Капельки воды, находящиеся в воздухе, почти совершенно одинаковы; все они круглые. Крупные капли п капли средней величипы создают радугу. Туманы создают белую туманную радугу. Кроме того, они вызывают множество других световых эффектов, рассмотренных в предыдущей главе,- от «броконского призрака» до «святого сияния».

В этом смысле ледяные кристаллы обладают еще более богатыми возможностями, которые определяются их формой, положением в пространство и величиной. Простейшей формой ледяного кристалла и, вероятно, наиболее распространенной в природе является тонкая иголка или призма.

Эти кристаллы, как правило, слипаются и образуют бесформенные комки, особенно когда температура несколько превышает точку замерзания. Но при температуре ниже пуля звездочки и пластинки начинают расти, образуя более сложные формы снежных кристаллов; многие из них, почти правильные и симметричные, очень красивы, как, например, шестиугольники, изображенные на фиг. 26. Шестиугольная звезда очень характерна для многих кристаллических форм льда.

Попадая на такой кристалл, свет отражается в нем (иногда несколько раз) и выходит из него под углом, значительно отличающимся от угла падения. Следовательно, мы можем наблюдать почти бесчисленное количество самых разнообразных гало и других явлений, вызываемых ледяными кристаллами в атмосфере. Мы уже рассматривали некоторые из этих явлений, не вникая в детали физической обстановки, вызвавшей данный световой рисунок.

Самые важные оптические эффекты производят ледяные кристаллы правильной формы. Маленькие плоские снежинки, падающие на землю, летят, как пух или клочок папиросной бумаги. Они падают не ребром, а так, что их поверхность чаще всего остается параллельной земле.

Если Солнце стоит низко над горизонтом, а хлопья снега падают почти в горизонтальном положении, отражение света от их верхних и нижних поверхностей вызывает одно из самых простых явлений, связанных с Солнцем: вертикальную колонну белого света (фиг. 27).

Примерно такую же колонну можно увидеть, если стать перед окном с опущенным жалюзи с горизонтальными планками (фиг. 28).

Такую колонну образует и отраженный солнечный свет. Если Солнце стоит над самым горизонтом, колонна обычно бывает окрашена в закатные тона и отливает красноватым светом.

Временами колебания падающих снежинок, особенно когда иголок больше, чем пластинок, могут вызывать появление горизонтальных и вертикальных полос света. Две крестовины соединяются на Солнце, и вот мы наблюдаем одно из самых поразительных и жутких явлений, гораздо более редких, чем радуга: в воздухе висит крест, иногда словно охваченный пламенем. Если снег идет гдето далеко, крест будет висеть высоко в небе. Но если снежинки образуют узкую завесу недалеко от нас и сквозь эту завесу просвечивает солнце, крест может появиться на расстоянии каких-нибудь нескольких сот футов. Как и радуга, крест передвигается, когда передвигаемся мы, и останавливается, когда останавливаемся мы.

Именно это небесное явление, по-видимому, побудило императора Константина Великого принять христианство в 312 году н. э. Он сделал крест своим символом, сказав при этом: «in hoc signo vinces», что означает: «Сим победиши».

Эти колонны или кресты, образованные солнечными лучами, отраженными от падающих снежных кристаллов, имеют своеобразную перистую структуру. В то же время колеблющиеся кристаллы, сверкающие дождем искр, делают саму колонну более реальной и яркой, чем радуга. Иногда может показаться, что такая колонна находится всего в нескольких ярдах от вас. Но если вы попытаетесь преследовать ее, она отступит и почти мгновенно исчезнет, как только вы выйдете из полосы метели на солнечный свет.

Однако нужно сказать, что ледяные кристаллы вовсе не обязательно должны лететь плотной массой, как во время снегопада. Иногда они образуют перистые облака (фиг. 29). Они могут быть рассеяны настолько редко, что воздух будет совсем прозрачным, если не считать того направления, где возникает «огненный столб».

