ДЭ, том 2 Мир небесных тел. Числа и фигуры

ДЭ, том 2 Мир небесных тел. Числа и фигуры
Часть I

Мир
небесных
тел

небесные явления, люди постепенно накапливали все больше знаний о мире небесных светил. Они заметили на небе несколько особенно ярких светил, которые то передвигаются среди созвездий вперед и назад, то неподвижно стоят на месте. Эти блуждающие светила назвали планетами, в отличие от обычных звезд. Не понимая сложной картины явлений на небе, не зная истинных причин движения планет, люди пришли к ошибочным заключениям. Каждому из этих светил, в зависимости от его вида, цвета и особенностей движения, приписывались различные свойства. Планеты принимались за вестников богов, будто бы влияющих на земные события и на судьбы людей. Жрецы и прорицатели старались предсказывать разные события по расположению планет на небе. А господствующие классы общества вместе со жрецами пользовались суевериями в своих интересах, чтобы держать в страхе и покорности трудовой народ.

Шли века. Все точнее становились наблюдения над небесными явлениями, в том числе и над движением планет. Ученые, наблюдавшие звездное небо, подмечали закономерности в изменении расположения небесных светил. Они старались понять и объяснить причины видимого движения звезд, Луны, Солнца, планет. Становилось ясно, что объяснить эти явления невозможно, если считать Землю неподвижной. Но за такие мысли, противоречившие религиозным взглядам, ученых жестоко преследовали.

Как тяжким сном было сковано сознание человека, пока он не узнал истинного места Земли во Вселенной и не опроверг ошибочного представления о мире, центром которого якобы является Земля.

В XVI в. польский астроном Николай Коперник доказал, что земной шар — лишь одна из планет, обращающихся вокруг Солнца. Землю освещает Солнце, а она отражает солнечный свет в пространство. Все другие планеты также не имеют собственного света и тоже отражают лучи Солнца. Луна — ближайшее к нам небесное тело; она обращается вокруг Земли и является ее спутником. Такие же спутники позже были открыты и у многих других планет. Все планеты и Солнце представляют собой единую солнечную систему, в центре которой находится гигантское, самосветящееся Солнце, Бесчисленные звезды не укреплены на поверхности небесного купола, как думали в древности. Звезды находятся на различных расстояниях от Земли, далеко за пределами солнечной системы. Каждая звезда — это такое же солнце, как и наше.

Русский ученый В. Я. Струве около 130 лет назад впервые измерил расстояние до одной из ближайших звезд. Оно оказалось громадным. Об этом расстоянии можно составить представление, если взять самую большую в природе скорость — скорость света. Луч света проходит за секунду 300 тыс.км. От Солнца к нам он доходит за 8,5 минуты, а от ближайшей звезды — более чем за четыре года. Во Вселенной есть звезды, свет от которых идет к Земле миллионы, сотни миллионов и миллиарды лет!

Фотография газовой туманности в созвездии Ориона; иногда ее можно заметить невооруженным глазом. Это гигантское облако, состоящее из разреженного газа и космической пыли. Астрономы предполагают, что в таких облаках образуются звезды.

Фотография газовой туманности Рыбачья сеть в созвездии Лебедя.

Изучая небо, каждый может убедиться, что на нем происходят различные изменения. Вот вспыхнула новая звезда и на несколько дней затмила своим светом другие звезды. Какая мировая катастрофа породила вспышку ее блеска?

Вот появилось в пределах солнечной системы новое небесное тело — комета с большим, как бы огненным хвостом, охватившим полнеба. Пролетая быстро сквозь строй планет, комета плавно огибает Солнце и удаляется в неизвестность. А иная комета, кружась вокруг Солнца подобно планетам, рассыпается на рой мельчайших невидимых камешков. Камешки эти несутся с огромной скоростью и, влетая в атмосферу Земли, раскаляются и светятся. Тогда в темном небе сверкают «падающие звезды» — метеоры. По большей части они превращаются в пар, но некоторые, покрупнее, долетают до Земли.

Камень с неба! Это вестник далеких миров. Его можно увидеть в музейной витрине. Астрономы и любители астрономии заботливо собирают осколки упавших с неба камней. Маленький кусочек, упавший с неба, состоит из тех же веществ, что и наш земной шар. А это значит, что и вообще небесные тела по своему составу в принципе не отличаются от Земли. Но, конечно, те же вещества на других небесных телах могут находиться совсем в ином состоянии, чем на Земле.

Иногда на небе в зимнюю ночь, как лучи цветных прожекторов, ходят, перекрещиваясь, лучи полярных сияний. В это же время сильно колеблется магнитная стрелка, а радиоприемник начинает громко трещать. Какова причина этих явлений?

Ученые очень много сделали для выяснения всех этих и многих других грандиозных и сложных явлений, происходящих во Вселенной.

Постепенно человек все глубже познает Вселенную. После великого открытия Коперника непрерывно расширяются доступные для наблюдений пределы космического пространства. Передовые ученые разных стран делали и теперь делают выдающиеся открытия в науке о Вселенной.

Для развития астрономии много сделано и делается в нашей стране.

В самом конце XVII в. царь Петр I открыл в Москве в Сухаревой башне школу, где обучали астрономии. Позже в Петербурге открылась обсерватория при Академии наук. Благодаря трудам М. В. Ломоносова и других выдающихся ученых, его современников и продолжателей, астрономия в нашей стране давно уже достигла высокого уровня развития.

Составление карт страны требовало точного определения положения городов на Земле, а это можно сделать только по звездам. Для изучения расположения звезд на небе и исследований строения звездного мира в 1839 г. под Петербургом на Пулковских холмах была построена крупнейшая обсерватория, которую называли астрономической столицей мира. Сюда приезжали учиться точным наблюдениям астрономы из Западной Европы и Америки. Кроме Пулковской, у нас теперь есть много других обсерваторий. На них ведется изучение неба.

Советская астрономия занимает виднейшее место в мировой науке. 4 октября 1957 г. в СССР был произведен впервые в мире успешный за-

пуск искусственного спутника Земли. За первым спутником последовали многие другие, пролагая путь к межпланетным путешествиям, к осуществлению давнишней мечты человечества — проникнуть в глубины Вселенной. Советские космонавты Ю. А. Гагарин и Г. С. Титов первыми проникли в космос на космических кораблях. За ними полетели другие советские космонавты: А. Г. Николаев, П. Р. Попович, В. Ф. Быковский, В. В. Терешкова, В. М. Комаров, К. П. Феоктистов, Б. Б. Егоров.

Теория запуска ракет и космических кораблей опирается в значительной степени на данные астрономии. Советские астрономы разрабатывают науку о Вселенной в сотрудничестве с передовыми учеными других стран. В капиталистических странах правящие круги стремятся использовать достижения науки, и в частности астрономии, в своих интересах. Некоторые буржуазные ученые, находясь в плену религиозных представлений, делают ошибочные выводы из своих исследований, неправильно толкуют научные открытия.

В августе 1958 г. в Москве состоялся Международный съезд астрономов, в котором приняли участие ученые почти 40 государств. На этом съезде особенно ярко подтвердилось значение достижений советской астрономии, ее передовая роль в мировой науке. На международных совещаниях и конференциях, ежегодно происходящих в разных странах, советские астрономы всегда выступают в качестве активных участников.

В октябре 1961 г. XXII съезд Коммунистической партии Советского Союза принял грандиозную, невиданную в истории программу построения коммунистического общества в нашей стране. В осуществлении этой программы большая роль принадлежит науке. Перед советскими астрономами стоят волнующие задачи в развитии знаний о Вселенной и освоении космоса в пределах солнечной системы.

Астрономия не только раскрывает тайны глубин Вселенной, но и помогает людям в их практической деятельности: в составлении точных карт поверхности Земли, правильном определении курса кораблей и самолетов, Службе точного времени и во многом другом.

Юные читатели «Детской энциклопедии»! Если вы захотите стать астрономами, то перед вами откроется безбрежное поле для творческой деятельности.

КАК РАЗВИВАЛАСЬ НАУКА О ВСЕЛЕННОЙ

АСТРОНОМИЯ В ДРЕВНОСТИ И В СРЕДНИЕ ВЕКА

Астрономия в древности

Астрономия — древнейшая наука. Она возникла, как указывал один из великих основоположников научного коммунизма — Фридрих Энгельс, в связи с практическими потребностями людей.

Основным занятием древнейших народов было скотоводство и земледелие. Поэтому им нужно было иметь представление о явлениях природы, об их связи с временами года. Люди

знали, что смена дня и ночи обусловлена восходом и заходом Солнца. В древнейших государствах: Египте, Вавилонии, Индии и других— земледелие и скотоводство регулировались такими сезонными (т. е. повторяющимися в одни и те же времена года) явлениями природы, как разливы больших рек, наступление периода дождей, смена теплой и холодной погоды и т. д.

Давние наблюдения неба привели к открытию связи между сменой времен года и такими небесными явлениями, как изменение полуденной высоты Солнца в течение года, появление на небе с наступлением вечерней темноты ярких звезд.

Таким образом, еще в глубокой древности были заложены основы календаря, в котором основной мерой для счета времени стали сутки (смена дня и ночи), месяц (промежуток между двумя новолуниями) и год (время видимого полного оборота Солнца по небу среди звезд). Календарь был необходим в первую очередь для того, чтобы с известной точностью рассчитывать время начала полевых работ. Еще в седой древности была установлена приблизительная продолжительность года — 365 ¹/₄ суток. На самом деле продолжительность года (т. е. периода обращения Земли вокруг Солнца) составляет 365 дней 5 часов 48 минут 46 секунд— на 11 минут 14 секунд меньше, чем 365 ¹/₄ суток. Эта «приблизительность» давала себя знать тем, что с течением времени календарь расходился с природой; ожидаемые сезонные явления наступали несколько раньше, чем они должны были наступить по календарю. С каждым годом это расхождение увеличивалось, и нужны были наблюдения неба и земных явлений, чтобы постоянно уточнять календарь, «сближать» его с природой. Такие наблюдения и велись в некоторых странах Древнего Востока.

С течением времени было обнаружено, что, кроме Солнца и Луны, есть еще пять светил, которые постоянно перемещаются по небу среди звезд. Эти «блуждающие» светила — планеты — впоследствии были названы Меркурием, Венерой, Марсом, Юпитером и Сатурном. Наблюдения позволили также подметить на небе очертания наиболее характерных созвездий и установить периодичность наступления таких явлений, как солнечные и лунные затмения.

Наблюдая небесные явления на протяжении тысячелетий, люди еще не знали вызывающих их причин. Звезды и планеты они видели как светящиеся точки на небе, но об их действительной природе, так же как и о природе Солнца и Луны, им ничего не было известно. Не понимая природы небесных светил, не зная законов развития человеческого общества и истинной причины войн и болезней, люди обожествляли светила, приписывали им влияние на судьбы людей и народов. Так возникла лженаука астрология, пытавшаяся предсказывать судьбы людей по движениям небесных светил. Подлинная наука давно опровергла выдумки астрологии.

Наука и религия глубоко враждебны друг другу. Наука открывает законы природы и помогает людям на основе этих законов использовать природу в своих интересах. Религия, наоборот, всегда внушала людям чувство беспомощности и страха перед природой. Она всегда опиралась не на знания, а на суеверия

и предрассудки и мешала развитию науки. В древности, когда люди не знали законов природы, влияние религии и ее служителей — жрецов — на народ было особенно сильным. Так как жрецы играли большую роль в хозяйственной и политической жизни древневосточных государств, они были заинтересованы в астрономических наблюдениях и широко использовали их; эти наблюдения им были нужны и для установления дат религиозных праздников.

Однако хозяйственный уклад древних государств с их примитивным земледелием, скотоводством и ремеслом, основанным на ручном труде рабов, не требовал еще сколько-нибудь высокого развития науки и техники. Поэтому астрономические наблюдения, проводившиеся в государствах Древнего Востока — Египте, Вавилонии, Индии — на протяжении многовековой истории, не могли привести к созданию астрономии как науки, способной объяснить устройство Вселенной.

Однако уже тогда астрономы стран Древнего Востока достигли больших успехов в своих наблюдениях неба, научились предсказывать наступление затмений и настойчиво следили за движением планет.

Задолго до нашей эры астрономы составляли так называемые звездные каталоги — списки наиболее ярких звезд с указанием их положения на небе.

Астрономические знания, накопленные в Египте и Вавилоне особенно в VI — V вв. до н. э., заимствовали древние греки. В древней Греции имелись более благоприятные условия для развития науки.

Первые греческие ученые в это время пытались доказать, что Вселенная существует без участия божественных сил. Греческий философ Фалес в VI в. до н. э. учил, что все существующее в природе — и Земля к небо — возникло из одного «первоначального» элемента — воды. Другие ученые считали таким «первоначальным»^элементом огонь или воздух. В VI в. до н. э. греческий философ Гераклит высказал гениальную мысль, что Вселенная никогда никем не была создана, она всегда была, есть и будет, что в ней нет ничего неизменного — все движется, изменяется, развивается. Эта замечательная мысль Гераклита впоследствии легла в основу подлинной науки, изучающей законы развития природы и человеческого общества.

Многие греческие ученые, однако, наивно полагали, что Земля — самое крупное тело во Вселенной и находится в ее центре. При этом они вначале считали Землю неподвижным плоским телом, вокруг которого обращаются Солнце, Луна и планеты.

Аристотель — величайший ученый древней Греции.

Позднее, систематически наблюдая природу, ученые пришли к выводу, что Вселенная и Земля, на которой мы живем, устроены гораздо сложнее, чем это представляется неискушенному наблюдателю. В конце VI в. до н. э. Пифагор впервые, а за ним в V в. Парменид высказали предположение, что Земля — тело не плоское, а шарообразное.

Крупным достижением науки было учение греческих философов Левкиппа и Демокрита. Они утверждали, что все существующее состоит из мельчайших частиц материи — атомов и что все явления природы совершаются без какого-либо участия богов и других сверхъестественных сил.

Позднее, в IV в. до н. э., с изложением своих взглядов на устройство Вселенной выступил Аристотель —величайший из ученых и философов Греции. Аристотель занимался всеми науками, которые были известны в ту

эпоху, — физикой, минералогией, зоологией и др. Он много занимался также вопросами формы Земли и ее положения во Вселенной. При помощи остроумных соображений Аристотель доказал шарообразность Земли. Он утверждал, что лунные затмения происходят, когда Луна попадает в тень, отбрасываемую Землей. На диске Луны мы видим край земной тени всегда круглым. И сама Луна имеет выпуклую, скорее всего шарообразную форму.

Таким путем Аристотель пришел к выводу, что Земля, безусловно, шарообразна и что шарообразны, по-видимому, все небесные тела.

В то же время Аристотель считал Землю центром Вселенной, крупнейшим ее телом, вокруг которого обращаются все небесные тела. Вселенная, по мнению Аристотеля, имеет конечные размеры — ее как бы замыкает сфера звезд. Своим авторитетом, который и в древности, и в средние века считался непререкаемым, Аристотель закрепил на много веков ложное мнение, что Земля — неподвижный центр Вселенной. Это мнение разделяли и позднейшие греческие ученые. В дальнейшем его приняла как непреложную истину христианская церковь.

Впоследствии, уже в XVIII в., великий русский ученый М. В. Ломоносов, всю жизнь страстно боровшийся за торжество науки над суеверием, оглядываясь на прошлые века, писал, что в течение многих веков «идолопоклонническое суеверие держало астрономическую Землю в своих челюстях, не давая ей двигаться».

Однако и в Греции после Аристотеля некоторые передовые ученые высказывали смелые и правильные догадки об устройстве Вселенной.

Живший в III в. до н. э. Аристарх Самосский считал, что Земля обращается вокруг Солнца. Расстояние от Земли до Солнца он определил в 600 диаметров Земли. На самом деле это расстояние в 20 раз меньше действительного, но по тому времени и оно казалось невообразимо огромным. Однако это расстояние Аристарх считал ничтожным по сравнению с расстоянием от Земли до звезд. Эти гениальные мысли Аристарха, через много веков подтвержденные открытием Коперника, не были поняты современниками. Аристарха обвинили в безбожии и осудили на изгнание, а его правильные догадки были забыты.

В конце IV в. до н. э. после походов и завоеваний Александра Македонского греческая культура проникла во все страны Ближнего Востока. Возникший в Египте город Александрия стал крупнейшим культурным центром. В Александрийской академии, объединяв-

шей ученых того времени, в течение нескольких веков велись астрономические наблюдения уже при помощи угломерных инструментов. Александрийские астрономы достигли большой точности в своих наблюдениях и внесли много нового в астрономию.

В III в. до н. э. александрийский ученый Эратосфен впервые определил размеры земного шара (см. том 1 ДЭ).

Во II в. до н. э. великий александрийский астроном Гиппарх, используя уже накопленные наблюдения, составил каталог более чем 1000 звезд с довольно точным определением их положения на небе. Гиппарх разделил звезды на группы и к каждой из них отнес звезды примерно одинакового блеска. Звезды с наибольшим блеском он назвал звездами первой величины, звезды с несколько меньшим блеском — звездами второй величины и т. д. Гиппарх ошибочно считал, что все звезды находятся от нас на одинаковом расстоянии и что разница в их блеске зависит от их размеров.

В действительности дело обстоит иначе: звезды находятся на различных расстояниях от нас. Поэтому звезда огромных размеров, но находящаяся на очень большом расстоянии от нас, будет по своему блеску казаться звездой далеко не первой величины. Наоборот, звезда первой величины может быть по своим размерам весьма скромной, но находиться сравнительно близко от нас. Однако гиппарховы «величины» как обозначение видимого блеска звезд сохранились до нашего времени.

Гиппарх правильно определил размеры Луны и ее расстояние от нас. Сопоставляя результаты личных наблюдений и наблюдений своих предшественников, он вывел продолжительность солнечного года с очень малой ошибкой (только на 6 минут).

Позднее, в I в. до н. э., александрийские астрономы участвовали в реформе календаря, предпринятой римским диктатором Юлием Цезарем. Этой реформой был введен календарь, действовавший в Западной Европе до XVI — XVIII вв., а в нашей стране — до Великой Октябрьской социалистической революции.

