Предпринятые мною опытные исследования над скоростями циркуляции внутри вращающейся жидкой сферы имели целью сделать попытку объяснить известный закон вращения поверхности Солнца (выведенный по наблюдению пятен). Кроме угловых скоростей, довольно хорошо удовлетворяющих эмпирической формуле

Третий факт, тоже вполне констатированный, это - перемещение зоны пятнообразовательной деятельности в направлении от полюсов к экватору. Следует отметить то обстоятельство, что наблюдения дают нам сведения о движении материи поверхности Солнца лишь в поясе шириною в 100°, симметрично расположенном по обе стороны солнечного экватора. Как закон вращения, так и перемещение материи по меридианам - симметричны относительно солнечного экватора. Эта симметрия уже давно заставляла исследователей искать причины всех упомянутых движений во вращении Солнца (Виннеке, Цёльнер, Фай и пр.). Однако теоретические выводы, касающиеся вращения жидких оболочек, не принимая во внимание внутреннего трения, противоречили наблюдениям, так что пришлось искать добавочных факторов для объяснения неодинакового вращения солнечной поверхности.

Желая применить найденные им выводы к Солнцу, на поверхности которого, как сказано, наблюдается направление циркуляции от экватора к полюсу, я старался опытным путём определить угловые скорости и скорости по меридианам некоторого слоя, концентричного с поверхностью. Как видно по ходу изложения, предстояло на опыте вращать жидкую сферу так, чтобы угловые скорости поверхности были менее угловых скоростей внутренних слоев. Я не буду здесь касаться возможных причин различных угловых скоростей внутри Солнца.

Для моих опытов я воспользовался стеклянным баллоном радиуса 87 мм. Баллон очень близок к сфере, так что 1 мм на поверхности принят равным 0°,66 большого круга. На поверхности этого баллона проведены были меридианы и параллели, первых-16, вторых-10 на каждом полушарии. Шар через имеющееся в нём горлышко наполнялся водою с мелкими частицами стеарина (удельный вес = 1) и помещался на большем шкиве горизонтальной центробежной машины, так что параллели на поверхности были горизонтальны; баллон приводился во вращение около 40 оборотов в минуту и вращался равномерно до тех пор, пока не приходила во вращение вся масса воды до самой оси; тогда вращение понемногу замедлялось, и замедление продолжалось до тех пор, пока можно было остановить баллон, не вызвав вихрей у его поверхности. Затем начинались наблюдения, которые заключались в том, чтобы отмечать моменты прохождения какой-нибудь одной частицы стеарина через последовательные меридианы и параллели, пока она, следуя циркуляции воды, движется вблизи поверхности от экватора к полюсу. В удачных случаях приходилось наблюдать одну и ту же частицу в течение трёх оборотов, т. е. от параллели вблизи экватора до полярных областей, оттуда внутри, на некоторой глубине, вновь к экватору и т. д.

Моменты прохождения частицы через меридианы и параллели отмечались хронографически. Часть циркуляции, параллельной поверхности баллона, заключалась между 20 и 70°, это пространство пробегалось частицами, с различною скоростью для каждого опыта, от 15 до 40 секунд времени. Всего обработано мною движение до 100 частиц, из которых большинство в воде при разных положениях баллона на центробежной машине и 10 в довольно густом растворе сахара (пополам с водою). Начальные угловые

скорости во всех этих случаях были в пределах 1 - 20° в секунду. Точность определения скоростей зависела от величины самой скорости.

Полученные из наблюдений скорости наносились в виде ординат на сетку, абсциссы которой соответствовали градусам широты. Отсюда уже получались угловые скорости и скорости по меридиану для какой-нибудь данной широты.

Далее даю результаты, полученные из наблюдения пяти частиц:

i' = 28°,19 - 18°,20 sin 2 (<f - 2°); <?[ = 4°,68 sin2 _? V. В сахарном растворе

Ч' = 27°,84 - 14°,71 sin 2 (ср - 10°); <f[ = 4°,93 sin 2 (<р - 5°)

Если нанести скорости s' в виде ординат на сетку, абсциссы которой соответствуют широтам, то получим прямые линии, очень мало наклонённые к оси абсцисс. Так Как жидкость в баллоне постепенно останавливается, то можно думать, что при иных условиях опыта скорости s' во всё время движения частицы у поверхности баллона постоянны; так как, с другой стороны, скорости по меридианам из опыта получились согласные с теоретическим выводом проф. Жуковского, то из соотношения

Так как s' всегда больше z, то можно эту формулу представить иначе:

довольствуясь двумя членами разложения в ряд и обозначая постоянные коэффициенты через М и N:

Не имея теоретического основания принять s' за величину постоянную, я выбрал более простую эмпирическую формулу для угловой скорости, которая довольно хорошо удовлетворяет наблюдениям. Эта формула указывает на существование во вращающейся жидкой сфере при сказанных условиях закона угловых скоростей, аналогичного с таковым же на Солнце - угловые скорости уменьшаются с широтой до 45-55°. Скорости по меридианам возрастают до тех же широт. На Солнце и этому закону есть аналогичный, хотя не количественно, а лишь качественно. Именно, движение пятен по широте очень медленно и часто маскируется сильным изменением вида пятна. Оттого до 20° встречается почти одинаковое число движений как от экватора к полюсу, так и обратно, с небольшим перевесом движений к полюсу. Между тем, за 25° до 45° на 100 наблюдённых движений 80% направлены от экватора к полюсам.