Плавающие в воздухе ледяные кристаллы могут вызывать еще одно явление: двойное гало, одно с радиусом около 22 град. и другое — около 45 град., причем центры обоих гало находятся на Солнце. Эти гало, которые появляются не так уж редко, иногда называют ошибочно «радугами». Как мы уже говорили, чтобы увидеть радугу, надо стоять спиной к Солнцу. А эти гало расположены сравнительно близко от Солпца и, кроме того, их окраска значительно отличается от окраски обычной радуги. Внутренние края обоих гало окрашены в теплые красноватые тона, а внешние края, вместо того чтобы казаться синими или фиолетовыми, пламенеют жемчужным заревом, словно светятся собственным светом. Гало и крест — в общем разные явления и появляются в разное время. Одновременно они наблюдаются довольно редко.

Когда верхние слои воздуха настолько неподвижны, что крохотные кристаллики льда висят почти горизонтально, отдельные участки внутреннего гало, высота которого равна высоте Солнца, светятся особенно сильно и по своей яркости приближаются к яркости самого Солнца. Таким образом, с обеих сторон Солнца появляются яркие ложные солнца, которые известны ученым как пергелии (фиг. 30). Они так же окрашены, как и гало, в красный цвет со стороны Солнца и белый или янтарный со стороны, противоположной от него.

На кольцах иногда появляется одно яркое пятно наверху и одно внизу, и тогда весь этот огромный крест, распростертый на двух красиво окрашенных кругах с ложными солнцами, пылающими, словно «полированная медь», представляет собой одни из самых эффектных зрелищ, какие только существуют в природе (фиг. 31). Прибавьте к этому несколько арок и рогов, иногда появляющихся на небе и еще несколько ложных солнц, сверкающих, как «глаза», на внешнем кольце — и перед вами будет картина, которая действительно может напугать невежественного человека и встревожить суеверного.

Короткая арка, которая, словно рога, изгибается вверх, коснувшись верхнего края внешнего кольца, значительно отличается от остальных кругов и колец, ибо только эта арка похожа на радугу. Она имеет красную окраску со стороны Солнца и синюю, как настоящий сапфир, с противоположной, верхней стороны. Изредка, особенно когда на большой высоте небо очень чистое, верхняя часть дуги кажется иссиня-фиолетовой. Иногда же все небо на одной высоте с самим Солнцем опоясывает яркое белое кольцо.

С самолета, воздушного шара или с вершины горы можно порой наблюдать другое явление — яркое отражение Солнца в зеркальном слое плоских ледяных кристаллов (фиг. 32). Отражение, так называемое «нижнее солнце», находится настолько же ниже горизонта, насколько настоящее Солнце находится выше горизонта.

Это зеркало очень несовершенное, и отражение, как правило, оказывается растянутым в вертикальный эллипс, который может быть настолько искажен, что напоминает парашют или стратостат. У «нижнего солнца» появляются иногда «нижние ложные солнца» и гало с еще более сложным рисунком арок и колец.

Центр этих своеобразных явлений, как и у радуги, находится в глазу наблюдателя. Их можно увидеть лишь при наличии яркого источника света и отражающих свет ледяных кристаллов, строго ориентированных в пространстве. Днем таким источником обычно является Солнце, а ночью — Луна, и тогда мы наблюдаем «ложные луны», или «параселены». Однако свет от любого источника может так же своеобразно преломляться и отражаться, хотя обычно видны лишь наиболее яркие детали. Однажды, когда шел снег, я видел эти детали вокруг стоящего вдали уличного фонаря.

Картина бывает еще более сложной, ибо каждое ложное солнце может стать самостоятельным источником света и породить, так сказать, «целый выводок ложных солнц», однако это столь редкое явление, что оно не имеет самостоятельного названия. В этом случае сочетание световых пятен и колец на небе становится настолько сложным, что мы с трудом можем отличить само Солнце от огромного количества его огненных отражений.