Гиппарх и другие астрономы его времени уделяли много внимания наблюдениям за движением планет. Эти движения представлялись им крайне запутанными. В самом деле, направление движения планет по небу как будто периодически меняется — планеты как бы описывают по небу петли. Эта кажущаяся сложность в движении планет вызывается движением Земли вокруг Солнца — ведь мы наблюдаем планеты с

Земли, которая сама движется. И когда Земля «догоняет» другую планету, то кажется, что планета как бы останавливается, а потом движется назад. Но древние астрономы, считавшие Землю неподвижной, думали, что планеты действительно совершают такие сложные движения вокруг Земли.

Во II в. н. э. александрийский астроном Птолемей выдвинул свою «систему мира». Он пытался объяснить устройство Вселенной с учетом видимой сложности движения планет.

Считая Землю шарообразной, а размеры ее ничтожными по сравнению с расстоянием до планет и тем более до звезд, Птолемей, однако, вслед за Аристотелем утверждал, что Земля — неподвижный центр Вселенной. Так как Птолемей считал Землю центром Вселенной, его система мира была названа геоцентрической¹ .

Вокруг Земли, по Птолемею, движутся (в порядке удаленности от Земли) Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн, звезды. Но если движение Луны, Солнца, звезд правильное круговое, то движение планет гораздо сложнее. Каждая из планет, по мнению Птолемея, движется не вокруг Земли, а вокруг некоторой точки. Точка эта в свою очередь движется по кругу, в центре которого находится Земля. Круг, описываемый планетой вокруг движущейся точки, Птолемей назвал эпициклом, а круг, по которому движется точка около Земли,— деферентом.

Трудно представить себе, чтобы в природе могли совершаться такие запутанные движения, да еще вокруг воображаемых точек. Такое искусственное построение потребовалось Птолемею для того, чтобы, основываясь на ложном представлении о неподвижности Земли, расположенной в центре Вселенной, объяснить видимую сложность движения планет.

Птолемей был блестящим для своего времени математиком. Но он разделял взгляд Аристотеля, который считал, что Земля неподвижна и только она может быть центром Вселенной.

Система мира Аристотеля — Птолемея казалась современникам правдоподобной. Она давала возможность заранее вычислять движение планет на будущее время — это было необходимо для ориентировки в пути во время путешествий и для календаря. Эту ложную систему признавали почти полторы тысячи лет.

Геоцентрическая система мира Птолемея появилась в то время, когда и Египет и Греция

уже были завоеваны Римом. Потом пришла в упадок Римская империя, к которому ее привели изживший себя рабовладельческий строй, войны и нашествия других народов. Наряду с разрушением огромных городов истреблялись памятники греческой науки.

На смену рабовладельческому строю пришел феодальный строй. Христианская религия, распространившаяся к этому времени в странах Европы, признала геоцентрическую систему мира согласной со своим учением.

В основу своего миропонимания христианство положило библейскую легенду о сотворении мира богом за шесть дней. По этой легенде Земля является «средоточием» Вселенной, а небесные светила созданы для того, чтобы освещать Землю и украшать небесный свод. Всякое отступление от этих взглядов христианство беспощадно преследовало. Система мира Аристотеля — Птолемея, ставившая Землю в центр мироздания, как нельзя лучше отвечала христианскому вероучению, хотя многие «отцы церкви» отказывались признавать именно те положения этой системы мира, которые были верными, например положение о шарообразности Земли. В христианских странах получило признание и широко распространилось «учение» монаха Козьмы Индикоплова, считавшего Землю плоской, а небо как бы «крышкой» над ней. Это учение было возвращением к самым примитивным представлениям древнейших народов об устройстве Вселенной.

Астрономия в средние века

В средние века восточные страны, значительно обогнали Европу в развитии науки. Так, в Индии и в основанном в VII — VIII вв. Арабском халифате астрономия сделала большие успехи и превзошла в отношении точности наблюдений уровень, достигнутый в свое время греческой астрономией. Арабские астрономы, среди которых самыми выдающимися были Аль-Баттани (858—929), Абу-ль-Вефа (940—998), Ибн-Юнус (вторая половина X в.) и др., неустанно вели астрономические наблюдения. Они обнаруживали в движениях Солнца, Луны и планет такие особенности, которые не согласовывались с системой мира Птолемея. Однако арабские астрономы не могли преодолеть ложного мнения о центральном положении Земли во Вселенной. Сталкиваясь с противоречиями в учении Птолемея, они не отвергали его, а вносили в него дополнения, делали его еще более сложным. Но в наблюдениях за положением небесных тел арабские ученые достигли большого совершенства. Они занимались также определением размеров земного шара теми же способами, что и Эратосфен, и тем самым оказали большую услугу географической науке.

Наибольшего развития в средние века астрономия достигла в странах Средней Азии и в Азербайджане. Среднеазиатские ученые Бируни, Омар Хайям и другие, а также азербайджанский астроном Насирэддин Туси были самыми крупными астрономами средневековья.

Народы Средней Азии, входящие ныне в Союз Советских Социалистических Республик, еще в глубокой древности создали высокую культуру. Среднеазиатские ученые развивали и двигали науку вперед в то время, когда в Западной Европе она находилась в упадке. Николай Коперник и другие ученые Европы, создавшие в XVI — XVII вв. новое учение об устройстве Вселенной, имели достойных предшественников в лице среднеазиатских ученых IX-XV вв.

Среднеазиатские народы вынуждены были постоянно в ожесточенной борьбе отстаивать свою независимость. Обширные области Средней Азии в первой половине IV в. до н. э. были завоеваны греками под предводительством Александра Македонского, а спустя тысячу лет — арабами. В начале XIII в. Среднюю Азию захватили монголы во главе с Чингисханом. Отсюда они распространили свои завоевания на Кавказ и Восточную Европу. Однако ни войны, ни временное господство чужеземных завоевателей не могли остановить развитие культуры среднеазиатских народов.

На протяжении многих веков в низовьях реки Аму-Дарьи процветала культура Хорезмского государства. Советским археологам удалось восстановить величественную культуру древнего Хорезма с ее замечательными памятниками архитектуры и искусства. Крупными культурными центрами Средней Азии были Бухара, а также Мерв и Самарканд (центр науки и просвещения, развивавшийся в условиях гнета монгольских завоевателей).

Среднеазиатские ученые, работавшие в древнем Хорезме, Бухаре, Мерве, Самарканде, далеко опередили ученых других народов и предвосхитили последующее развитие европейской науки. В особенности это относится к астрономии.

В первой половине IX в. в Хорезме жил и работал замечательный ученый Мухаммед, прозванный ал-Хорезми (из Хорезма), крупнейший математик своей эпохи, один из создателей алгебры. Ал-Хорезми был также крупным астрономом. Он значительно улучшил таблицы движений планет, составленные Птолемеем, и усовершенствовал астролябию — прибор, изобретенный Птолемеем и много веков применявшийся для определения широты и долготы мест на поверхности Земли.

В конце X и в первой половине XI в. протекала деятельность самого выдающегося хорезмского ученого—Бируни (973—1048). Живя в условиях господства мусульманской религии (которая относилась к науке столь же враждебно, как и христианская), Бируни смело и страстно выступал против религиозного миропонимания. Он считал, что в природе все существует и изменяется по законам самой природы, а не по божественному велению. По мнению Бируни, вера в таинственные силы, будто бы существующие в природе и влияющие на судьбы людей, возникла из-за незнания законов природы. Постигнуть же эти законы люди могут только с помощью науки.

Бируни работал в различных областях науки: он был самым выдающимся астрономом своего времени и внес много нового в историю, географию и минералогию. Бируни решительно утверждал, что Земля имеет шарообразную форму. Он говорил, что если бы Земля не была шарообразным телом, то многие явления природы представлялись бы нам совсем иными, например продолжительность дней и ночей не менялась бы в различные времена года.

Исходя из правильного представления о форме Земли, Бируни определил размеры (длину окружности) Земли более точно, чем это сделали Эратосфен и арабские астрономы. Из наблюдений над понижением линии горизонта, рассматриваемой с возвышенного места, он высчитал, что длина окружности Земли составляет (в переводе на наши меры) 41 550 км. Действительная длина окружности Земли, установленная современной наукой путем более точных измерений и расчетов, очень мало отличается от вычисленной Бируни.

Бируни много занимался астрономическими наблюдениями и старался научно объяснить многие явления, которые были загадкой для современных ему астрономов. Он считал, что в астрономии, как и во всякой науке, никакие

соображения не заслуживают доверия, если они не подтверждены наблюдением и опытом.

Бируни критически относился к учению Птолемея и допускал возможность движения Земли вокруг Солнца. Таким образом, за пятьсот лет до Коперника Бируни правильно представлял себе устройство солнечной системы. Как настоящий ученый, Бируни всегда боролся против вмешательства религии в дела науки. За свои передовые взгляды он постоянно подвергался преследованиям со стороны мусульманских фанатиков и три раза вынужден был покидать родину и жить в изгнании.

В XI и в начале XII в. протекала жизнь и деятельность Омара Хайяма (около 1040— 1123 гг.) — великого таджикского поэта, ученого и философа. Омар Хайям был подлинным революционером в науке. Он считал, что Земля, как и другие небесные тела, движется в бесконечном пространстве Вселенной, вращаясь вокруг своей осн. Омар Хайям утверждал, что Вселенная никогда не была создана — она существует вечно. Как и Бируни, Омар Хайям учил, что только наука может открывать законы природы и заставлять природу служить человеку .

В Азербайджане в XIII в. прославился своими трудами астроном Мухаммед Насирэддин Туси (1201 —1274), построивший великолепную обсерваторию в Мараге. Вместе с другими астрономами он составил таблицы положения планет и звезд, более точные, чем таблицы Гиппарха и Птолемея. Он ознакомил восточных ученых со всеми достижениями древнегреческой астрономии.

Великие ученые Средней Азии были не только выдающимися мыслителями, высказывавшими правильные, позднее подтвержденные наукой взгляды на устройство мира, но и замечательными наблюдателями. Особенно прославились своими наблюдениями самаркандские астрономы XV в. Джемшид ал-Каши (он был также и замечательным математиком), Казы-заде Ар-Руми, Али Кушчи. Их трудам всячески содействовал и принимал в них личное участие правитель Самарканда Улугбек (1394—1449).

Улугбек был внуком известного завоевателя Тимура, который во второй половине XIV в. покорил среднеазиатские народы и после успешных походов оказался во главе огромной империи, простиравшейся от Инда до Волги, от границ Китая до Малой Азии. Столицей государства Тимура был Самарканд. В этот город Тимур привлекал ученых, художников, строителей как из других городов Средней Азии,

так и из завоеванных стран. Благодаря их трудам Самарканд украсился замечательными постройками, стал одним из красивейших городов мира.

После смерти Тимура его огромная империя распалась. Улугбек в молодые годы был наместником в Самарканде, а впоследствии объединил под своей властью значительную часть Средней Азии. Он был крупным ученым-астрономом, просвещенным государственным деятелем, неустанно заботившимся о развитии науки в своей стране. Привлекая в Самарканд ученых, Улугбек создавал наилучшие условия для их работы. Он выстроил для них в Самарканде грандиозную обсерваторию. Таких крупных и хорошо оборудованных обсерваторий не было нигде ни до Улугбека, ни много времени после него.

Огромное здание этой обсерватории, воздвигнутой на одном из холмов в Самарканде, поражало современников своими размерами и великолепием. Но еще более замечательным было ее оборудование. Она была оснащена лучшими по тому времени инструментами. Телескопов тогда еще не существовало. Астрономы вели свои наблюдения при помощи угломерных инструментов, служивших для определения положения светил на небе и расстояний между ними, выраженных в градусах и минутах дуги. Инструменты обсерватории Улугбека были самыми крупными и совершенными, какие только можно было тогда изготовить. Пользуясь ими, Джемшид, Али Кушчи, Улугбек и другие выдающиеся самаркандские астрономы достигли такой точности в своих наблюдениях, которая еще полтора века спустя оставалась непревзойденной.

Самым замечательным из трудов самаркандских астрономов были «Звездные таблицы» — каталог, содержавший точные положения на небе 1018 звезд. Он долго оставался самым полным и самым точным; европейские астрономы переиздавали его еще спустя два века. Не меньшей точностью отличались и самаркандские таблицы движений планет. Наблюдения астрономов Улугбек как правитель широко использовал для практической цели — определения географических координат различных мест в Средней Азии.

Улугбек очень враждебно относился к религии и много заботился о распространении просвещения в народе. В Самарканде и других городах он открывал учебные заведения, в которых преподавались светские науки. Понятно, что мусульманские фанатики ненавидели Улугбека — вольнодумца и вероотступника. В конце концов Улугбек был убит.

Так преждевременно закончилась жизнь Улугбека, а затем и деятельность объединившихся вокруг него ученых. После гибели Улугбека в стране началось гонение на науку и ученых, которые были вынуждены оставить страну. Вскоре мусульманские фанатики разрушили ненавистную им обсерваторию, и развалины ее с течением времени сровнялись с землей. Само местонахождение обсерватории было потом забыто. Только в недавнее время нашим ученым удалось обнаружить в земле ее остатки и составить представление об этом великолепном для своего времени сооружении.

Труды самаркандских астрономов были широко известны во всем мире и оказали большое влияние на развитие астрономии.

Наступление реакции во многих странах Средней Азии и усилившийся гнет мусульманской религии надолго задержали развитие науки и культуры народов Средней Азии. Они вновь расцвели лишь при Советской власти. Но гордостью этих народов и поныне остаются имена выдающихся ученых Мухаммеда из Хорезма, Бируни, Омара Хайяма, Джемшида, Али Кушчи,

Улугбека и др. Трудами этих ученых астрономия была поднята на такую высоту, какой она нигде не достигала до Коперника.

В своих научных исканиях ученые Средней Азии использовали достижения науки древней Греции, а также Индии, где различные науки, особенно математика, физика и астрономия, в IV—VIII вв. достигли высокого развития. Индийские астрономы Ариабхата (начало V в.) и Варахамихара считали, что Земля — шар и вращается вокруг своей оси. К сожалению, не сохранилось никаких сведений о том, какие доводы они приводили для обоснования своего

мнения. Замечательный индийский мыслитель VII в. Брамагупта высказал предположение, что Земля притягивает к себе все другие тела. Таким образом, он приближался к мысли о существовании всемирного тяготения, хотя и не мог обосновать ее так, как спустя тысячу лет это сделал Ньютон. Развитию астрономии в Индии способствовали успехи индийской математики, которая потом оказала большое влияние на европейскую математику. В Индии была создана и распространилась на весь мир десятичная система счисления.

ОТ КОПЕРНИКА ДО НЬЮТОНА

24 мая (ст. ст.) 1543 г. тяжелая, гнетущая весть разнеслась среди жителей Фромборка — рыбачьего городка в устье Вислы, на севере Польши. Эта весть быстро распространилась по окрестным деревням и всей области и вызвала скорбь простых людей — крестьян, рыбаков, ремесленников: после долгой болезни скончался Николай Коперник.

Простые люди Вармии (так называлась самостоятельная церковная область в Польше, центром которой был Фромборк) знали, что доктор Коперник, самый образованный человек во всем государстве, всегда был их другом и защитником. Замечательный врач, он безвозмездно лечил бедняков и днем и ночью готов был спешить на помощь больному. Все знали, что, участвуя в управлении областью, Коперник защищал права простых людей. Многие помнили страшное время, когда наглые захватчики — тевтонские псы-рыцари — напали на страну. И тогда миролюбивый ученый, доктор Коперник, страстный патриот, возглавил оборону одного из городов.

Коперника знали не только его земляки и соотечественники, но и передовые ученые многих стран. Известие о его смерти было и для них тяжелым ударом. И только другая весть, пришедшая вслед за первой, смягчила тяжесть утраты: стало известно, что Коперник успел закончить и напечатать свою бессмертную книгу «О вращении небесных сфер». В этой книге он доказал, что Вселенная устроена совсем не так, как много веков утверждала религия.

Во всех странах почти полтора тысячелетия владело умами людей ложное учение Птолемея, который утверждал, что Земля неподвижно покоится в центре Вселенной. Последователи Птолемея в угоду церкви придумывали все новые «разъяснения» и «доказательства» движения планет вокруг Земли, чтобы охранить «истинность» и «святость» его ложного учения. Но от этого система Птолемея становилась еще более надуманной и искусственной.

Задолго до Птолемея греческий ученый Аристарх утверждал, что Земля движется вокруг Солнца. Позже, в средние века, передовые ученые разделяли точку зрения Аристарха о строении мира и отвергали ложное учение Птолемея. Незадолго до Коперника великие итальянские ученые Николай Кузанский и Леонардо да Винчи утверждали, что Земля движется, что она вовсе не находится в центре Вселенной и не занимает в ней исключительного положения.

Почему же, несмотря на это, система Птолемея продолжала господствовать? Потому, что она опиралась на всесильную церковную власть, которая подавляла свободную мысль, мешала развитию науки. Кроме того, ученые, отвергавшие учение Птолемея и высказывавшие правиль-

ные взгляды на устройство Вселенной, не могли еще их убедительно обосновать.

Это удалось сделать только Николаю Копернику. После тридцати лет упорнейшего труда, долгих размышлений и сложных математических расчетов он показал, что Земля — только одна из планет, а все планеты обращаются вокруг Солнца.

Своей книгой он бросил вызов церковным авторитетам, разоблачая их полное невежество в вопросах устройства Вселенной.

Коперник не дожил до того времени, когда его книга распространилась по всему свету, открывая людям правду о Вселенной. Он был при смерти, когда друзья принесли и вложили в его холодеющие руки первый экземпляр книги, отпечатанной в Нюрнберге, далеком городе на чужбине (тогда книгопечатание только входило в обиход и лишь в немногих городах Западной Европы были типографии).

Коперник родился в 1473 г. в польском городе Торуни. Он жил в трудное время, когда Польша и ее сосед — Русское государство — продолжали вековую борьбу с захватчиками — тевтонскими рыцарями и татаро-монголами, стремившимися поработить славянские народы.

