большей части благодаря порывам ветра, так их ещё запрягают пахать целый день напролёт, без обеда! Довольно мучить бедных животных! Но нет же, говорю я, не собираюсь я никого мучить, я же только образно, в воображении, мой интерес чисто математический… «Правда математический? » — сомневаются учёные, косо поглядывая на меня. И вскоре я узнаю, что выгоднее всего чайкам двигаться организованно, в строю, клином, шеренгой или чем-нибудь в этом роде. Птицы, которые будут махать крыльями впереди, будут создавать дополнительную подъемную силу для летящих сзади. Гуси, например, таким образом экономят до 20% энергии. A propos, не стоит забывать и про погодные условия, в тёплое время птицы могут лететь дольше. А уж если наступит серьёзное похолодание, то они и вовсе могут развернуться на юг. «Развернуться? На юг?» — сокрушённо повторяю я. «Только не это!»
Сообразно погоде и своим физическим возможностям птицы способны рассчитывать также и высоту полёта. Как правило, даже во время миграции птицы не поднимаются выше полутора километров. Тем не менее, известны исключения. В достоверных источниках имеются сведения о полётах на такой высоте, что даже диву даёшься. Серых журавлей встречали пересекающими хребет Гималаи на высоте около десяти километров. Одинокий африканский гриф в 1973 году столкнулся с гражданским самолетом над республикой Кот д’Ивуар на высоте свыше одиннадцати тысяч метров. Однако, вспоминая о чайках и их выносливости, я успокаиваю себя на мысли, что никогда в жизни, никогда они не поднимутся так высоко.
Какие же они всё-таки слабые создания! Я в них разочарован. Боюсь, результаты воображаемого эксперимента будут неутешительными. Чтобы хоть как-то им помочь, я готов пойти на некоторые уступки и предоставить им необходимую поддержку. Пусть чаек будет не одна группа, а несколько, причём желательно разместить их на расстоянии друг от друга равномерно по всей широтной параллели. По преодолении определённого рубежа одна стая будет просто передавать эстафету другой, и так несколько раз. Таким образом, проблема вопиющей птичьей усталости будет решена путём разбиения одной глобальной задачи на более простые составляющие. Впрочем, подобная благотворительность имела бы смысл, если бы скорость их полёта была хоть сколь-нибудь приближена к скорости вращения планеты.
Итак, перейдём к расчётам. Длина окружности Земли на экваторе составляет 40 070 км. Разделив её на 24 часа, получим известную скорость вращения Земли на экваторе, равную 1674,365 км/ч, а чайка летит как минимум в 15 раз медленнее. Известно, что на экваторе длина окружности Земли наибольшая, а, следовательно, и точки на земной поверхности проходят за 24 часа наибольшее расстояние. В зависимости от удалённости от экватора скорость на той или иной широте может быть меньше. Чтобы рассчитать скорость вращения на широте x, необходимо умножить косинус угла нашей широты на значение скорости вращения планеты на экваторе. Географическая широта Петербурга равна 60-ти градусам, косинус данного угла равен 0, 5. Перемножив 0,5 на 1674, получаем значение в 837 км/ч. Как видно, скорость вращения на 60-градусной широте в два раза меньше, чем на экваторе. Увы, этого никак недостаточно для того, чтобы чайки не отстали от солнца. Расчёты показывают, что на следующий вечер после старта чайки отстанут от финишной прямой на 2640 км, то есть, в то время как солнце будет клониться к закату в Петербурге, чайки ещё будут пролетать в районе центральной России, в Красноярском крае.
Но, быть может, на другой широте у них бы получилось?
Исходя из описанной выше формулы можно выразить широту, на которой скорость вращения Земли будет совпадать с максимальной скоростью полёта чайки. Подставив все значения и выполнив расчёты, получаем значение в 86 градусов.
Следовательно, какими бы выносливыми чайки ни были, совершить такой подвиг им под силу разве что вблизи одного из полюсов, но там они попросту замёрзнут. К счастью, природа уже сделала нам сюрприз, поселив в Арктике полярную чайку. На худой конец, если дело опять упрётся в выносливость, существуют ещё полярные крачки; в самом крайнем случае птиц можно поселить прямо на полюсе, в период полярного дня — тогда им и вовсе не придётся куда-либо лететь, можно будет просто поворачиваться вокруг себя. Наверное, это и является лучшим решением, которым можно закончить данное исследовательское повествование.
Что и требовалось доказать.