Полные ложные солнца и ложные луны появляются очень редко. Каждое из этих явлений я видел только раз. Однако частичные ложные солнца и луны мне доводилось видеть много раз. В сущности мало кто себе даже представляет, как часто возникают ложные солнца, правда, без гало, которое позволило бы быстрее опознать это явление. Нередко одно из ложных солнц кажется таким же настоящим, как и само Солнце. Когда поблизости находится облако ледяных кристаллов, отражение может принять форму огненного шара, плывущего между вами и расположенным неподалеку деревом. Мне кажется, что многие сообщения о шаровой молнии — явлении, которое до сих пор полностью не объяснено и все еще не совсем понятно, порождены именно этими таинственными ложными солнцами, которые иногда появляются между наблюдателем и каким-то предметом. Вы можете вообще не знать о присутствии в атмосфере ледяных кристаллов, но главным признаком, который позволит вам опознать связанные с ними явления, будет слабая красноватая полоса с той стороны, которая обращена к Солнцу.

Эти явления можно заметить даже на расстоянии 22 град. от Солнца. На перистых облаках возле Солнца нередко может появиться небольшая полоса или часть креста, и таким образом возникнет ярко сияющее ложное солнце.

Разумеется, ложные солнца, которые кажутся висящими совсем близко, могут появиться только зимой, когда ледяные кристаллы находятся в нижних слоях атмосферы. Однако в верхних слоях воздуха ледяные кристаллы могут присутствовать в любое время года, так что перистые облака всегда являются потенциальным источником ярких пятен отраженного или преломленного света.

Ложные солнца как бы привязаны к наблюдателю таким же точно образом, как радуга или солнечное гало. Очень яркое отражение в расположенном неподалеку облаке ледяных кристаллов преследует самолет так же неотступно, как «огненный боксер». Пока мы летим по прямой, огненный шар остается все в том же положении по отношению к самолету. Днем мы отчетливо видим, что это отражение (см. фотографию, помещенную в начале книги).

Если мы меняем направление полета, огненный шар передвигается на новое место, точно следуя нашему измененному курсу. Если мы летим в направлении на Солнце, огненный шар будет прямо перед нами. Однако, поскольку самолет проходит сквозь слой ледяных кристаллов, яркость шара, составляющего часть светового столба, обычно сильно возрастает. Этот световой столб словно пускается наперегонки с самолетом; иногда он отстает, иногда приближается к самолету, если слой ледяных кристаллов становится гуще, а порой уходит вперед, как показано на фиг. 39, или даже вовсе исчезает, когда температура воздуха повышается.

Если бы мы не имели ясного представления о том, что в данный момент действительно происходит, то нам могло бы прийти в голову, что мы преследуем какой-то яркий металлический предмет или аппарат с горящими огнями, взлетевший в небо с огромной скоростью. Ведь именно таким образом часто объясняют внезапное исчезновение предмета, который принимали за некий летательный аппарат.

Подавляющее большинство «огненных боксеров» и летающих тарелок появляется именно в результате преломления и отражения света от ледяных кристаллов. Любой светящийся предмет может иметь своего «двойника», отразившегося в кристаллах. Хотя сам я никогда не наблюдал этого явления, отнюдь не исключено, что яркое сияние заката на горизонте или яркое пятно полярного сияния могут создавать «ложный горизонт» или «ложное полярное сияние». Точно так же возникает отражение городских огней и прожекторов. Наше знакомство с ложными солнцами и лунами убеждает нас в том, что отражение может быть иногда почти таким же ярким, как и сам источник света. Это наблюдение опровергает весьма распространенный довод, что отражение не настолько ярко, чтобы вызвать появление летающих тарелок.

Многие летающие тарелки, замеченные с земли, носят характерные признаки, присущие ложным солнцам. Летающие предметы, имеющие вид шарика мороженого с красной верхушкой или без нее, являются отражениями, очень характерными для ледяных кристаллов. Одна солидная немецкая книга, посвященная оптике верхних слоев атмосферы, приводит немало убедительных примеров шарообразных образований, связанных с различными формами ложного солнца.

Тарелка, которую преследовал капитан Мантел, ставит несколько особых проблем, требующих своего решения. Очевидцы, находившиеся на земле, указывали, что предмет этот, как уже сообщалось в главе 1, немного напоминал «шарик мороженого с красной верхушкой». Другие утверждали, что он «круглый, но чем-то похож на парашют, и от него ярко отражаются солнечные лучи». По наблюдениям с самолета этот предмет сверкал, словно металл при ярком солнечном свете.