Коперник рано лишился родителей. Его воспитал дядя по матери Лукаш Ватцельроде — выдающийся общественно-политический деятель того времени.

Жажда знаний владела Коперником с детства. Сначала он учился у себя на родине. Потом продолжал образование в итальянских университетах. Конечно, астрономия там излагалась по Птолемею, но Коперник тщательно изучал и все сохранившиеся труды великих математиков и астрономов древности. У него уже тогда возникли мысли о правоте догадок "Аристарха, о ложности системы Птолемея. Но не одной астрономией занимался Коперник. Он изучал философию, право, медицину и вернулся на родину всесторонне образованным для своего времени человеком.

По возвращении из Италии Коперник поселился в Вармии — сначала в г. Лидцбарке, потом в Фромборке. Деятельность его была необычайно разнообразна. Он принимал самое активное участие в управлении областью: ведал ее финансовыми, хозяйственными и другими делами. В то же время Коперник неустанно размышлял над истинным устройством солнечной системы и постепенно пришел к своему великому открытию.

Что же заключает в себе книга Коперника «О вращении небесных сфер» и почему она нанесла такой сокрушительный удар по системе Птолемея, которая со всеми своими изъянами и «заплатами» держалась четырнадцать веков под покровительством всесильной в ту эпоху церковной власти? В этой книге Николай Коперник утверждал, что Земля и другие планеты — спутники Солнца. Он показал, что именно движением Земли вокруг Солнца и ее суточным вращением вокруг своей оси объясняется видимое движение Солнца, странная запутанность в движении планет и видимое вращение небесного свода.

Гениально просто Коперник объяснял, что мы воспринимаем движение далеких небесных тел так же, как и перемещение различных предметов на Земле, когда сами находимся в движении.

Мы скользим в лодке по спокойно текущей реке, и нам кажется, что лодка и мы в ней неподвижны, а берега «плывут» в обратном направлении. На поезде мы обогнали идущего пешехода, а нам кажется, что пешеход движется в обратном направлении. Точно так же нам только кажется, что Солнце движется вокруг Земли. А на самом деле Земля со всем, что на ней находится, движется вокруг Солнца и в течение года совершает полный оборот по своей орбите.

И точно так же, когда Земля в своем движении вокруг Солнца обгоняет другую планету,

Старинное изображение системы мира по Копернику.

нам кажется, что планета движется назад, списывая петлю на небе. В действительности планеты движутся вокруг Солнца по орбитам правильной, хотя и не идеально круговой формы, не делая никаких петель. Коперник, как и древнегреческие ученые, ошибочно полагал, что орбиты, по которым движутся планеты, могут быть только круговыми.

Спустя три четверти века немецкий астроном Иоганн Кеплер, продолжатель дела Коперника, доказал, что орбиты всех планет представляют собой вытянутые окружности — эллипсы.

Звезды Коперник считал неподвижными. Сторонники Птолемея, настаивая на неподвижности Земли, утверждали, что если бы Земля двигалась в пространстве, то при наблюдении неба в разное время нам должно было бы казаться, что звезды смещаются, меняют свое положение на небе. Но таких смещений звезд за много веков не заметил ни один астроном. Именно в этом сторонники учения Птолемея хотели видеть доказательство неподвижности Земли.

Однако Коперник утверждал, что звезды находятся от нас на невообразимо огромных

расстояниях. Поэтому ничтожные смещения их не могли быть замечены. Действительно, расстояния от нас даже до ближайших звезд оказались настолько большими, что еще спустя три века после Коперника они не поддавались точному определению. Только в 1837 г. русский астроном Василий Яковлевич Струве положил начало точному определению расстояний до звезд.

Понятно, какое потрясающее впечатление должна была произвести книга, в которой Коперник объяснял мир, не считаясь с религией и даже отвергая всякий авторитет церкви в делах науки. Деятели церкви не сразу поняли, какой удар по религии наносит научный труд Коперника, в котором он низвел Землю на положение одной из планет. Некоторое время книга свободно распространялась среди ученых. Прошло немного лет, и революционное значение великой книги проявилось в полной мере. Выдвинулись другие крупные ученые — продолжатели дела Коперника. Они развили и распространили идею бесконечности Вселенной, в которой Земля — как бы песчинка, а миров — бесчисленное множество. С этого времени цер-

ковь начала ожесточенное преследование сторонников учения Коперника.

Новое учение о солнечной системе (гелиоцентрическое, как его называют) утверждалось в жесточайшей борьбе со злейшим врагом науки— религией. Учение Коперника подрывало самые основы религиозного мировоззрения и открывало широкий путь к материалистическому, подлинно научному познанию явлений природы.

Во второй половине XVI в. учение Коперника нашло своих сторонников среди передовых ученых разных стран. Выдвинулись и такие ученые, которые не только пропагандировали учение Коперника, но углубляли и расширяли его.

Коперник полагал, что Вселенная ограничена сферой неподвижных звезд, которые расположены на невообразимо огромных, но все-таки конечных расстояниях от нас и от Солнца. В учении Коперника утверждалась огромность Вселенной, но еще не утверждалась бесконечность ее.

В 70-х годах XVI в. английский ученый Т. Диггес высказал мнение, что Вселенная бесконечна, а звезды не располагаются на одной сфере, т. е. на одинаковых расстояниях от Солнца, а рассеяны повсюду в бесконечной Вселенной.

идею в последней четверти XVI в. великий итальянский мыслитель Джордано Бруно (1548— 1600).

Вся жизнь Бруно — это жизнь борца за научную истину, против религии и церкви, против всякого суеверия и мракобесия.

Бруно родился на юге Италии в религиозной семье. В юности его отдали в монастырь, где ему предстояло стать верным слугой церкви. Но свободолюбивый юноша не мог мириться с монастырскими порядками. Им владели жажда знаний и желание передавать знания людям.

Упорно овладевая знаниями, Бруно познакомился и с учением Коперника. Он стал ревностным сторонником этого учения, чем возбудил против себя ненависть монастырского начальства.

Бруно оставил монастырь и уехал из Италии. К этому времени он был уже сложившимся мыслителем и в своих взглядах на строение Вселенной шел дальше Коперника.

Долгие годы Бруно провел в разных странах Западной Европы. Преследования церкви заставляли его переезжать из Швейцарии во Францию, потом в Англию и Германию. Везде он развивал кипучую деятельность: читал лекции, издавал свои книги, выступал на публич-

Джордано Бруно выступает в защиту учения Коперника в Оксфордском университете. (Барельеф на памятнике в Риме.)

ных диспутах против сторонников системы мира Птолемея. Бруно учил, что Вселенная бесконечна, что у нее не может быть никакого «центра». Огромное Солнце — всего только одна из звезд. Каждая звезда — такое же Солнце. Этих солнц бесчисленное множество, они окружены планетами, на которых может быть жизнь. Бруно утверждал, что и Солнце, и звезды вращаются вокруг своих осей, а в солнечной системе, кроме известных уже планет, существуют и другие, пока еще не открытые.

Свои гениальные догадки Бруно не мог подтвердить результатами наблюдений. В его время не было телескопов. Однако предвидения Бруно потом подтвердились наукой. Со временем были открыты Уран, Нептун, Плутон — дальние планеты солнечной системы. Было доказано, что Солнце — рядовая звезда в гигантской звездной системе Млечного Пути, а эта система — одна из бесчисленных во Вселенной. Что Солнце вращается вокруг своей оси, было установлено вскоре после смерти Бруно, а доказательство вращения звезд — одно из недавних завоеваний науки.

В 1592 г. служителям римской церкви удалось при помощи обмана и предательства схватить Бруно. Более семи лет они продержали его в тюремных застенках. Слишком велика была его слава, и церкви хотелось во что бы то ни стало заставить его отречься от своих взглядов.

Бруно не сдался. Когда его приговорили к сожжению на костре, он произнес слова, оставшиеся в веках: «Сжечь не значит опровергнуть».

17 февраля (ст. ст.) 1600 г. Джордано Бруно был сожжен на одной из площадей Рима. Ученый трагически погиб, но никакой костер не мог опровергнуть его бессмертные идеи. Высказывая их, Бруно опережал свою эпоху на целые столетия, хотя наблюдения без телескопов и не могли подтвердить его правоту. Но прошло только десятилетие после гибели Бруно, и человечество получило в свое распоряжение новое средство наблюдения, при помощи которого были сделаны открытия, подтвердившие и учение Коперника, и предположения Бруно. Таким средством наблюдения был телескоп. Первые телескопы появились в самом начале XVII в. Неизвестно, кто был их изобретателем. Трудно сказать, кто первый начал и систематические наблюдения неба в телескоп. Но первые, притом выдающиеся астрономические открытия при помощи телескопа сделал соотечественник Бруно, итальянский ученый Галилей (1564—1642).

Имя Галилея было хорошо известно ученым еще при жизни Бруно: Галилей сделал важнейшие открытия в области физики и механики и нашел новые пути для развития этих наук.

В отличие от ученых — последователей Аристотеля, Галилей считал, что основой изучения природы являются наблюдение и опыт. Астрономия также должна развиваться на основе наблюдений, только необходимо совершенствовать их. Галилей сам строил зрительные трубы и использовал их для наблюдений неба.

Какими крохотными были эти трубы по сравнению с мощными современными телескопами, увеличивающими изображения в тысячи раз! Первая труба, с которой Галилей начал свои наблюдения, увеличивала в три раза. Позднейшая, самая совершенная труба Галилея увеличивала только в тридцать раз. И тем не менее при помощи этих самодельных инструментов Галилей сделал открытия, которые буквально потрясли его современников. Наблюдая Луну, Галилей обнаружил, что на ней есть горы, долины и глубокие впадины, т. е. поверхность Луны по своему рельефу похожа на поверхность Земли. Галилей открыл четыре спутника Юпитера,

(Репродукция картины художника Тинторетто.)

обращающиеся вокруг планеты, а это означало, что не только Земля и не только Солнце могут быть центрами обращения небесных тел. Вместе с тем оказывалось, что в солнечной системе, кроме уже известных небесных тел, существуют и многие другие, видные только в телескоп. Наблюдая солнечные пятна, Галилей установил, что они перемещаются по поверхности Солнца всегда в одном направлении, и сделал правильный вывод: Солнце вращается вокруг своей оси. Очевидно, что вращение присуще не только Земле, как установлено Коперником, но и вообще всем небесным телам.

Особенно поразительно было то, что при наблюдениях в телескоп обнаруживалось огромное количество звезд, не видимых простым глазом. Сплошное сияние Млечного Пути оказалось — как это предполагал в древности Демокрит — гигантским скоплением звезд.

Все эти открытия Галилея, опубликованные им в книге «Звездный вестник», получившей широкое распространение, подтверждали учение Коперника и догадки Бруно. Поэтому они вызвали особенно бешеную злобу со стороны церкви. Теперь уже не умозрения, а прямое наблюдение неба опровергало учение церкви о Земле как о центре Вселенной.

В 1616 г. римская церковь официально признала учение Коперника безбожным, не совместимым с «истинной верой» и запретила всякую его пропаганду. Однако Галилей не прекратил борьбы за распространение учения Коперника и за популяризацию своих открытий. Много лет он работал над большой книгой «Диалог о двух главнейших системах мира, Птолемеевой и Коперниковой», где убедительно доказывал правильность учения Коперника и полную несостоятельность учения Птолемея. Эту книгу Галилей с большим трудом издал в 1632 г.

Римская церковь привлекла Галилея за книгу к суду инквизиции. Суд над Галилеем — одна из позорнейших страниц в многовековой борьбе религии против науки. Галилея силой заставили отречься от учения о движении и вращении Земли. Вплоть до самой смерти он жил под надзором инквизиции, но открытия его были уже известны всему миру; по мере своих сил Галилей продолжал заниматься наукой, главным образом механикой. В Италии его книги даже не могли печататься, но их издавали в других странах, где влияние церкви уже не было таким сильным.

Одновременно с Галилеем выдающиеся открытия в области строения солнечной системы и движения тел в ней сделал австрийский ученый Иоганн Кеплер (1571—1630). Учение Коперника требовало математического уточнения. Вскоре после смерти Коперника астрономы составили на основе его системы мира новые таблицы движения планет. И хотя эти таблицы лучше согласовывались с наблюдениями, чем прежние таблицы, составлявшиеся еще по Птолемею, в них потом обнаружились расхождения с данными наблюдений. Необходимо было глубже исследовать и уточнить законы движения планет. Именно эту задачу и решил Кеплер.

Кеплер жил в неспокойное время, когда значительная часть Центральной Европы была раздроблена на множество мелких государств, а религиозные войны между католиками и протестантами препятствовали развитию науки и просвещения. Поступив в Тюбингенский университет, Кеплер с увлечением занимался математикой и астрономией. Преподававший эти науки проф. Местлин (1550—1631), вынужденный в аудитории излагать астрономию по Птолемею, был последователем учения Коперника и дома знакомил с этим учением своих слушателей. Кеплер вскоре стал последователем Коперника, но, в отличие от Местлина, он не скрывал своих взглядов, а открыто пропагандировал их.

Судьба Кеплера сложилась трагически. Преследуемый за свои взгляды богословами, как

Николай Коперник. Репродукция с картины художника Я. Матейка

католическими, так и протестантскими, он вынужден был после окончания университета скитаться по разным городам и заниматься случайными работами. Но и тогда ученый неустанно размышлял над увлекшим его вопросом: какая геометрическая форма планетных орбит лучше объясняет особенности движения планет. Философы древней Греции были убеждены, что круг — это идеальная геометрическая форма и только по кругу могут двигаться небесные тела. Даже в системе мира Коперника еще сохранилось это представление. Кеплер пришел к выводу, что оно ошибочно. Планетные орбиты имеют не правильно круговую, а иную геометрическую форму. Но какую? В первые годы своей деятельности Кеплер еще не смог решить эту задачу. Но уже тогда он приобрел известность как замечательный математик-вычислитель. Это обстоятельство сыграло большую роль в дальнейшей судьбе ученого.

В 1600 г. в Прагу переехал датский астроном Тихо Браге. Он оставил свою родину — Данию после того, как ее король лишил его средств на содержание построенной им замечательной по тому времени обсерватории. Тихо Браге был выдающимся наблюдателем неба, но в вопросе о строении Вселенной придерживался отсталых взглядов и учения Коперника не признавал. В Праге Тихо Браге решил продолжить свои наблюдения, а в качестве помощника для вычислений пригласил Кеплера. Совместная работа двух ученых, из которых один отвергал учение Коперника, а другой был его ревностным сторонником, продолжалась недолго. Вскоре Тихо Браге умер (1601), и богатейшие материалы его наблюдений перешли в распоряжение Кеплера. Среди них особенное значение имели материалы долголетних наблюдений Марса. Изучая эти материалы, Кеплер сделал замечательное открытие: он установил, что Марс движется вокруг Солнца не по правильному кругу, а по вытянутому кругу — эллипсу. Потом оказалось, что так движется вокруг Солнца не только Марс, но и все планеты солнечной системы; по эллипсу движется и Луна вокруг Земли. Продолжая свои исследования, Кеплер установил три закона движения тел в солнечной системе.

Первый закон Кеплера: планеты движутся по эллипсам. Солнце расположено не в центре эллипса, а в точке, находящейся на некотором расстоянии от центра и называемой фокусом. Но из этого следует, что расстояние планеты от Солнца не всегда одинаковое, а поэтому и скорость движения планеты вокруг Солнца также не всегда одинакова: чем ближе от Солнца находится планета, тем быстрее она движется, и, наоборот, чем дальше она от Солнца, тем ее движение медленнее. Эта особенность в движении планет составляет второй закон Кеплера. В третьем законе Кеплера устанавливается уже точная связь между расстояниями планет от Солнца и временами их обращения: оказывается, что квадраты времен обращений планет относятся между собой как кубы их средних расстояний от Солнца.

Это можно легко показать на примере любых двух планет. Например, среднее расстояние Юпитера от Солнца в 5,2 раза превышает расстояние Земли от Солнца, а время обращения Юпитера — 11,86 земного года. Простое вычисление покажет, что куб первого числа равен квадрату второго. При вычислении получается небольшое отклонение от точного равенства; оно объясняется тем, что расстояние и время обращения Юпитера здесь взяты приближенно; для полной точности вычисления в эти значения нужно внести еще несколько десятичных знаков, а это затруднило бы для читателя вычисления.

Эти три закона с тех пор так и называются законами Кеплера, а самого Кеплера последующие поколения астрономов прозвали «законодателем неба». Он вошел в историю как один из великих продолжателей дела Коперника. Но жизнь Кеплера и после такого важного открытия протекала в исключительно тяжелых условиях— его продолжали преследовать за пропаганду учения Коперника, которой он посвятил целый ряд книг. Эти книги неоднократно запрещались и сжигались на кострах, а жизни Кеплера не раз угрожала опасность со стороны церкви и ее приспешников.

Итак, в начале XVII в. развитию астрономии на основе учения Коперника мешало упорное сопротивление церкви. Однако на протяжении XVII в. условия для развития астрономии, как

и для развития науки вообще, во многих странах резко изменились. Астрономия становилась наукой все более необходимой для географии и мореплавания, для определения точного времени и других нужд. В ряде государств Европы влияние церкви ослабело, и учение Коперника получило всеобщее признание. В разных странах появились выдающиеся астрономы, а успехи оптики давали возможность изготовлять телескопы гораздо более крупные и совершенные, чем те, которые были в распоряжении Галилея.

Важные открытия сделал замечательный польский астроном Ян Гевелий (1611 —1687). Свой талант ученого Гевелий совмещал с необычайными способностями и умением в области оптики, механики, рисования. Он сам изготовлял себе телескопы и угломерные инструменты. В 1641 г. Гевелий построил в своем родном городе Гданьске великолепную обсерваторию. Особенное внимание Гевелий уделял изучению Луны. Он тщательно наблюдал и зарисовывал все детали обращенной к Земле стороны Луны и на основе этих наблюдений создал первый атлас Луны. Гевелий дал названия горам, кратерам и долинам на Луне, многие из этих названий сохраняются и теперь. Этот лунный атлас он опубликовал в книге «Селенография» (1647). Гевелий составил обзор всех комет, появлявшихся на исторической памяти человечества, ему же принадлежит и обширный звездный каталог, более точный, чем все предшествующие.

