Во второй половине XVIII века, когда начали делать сильные телескопы, обнаружили пары звезд, притягивающих друг друга и вращающихся одна вокруг другой. О двойных звездах вновь усиленно заговорили, когда в 1889 году был открыт особый их класс — спектрально-двойные звезды. Они настолько сближены, что ни в какой телескоп не различить их по отдельности. Только спектроскопические исследования подтверждали двойное их строение. Вот тогда-то Дарвин и решил, что двойные звезды тоже образовались в результате деления на две части жидкого тела, вращающегося вокруг оси.
До чего же цельная и убедительная картина рисовалась английскому астроному! По мере увеличения скорости вращения жидкой массы она закономерно меняет свой облик: из сферы превращается в сплюснутый эллипсоид Маклорена, затем — в вытянутый как дыня эллипсоид Якоби, который, все больше удлиняясь, должен в конце концов распасться на два отдельных тела. Быть может, в глубине души Дарвин надеялся повторить научный подвиг прославленного родителя и создать свою эволюционную теорию, только не для живых организмов, а для небесных тел? Недоставало ему лишь промежуточной фигуры, непосредственно предшествующей разрыву. Отсутствующее звено нарушало стройную теоретическую схему и делало ее менее убедительной.
И вот в руки Дарвина попали работы Пуанкаре, в которых описывалась неэллипсоидальная фигура равновесия, названная автором грушевидной, потому что она в самом деле напоминала грушу. Сомнений больше не было: досадный пробел наконец пополнен. Вся картина представлялась теперь Дарвину до конца завершенной. По мере ускорения вращения одна половина эллипсоида Якоби утолщается и набухает, вбирая в себя большую часть жидкой массы, другая же, наоборот, уменьшается в размерах. «Дыня» перестраивается в «грушу». Затем перемычка между двумя частями грушевидной фигуры становится все тоньше, «груша» делается похожей на песочные часы и разрывается под действием центробежных сил на две неравные доли. Именно так миллиарды лет назад Луна отделилась от матери-Земли.
Все складывалось для Дарвина как нельзя лучше, но праздновать успех было преждевременно. Он и сам это сознавал, потому предпринял такую основательную работу вослед изысканиям Пуанкаре. Требовалось обрести последний, решающий аргумент в пользу теории. Судьба ее зависела теперь от одного-единственного числа, к которому вели исключительно трудоемкие, кропотливые расчеты. Но их исход представлялся Дарвину столь многозначительным, что он не колеблясь решился обременить себя устрашающими вычислениями.
Такова уж особенность любого теоретического объекта в механике, что вопрос о его возможности должен решаться дважды. Сначала нужно доказать его физическую правдоподобность, осуществимость. Ведь силы, действующие на частицы вращающейся жидкости, могут не позволить им сложиться в грушевидную фигуру. Поэтому фигура должна быть прежде всего равновесной. В работах Ляпунова и Пуанкаре этот вопрос был разрешен. Теперь наступил черед другому вопросу: удержится ли жидкость в такой фигуре продолжительный срок? Не эфемерна ли, не мимолетна возникшая игрою механических сил «груша»? Ведь какие бы вещественные объекты ни измыслило человеческое сознание, в природе могут встретиться только те из них, которые устойчивы. Например, воображение с легкостью нарисует карандаш, стоящий на острие строго вертикально, и математик без труда отобразит в своих уравнениях это равновесное положение. Но в действительности никакой карандаш на острие не устоит. Неустойчивость переводит мысленно возможное явление в разряд нереальных, недействительных.
Реальная вращающаяся жидкость принимает только устойчивую форму равновесия в отличие от математического своего образа, который только теоретически мыслим и существует лишь в знаках и символах математики. Случайно или преднамеренно надавив резиновый мячик, можно его деформировать: сплющить или вмять с какого-то боку. Но стоит исчезнуть посторонней, внешней силе, и он снова сделается круглым. Потому что сфера — его устойчивая форма равновесия. Не бывает туго надутых резиновых шаров с вмятинами и уплощениями. Быть может, не бывает в природе и грушевидных фигур вращающейся жидкой массы? Чтобы ответить на такой вопрос, необходимо исследовать устойчивость «груши».