Его азимут, как сообщил Мантел перед катастрофой, равнялся 210 град., то есть 30 град. на юго-запад, что в общем соответствует азимуту Солнца, которое находилось в это время на высоте около 20 град. над горизонтом. Мы допускаем, что капитан Мантел мог отличить тарелку от Солнца. Некоторая неточность в определении высоты и азимута мешает нам окончательно решить, что же преследовал капитан: то ли это было ложное солнце, расположенное на 22 град. выше настоящего, то ли вертикальная крестовина креста, проходящая возле Солнца. Есть основание считать, что капитан Мантел увидел ложное солнце и принял его за настоящее. Отражение иногда ничем не отличается от самого Солнца. И возможно, он преследовал именно настоящее Солнце: оно было слегка затуманено ледяными кристаллами и потому вполне могло показаться именно таким, как его описал пилот в своих отрывочных сообщениях с борта самолета.

Я ознакомился с множеством других сообщений о предметах, которые наблюдались с земли и были, несомненно, либо ложными солнцами, либо ложными лунами. И когда какой-нибудь наблюдатель сообщает о том, что он видел короткие крылья и красноватое сияние внизу, то он видел лишь часть того явления, которое описал пророк Иезекииль. Ибо короткие крылья современной летающей тарелки это лишь остатки огромных распростертых крыльев, принадлежавших чудовищам Иезекииля. Янтарный блеск в обоих случаях есть не что иное, как сияние ложного солнца. А красноватое зарево внизу, которое, как нам теперь известно, является внутренним кольцом гало, было превращено слишком пылким воображением в «красноватые выхлопы пламени из реактивного двигателя»; это же красноватое зарево в интерпретации Иезекииля оказалось распростертыми руками ангелов. Так наше воображение одушевляет непонятные явления, которые внезапно возникают, словно призраки во мраке ночи.

Мы, кажется, еще не говорили о том, что сам самолет может способствовать образованию тумана или облаков, состоящих из ледяных кристаллов, которые в свою очередь отражают свет, исходящий от какого-то удаленного предмета. Если крылья самолета были когда-нибудь повреждены, скажем, зенитным огнем, то неровный поток холодного воздуха, проходящий над заплатами на плоскостях, может вызвать резкие изменения в плотности и давлении, и тогда в завихрениях воздуха произойдет конденсация ледяных кристаллов и капель воды. Тот факт, что «огненные боксеры» появились лишь незадолго до конца войны, когда на плоскостях самолетов было уже много боевых шрамов, возможно, плохо отремонтированных, свидетельствует о том, что самолет сам может иногда вызывать образование ледяных кристаллов. Но это не обязательно, поскольку ледяные кристаллы, как правило, образуются естественным путем.

Я весьма обязан Винсенту Шеферу, сотруднику «Дженерал электрик», за его фотографии ледяных кристаллов. Шефер является одним из самых крупных представителей современной науки «дождеобразования». Многие из нас, глядя на огромные массы кучевых облаков, нередко спрашивают: «Почему не идет дождь?» Шефер может не только ответить па этот вопрос, но иногда и вызвать дождь.

Чем больше высота над уровнем моря, тем холоднее воздух; с увеличением высоты через каждую тысячу футов температура воздуха падает примерно на 5,5 град. по Фаренгейту. Следовательно, воздух, полностью насыщенный влагой над земной поверхностью, окажется пересыщенным в верхних, более холодных слоях. Таким образом, на этих высотах воздух как бы выжимает из себя излишек влаги в виде крохотных капель, образующих облака и туман. В середине каждой капельки обычно находится пылинка или даже маленькая крупица соли, поднявшаяся вместе с испарениями океана; она как бы образует ядро, вокруг которого может конденсироваться вода. Без этих ядрышек воздух останется пересыщенным, а облаков так и не получится, если только не будет слишком холодно и в воздухе не накопится большого избытка влаги.