Выдающимся наблюдателем неба был Джованни Доменико Кассини (1625—1712) — итальянский астроном, потом переехавший во Францию. Здесь он стал первым директором Парижской обсерватории. Кассини выяснил, что Марс и Юпитер вращаются вокруг своих осей подобно Земле и Солнцу, и открыл четыре спутника Сатурна.

Два курьеза

В замечательном произведении Д. Свифта «Путешествия Гулливера» (третья часть) рассказывается о стране Лапуте (летающем острове). Астрономам этой страны были известны два спутника Марса.

Книга «Путешествия Гулливера» вышла в свет в 1726 г.— за полтора века до открытия американским астрономом Л. Холлом спутников Марса Фобоса и Деймоса Указанные Свифтом расстояния от планеты и время обращения ее спутников почти совпали с теми, какие оказались у настоящих спутников Марса.

Как мог Свифт предугадать количество спутников, расстояния до них и периоды их обращения?

Еще Кеплер полагал, что если у Земли один спутник — Луна, а у Юпитера —четыре (те, которые к тому времени открыл Галилей), то у Марса, обращающегося между Землей и Юпитером, должно быть два спутника, а у Сатурна — восемь. Свифт, конечно, был знаком с трудами Кеплера. А совпадение расстояний и времен обращений спутников Марса в книге Свифта — любопытный курьез.

С этим курьезом связан и другой. С 1877 г. (год открытия настоящих спутников Марса) было известно, что у Земли — один спутник, у Марса — два, у Юпитера — четыре, у Сатурна — восемь спутников. В точности по Кеплеру. Но эта «гармония» продержалась только 15 лет. В 1892 г. был открыт пятый спутник Юпитера, а потом и новые спутники у планет-гигантов.

«Гармония» рассыпалась!

В свое время Коперник довольно точно определил расстояния от Солнца до планет в единицах расстояния Земли от Солнца. Но расстояние от Земли до Солнца в абсолютных числовых величинах оставалось неизвестным, хотя попытки вычислить его делались неоднократно. Только в 1672 г. Кассини и другой французский астроном — Ш. Рише провели наблюдения одновременно в Париже и Южной Америке и определили, что Земля отстоит от Солнца на 140 млн.км (на самом деле от Земли до Солнца 149,5 млн.км). Таким образом, стали известны, хотя и не совсем точно, размеры солнечной системы, в которой самой далекой планетой оставался Сатурн.

Наблюдения привели астрономов во второй половине XVII в. к выводу, что не существует никакой сферы звезд, что звезды находятся на самых различных расстояниях от Земли, а пространство, заполненное звездами, безмерно огромно и, скорее всего, бесконечно. При этом предполагалось, что самые яркие звезды являются и самыми близкими. Однако попытки определить хотя бы приближенно расстояния даже до самых ярких звезд оставались безуспешными. Ясно было только, что даже ближайшие звезды находятся от Земли во много тысяч раз дальше, чем Солнце.

Много сделал для астрономии и выдающийся голландский физик Христиан Гюйгенс (1629— 1695). Еще Галилей, наблюдая планеты, обнаружил какие-то странные «придатки» у диска Сатурна, но подробнее рассмотреть их в свой телескоп он не смог. Гюйгенс установил, что Сатурн окружен необычным образованием в виде кольца, которого нет у других планет. Гюйгенс открыл также Титан — самый крупный из спутников Сатурна.

В конце своей жизни Гюйгенс написал сочинение, озаглавленное «Космотеорос» («Обозрение Вселенной»). В этом сочинении, изданном уже после его смерти, Гюйгенс изложил для широкого круга читателей достижения астрономии того времени. Он высказал свое убеждение, что Вселенная бесконечна, а планеты, обращающиеся вокруг бесчисленных звезд, обитаемы. Книга Гюйгенса вскоре была переведена на русский язык и в эпоху Петра I сыграла выдающуюся роль в распространении астрономических знаний в нашей стране. В этой же книге Гюйгенс изложил свою попытку определить расстояние до Сириуса, самой яркой звезды неба, которая из-за яркости считалась самой близкой. Гюйгенс пришел к заключению, что Сириус отстоит от Земли в 28 000 раз дальше, чем Солнце. Тогда это расстояние казалось чудовищно огромным. В действительности от Сириуса до Земли почти в двадцать раз дальше. Правда, Сириус не самая близкая звезда. Но и самая близкая звезда альфа Центавра, как теперь известно, всего только вдвое ближе к Земле, чем Сириус.

В своем великом труде Коперник объяснил, что Земля — одна из планет, обращающихся вокруг Солнца. Кеплер установил законы, по которым планеты совершают свое движение вокруг Солнца. Оставалось, однако, неизвестным, какая сила заставляет планеты совершать такие обращения, не падая на Солнце и не улетая от него. Понятно, что это относилось и к движению Луны: почему Луна обращается вокруг Земли, не улетая от нее и не падая на нее?

Ответить на этот вопрос пытались некоторые ученые второй половины XVII в. Но их попытки обнаружить силу, управляющую движением небесных тел, не увенчались успехом. Сделал это английский ученый Исаак Ньютон спустя почти полтора столетия после выхода в свет

труда Коперника и через три четверти века после открытий Кеплера и Галилея. Многое изменилось за это время. Развивавшийся уже в ряде стран, в особенности в Голландии и Англии, капитализм предъявлял все большие требования к точным наукам и к технике. И церковь в этих странах, при всей своей враждебности к передовой науке, уже не могла препятствовать ее развитию. Ньютону и ученым его поколения не угрожала судьба Бруно, Галилея и Кеплера. Ньютон родился в 1643 г. В детстве он не проявлял склонности к науке и даже не показывал особых успехов в учении. Но в юности

у него обнаружились необычайные математические способности. В 1661—1665 гг. Ньютон учился в Кембриджском университете — одном из старейших и лучших университетов Англии. С 1669 по 1696 г. он был профессором математики в этом университете. Именно в этот период Ньютон и сделал свои выдающиеся научные открытия. В 1696 г. он переехал в Лондон и здесь занимал крупные общественные и государственные должности. Скончался Ньютон в 1727 г., на 85-м году жизни, всемирно известным ученым.

Ньютон обогатил своими открытиями и математику, и физику, и астрономию. И прежде астрономия не могла развиваться без помощи математики. Теперь же развитие астрономии, наряду с развитием физики и техники, предъявляло особенные требования к математике.

Ньютон почти одновременно с немецким ученым Лейбницем и независимо от него создал важнейшие разделы математики — дифференциальное и интегральное исчисления. Во времена Коперника pi Кеплера вершиной математических знаний являлась тригонометрия. Теперь была заложена математическая основа для изучения таких сложных особенностей движений небесных

тел, которые были недоступны для элементарной математики.

Ньютон внес важнейший вклад в физику. Он открыл сложный состав белого цвета. Путем наблюдения и опыта Ньютон выяснил, что белый солнечный луч — это как бы «смесь» многих цветов. Оказалось, что белый цвет можно разложить на составляющие его цвета, а потом вновь собрать их в единый белый цвет. Это открытие легло впоследствии в основу спектрального анализа, который оказал и продолжает оказывать неоценимые услуги астрономии. Изучая спектры далеких небесных тел, т.е. цветовой состав их лучей, можно узнать химический состав и физическую природу этих тел.

Ньютон построил отражательный телескоп, или рефлектор. В нем, в отличие от трубы Галилея, лучи света от наблюдаемого небесного тела собираются при помощи зеркала, а не линзы. И в нашу эпоху телескопы-рефлекторы (теперь они имеют гигантские размеры) являются лучшими инструментами для проникновения в глубины Вселенной. Вообще Ньютон очень много сделал для развития оптики — важнейшего отдела физики, занимающегося изучением световых явлений.

Однако самым замечательным из всех открытий Ньютона было открытие закона всемирного тяготения, управляющего движением небесных тел.

Ньютон много лет размышлял над вопросом: почему Луна все время обращается по своей орбите вокруг Земли, не падая на нее и не улетая куда-то в сторону? Почему планеты, в том числе Земля, обращаются вокруг Солнца и также никуда не улетают?

Ньютон пришел к выводу, что и в том и в другом случае действует одна и та же сила — взаимное притяжение тел, или тяготение. Древние и средневековые ученые ошибочно полагали, что все тела стремятся к Земле как к самому тяжелому телу во Вселенной. Они не понимали, что сама Земля также притягивается другими телами; они не знали, что Земля — не самое тяжелое тело, а только одна из планет, что масса ее ничтожна по сравнению не только с массой Солнца, но и с массой Юпитера и Сатурна. Теперь, в свете выводов Ньютона, оказывалось, что все тела притягивают друг друга.

Мало того, сила притяжения тел подчиняется определенным количественным закономерностям, а именно: сила притяжения (тяготения) прямо пропорциональна массам притягивающих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Ньютону не сразу удалось вывести количественные закономерности силы притяжения. Это потребовало от него многих лет упорных размышлений и вычислений. Но когда все эти вычисления были произведены, стало понятно, что Луна удерживается на своей орбите силой земного притяжения, а планеты, в том числе и Землю, держит на их орбитах могучая сила солнечного притяжения. И всегда тяготение действует так, как показал Ньютон,— в зависимости от массы тел и от расстояния менаду ними. Во всяком случае, Ньютон установил закон тяготения для солнечной системы. Тогда еще не было возможности выяснить, действует ли этот закон в глубинах мирового пространства, далеко за пределами солнечной системы. Это стало возможно позднее, когда были открыты двойные звезды — системы из двух (а иногда из трех, четырех и более) звезд, из которых одна, более массивная, является «главной», а другая (или другие) — ее спутником. Изучение движения «главных» звезд и их спутников позволило установить, что и в звездном мире действует закон тяготения. Таким образом, он вполне заслужил присвоенное ему наименование закона всемирного тяготения.

Младшим современником Ньютона был его соотечественник Эдмунд Галлей (1656—1742). Он обогатил астрономию рядом выдающихся открытий. Еще совсем молодым ученым Галлей отправился на остров Св. Елены для наблюдения звезд. Это были первые систематические наблюдения звездного неба в южном полушарии Земли.

Позднее, изучая по летописям и другим историческим документам появления комет в прошлые века, Галлей обнаружил, что кометы, появлявшиеся в 1456, 1531, 1607 и 1682 гг., приближались к Солнцу и потом удалялись от него по одним и тем же путям. Галлей сделал вывод, что во всех этих случаях появлялась одна и та же комета и что она обращается вокруг Солнца, совершая полный оборот за 75—76 лет.

До этого считалось, что кометы приходят из далеких глубин мирового пространства и потом исчезают в нем. В свете открытия Галлея впервые стало выясняться, что кометы — такие же члены солнечной системы, спутники Солнца, как и планеты. В отношении кометы Галлея (так стала называться комета, движение которой он изучал) открытие было подтверждено очередным появлением ее в 1759 г., согласно предсказанию Галлея. Для многих других комет открытие Галлея подтвердилось позднее.

В 1718 г. Галлей сделал важнейшее из своих открытий. Изучая звездные каталоги Гиппарха и Тихо Браге и сравнивая указанные в них положения на небе отдельных звезд с данными

современных ему наблюдений, Галлей обнаружил, что положения этих звезд изменились, причем эти изменения нельзя было объяснить ошибками прежних наблюдений. Галлей пришел к единственно правильному выводу, что звезды не покоятся неподвижно в пространстве, а движутся в нем. Правда, Галлею удалось установить это движение только для трех звезд —

Сириуса, Арктура и Альдебарана. Но потом оно было установлено и для других звезд, в том числе и для Солнца.

Таким образом, в XVII и в начале XVIII в. уже были достигнуты выдающиеся успехи в астрономии. Было раскрыто строение солнечной системы и открыты законы движения входящих в нее небесных тел. Стало несомненным, что Солнце — только одна из звезд в бесконечной звездной Вселенной. Но изучение звездного мира еще только начиналось.

ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ

В начале XVII в. немецкий ученый Иоганн Кеплер дал общую картину движения планет и установил форму их орбит. Но для него оставалось загадкой, какая сила определяет такое движение планет.

Кеплер сравнивал Солнце с гигантским магнитом и склонялся к мысли, что планеты движутся по своим орбитам под влиянием магнитного действия Солнца. По этому поводу различные предположения высказывали и другие ученые. Выяснение силы, управляющей движением планет, принадлежит Ньютону. Он это сделал, использовав закон инерции и законы Кеплера (см. стр. 33).

По закону инерции всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока какая-то сила не выведет его из этого состояния. После продолжительных исследований Ньютон пришел к выводу, что движением планет управляет сила тяготения, действующая обратно пропорционально квадрату расстояния. Это значит, что если бы, например, расстояние между Землей и Луной увеличилось в два раза, то сила тяготения между ними уменьшилась бы в два в квадрате раза (2² = 2х2), т. е. в четыре раза; с увеличением расстояния в три раза сила тяготения уменьшилась бы в три в квадрате раза (3² = 3х3), т. е. в девять раз, и т. д.

Это положение Ньютон обосновал не только путем теоретических расчетов, но и посредством сравнений с результатами опытов. Известно, что свободно падающее тело (например, тело, падающее в длинной стеклянной трубке, из которой выкачан воздух) у самой земной поверхности за первую секунду проходит 4,9 м. Луна, как было уже известно Ньютону, находится от центра земного шара на расстоянии 60 земных радиусов, т. е. в 60 раз дальше, чем тело, находящееся на земной поверхности. Поэтому, свободно падая по направлению к Земле, Луна должна проходить в первую секунду не 4,9 м, а в шестьдесят в квадрате раз (60² = 3600) меньшее расстояние, т. е. 1,36 мм. Следовательно, Луна, по теории Ньютона, должна была бы падать по направлению к Земле, проходя в первую секунду путь, равный приблизительно 1,36 мм.

Таким образом, Ньютон нашел, что сила земного притяжения действительно смещает Луну с ее прямолинейного пути (пути движения по инерции) за каждую секунду на 1,36 мм. Он нашел, что эти два движения (одно — под действием силы тяготения к Земле, другое — по инерции) складываются и в результате дают криволинейное движение Луны вокруг Земли. Луна, пишет Ньютон, тяготеет к Земле и силой тяготения постоянно отклоняется от прямолинейного движения, удерживаясь на своей орбите. Оказалось, что закон тяготения определяет

Если бы Земля не притягивала Луну, то последняя улетела бы в мировое пространство в направлении точки А. Но вследствие притяжения Земли Луна отклоняется от прямолинейного пути и движется по некоторой дуге в направлении точки Б.

не только движение Луны, но и движение всех небесных тел в солнечной системе.

Это исследование протекало у Ньютона не совсем гладко. Так как планеты представляют собой гигантские шарообразные тела, то очень трудно было определить, как они притягиваются между собой. В конце концов Ньютону удалось доказать, что шарообразные тела взаимно притягиваются так, как если бы вся их масса была сосредоточена в их центрах.

Но для того чтобы найти соотношение расстояний от центра земного шара до тел, находящихся на земной поверхности, и до Луны, требовалось точно знать длину радиуса Земли. Размеры же Земли тогда еще не были точно определены, и для своих вычислений Ньютон воспользовался неточной, как потом выяснилось, величиной радиуса земного шара, данной голландским ученым Снеллиусом. Получив неверный результат, Ньютон с горечью отложил эту работу.

Спустя много лет ученый опять возвратился к своим вычислениям. Поводом к этому послужило сообщение в Лондонском Королевском обществе¹ известного французского астронома Пикара о более точном определении им величины земного радиуса. Использовав данные

Пикара, Ньютон проделал всю работу заново и доказал правильность своего предположения.

Но и после этого Ньютон долго не опубликовывал своего выдающегося открытия. Он старался всесторонне его проверить, применяя выведенный им закон к движению планет вокруг Солнца и к движению спутников Юпитера и Сатурна. И всюду данные этих наблюдений совпадали с теорией.

Ньютон применил этот закон к движению комет и доказал, что теоретически возможны параболические движения. Он высказал предположение, что кометы движутся или по очень вытянутым эллипсам, или по разомкнутым кривым — параболам.

Основываясь на законе тяготения, Ньютон сравнил массы Солнца, Земли и планет и дополнил этот закон новым положением: сила тяготения двух тел зависит не только от расстояния между ними, но и от их масс. Он доказал, что сила тяготения двух тел прямо пропорциональна их массам, т. е. она тем больше, чем больше массы взаимно притягивающихся тел.

Земные тела также взаимно притягивают друг друга. Это обнаруживается при очень точных опытах.

Притягиваются между собой и люди. Известно, что два человека, отстоящие друг от друга на один метр, взаимно притягиваются с силой, равной приблизительно одной сороковой доле миллиграмма. Человек, находящийся

Кометы движутся по орбитам, имеющим форму эллипсов, парабол и гипербол.

на поверхности Земли, притягивает ее с силой, равной его весу.

Открытие Ньютона привело к созданию новой картины мира, а именно: в солнечной системе с громадными скоростями движутся планеты, они находятся друг от друга на колоссальных

¹ Лондонское Королевское общество — Английская Академия наук.

расстояниях, но вместе с тем, благодаря силе взаимного притяжения, связаны в одну систему. Открытый Ньютоном закон получил название закона всемирного тяготения. Это великий и

Схема движения планеты под действием притяжения Солнца.

вечный закон природы. В окончательном виде его можно сформулировать так: всякое тело притягивает другое тело с силой, прямо пропорциональной массам этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Математически закон тяготения выражается такой формулой:

где f — постоянная тяготения, m₁ и m₂ — массы двух тел, r — расстояние между ними.

