Существуют лишь некоторые ограничения — например, планета, которая вращается достаточно близко к своему солнцу, будет замедлять собственное вращение из-за приливных сил, так что в конце концов она окажется в захвате в одной из двух форм синхронного вращения. (Приливные силы возникают из-за того, что гравитационное притяжение тех частей планеты или спутника, которые расположены ближе к своему центральному объекту, будет сильнее по сравнению с более удалёнными частями. Ещё они вызывают океанские приливы и делают невозможным движение спутника по орбите слишком близко к центральному телу, потому что приливные силы разорвут его на части.) Поскольку приливный захват планеты с переходом к синхронному вращению требует времени и невозможен в случае удалённой планеты, вы можете экспериментировать с планетами с разной продолжительностью дня. Разумеется, каждый такой вариант окажет влияние на жизнь тех существ, которые там обитают. Например, суточный перепад температур на планете, где сутки длятся целый месяц, будет гораздо больше, чем на планете, где они длятся всего один час.
Наклон оси является основной причиной смены времён года, как показано на рис. 3-5. Поскольку ось вращения всегда наклонена в одном и том же направлении, пока планета делает оборот вокруг своего солнца, в течение части года одно полушарие наклонено в сторону солнцу, а другое — от него, а через полгода положение полушарий меняется на противоположное. В наклоненном к солнцу полушарии наступает «лето» с длинными днями и высокими температурами, а в другом — «зима» с короткими днями и низкими температурами. Разница между летними и зимними условиями достигает своей крайности на полюсах, а наименьшей она будет на экваторе. Этот факт представляет собой важнейшее различие между полярными и тропическими регионами, между которыми лежат умеренные зоны.
Конечно, на сезоны могут влиять и другие факторы. Планета Иштар в романе Пола Андерсона «Время огня» вращается близко к одной звезде, и одновременно вокруг них обеих по очень эксцентричной орбите с периодом около тысячи лет вращается красный гигант. Жизни в том месте приходилось приспосабливаться к длительным периодам экстремальной жары через большие промежутки времени (всякий раз, когда красный гигант оказывается рядом), и каждому, кто серьёзно интересуется созданием миров на передовом уровне и разработкой экзотических инопланетян, следует изучить, как это происходит. В более прозаических ситуациях, когда планета, более или менее похожая на Землю, обращается вокруг одиночной звезды, самое значительное внимание, безусловно, стоит уделить наклону её оси. Даже если орбита не совсем круговая, перемены, являющиеся следствием изменения расстояния до светила, невелики по сравнению с переменами, которые вызывает изменение угла падения солнечного света.
РИСУНОК 3-5 Наклон оси вращения планеты является основной причиной смены времён года. Здесь мы видим (не в масштабе!) планету, вращающуюся вокруг своего солнца; ось её вращения наклонена вправо на угол θ от перпендикуляра к плоскости орбиты. Показана одна линия широты в северном («верхнем») полушарии. Когда планета находится в крайнем правом положении, эта линия большую часть времени проводит в тёмной области (зима), а в крайнем левом положении большую часть времени она проводит на солнце (лето). В промежуточных положениях все части планеты проводят равные части суток в свете и темноте (весеннее и осеннее равноденствия). В южном полушарии времена года противоположны таковым в северном, но по тем же причинам.
Наклон оси Земли составляет 23,5°; у других планет в Солнечной системе его значения колеблются от практически 0 до более чем 90°. (Планета «90+», Уран, фактически лежит на боку и кружится «в обратную сторону».) Если вы представите себе наклоны оси, отличные от показанных на рис. 3-5, то поймёте, почему изменение наклона оси было бы настолько важным. Без наклона каждая часть планеты получала бы поровну дневного света и ночи, а солнце поднималось бы под одним и тем же максимальным углом над горизонтом все дни в году. Не существовало бы времён года, и это положение дел могло бы повлечь за собой побочные эффекты вроде засушливых условий в средних широтах, которые являются нашими умеренными зонами, поскольку наши запасы воды в умеренном поясе сильно зависят от весеннего таяния зимнего снега.
Если вы удвоите наклон Земли до 47°, то дело не ограничится тем, что сезонные изменения будут гораздо более резкими: с климатическими зонами также случится нечто странное. Аналоги наших тропиков Рака и Козерога (самые высокие широты, на которых солнце всегда находится прямо над головой) сместятся к 47° северной и южной широты, и одновременно северный и южный полярные круги (самые низкие широты, на которых солнце всегда находится прямо над горизонтом или за ним в течение целого дня или более) сдвинутся до широты 43°. Таким образом, умеренных зон вообще не было бы, а пояс между 43° и 47° в каждом из полушарий сочетал бы в себе некоторые из самых суровых особенностей тропических и полярных областей!
Эти примеры служат хорошим напоминанием об одной из самых распространённых ошибок, которых следует избегать при создании мира: мира, состоящего из «сплошных джунглей», или «сплошных болот», или «вечной весны повсюду». Даже такая маленькая планета, как Земля, по человеческим меркам очень большая и чрезвычайно разнообразная. Таким же будет любой реальный мир, и любой вымышленный мир, который, по вашей задумке, должен быть воспринят всерьёз. Даже планета, ось которой не наклонена, и где из-за этого отсутствуют времена года в том виде, какими мы их знаем, будет далеко не однородной. Солнечный свет может падать на любую из точек поверхности каждый день под одним и тем же углом, но этот угол будет меняться в широких пределах в зависимости от широты. При прочих равных условиях, экватор по-прежнему окажется самым жарким местом, а полюса — самым холодным.
Разумеется, другие вещи не обязательно будут однообразными. Климат различных регионов также будет меняться в зависимости от таких факторов, как высота над уровнем моря, картина циркуляции атмосферы, расположение и природа водоёмов, геотермальная активность, а также размер и форма горных хребтов. На них, в свою очередь, влияют такие вещи, как поверхностная гравитация и вторая космическая скорость, которые хотя и связаны друг с другом, не совпадают и даже не пропорциональны. (Поверхностная гравитация, если вновь принять земные значения за единицу, равна g = dD, где d — средняя плотность, а D — диаметр планеты. Вторая космическая скорость, или минимальная скорость, с которой вы должны запустить какой-то объект, чтобы гравитация не притянула его обратно, составляет примерно
[M в данном