Таким образом, даже если на поверхности Земли стоит девяностоградусная жара (по Фаренгейту.- Прим. ред.) (35 град. С), на высоте двух миль будет уже холодно (около 0 град. С). Здесь при столь низких температурах обычно и образуются огромные дождевые облака, из которых при соответствующих условиях пойдет дождь. Какие же это условия?

Прежде всего мельчайшие капельки тумана должны прилипнуть друг к Другу, и тогда из множества мелких частиц вырастет несколько крупных капель, настолько крупных, что восходящие потоки воздуха не смогут больше поддерживать их. И вот они падают на землю в виде дождя.

Все дело в том, чтобы заставить мельчайшие капельки прилипать друг к другу. Однако сами по себе они не взаимодействуют, и нередко мы день за днем с надеждой смотрим на небо, а засухе конца не видно.

Именно эта проблема в значительной мере и была решена в лаборатории Шефера. Простейший способ заставить капельки влаги расти заключается в том, чтобы заморозить их и превратить в мельчайшие иголки льда. Эти иголки, соединившись, в свою очередь создадут спежинки, которые образуют снежные хлопья, падающие на землю; при таянии из этих хлопьев пойдет дождь. Процесс сложный, но, по-видимому, необходимый.

Даже в очень теплый летний день на высоте от 2 до 3 миль температура падает ниже нуля. Некоторые, возможно, считают, что крохотные капельки влаги при столь низкой температуре замерзнут, как маленькие кубики льда в холодильнике. Однако эти капельки обычно не желают превращаться в лед, и если не принять каких-то мер к ускорению этого процесса, то они замерзнут лишь при 40 град. ниже нуля по Фаренгейту! Водяные капли, остающиеся в жидком состоянии даже когда температура падает ниже точки замерзания, называются переохлажденными. Таким образом, проблема дождя заключается в том, чтобы вызвать кристаллизацию капелек влаги в форме мельчайших частиц льда.

Один путь для решения проблемы — это просто понизить температуру облаков, разбрызгивая в них большое количество какого-нибудь очень холодного вещества, вроде размельченной твердой углекислоты (сухой лед), температура которой около 70 град. ниже нуля по Фаренгейту. Это вызовет конденсацию водяных капелек вокруг холодных ядрышек с последующим образованием ледяных кристаллов, в результате чего пойдет снег или дождь.

Твердая углекислота влияет так потому, что сама обладает очень низкой температурой. Однако Шефер обнаружил, что и другие вещества могут быть не менее эффективны, хотя их собственная температура лишь ненамного ниже точки замерзания самой воды. Одним из наиболее быстро действующих препаратов оказалось йодистое серебро. Если небольшое количество этого вещества распылить так, чтобы оно оказалось почти в дымообразном состоянии, и ввести его в переохлажденное облако, то почти мгновенно начнется образование тонких ледяных иголок. Чтобы добиться идеального распыления вещества, достаточно взять полоску бумаги, смоченную несколькими каплями раствора йодистого серебра, и поджечь ее.

Чтобы вызвать дождь, сейчас обычно используют самолет, который летит через переохлажденное облако или поблизости от него. Тогда йодистое серебро, распыляемое за самолетом, вызывает кристаллизацию облаков во всем районе.

На фиг. 40 мы видим фотографию длинного прямого коридора, образованного пролетевшим самолетом, который распылял по пути йодистое серебро. На этом участке уже произошло образование ледяных кристаллов и сейчас пойдет дождь. На противоположной стороне коридора можно заметить два ярких пятна непосредственно под Солнцем — «нижнее солнце», а справа ложное солнце, которое образовано не самим Солнцем, а его отражением. Это вторичное отражение, расположенное в 22 град. от первичного, очень характерно для явлений, связанных с ледяными кристаллами, и ясно говорит о том, что в этом районе уже происходит образование ледяных кристаллов.