Солнце удерживает планеты на их орбитах своим притяжением. Если бы этого не было, то планета Я (см. рис.), двигающаяся, например, в направлении ПК, двигалась бы прямолинейно и равномерно (по закону инерции). В первую секунду она переместилась бы из точки П в точку К и наконец покинула бы нашу солнечную систему. Наоборот, если бы планета не имела собственной скорости и испытывала только притяжение к Солнцу, то она в первую секунду переместилась бы из точки П в точку Л. Но так как планета одновременно и притягивается к Солнцу, и движется, то она будет перемещаться по направлению ПА. Следовательно, планета в конце первой секунды не будет ни в точке Я, ни в точке Л, а переместится по диагонали в точку А.

Рассуждая подобным образом, мы придем к выводу, что планета во вторую секунду переместится в точку Б, в третью — в точку В и т. а.

Вот, оказывается, какая сила удерживает планеты, в том числе Землю, на своих орбитах и заставляет их двигаться вокруг Солнца.

Многим, вероятно, приходилось держать в руке один конец шнурка, к другому концу которого привязан камешек, и заставлять камешек вращаться. При вращении шнурок все время находится в состоянии натяжения, но если он вдруг вырвется из рук, то сейчас же вместе с камешком улетит прочь. Нечто подобное произошло бы и с планетами, в том числе и с Землей, если бы Солнце вдруг перестало их притягивать. Но этого не может случиться, так как притяжение — неотъемлемое свойство всех тел. Поэтому притяжение Солнца не может быть приостановлено. Оно действует непрерывно, постоянно, и, следовательно, планетам не могут угрожать подобные катастрофы. Солнце своей силой притяжения все время удерживает планеты в среднем на одном и том же расстоянии,

Если вращать шнур с грузом на конце, то шнур натянется и будет держать груз. Но стоит отпустить шнур, как груз улетит прочь. То же самое произошло бы и с Землей, если бы сила тяготения Солнца перестала действовать.

подобно тому как натяжение шнурка удерживает камешек.

Открытием закона всемирного тяготения было заложено начало небесной механики, изучающей движение планет.

Свои основные выводы Ньютон изложил в большом труде, который был опубликован в 1687 г.. под названием «Математические начала натуральной философии». Этот выдающийся

труд Ньютона был издан у нас в 1915 г. в переводе акад. А. Н. Крылова. Развитие астрономии показало, что закон всемирного тяготения Ньютона регулирует движение не только планет, комет и других тел солнечной системы, но и звезд, рассеянных в далеких глубинах Млечного Пути.

Когда в конце XVIII в. обнаружились неправильности в движении незадолго перед тем открытой планеты Уран, было высказано предположение, что они вызываются притяжением неизвестной, еще более далекой от Солнца планеты. Встала задача: найти эту планету при помощи математических расчетов, исходя из закона всемирного тяготения.

За решение этой задачи взялись французский астроном Урбен Леверье (1811 —1877) и английский ученый, тогда только что окончивший университет, Джон Адаме (1819—1892). В результате сложных вычислений оба они указали, где на небе в данное время искать неизвестную планету.

Адаме передал сделанные им вычисления своему профессору, но тот не придал им должного значения и оставил их без внимания. Леверье же сразу сообщил свои вычисления немецкому астроному Галле. В сентябре 1846 г. Галле получил письмо от Леверье и в тот же вечер при помощи телескопа открыл новую планету Нептун, почти в том месте, на которое указывали вычисления Леверье.

Открытие Нептуна служит ярким примером обоснованности научных предвидений. И здесь уместно вспомнить слова В. И. Ленина: «Чудесное пророчество есть сказка. Но научное пророчество есть факт».

Почему Луна не отрывается от Земли и не падает на Солнце

Луна в 400 раз ближе к Земле, чем к Солнцу. Если бы масса Солнца равнялась массе Земли, то Земля притягивала бы Луну в 400², или в 160 тыс. раз сильнее Солнца. Но масса Солнца в 333 тыс. раз больше массы Земли. Следовательно, Солнце притягивает Луну в два с лишним раза сильнее, чем притягивает ее Земля.

Почему же в таком случае Луна не падает на Солнце, не отрывается от Земли, а обращается вокруг нее? Да потому, что Солнце притягивает не только Луну, но и Землю, и Луна, таким образом, движется вокруг Солнца вместе с Землей, подчиняясь одновременно и земному и солнечному притяжению.

ПРИЛИВЫ И ОТЛИВЫ

Жители многих населенных пунктов на побережьях морей и океанов ежедневно наблюдают очень интересное явление природы — периодические повышения и понижения воды у берегов.

Такие периодические колебания воды в океанах и морях называются приливами и отливами.

Заметнее всего приливы и отливы у берегов океанов или открытых морей. Здесь обычно наблюдается такая картина. В течение суток, точнее 24 часов 50 минут, уровень воды у берегов дважды повышается и дважды понижается.

Повышение от наименьшего уровня воды до наибольшего происходит постепенно и сначала медленно, а затем все быстрее и быстрее. Оно длится в среднем около 6 часов 12,5 минуты. После этого начинается понижение уровня воды. Понижение продолжается в среднем также 6 часов 12,5 минуты.

Один из двух приливов в течение суток в данной местности наступает вскоре после того, как Луна достигнет самого высокого положения на небе (верхней кульминации). Основываясь на этом и на совпадении удвоенного периода приливов (24 часа 50 минут) с периодом видимого обращения Луны вокруг Земли, еще в древние времена люди связывали приливы и отливы с Луной.

И действительно, основная причина приливов, как впервые указал Исаак Ньютон,— это притяжение Земли Луной, точнее говоря, разность между притяжением Луной всей Земли в целом, с одной стороны, и водной оболочки ее — с другой.

В общих чертах теория Ньютона объясняет приливы и отливы так.

Притяжение Земли Луной складывается из притяжения Луной отдельных частиц Земли. Частицы, которые находятся в данный момент ближе к Луне, притягиваются ею сильнее, а более далекие — слабее. Если бы Земля была абсолютно твердой, то это различие в силе притяжения ее частиц не играло бы никакой роли. Но Земля не абсолютно твердое небесное тело. Кроме того, она покрыта океанами и морями, которые занимают 71% ее поверхности. Поэтому разное притяжение частиц, находящихся вблизи поверхности Земли и вблизи ее центра (эту разность называют приливообразующей силой), смещает эти частицы друг относительно друга, и Земля, прежде всего ее водная оболочка, изменяет свою форму, деформируется.

Рассмотрим рисунок 1. Частицы воды, наиболее близкие к Луне в данный момент (на рисунке вблизи точки А), притягиваются Луной сильнее, а частицы, наиболее далекие от нее (вблизи точки В), — слабее, чем частицы, находящиеся в центре Земли. Поэтому частицы воды вблизи точки А смещаются по направлению к Луне больше, а частицы вблизи точки В — меньше, чем частицы в центре Земли, и водная оболочка Земли деформируется — она вытягивается в направлении Луны.

Деформируется и вытягивается к Луне вообще все твердое тело Земли, но гораздо меньше, так как оно состоит из вещества, гораздо более вязкого, чем вода.

Таким образом, на стороне Земли, обращенной к Луне, и на противоположной ее стороне (вблизи точек А и В) вода поднимается, образуются так называемые приливные выступы и накопляется излишек воды. Вблизи же точек Б и Г уровень воды снижается, оттуда вода стекает, и здесь наступает отлив.

Приливные выступы вблизи А и В стремятся сохранить по отношению к Луне одно и то же положение. И если бы Земля не вращалась, а Луна была неподвижной по отношению к Земле, то Земля вместе со своей водной оболочкой всегда сохраняла бы одну и ту же форму, вытянутую по направлению к Луне, и никаких приливов и отливов не было бы. Однако Земля вращается, а Луна для земного наблюдателя движется по небу с запада на восток и за сутки делает как бы полный оборот вокруг Земли. Поэтому приливные выступы как бы следуют за Луной и перемещаются по поверхности океанов и морей. Образуется так называемая приливная волна (точнее, две волны в противоположных точках земного шара). Она движется в океанах и морях с запада на восток навстречу направлению вращения Земли со скоростью около 1800 км / час. Над каждым пунктом в океане приливная волна, поднимающая уровень воды, проходит дважды в сутки.

В открытом океане уровень воды при прохождении приливной волны поднимается незначительно, в среднем на несколько десятков

сантиметров, и естественно, что это остается незаметным, например, для плывущих на корабле людей. Но у берегов даже такой подъем уровня воды уже заметен. Кроме того, у берегов, особенно в узких заливах или бухтах, уровень воды поднимается гораздо выше, чем в открытом океане, так как берег материка препятствует движению приливной волны и вода здесь накапливается в течение всего времени между отливом и приливом. Поэтому около берегов приливы (точнее говоря, разность между уровнями воды при приливе и отливе) достигают в среднем 4—5 м. Самый большой прилив — около 18 м — наблюдается в одной из бухт побережья Канады.

В СССР наибольшие приливы — около 13 м — наблюдаются в Гижигинской и Пенжинской губах на Охотском море.

Во внутренних морях, например в Балтийском и Черном, приливы и отливы очень малы и почти незаметны. Это происходит потому, что через узкие проливы, соединяющие такие моря с океанами, за время от отлива до прилива не успевают проникнуть в моря сколько-нибудь значительные массы воды, перемещающиеся вместе с океанской приливной волной. Правда, в каждом закрытом море или даже озере возникают самостоятельные приливные волны и перемещения масс воды внутри этих морей и озер. Но чем меньше море или озеро, тем меньше воды перемещается в нем от одного берега к другому и тем меньше приливы и отливы. Например, в Средиземном море приливы достигают 1—2 м, а в Черном море — 10 см.

Такова в общих чертах картина приливов и отливов и причина их возникновения.

При более детальном изучении приливов и отливов наблюдаются такие очень интересные и очень сложные явления.

Момент полной воды в данной местности не совпадает с кульминацией Луны, а всегда запаздывает. Это происходит потому, что трение воды о дно океанов и внутреннее трение воды несколько задерживают движение приливной волны и она не поспевает, так сказать, за Луной. Приливная волна достигает данного пункта в океане лишь через некоторый промежуток времени после кульминации Луны, так что прямая линия, проведенная через приливные выступы на противоположных сторонах земного шара, проходит восточнее направления из центра Земли на Луну (рис. 2).

Величина запаздывания приливов в данной местности по сравнению с моментом кульминации Луны называется «прикладным часом».

Рис. 2. Для наблюдателя в М ' Луна кульминирует. Гребни приливной волны находятся в это время на линии NM.

В разных местностях «прикладной час» разный, так как он зависит от особенностей рельефа дна и берегов. Например, в Остенде (Бельгия) «прикладной час» равен в среднем 25 минутам, в Гибралтаре — 1 часу 47 минутам, в Бресте (Франция) — 3 часам 46 минутам, в некоторых заливах Белого моря — 5 часам и т. д.

В одной и той же местности высота приливов изо дня в день меняется. Это связано прежде всего с тем, что расстояние от Луны до Земли и высота Луны над горизонтом в данной местности в момент кульминации все время изменяются. Изменяется в связи с этим и величина действующей приливообразующей силы. Существует такая формула для приливообразующей силы, действующей на единицу массы на поверхности Земли в момент кульминации Луны:

где f — постоянная тяготения, М — масса Луны, R — радиус Земли, r — расстояние от Луны до Земли, h — высота Луны над горизонтом в момент кульминации.

В течение месяца расстояние от Луны до Земли изменяется приблизительно от r =365 тыс.км до r =405 тыс.км, а приливообразующая сила изменяется примерно в 1,4 раза. Высота Луны над горизонтом в момент кульминации изменяется в течение месяца в среднем на 47°, причем эта амплитуда изменений колеблется с периодом около 19 лет от 37 до 57°; это приводит как к месячным колебаниям высоты приливов и отливов, так и к колебаниям с периодом около 19 лет.

Заметное приливное действие оказывает на Землю и Солнце, и по той же причине, что и Луна. Хотя Солнце находится от Земли значительно дальше, чем Луна (в среднем в 389 раз), но его масса намного больше массы Луны (в 27 млн. раз), поэтому и влияние его также велико.

В моменты сизигий (т. е. когда Земля, Луна и Солнце располагаются на прямой линии) солнечная и лунная приливные волны складываются друг с другом, а в моменты квадратур (когда направления с Земли на Луну и Солнце отличаются друг от друга на 90°) солнечная приливная волна несколько повышает уровень отлива и несколько понижает уровень прилива. Поэтому высота приливов во время сизигий бывает примерно в 2,7 раза больше, чем во время квадратур.

Кроме указанных основных причин колебания высоты приливов и отливов, существуют и более мелкие. Они связаны главным образом с особенностями движения Луны вокруг Земли и Земли вокруг Солнца.

Теоретически приливное действие оказывают также и планеты, но оно слишком мало, чтобы его можно было обнаружить.

Под действием приливообразующих сил деформируется не только водная оболочка, но и все твердое тело Земли. Таким образом, приливные волны возникают и на твердой поверхности Земли. Их бы не было совсем, если бы Земля была абсолютно твердой. И наоборот, они были бы наибольшими, если бы Земля была жидкой. Наблюдения приливных волн на твердой поверхности Земли позволяют судить об упругости вещества Земли. Эти наблюдения показывают, что Земля по своей упругости обладает свойствами стального шара.

Приливообразующие силы вызывают также деформации воздушной оболочки Земли. Они выражаются прежде всего в периодических колебаниях атмосферного давления. Обнаруживаются также периодические изменения свойств различных слоев атмосферы.

Приливы и отливы перемещают большие массы воды, и люди давно стали задумываться над тем, как бы заставить эти массы воды вращать колеса турбин, вырабатывающих электроэнергию. В последние годы вопрос этот уже практически решен, и в ближайшем будущем человек широко будет использовать энергию приливов и отливов.

Принцип работы приливной гидроэлектростанции простой. В заливе, где наблюдаются более или менее значительные приливы и отливы, строится плотина, отделяющая часть залива от океана. Во время прилива или отлива образуется разность уровней воды между океаном и отделенной частью залива. Вода по специальному каналу устремляется сквозь плотину сверху вниз и приводит в движение установленные там турбины.

На приливной электростанции удобны так называемые реверсивные турбины. Они вращаются то в одну (во время прилива), то в другую (во время отлива) сторону.

Приливные гидроэлектростанции проектируются во Франции, США, Англии и во многих других странах. В СССР начато строительство опытной приливной гидроэлектростанции в Кислой губе на побережье Кольского полуострова.

КАК ИЗМЕРЯЮТ РАССТОЯНИЕ ДО НЕБЕСНЫХ СВЕТИЛ

Расстояние до небесных светил астрономы определяют подобно тому, как артиллеристы определяют расстояние до цели. Конечно, расстояние до цели, как и любые расстояния на Земле, ничтожно по сравнению с удаленностью небесных светил, и астрономы пользуются иными приборами, чем артиллеристы, но суть дела одна и та же.

Предмет, расстояние до которого надо определить, рассматривают одновременно с двух мест, откуда он виден по разным направлениям. Если два человека, стоящие на расстоянии 10 м друг от друга, будут целиться из ружей в один и тот же предмет, удаленный от них на 100 м, то их ружья не будут параллельны друг другу, как параллельны друг другу рельсы железных дорог. Ружья обоих стрелков образуют между собой угол, который будет тем меньше, чем дальше от стрелков находится цель.

Зная расстояние между наблюдателями и угол между направлениями, под которым они

видят цель, легко можно высчитать расстояние до нее. Это делается при помощи тригонометрии. Ученые тоже «целятся» на звезды, но не из ружей, а при помощи телескопов. Угол между направлениями двух телескопов на звезду определяют по специальным приборам с точностью до 1/100 доли секунды дуги. При отсчетах

Можно вычислить расстояние до мишени, если известны расстояние между стрелками и угол, под которым они видят мишень. Подобным же способом астрономы определяют расстояния до близких небесных светил.

таких мельчайших частей дуги астрономы пользуются микроскопами.

Небесные светила находятся очень далеко от Земли. Чтобы заметить различие в направлениях, по которым видно светило, ученые должны находиться на расстоянии многих тысяч километров друг от друга, иначе угол между направлениями будет так мал, что его невозможно измерить. Например, делают так: один астроном наблюдает светило на севере Евро-

Расстояния, потрясающие воображение

Перед нами сравнительно тонкая стальная проволока площадью сечения 1 мм² . Километр такой проволоки весит 8 кГ. Чтобы протянуть такую проволоку от Москвы до Ленинграда, ее потребуется 5,2 Т.

Такая же проволока, протянутая от Земли до Луны, будет весить (конечно, на земных весах) 3000 Т, от Земли до Солнца — 1200 тыс.Т, а до ближайшей звезды — 336 млрд. Т.

В самое последнее время радиоастрономические наблюдения позволили уловить очень далекий источник радиоизлучения. Расстояние до него определяют в 13 млрд. световых лет, т. е. он находится в 3 млрд. раз дальше ближайшей звезды. Если до этого источника света протянуть нашу проволоку, то она будет весить приблизительно один секстильон тонн (секстильон — это единица с 21 нулем, т. е. это миллиард триллионов).

пы, а другой в то же время наблюдает его в Южной Африке.

Производя наблюдения с двух отдаленных точек земного шара, астрономы определили расстояние до наиболее близких к нам небесных светил: Луны, Солнца и планет.

Расстояние до наиболее близких к нам небесных светил (Солнца, Луны, планет) определяется наблюдением их с двух отдаленных друг от друга точек земного шара.

Но даже при самых тщательных попытках таким способом нельзя определить расстояние до звезд, так как диаметр земного шара слишком мал по сравнению с расстояниями до ближайших звезд, и, наблюдая с противоположных концов его, нельзя заметить различие в направлениях на звезды. Следовательно, надо было наблюдать звезду с концов такой прямой линии, которая по длине превышает диаметр земного шара в 28600 тыс. раз.

Где же астрономы могли взять такую прямую линию, которая на земном шаре никак не уместится? Оказывается, такая линия в природе есть — это диаметр земной орбиты. Чтобы проехать вдоль диаметра земной орбиты, который равняется 300 млн.км, на курьерском поезде, идущем со скоростью 100 км/час, пришлось бы затратить более 340 лет!

Но этого не нужно делать. За полгода сам земной шар переносит нас на другую сторону от Солнца, на противоположную точку диаметра земной орбиты. Лишь наблюдая таким путем, можно заметить ничтожно малое различие в направлениях, по которым видны ближайшие звезды. Правда, наблюдения при этом приходится производить не одновременно, а в моменты, отделенные друг от друга промежутком в полгода. За это время изучаемая звезда переместится в пространстве на огромное расстояние вследствие своего движения. Но это расстояние ничтожно мало в сравнении

с расстоянием от нас до звезды, и его можно не принимать во внимание. Точно так же для артиллериста, вычисляющего многокилометровое расстояние до позиции неприятеля, не имеет значения передвижение кого-нибудь во вражеском стане на шаг вперед или назад. Его вычисления будут достаточно точны без учета длины этого шага.

Однако даже и наблюдения с противоположных сторон диаметра земной орбиты долгое время не давали необходимых результатов. Слишком малы углы между направлениями, и для их измерения требовалась огромная точность. И в XVIII и в начале XIX в. астрономы еще не могли достигнуть такой точности. Астрономам было ясно, что расстояния до звезд огромны, а точно определить их никому не удавалось.

Только в 30-х годах XIX в. русский ученый В. Я. Струве определил расстояние до звезды Вега (самая яркая звезда из созвездия Лиры) и тем самым положил начало точному определению звездных расстояний. Вскоре были определены расстояния до целого ряда звезд.

Оказалось, что даже ближайшие к Земле звезды в тысячи раз дальше самой далекой планеты — Плутона. Такие расстояния выражать в километрах трудно. Поэтому их выражают в единицах времени, которое нужно свету, чтобы пройти это расстояние. Свет движется очень быстро и за 1 секунду распространяется на 300 тыс.км. Когда сверкает молния, то свет ее доходит до нас за ничтожно малую долю секунды. От Луны до Земли свет идет 1 ¹/₄ секунды, от Солнца — 8 минут, от самой далекой планеты — Плутона — около 5 часов, а от ближайшей звезды — более 4 лет! Курьерский поезд, идя без остановки со скоростью 100 км/час, добрался бы до ближайшей звезды, называемой альфой Центавра, только через 46 млн. лет; за 3—4 млн. лет до нее долетел бы современный самолет. А ведь альфа Центавра — самая близкая к нам звезда! Расстояние от Земли до нее ничтожно мало по сравнению с расстоянием до дальних звезд Млечного Пути.

Описанный способ определения расстояний до звезд применим только для сравнительно близких к солнечной системе звезд. Для звезд, более далеких, он не годится — слишком мал диаметр земной орбиты по сравнению с расстояниями в тысячи и более световых лет. Астрономы имеют теперь в своем распоряжении другие методы определения расстояний до очень далеких звезд и туманностей.

ных расстояний, но надо помнить о том, как велико могущество человеческого разума, если он смог измерить такие расстояния. Для человеческого разума нет пределов. Он может неограниченно познавать мир, законы природы и использовать эти знания себе на пользу.

Измерения расстояний до звезд окончательно доказали, что все звезды находятся от нас на разных расстояниях и вовсе не расположены на поверхности круглого купола, каким нам кажется звездное ночное небо. Оно нам кажется куполом, опрокинутым над Землей, или шаром, окружающим со всех сторон нашу планету, только потому, что невооруженный глаз не воспринимает различия в расстояниях до звезд.

Если бы какая-нибудь планета, даже намного большая, чем Юпитер, находилась от Земли на расстоянии ближайшей звезды, то для нас она была бы совершенно невидима. На таком огромном расстоянии Солнце освещало бы ее слишком слабо, да и на обратном пути к нам отраженный ею свет ослабевал бы слишком сильно. Звезды же светят своим собственным, чрезвычайно ярким светом, т. е. являются самосветящимися солнцами. Таким образом мы можем разделить Вселенную на солнечную систему (ближайшие к нам окрестности) и бесконечный мир, лежащий за ее пределами. Этот мир состоит из бесчисленного количества звезд, подобных нашему Солнцу.

Расстояние до более далеких небесных светил (звезд) определяется наблюдениями с противоположных точек земной орбиты.

КАК РАБОТАЮТ АСТРОНОМЫ

Наблюдения в телескоп

Темная ночь. Высоко в небе сияют звезды, и при их слабом свете едва видны очертания круглого купола башни астрономической обсерватории. Время от времени купол медленно поворачивается и мы видим на нем темную прорезь, или люк, в котором на мгновение может сверкнуть стеклянный глаз телескопа.

Поднимемся в темноте по узенькой лестнице башни и войдем под купол. Там на середине круглой площадки мы видим чугунную колонну, на которой укреплена легко поворачивающаяся во все стороны длинная труба телескопа. На переднем ее конце, обращенном к небу, укреплено большое двояковыпуклое стекло — линза, или объектив. Объективом свет собирается в фокальной плоскости, где и получается изображение рассматриваемого светила. Это изображение, получаемое у нижнего конца телескопа, рассматривается в окуляр. Окуляр — это особое увеличительное стекло; оно представляет собой систему линз. В него непосредственно и смотрит наблюдатель.

Чтобы наблюдениям не мешали городской свет, дым и пыль, заполняющие нижние слои атмосферы, обсерватории обычно строят за городом и даже на горах. Ведь чем выше над землей, тем разреженнее, спокойнее, чище и прозрачнее воздух, тем лучше наблюдать небесные светила. Но даже над горами воздух часто бывает недостаточно спокойным, и лучи света

Схема телескопа-рефлектора. Слева — вогнутое зеркало; оно собирает лучи, а малое плоское зеркало дает отражение их вбок, где находится глаз наблюдателя.

от небесных тел, проходя сквозь воздушные струйки, постоянно отклоняются ими. Вот почему звездочка, видимая в телескоп, иногда дрожит и колеблется, а маленькие изображения далеких планет, на которых так хочется что-либо рассмотреть, превращаются как бы в размытые световые пятна. Воздушные струйки — враги астронома. Они резко ограничивают увеличение, даваемое телескопом. Чем сильнее увеличивает телескоп, тем более заметны волнения воздуха. Поэтому планеты рассматривают с увеличением не больше чем в 500—600 раз, хотя современные крупные телескопы могли бы увеличивать в десятки тысяч раз.

Приложите глаз к окуляру — астроном показывает вам Луну. Но почему же виден только маленький участок ее, а не вся она? Потому что чем сильнее увеличение, тем меньший «уголок» неба виден в телескоп.

Что это? Почему-то Луна быстро уходит из поля зрения — из того уголка неба, который виден в телескоп. Происходит это потому, что за время нашего наблюдения земной шар, вращаясь вокруг своей оси, успел немного повернуться, а вам кажется, что вертится небо и Луна уходит со своего места. В телескопе благодаря увеличению этот поворот Земли кажется еще более быстрым.

Но вот Луна перестала уходить из поля зрения — это астроном включил часовой механизм, который стал поворачивать телескоп с той же скоростью, с какой вращается земной шар, только в направлении, противоположном вращению Земли. Таким образом астроном как бы погасил вращение Земли.

С каждым часом Луна все ближе к горизонту, все выше поднимается нижний конец направленного на нее телескопа. Вот уже не дотянуться до окуляра и на цыпочках. Приходится пользоваться специальной лестницей. В больших обсерваториях пол сделан так, что он при помощи механических устройств может плавно подниматься или опускаться. Для этого наблюдателю достаточно нажать кнопку. Делаются также подвижные механизированные платформы для наблюдателя: они поднимают или опускают его. При помощи механизмов передвигается и купол башни. В маленьких башнях купол поворачивают рукой.

Не сразу, не в один день придуманы все эти приспособления, облегчающие работу астрономов. Техника современной обсерватории создана трудом многих поколений астрономов, инженеров, архитекторов.

В истории астрономии наряду с именами выдающихся астрономов сохраняются и произносятся с уважением имена замечательных мастеров, создававших астрономические инструменты и строивших обсерватории.

Обсерватории строились уже в глубокой древности. Правда, тогда не было еще телескопов, но уже имелись большие довольно разнообразные инструменты для определения положения звезд на небе.

На территории нашей страны, около Самарканда, сохранились остатки замечательной обсерватории XV в., построенной выдающимся узбекским астрономом и математиком первой половины XV в. Улугбеком. По ним можно представить, какие задачи ставили самаркандские исследователи неба, как развивались методы исследования небесных светил.

Потом, уже после изобретения телескопа, люди затратили много труда на то, чтобы научиться отливать большие и прозрачные стекла нужного сорта и придавать им ту точную форму,

Схема телескопа-рефрактора. Справа — линзы объектива, собирающие лучи; слева — система линз— окуляр.

которая требуется для получения отчетливых изображений небесных светил.

Телескоп был изобретен в начале XVII в., но и сейчас еще не научились изготовлять телескоп с передним стеклом — объективом — больше одного метра в поперечнике. В такой телескоп с объективом — рефрактор — из-за особого свойства стекла светила видны окруженными слабой цветной каймой, которая очень мешает наблюдениям. Чтобы избежать этого, создали другой вид телескопа — рефлектор, в котором свет собирается не выпуклым стеклом, а вогнутым зеркалом. Рефлектор изобрел английский ученый Исаак Ньютон (см. стр. 36). В рефлекторе зеркало помещают в нижнем конце телескопа, оно отражает лучи и собирает их у верхнего конца трубы, где и помещается наблюдатель. Обычно при помощи дополнительного маленького зеркала эти сходящиеся лучи отражают вбок или даже назад. В последнем случае лучи выходят из трубы сквозь отверстие в большом зеркале. При таком устройстве наблюдатель находится ближе к полу и не загораживает своей головой свет, идущий в телескоп.

Рефлектор имеет недостаток: в него отчетливо виден лишь небольшой участок неба. Наибольший телескоп такого рода, установленный в Калифорнии, имеет зеркало 5 м в поперечнике. При помощи его можно фотографировать звезды до 23-й звездной величины.

В Советском Союзе построен и работает на Крымской астрофизической обсерватории третий в мире по величине рефлектор с зеркалом диаметром 2,6 м.

В годы Великой Отечественной войны советский конструктор телескопов Д. Д. Максутов разрешил задачу, над которой долго думали изобретатели многих стран: он сконструировал телескоп, который соединяет в себе достоинства рефрактора и рефлектора и в то же время не имеет их недостатков. Максутов на верхнем конце трубы перед вогнутым зеркалом поставил выпукло-вогнутое тонкое стекло, называемое мениском (часто стекла для очков делаются в форме подобных менисков).

Каждый телескоп, в котором недостаток рефлектора устранен, требует зеркала и стекла особой формы. Для менискового телескопа изготовление и тех и других легче, так как поверхности их сферические.

По системе Максутова на советских заводах изготовлены также школьные телескопы. Они небольшого размера, но дают такое же увеличение, как рефрактор длиной почти в метр, и увеличивают наблюдаемый предмет до 70 раз, тогда как бинокли обычно имеют увеличение лишь от 2 до 8 раз.

Много различных новых астрономических приборов придумано и изготовлено как у нас,

Фотография антенн одного радиотелескопа, установленного на высоте 1700 м в районе Бюраканской астрофизической обсерватории Академии наук Армянской ССР. Радиотелескоп предназначен для исследования источников радиоизлучений небесных тел и звездных систем. Площадь зеркала телескопа 4500 м² .

Крупнейший в Европе телескоп-рефлектор. Диаметр зеркала телескопа — 2,6 м, вес зеркала — 4 Т, длина трубы — 10 м. Установлен на Крымской астрофизической обсерватории Академии наук СССР.

так и за рубежом. Изготовляют, например, особые плоские зеркала для отражения солнечных лучей. Они автоматически поворачиваются вслед за Солнцем и всегда направляют его лучи в неподвижный телескоп. Изготовляют большие телескопы разных систем и много других вспомогательных приборов для наблюдений за небесными телами.

Фотографирование звезд

Если вам удастся побывать на астрономической обсерватории, то вы, вероятно, удивитесь, узнав, что в большинство телескопов смотреть не нужно. Глаз наблюдателя там давно заменила фотографическая пластинка. На ней получают «портреты» небесных светил и целых участков неба. На одном снимке можно сразу увидеть десятки тысяч звезд. Вместо того чтобы тратить много часов на изучение каждой из этих звезд по очереди, сидя, например, зимой на морозе в башне, астрономы изучают снимки в теплой комнате и сравнивают фотографии, снятые в разное время. Так астрономы узнают об изменениях, происходящих в расположении звезд, их яркости, движении в пространстве. С помощью фотографических снимков определяют расстояние до звезд и выясняют причины изменения блеска некоторых из них.

Для удобства сравнения снимков их рассматривают попарно в приборе, похожем на стереоскоп, или в других приборах, где снимки видны поочередно, быстро, один за другим. На обсерваториях целые шкафы заполнены снимками звезд, полученными за многие годы.

Чтобы установить движение какой-либо далекой звезды, несущейся со скоростью в несколько десятков километров в секунду, надо сравнить ее снимки, сделанные с промежутком времени в несколько десятилетий. На двух таких снимках положение звезды, изучаемое под микроскопом, будет различаться на несколько сотых или даже тысячных долей миллиметра.

Вот какие крохотные величины измеряют астрономы, чтобы определить огромные скорости движения далеких небесных тел.

Но результаты таких измерений нужно еще подсчитать. Для этого служат специальные машины — арифмометры; они сами умножают и делят большие числа, если нажать на этих машинах нужные кнопки. Несравненно быстрее вычисления выполняются на счетно-аналитических и электронных машинах.

Большой телескоп системы Шмита. Установлен на астрофизической обсерватории Академии наук Армянской ССР.

Есть на обсерваториях приборы, которыми точно измеряют силу света звезд и даже получаемое от них тепло. Какая это сложная и требующая огромной точности работа, можно себе представить по такому примеру. От гигантской звезды Бетельгейзе в созвездии Ориона до Земли доходит так мало тепла, что если собирать его в течение года при помощи вогнутого зеркала диаметрам в 2,5м, то им можно нагреть наперсток воды всего лишь на 1°. И все же приборы улавливают и такое незначительное тепло.

Спектральный анализ

Когда солнечный луч проходит через стеклянную трехгранную призму, он разбивается на составные части — лучи всех цветов радуги.

Свет, разложенный на его составные части, называется спектром, а прибор для получения и рассматривания спектров — спектроскопом.

Радуга, сверкающая после дождя на небе, это и есть спектр Солнца, образованный капельками воды, находящимися в воздухе. Но спектроскоп дает спектр Солнца чище. Кроме того, в нем на фоне радужной полоски видны пересекающие ее в разных местах многочисленные темные линии. Они говорят о многом. Их значение вы сейчас поймете.

Раскаленная нить электрической лампочки, пламя свечи и расплавленный металл тоже дают спектр в виде радужной полоски, но в таких полосках спектра темных линий не видно. Спектры разреженных газов, например светящихся в трубках, которыми теперь стали украшать вывески и витрины магазинов, имеют вид цветных линий на темном фоне.

Ученые установили, что каждое вещество, находящееся в состоянии светящихся паров или газов, дает в спектре свои собственные, всегда одни и те же цветные линии.

Например, пары металла натрия всегда дают в спектре одну и ту же яркую желтую линию, т. е. свет натрия состоит из одних лишь желтых лучей. Натрий входит в состав поваренной соли. Внесите на кончике перочинного ножика крупинки соли в пламя свечи, и оно окрасится в желтый цвет. Спектры других веществ состоят из большого числа иных линий разного цвета. По положению таких линий в спектре сложного вещества можно узнать его состав. Если составные части этого вещества, превратившись в пар, засветятся, то каждое из них заявит о себе в спектре определенными цветными линиями. Так по спектру выясняют химический состав газов.

Менисковый телескоп системы Д. Д. Максутова находится на Пулковской обсерватории.

Определение химического состава небесных тел

С помощью спектрального анализа ученые точно узнали химический состав звезд, комет и туманностей — все они состоят из известных на Земле химических элементов.

Это открытие ученых было торжеством материалистической науки. Оно доказало ошибочность утверждений некоторых философов прошлого века, что человеческое познание ограниченно и люди никогда не смогут узнать химический состав небесных светил.

Однако вернемся к спектру Солнца, перерезанному темными линиями, и к похожим на него в этом Отношении спектрам звезд. Тайна этих темных линий выяснилась, когда между спектроскопом и пламенем свечи, дающей спектр в виде радужной полоски без линий, поместили газ, более холодный, чем пламя. В радужной полоске спектра появились темные линии, причем в тех самых частях спектра, где этот газ сам по себе давал бы в спектре цветные линии. Оказалось, что газ поглощает из состава спектра более горячего источника света (в данном опыте — свечи) те самые лучи, которые он сам излучает в раскаленном состоянии. Отсюда ученые сделали вывод, что раскаленные поверхности Солнца и звезд дают спектры в виде радужных полосок, но эти поверхности окружены разреженными и менее раскаленными газами, которые и вызывают появление в спектре темных линий. Эти газы образуют

вокруг Солнца и звезд атмосферы, химический состав которых можно узнать по темным линиям спектра. Заметим, что поверхности Солнца и звезд хотя и дают такой же спектр, как жидкие и твердые раскаленные тела, но состоят из раскаленных наэлектризованных газов, более плотных, чем окружающие их атмосферы.

Спектры светил говорят нам не только о химическом составе светил. В них можно «прочитать» еще многое, если изучить «спектральную грамоту». Например, у сравнительно холодного тела самой яркой оказывается красная часть спектра. Чем горячее тело, тем менее ярки красные лучи в его спектре по сравнению с остальными и тем белее цвет тела. Так ученые определяют температуру звезд по их цвету или спектру.

Уже давно ученые высказали предположение, что, когда источник света движется относительно наблюдателя, линии в его спектре должны немного смещаться: при приближении источника света в сторону фиолетового конца спектра, и тем больше, чем больше скорость движения источника света, при удалении — к красному концу спектра.

Русский ученый, акад. А. А. Белопольский (см. стр. 201) при помощи сложных и точных опытов подтвердил, что линии спектра действительно смещаются именно таким образом.