В книге «Путешествия по воздуху», изданной в 1871 году (James Glaisher, Camille Flammarion, W. de Fonvielle, Qaston Tissandier, Travels in the Air. London, 1871), есть одно очень интересное сообщение о «нижнем солнце», наблюдавшемся с воздушного шара в 1850 году. «Когда шар достиг наибольшей высоты и облака, закрывающие Солнце, стали менее густыми, оба наблюдателя увидели Солнце, окутанное мглой и совсем белое, и тут же появилось второе Солнце, словно отраженное в зеркале воды; оно, очевидно, возникло в результате отражения солнечных лучей от горизонтальных граней ледяных кристаллов, плавающих в облаках». Эта книга, прекрасно иллюстрированная гравюрами и цветными литографиями, рассказывает о многих интересных наблюдениях, проведенных с больших высот.

Одно из первых сообщений о летающей тарелке, замеченной с воздуха, появилось в отчете о полете, совершенном 22 марта 1868 года на воздушном шаре «Энтрепренант». Об этом полете, равно как и о многих других, повествуется в уже упоминавшейся книге «Путешествия по воздуху».

Во время полета шара «Энтрепренант» его тень упала на слой белых облаков (фиг. 41). Автор отчета о полете пишет:

«Она [тень] следует за нами сбоку, ибо уже шестой час и солнце давно миновало зенит. На фоне этой белой блестящей поверхности наша кабина кажется черной; из нее высовываются три наши головы, а внизу висят два гайдропа. Если бы у нас был хороший аппарат, мы могли бы сфотографировать самих себя».

Далее автор говорит о том, что свет отражается от воздушного шара, как от металлического зеркала.

«Это пятно света падает на слой облаков, над которыми мы летим, однако оно приняло очень своеобразную форму. Я постараюсь описать это явление, но объяснить его предоставляю тем, кто смыслит в этом больше, чем я, — во всяком случае, я не буду пускаться в объяснения, пока не совершу свой следующий полет над облаками.

В центре этого странного отражения отчетливо виден черный диск, его тон мягкий и переливчатый, а диаметр равен четверти диаметра Луны. Вокруг этого диска виден круг, окрашенный во все цвета радуги. Его диаметр раз в шестнадцать больше диаметра диска. Его опоясывает второй круг, диаметр которого вдвое превышает диаметр первого; второй круг тоже отливает всеми цветами солнечного спектра.

Я сделал грубый набросок этой картины, чтобы наш друг Альбер Тиссандье мог выполнить по нему хромолитографию.

Конечно, это было удивительное зрелище. С одной стороны — темная тень нашего аэростата, а с другой — великолепное отражение, которое плывет вместе с нами над белой поверхностью облаков».

Что касается яркого пятна, то объяснение автора почти наверняка ошибочно. Едва ли свет, отраженный от воздушного шара, мог вызвать это явление. Яркое пятно было нижним солнцем, а два разноцветных гало вызваны ледяными или снежными кристаллами.

Если бы это произошло в наши дни, то наблюдатель, обладая хоть каплей воображения, несомненно, сообщил бы о летающей тарелке, возможно, с черным маленьким окном посредине. Мы до сих пор не можем полностью объяснить это явление. Но разве это обязывает нас сделать вывод, что наблюдавшийся предмет был непременно летающей тарелкой?

Хотя такие великолепные картины, как ложные солнца и ложные луны, наиболее характерны для явлений, связанных с отражением и преломлением света в ледяных кристаллах, следует обращать внимание и на второстепенные световые эффекты, когда их можно наблюдать на небе. При определенных условиях в перистых облаках, содержащих ледяные кристаллы, появляются ярко окрашенные ореолы. Мы называем их «короны». Я часто видел такие облака в горах Колорадо и Нью-Мексико. Немного реже они появляются на Востоке, но окрашены они там не менее ярко.

Такую же окраску приобретают иногда ледяные кристаллы на оконном стекле, сквозь которое вы смотрите на какой-нибудь яркий источник света.

Шефер обратил мое внимание еще на одно явление, которое многих озадачивает, особенно с тех пор, как людей охватило «тарелочное» поветрие. Однажды вечером, вскоре после захода Солнца, Шефер ехал со своей семьей в машине через западный Техас.

«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».