Зеркально-линзовый телескоп системы Г. Г. Слюсарева для фотографирования звезд и туманностей. Установлен на Пулковской обсерватории.

Меридианный круг — инструмент для определения точных положений звезд.

После этого стало возможным уверенно определять по спектру скорости и направления движения небесных тел, а в связи с этим было сделано много и других интересных открытий. О них рассказывается во многих статьях этого тома.

Хотя на фотографиях спектры не получаются цветными, ученые теперь достаточно хорошо знают, какому именно цвету соответствует то или другое место на черно-белой фотографии спектра.

Прежде чем астроном из своих наблюдений сделает тот или иной вывод, ему обычно приходится производить много разных измерений и вычислений.

Определение точного времени и координат светил

На обсерваториях есть инструменты, при помощи которых определяют точнейшим образом время — проверяют часы. Без такого точного учета времени астрономические наблюдения теряют свою ценность. Время устанавливают по положению, которое занимают светила над горизонтом. Часы обсерватории помещают в глубокие подвалы, для того чтобы они шли как можно точнее и равномернее в промежутке между вечерами, когда их проверяют по положению звезд. В таких подвалах круглый год сохраняется по-

стоянная температура. Это очень важно, так как изменения температуры влияют на ход часов.

За последние годы для хранения времени вместо часов с маятником стали все чаще применять гораздо более точные кварцевые часы. Кварцевые часы — это кристалл кварца, в котором электромагнитные колебания, когда они в нем возбуждены, поддерживают свою частоту с гораздо большим постоянством, чем колебания маятника в самых лучших часах при самых лучших условиях.

Для передачи сигналов точного времени по радио на обсерватории имеется специальная сложная часовая, электрическая и радиоаппаратура. Передаваемые из Москвы сигналы точного времени — одни из самых точных в мире. Определение точного времени по звездам, хранение времени при помощи точных часов и передача его по радио составляют Службу времени.

На обсерваториях при помощи специальных телескопов определяют так же положение светил на небе — их координаты. Эта работа выполняется с огромной точностью.

Радиоастрономия

До недавнего времени астрономы изучали свет, излучаемый небесными светилами, при помощи телескопов. Свет — это электромагнитная энергия, распространяющаяся волнами такой длины, при которой лучи света воспринимаются глазом. При помощи особых приборов и фотографии можно воспринимать и изучать недоступные глазу ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.

Ультрафиолетовые лучи имеют длину волны меньшую, чем видимые лучи. Еще меньше она у рентгеновских лучей, но такие коротковолновые лучи от светил через земную атмосферу не проходят. Однако подъем некоторых приборов в верхние слои атмосферы и за ее пределы на геофизических ракетах и на искусственных ·спутниках Земли позволяет улавливать и изучать коротковолновое излучение небесных светил.

У инфракрасных лучей, наоборот, длина волны больше, чем у видимых лучей. За ними в направлении увеличения длины волны идут тепловые лучи. Они также воспринимаются специальными приборами. Еще дальше начинается область радиоволн. Многие радиоволны, идущие, как выяснилось, от небесных светил, задерживаются земной атмосферой. Но атмосфера свободно пропускает волны от нескольких миллиметров и сантиметров до нескольких метров. Это выяснилось в сороковых годах 2.0 в., когда впервые было уловлено радиоизлучение, идущее из глубин космического пространства. Тогда и стали изготовлять радиотелескопы. Они собирают радиоизлучение небесных светил.

Радиотелескопы бывают двух видов. Это либо вогнутое металлическое, иногда решетчатое зеркало, либо рама, на которой параллельно друг другу установлены металлические стержни; в них и возникают электромагнитные колебания. Законы отражения лучей таковы: чем больше длина волны, тем менее точно может быть изготовлена форма отражающей поверхности. Поэтому требования к точности при изготовлении зеркал для радиотелескопов гораздо меньшие, чем при изготовлении собирающих свет оптических телескопов-рефлекторов. Это дает возможность строить радиотелескопы с зеркалами гораздо большего размера, чем у оптических телескопов. Их диаметры достигают десятков ,а у некоторых радиотелескопов и сотен метров. Это позволяет улавливать очень слабое радиоизлучение от очень далеких космических источников.

Радиоизлучение, приходящее к нам от небесных тел, бывает двух видов — тепловое и нетепловое. Раскаленное тело всегда посылает электромагнитное излучение всех видов, в частности и радиоволны. Это тепловое радиоизлучение. Его интенсивность зависит от температуры тела и его свойств. Нетепловое радиоизлучение, иногда и очень мощное, может возникать при различных физических процессах, в частности при торможении магнитным полем электронов, летящих со скоростью, близкой к скорости света.

Установлено, что различные оболочки Солнца посылают радиоизлучение. Мощность его колеблется в колоссальных пределах, отражая происходящие на Солнце сложнейшие физические процессы. Радиоволны излучаются также в атмосферах планет Венеры и Юпитера. Их интенсивно излучают газовые туманности — массы разреженного и наэлектризованного, а также нейтрального газа. Наконец, многие гигантские звездные системы также являются источниками радиоизлучения и некоторые из них испускают радиоволны с колоссальной силой.

Изучение радиоизлучения небесных тел и причин, его вызывающих, чрезвычайно расширяет наши представления о небесных телах, их системах, о строении и поведении их вещества и об электромагнитном излучении вообще.

Часть мощного радиотелескопа, установленного на радиоастрономической обсерватории Института радиофизики и электроники Академии наук Украинской ССР. Радиотелескоп может принимать радиоизлучение очень далеких от нас небесных тел.

Радиотелескоп, установленный на Пулковской обсерватории.

Радиоастрономия — новая увлекательная наука. Кроме радиотелескопа, она располагает еще другим интересным инструментом — радиолокатором. Радиолокатор посылает с Земли короткие радиоволны узким направленным пучком, так что их энергия почти не рассеивается. Радиоволны, посланные радиолокатором, отражаются многими предметами и наэлектризованными газами. По времени прохождения импульса радиоволн от радиолокатора и обратно, после их отражения от предмета, можно определить расстояние до предмета и скорость его движения, так как скорость распространения радиоволн известна.

Радиолокация, применявшаяся сначала в военном деле, стала новым очень точным мето-

дом определения расстояния от Земли до Луны и до многих планет. При ее помощи с достаточной точностью определяют высоту следов, оставляемых «падающими звездами» — метеорами, и скорость частиц вещества, которые их производят, когда влетают из межпланетного пространства в земную атмосферу.

Радиолокация открывает широкие перспективы, в частности она со временем даст возможность «прощупывать» рельеф поверхности планет, окутанных густыми облаками, сквозь которые в обычный телескоп мы эту поверхность не видим.

Где работают астрономы

Научную работу астрономы ведут на обсерваториях и в астрономических институтах. В институтах занимаются преимущественно теоретическими исследованиями.

В дореволюционной России были основаны крупнейшая тогда в мире Пулковская обсерватория (1839) и ряд других обсерваторий, главным образом при университетах.

Башня большого солнечного телескопа Крымской астрофизической обсерватории Академии наук СССР.

В советскую эпоху в нашей стране созданы Институт теоретической астрономии в Ленинграде, большие астрофизические обсерватории в Крыму, Армении, Грузии, новая астрономическая обсерватория близ Киева и ряд других обсерваторий.

Скромная ранее Московская обсерватория преобразована в Астрономический институт им. П. К. Штернберга при Московском государственном университете.

На всех обсерваториях ведется научная работа по согласованному плану.

Много астрономических обсерваторий имеется и в других странах. Из них наиболее известны старейшие из существующих — Парижская и Гринвичская, от меридиана которой ведется счет географических долгот на земном шаре. Недавно Гринвичская обсерватория перенесена на новое место, дальше от Лондона, где много помех для ночных наблюдений неба. Самые крупные в мире телескопы установлены в Калифорнии (Соединенные Штаты Америки) на обсерваториях Маунт-Паломар, Маунт-Вильсон и Ликской и на Крымской астрофизической обсерватории Академии наук СССР. Ликская обсерватория построена в конце XIX в., а остальные — уже в XX в.

Готовят астрономов в СССР в университетах на механико-математических или физико-математических факультетах.

ПО ОТЕЧЕСТВЕННЫМ ОБСЕРВАТОРИЯМ

В конце XIX и начале XX в. астрономические обсерватории в России были при восьми университетах (а всего их было десять). На них работали по 2—3 ученых, редко больше. Свою исследовательскую, в частности и ночную, наблюдательскую работу они вели наряду с учебными занятиями. Только одна Пулковская обсерватория (см. стр. 197), сооруженная под Петербургом, имела в своем штате 10—15 астрономов, которые были заняты исключительно научной работой.

С установлением Советской власти в нашей стране началось бурное развитие науки, в частности и астрономии. Старые обсерватории стали расширяться и улучшаться, возник ряд новых астрономических учреждений.

Вероломное нападение фашистов на нашу Родину нанесло тяжелые раны и отечественной

астрономии. Фашистские варвары разрушили дотла знаменитую Пулковскую обсерваторию и ее отделение в Симеизе (Крым). Однако в короткий срок благодаря заботе партии и правительства о развитии науки и самоотверженному труду ученых разрушенные обсерватории были восстановлены и стали еще прекраснее и обширнее. Созданная мощная оптическая промышленность обеспечила их первоклассными телескопами и другими астрономическими инструментами и приборами. Если раньше телескопы и всякие приспособления к ним приходилось заказывать за рубежом, то теперь мы изготовляем все это не только для себя, но и для многих других стран.

Параллельно с ростом наших технических возможностей развивалась и конструкторская мысль. Наиболее значительным было изобретение в Советском Союзе Д. Д. Максутовым менисковых телескопов. Менисковые телескопы значительных размеров установлены на ряде отечественных и зарубежных обсерваторий.

Большое значение не только для отечественной, но и для мировой науки имеет то обстоятельство, что многие новые обсерватории построены на юге Советского Союза, где воздух прозрачнее, чаще бывает безоблачное небо, а летом нет «белых ночей». Наши новые обсерватории, открытые в различных местах страны, позволяют теперь астрономам непрерывно следить за разными небесными явлениями.

Известная во всем мире Пулковская обсерватория продолжает свои славные традиции по точнейшему определению положения звезд на небе и их движений. Для более полного охвата наблюдениями всего неба экспедиция обсерватории уже несколько лет ведет

определение положений звезд в Чили (Южная Америка). Видное место в работах Пулковской обсерватории занимает также и изучение физической природы небесных тел — астрофизика, в особенности изучение Солнца. В Пулкове работают выдающиеся астрономы А. А. Михайлов, М. С. Зверев и другие. Здесь разрабатываются все отделы астрономии, в частности радиоастрономия. В Пулкове находится один из самых крупных радиотелескопов. При его помощи изучено радиоизлучение ядра нашей звездной системы.

Вместе с тем уже давно стали развиваться обсерватории с более узкими задачами. Так, например, для изучения движения полюсов по поверхности Земли в России в конце XIX и в начале XX в. на одинаковой широте, но на разных географических долготах были установлены небольшие, так называемые широтные станции. В СССР сейчас созданы дополнительно новые станции. Колебания широт, т. е. движения полюса, изучаются у нас во многих местах, например в Полтаве, Москве, Пулкове, Горьком, Иркутске.

Самая крупная астрофизическая обсерватория Советского Союза — Крымская. Кроме огромного телескопа с зеркалом диаметром 2,6 м, там имеется рефлекторе зеркалом 1,25 м. Для непрерывного изучения Солнца установлены специальные башенные и другие телескопы. В них следят за разными явлениями на Солнце, фотографируют Солнце и его спектр, снимают кинофильмы.

Особенно успешно астрономы А. Б. Северный и Э. Р. Мустель изучали здесь вспышки горячих газов на Солнце. Эти вспышки и другие явления на Солнце они объяснили существованием в солнечной атмосфере переменного

Симеизская обсерватория (отделение Крымской астрофизической обсерватории Академии наук СССР).

магнитного поля. На Крымской обсерватории Н. А. Козырев наблюдал выделение вулканических газов на Луне. Видное место в работе обсерватории занимает изучение блеска и цвета множества звезд и исследование на этой основе поглощения света и распределения звезд в пространстве. Многие работы ведутся при помощи точнейших электрофотометрических методов, разработанных В. Б. Никоновым. Особенно интенсивно изучаются здесь спектры звезд. По ним определяется количественный химический состав звезд и строение их атмосфер.

Крымскую обсерваторию создал покойный академик Г. А. Шайн (см. стр. 208). Со своими сотрудниками он открыл новым способом много газовых туманностей и изучил их формы и физическую природу. Телескоп обсерватории с диаметром зеркала 2,6 м носит имя Г. А. Шайна.

По соседству с Крымской обсерваторией недавно разместилось новое более скромное научное учреждение — Крымская станция Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга. Так как этот институт находится в Москве на Ленинских горах и многие астрономические наблюдения в условиях большого города проводить невозможно, астрономы института приезжают вести наблюдения в Крым или на горную станцию вблизи Алма-Аты.

На Крымской станции изучают инфракрасные спектры планет и звезд, и особенно звездные скопления, переменные звезды и звездные системы — галактики.

Изучением переменных звезд Московская обсерватория, ныне Институт имени П. К. Штернберга, прославилась уже давно, поэтому не удивительно, что в этом институте по поручению международного Астрономического союза еще много лет назад под руководством П. П. Паренаго и Б. В. Кукаркина ведется каталогизация переменных звезд. Их известны уже тысячи, сведения о них ежегодно пополняются, и все это надо держать на учете. Для этого в институте заведены тысячи карточек, куда вносятся все данные о переменных звездах. Здесь изучают также движения звезд и структуру звездных скоплений и галактик, выпускают много разных каталогов.

На кафедре астрофизики института особенно больших успехов добился И. С. Шкловский в области анализа наблюдений, получаемых радиотелескопами. Например, им была предсказана возможность обнаружения радиоизлучения нейтрального водорода, объяснена причина аномального радиоизлучения некоторых небесных тел. В отделе планет института по фотографиям обратной стороны Луны, полученным советской межпланетной автоматической станцией, создан первый глобус Луны. На кафедре небесной механики изучается, в частности, теория движения искусственных небесных тел; здесь есть счетная станция с электронными машинами. Более мощная современная вычислительная станция имеется в Ленинграде в Институте теоретической астрономии, где также изучают траектории искусственных спутников Земли, а также ведут важнейшую работу по составлению астрономических ежегодников (календарей), по вычислению орбит небесных тел и разрабатывают методы небесной механики. Возглавляет институт М. Ф. Субботин.

На лесистом горном хребте, над курортом Абастумани, расположилась большая обсерватория Грузинской Академии наук. Здесь благодаря заботам ее основателя Е. К. Харадзе установлены самый крупный — диаметром 70 см — менисковый телескоп, рефрактор диаметром 40 см и другие приборы. Эта обсерватория астро-

Башни телескопов Института астрофизики Академии наук Казахской ССР.

физическая. На ней изучают Солнце, исследуют поглощение света в пространстве, и ведут массовую классификацию звездных спектров. Гостеприимные двери обсерватории часто открываются для советских и иностранных астрономов, мечтающих вести наблюдения под южным небом Грузии.

Армянская Академия наук после войны построила мощную звездно-астрономическую обсерваторию на склоне горы Алагез (Арагац) вблизи Еревана. Ее основатель и директор — один из крупнейших астрофизиков мира, академик В. А. Амбарцумян — создал в СССР первую школу теоретической астрофизики. Амбарцумян впервые выяснил многие законы свечения газовых туманностей, создал теорию свечения Млечного Пути, теорию прохождения света в мутных средах и др. За последние годы особое внимание ученых привлекли его исследования происхождения и развития звезд и звездных систем.

В. А. Амбарцумян обнаружил рассеянные группы звезд, имеющих сходную физическую природу. Он назвал их ассоциациями и привел доводы в пользу того, что это молодые, сравнительно недавно возникшие звезды. Таким образом оказалось, что звезды непрерывно образуются и в наше время.

В. А. Амбарцумян считает, что звезды возникают из еще неизвестного нам сверхплот-

главный корпус и башни телескопов астрофизической обсерватории Академии наук Армянской ССР.

Башни телескопов Крымской астрофизической обсерватории

Студенты Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова на практических занятиях в Государственном астрономическом институте им. П. К. Штернберга.

ного, дозвездного вещества путем его дробления. И в этом заключается особенность его взглядов. Идя дальше по этому пути, он защищает гипотезу, что и гигантские звездные системы — галактики — также возникают путем дробления сверхплотного вещества. При этом возникают группы галактик, разлетающихся во все стороны с большой скоростью. Обсуждение этих воззрений и их проверка являются одной из актуальнейших проблем современной астрономии.

В предгорьях Тянь-Шаня, спускающихся к Алма-Ате, раскинулась построенная после

войны обсерватория Казахской Академии наук. Она основана академиком В. Г. Фесенковым. На ней установлен первый большой менисковый телескоп. При его помощи составлен прекрасный атлас газовых и пылевых туманностей в полосе Млечного Пути. В. Г. Фесенков широко известен работами во многих областях астрономии: он изучал зодиакальный свет, падение Сихотэ-Алинского метеорита, отражение света Луной, движения и цвет звезд, цепочки звезд в Млечном Пути. Первым в нашей стране он разрабатывал вопросы происхождения солнечной системы, физической природы звезд рассеяния света в земной атмосфере и многие другие. На небольшой обсерватории в самой Алма-Ате Г. А. Тихов положил начало астробиологии. После войны этот виднейший пулковский астрофизик, один из первых исследователей точного цвета звезд и солнечной короны, остался в Алма-Ате, куда эвакуировался во время войны. Здесь он впервые стал изучать спектр света, отраженного растениями, и, сравнивая его со светом, отраженным от Марса, пытался выяснить, есть ли растения на этой планете. Не все его предположения в этой области разделяются учеными. Но работы Г. А. Тихова вызвали у астрономов большой интерес к вопросу о возможности жизни на других планетах. Две обсерватории есть в Киеве: старая — университетская и новая — Украинской Академии наук. Первая невелика; на ней работает видный астроном С. К. Всехсвятский. Он доказал быстрое истощение комет с коротким периодом обращения и изучил изменения блеска многих из них. С. К. Всехсвятский полагает, что кометы возникают путем вулканических извержений с поверхности планет-гигантов или их спутников. Взгляд этот, впрочем, имеет мало сторонников. С. К. Всехсвятский — ученик известного астронома С. В. Орлова, преемника знаменитого Ф. А. Бредихина в области

изучения комет. Трудами С. В. Орлова завершилась разработка теории, объясняющей формы комет законами механики. Теперь эта теория развивается дальше уже на физической основе.

Молодая обсерватория Академии наук Украинской ССР оснащена довольно хорошо. Она ведет работы по определению положений, блеска и цвета светил при помощи фотографии. Ее основал А. Я. Орлов, известный своими исследованиями колебаний земной оси, приливов в твердом теле Земли и изучением силы тяжести.

В последние годы благодаря заботам В. П. Цесевича широко развернула работу Одесская университетская обсерватория. В ней ведутся исключительно обширные работы по исследованию переменных звезд и метеоров. Такой же профиль работы имеет и обсерватория в Душанбе (Таджикская ССР).

Переменными звездами в прошлом довольно много занималась и университетская обсерватория им. В. П. Энгельгардта под Казанью.

Д. Я. Мартынов изучил на ней ряд особенно интересных звезд, периодически затмевающих друг друга. Там же систематически следят за всеми новооткрытыми кометами и изучают покачивание Луны вокруг ее оси (либрацию).

Ташкентская обсерватория сравнительно старая. Она известна больше всего изучением движений звезд в скоплениях, исследованиями Солнца и переменных звезд.

Менее крупные, но в настоящее время быстро растущие обсерватории имеются в Тарту, Риге, Вильнюсе, Ростове, Харькове, в районе Новосибирска, в Свердловске, Николаеве, под Кисловодском и в других местах.

Строится новая большая обсерватория на горе Пиркули в районе Шемахи (Азербайджанская ССР).

В кратком обзоре невозможно дать полное представление о большой и интересной работе советских обсерваторий и ученых. Но и из изложенного видно, как велика сеть наших отечественных обсерваторий и какую разнообразную работу они ведут.

ЧТО МЫ ЗНАЕМ О ВСЕЛЕННОЙ

ЗВЁЗДНОЕ НЕБО

Не будет ошибкой сказать, что если бы звездное небо было видно только с какого-нибудь одного места Земли, то к этому месту непрерывно шли бы толпы людей, чтобы полюбоваться великолепным зрелищем.

Для нас, людей XX в., звездное небо представляется особенно величественным потому, что мы знаем природу звезд; ведь каждая из них — это солнце, т. е. гигантский раскаленный газовый шар.

Звезд на небе в темную ночь видно так много, что, кажется, и сосчитать их нельзя. Но астрономы задолго до изобретения телескопа сосчитали все звезды, которые видны на небе простым, или, как говорят, невооруженным, глазом. Оказалось, что на небе (включая и небо южного полушария) в ясную безлунную ночь можно увидеть при нормальном зрении около 6000 звезд.

Если внимательно поглядеть на звездное небо, то нетрудно заметить, что звезды на нем различны по своей яркости, или, как говорят

астрономы, по своему видимому блеску. Наиболее яркие звезды условились называть звездами 1-й звездной величины (название «звездная величина» характеризует не размеры звезд, а только их видимый блеск). Звезды, которые по своему блеску в 2,5 раза (точнее, в 2,512 раза) слабее звезд 1-й величины, получили наименование звезд 2-й звездной величины. К звездам 3-й звездной величины отнесли звезды, которые слабее звезд 2-й величины также в 2,5 раза (опять-таки если говорить точно, то в 2,512 раза) и т. д. Самые слабые по блеску звезды, доступные невооруженному глазу, были причислены к звездам 6-й звездной величины — они слабее звезд 1-й звездной величины в 100 раз.

Всего на небе наблюдается 20 наиболее ярких звезд, о которых обычно говорят, что это звезды 1-й величины. Но это не значит, что они имеют одинаковый блеск. На самом деле одни из них несколько ярче 1-й величины, другие несколько слабее и только одна звезда почти в точности 1-й величины. Такое же положение и со звездами 2-й, 3-й и последующих величин. Поэтому для точного обозначения блеска той или иной звезды приходится прибегать к дробям. Так, например, те звезды, которые по своему блеску находятся посредине между звездами 1-й и 2-й звездной величины, считают звездами 1,5 звездной величины. Есть звезды, имеющие звездные величины 1,6; 2,3; 3,4; 5,6 и т. д.

Из 20 звезд, причисляемых к звездам 1-й величины, выделяется несколько особенно ярких звезд. Они гораздо ярче других звезд, причисленных к 1-й величине. Для точного обозначения их видимого блеска ввели нулевую и отрицательные звездные величины. Так, например, самая яркая звезда северного полушария неба — Вега — имеет блеск 0,1 звездной величины, а самая яркая звезда всего неба — Сириус — имеет блеск минус 1,6 звездной величины. (Это звезда южного неба, но она видна и в большей части северного полушария Земли.) У всех звезд, которые мы видим невооруженным глазом, и у очень многих более слабых, которые видны только в телескоп, точно измерена их звездная величина.

Если на какой-либо участок звездного неба посмотреть в бинокль, то уже можно увидеть много слабосветящихся звездочек, не видимых невооруженным глазом. В обычный театральный бинокль видны звезды до 7-й звездной величины, а в призменный полевой бинокль — звезды до 8—9-й звездной величины. В теле-

скопы же видно множество еще более слабосветящихся звезд. Так, например, в сравнительно небольшой телескоп (с поперечником объектива 80 мм) видны звезды до 12-й звездной величины. В более мощные современные телескопы можно наблюдать звезды до 18-й звездной величины. На фотографиях, снятых при помощи крупнейших телескопов, можно увидеть звезды до 23-й звездной величины. По блеску они в 6 млн. раз слабее самых слабосветящихся звезд, которые мы видим невооруженным глазом.

Невооруженному глазу, как уже было сказано, на небе доступно около 6000 звезд, а в самые мощные современные телескопы можно наблюдать миллиарды звезд.

На звездном небе можно заметить яркие и близко расположенные друг к другу звезды. Если они напоминают собой какую-либо фигуру, их легко запомнить. Такие группы звезд еще в древности назвали созвездиями и каждому из них дали свое название (см. карту звездного неба, стр. 64—65).

Созвездия на небе были выделены по признаку видимой близости звезд. Но эта близость— явление чисто перспективное. В действительности же звезды одного и того же созвездия могут быть удалены от нас на весьма различные расстояния.

Звезды не стоят на небе неподвижно. Они движутся в мировом пространстве. Но они очень далеки от нас, и их перемещения в пространстве (так называемые собственные движения звезд) незаметны для глаза. Поэтому люди из поколения в поколение видят те же созвездия, в которых взаимное расположение звезд остается неизменным.

Очень интересно созвездие Большой Медведицы. По расположению своих семи наиболее ярких звезд оно напоминает ковш или кастрюлю. Большую Медведицу легко отыскать на небе во всякое время ночи, только в разное время ночи и в разное время года это созвездие бывает видно то низко (в начале вечера осенью), то высоко (летом), то в восточной стороне небосвода (весной), то в западной (в конце лета). По этому созвездию можно отыскать Полярную звезду. Для этого надо через две крайние звезды в передней стенке ковша провести прямую линию. Эта линия и укажет Полярную звезду. Под Полярной звездой на горизонте всегда находится точка севера. Если смотреть на Полярную звезду, то лицо обращено будет к северу, за спиной будет юг, направо — восток, налево — запад.

Созвездие Большой Медведицы не ограничивается только семью звездами. Ковш и ручка ковша — это только часть туловища и хвост воображаемой фигуры Большой Медведицы, которую прежде рисовали на звездных картах. Передняя часть туловища и голова медведицы находятся справа от ковша, когда ручка ковша обращена влево. Они, как и лапы Большой Медведицы, образованы множеством слабых звезд 3-й, 4-й и 5-й звездной величины.

Созвездие Большой Медведицы нужно знать не только для отыскания на горизонте точки севера, но и для начала поисков всех других созвездий. Ориентируясь на уже знакомые очертания Большой Медведицы, легче разобраться в окружающих звездных «узорах».

В каждом созвездии яркие звезды обозначаются буквами греческого алфавита: α (альфа), β (бета), γ (гамма), δ (дельта), ε (эпсилон), ζ (дзета), η (эта), θ (тета), ι (йота), κ (каппа), λ (ламбда), μ (ми) ,ν (ни), ξ (кси), ο (омикрон), π (пи), ρ (ро), σ (сигма), τ (тау), υ (ипсилон), φ (фи), χ (хи), ψ (пси), ω (омега).

Если звезд в созвездии много и букв алфавита недостаточно, то прибегают к числовым обозначениям, например: звезда 61 в созвездии Лебедя. Наиболее ярким звездам с древних времен присвоены собственные имена: Сириус, Вега и др.

Звезды ковша Большой Медведицы также имеют буквенные обозначения, они указаны на карте звездного неба. Все эти звезды, кроме δ (дельты), 2-й звездной величины; δ (дельта)-3-й величины. Из них особенно интересна средняя звезда в ручке ковша. Кроме буквенного обозначения, она носит и особое имя — Мицар. Рядом с ней невооруженным глазом можно заметить слабенькую звездочку 5-й величины— Алькор. Мицар и Алькор — наиболее легко наблюдаемая двойная звезда. Она была известна еще средневековым арабским астрономам, которые и присвоили звездам эти имена. В переводе с арабского языка эти имена означают «конь» (Мицар) и «всадник» (Алькор).

Откуда же взялись такие странные названия созвездий, например Большая Медведица?

Когда люди в древности наблюдали звездное небо, они обратили внимание на отдельные группы ярких звезд. Фантазия помогла в расположении звезд увидеть очертания сказочных героев или животных. Поэтому почти с каждым созвездием связаны какая-нибудь древняя легенда или миф. Так, например, у древних греков существовала легенда, что всемогущий бог Зевс решил взять себе в жены прекраснейшую нимфу Каллисто, одну из служанок богини Афродиты, вопреки желанию последней. Чтобы избавить Каллисто от преследований богини, Зевс обратил Каллисто в медведицу и взял к себе на небо. О Малой Медведице древние греки рассказывали, что это якобы любимая собака Каллисто, обращенная в медведицу вместе со своей хозяйкой. Позднее,

уже независимо от этой легенды, именем Каллисто астрономы назвали одного из спутников планеты Юпитер.

О созвездиях Кассиопеи, Цефея, Андромеды, Пегаса и Персея сложилась другая легенда. Когда-то, в незапамятные времена, у мифического царя эфиопов Цефея была красавица жена — царица Кассиопея. Однажды Кассиопея имела неосторожность похвастать своей красотой в присутствии нереид — мифических жительниц моря. Обидевшись, завистливые нереиды пожаловались богу моря Посейдону, и он напустил на берега Эфиопии страшное чудовище — кита. Чтобы откупиться от кита, опустошавшего страну, Цефей, по совету оракула, вынужден был отдать на съедение чудовищу свою любимую дочь Андромеду. Он приковал ее к прибрежной скале, и каждую минуту Андромеда ожидала, что из морской пучины вынырнет кит и проглотит ее.

В это время мифический герой древней Греции Персей совершал один из своих подвигов: он проник на уединенный остров на краю света, где обитали три страшные женщины — горгоны с клубками змей на голове вместо волос. Взгляд горгоны превращал в камень все живое. Воспользовавшись сном горгон, Персей отсек голову одной из них по имени Медуза, и из разрубленного тела ее выпорхнул крылатый конь Пегас. Две другие горгоны, проснувшись, хотели броситься на Персея, но он вскочил на крылатого Пегаса и, держа

в руках драгоценную добычу — голову Медузы, полетел домой. Пролетая над Эфиопией, Персей заметил прикованную к скале Андромеду. К ней уже направлялся кит, вынырнувший из морских пучин. Персей вступил в смертельный бой с чудовищем. Ему удалось одолеть кита лишь после того, как он направил на него леденящий взгляд мертвой головы Медузы. Кит окаменел и превратился в небольшой остров, а Персей, расковав Андромеду, привел ее к Цефею и женился на ней. Главных героев этого мифа фантазия древних греков поместила на небо. Так появились сохраняющиеся и теперь названия созвездий Цефея, Кассиопеи, Андромеды, Пегаса, Персея.

Вращение звездного неба

Днем по небосводу движется Солнце. Оно восходит, поднимается все выше и выше, потом начинает опускаться и заходит. Нетрудно убедиться, что и звезды тоже перемещаются по небосводу.

Выберите для наблюдения такое место, откуда небо хорошо видно, и заметьте с него,

над какими предметами, видимыми на горизонте (домами или деревьями), Солнце видно утром, в полдень и вечером. Придите на это место после захода Солнца, заметьте наиболее яркие звезды в тех же сторонах неба и отметьте время наблюдения по часам. Если вы придете на то же место через час или два, то убедитесь, что все замеченные вами звезды переместились слева направо. Так, звезда, которая находилась в стороне утреннего Солнца, поднялась на небосводе, а звезда, которая была в стороне вечернего Солнца, опустилась.

Все ли звезды движутся по небосводу? Оказывается, все, и притом одновременно. Можно сказать, что все небо с находящимися на нем звездами как бы вращается каждые сутки вокруг нас.

Ту сторону неба, где Солнце видно в полдень, называют южной, противоположную — северной. Понаблюдайте в северной стороне неба сначала над звездами, близкими к горизонту, а потом над более высокими. Вы увидите, что чем выше от горизонта звезды, тем менее заметно их передвижение. На небе можно

найти и такую звезду, передвижение которой в течение всей ночи почти незаметно, и чем ближе к этой звезде другие звезды, тем менее заметно их движение. Эту звезду назвали Полярной, мы уже знаем, как найти ее по звездам Большой Медведицы.

Когда мы смотрим на Полярную звезду, точнее, на неподвижную точку рядом с ней — на северный полюс мира, направление нашего взгляда совпадает с направлением оси звездного неба. Сама ось вращения звездного неба называется осью мира.

Вращение неба вокруг Земли — явление кажущееся. Причина его заключается во вращении Земли. Подобно тому как человеку, кружащемуся по комнате, представляется, будто вся комната кружится вокруг него, так и нам, находящимся на вращающейся Земле, кажется, что вращается небо. В древности, наблюдая суточное вращение неба, люди сделали глубоко ошибочный вывод, что звезды, Солнце и планеты ежесуточно обращаются вокруг Земли. На самом же деле, как это установил в XVI в. Коперник, видимое вращение звездного неба — только отражение суточного вращения Земли вокруг своей оси. Однако звезды все же движутся. Не так давно астрономы установили, что все звезды нашей Галактики движутся с разной скоростью вокруг ее центра (о Галактике рассказано в статье «3везды и глубины Вселенной»).

Воображаемая ось, вокруг которой вращается земной шар, пересекает поверхность Земли в двух точках. Эти точки — Северный и Южный географические полюсы. Если продолжить направление земной оси, она пройдет вблизи Полярной звезды. Вот почему Полярная звезда кажется нам почти неподвижной.

На южном звездном небе, которое в нашем северном полушарии из-за шарообразной формы Земли видно лишь частично, находится вторая неподвижная точка неба — южный полюс мира. Вокруг этой точки вращаются звезды южного полушария.

Познакомимся более подробно с кажущимся суточным движением звезд. Повернитесь лицом к южной стороне горизонта и наблюдайте за движением звезд. Для того чтобы наблюдения было удобнее проводить, представьте себе полуокружность, которая проходит через зенит (точка прямо над головой) и полюс мира. Эта полуокружность (небесный меридиан) пересечется с горизонтом в точке севера (под Полярной звездой) и в противоположной ей точке юга. Она делит небосвод на восточную

и западную половины. Наблюдая за движением звезд в южной части неба, мы заметим, что звезды, расположенные слева от небесного меридиана (т. е. в восточной части неба), поднимаются над горизонтом. Пройдя через небесный меридиан и попав в западную часть неба, они начинают опускаться к горизонту. Значит, когда звезды проходят через небесный меридиан, они достигают своей наибольшей высоты

Схема видимого движения звезд относительно горизонта для наблюдателя в средних широтах.

1. Схема видимого движения звезд относительно горизонта для наблюдателя на полюсе Земли.

2. Схема видимого движения звезд относительно горизонта для наблюдателя на экваторе Земли.

над горизонтом. Астрономы называют прохождение звезды через наивысшее положение над горизонтом верхней кульминацией данной звезды.

Если вы повернетесь лицом к северу и станете наблюдать за движениями звезд в северной части неба, то заметите, что звезды, проходящие через небесный меридиан ниже Полярной звезды, в этот момент занимают наиболее низкое положение над горизонтом. Двигаясь

слева направо, они, пройдя небесный меридиан, начинают подниматься. Когда звезда проходит через наинизшее из возможных положений над горизонтом, астрономы говорят, что звезда находится в нижней кульминации.

Среди созвездий, видимых в нашей стране, есть такие, которые, двигаясь вокруг полюса мира, никогда не заходят за горизонт. Это нетрудно проверить наблюдениями: в зимние месяцы созвездие Большой Медведицы в момент наинизшего положения в течение суток видно над горизонтом.

Но не только Большая Медведица оказывается незаходящим созвездием для жителей СССР. Звезды Малой Медведицы, Кассиопеи, Дракона, Цефея, близко расположенные к северному полюсу мира, также никогда не заходят, например, за московский горизонт. Это незаходящие звезды.

Наряду с незаходящими звездами есть и такие, которые никогда не восходят над нашей страной. К ним относятся многие звезды южного полушария неба.

Небо, подобно земному шару, мысленно делится на два полушария воображаемой окружностью, все точки которой отстоят от полюсов мира на одинаковом расстоянии. Эта окружность называется небесным экватором. Она пересекает линию горизонта в точках востока и запада.

Все звезды в течение суток описывают пути, параллельные небесному экватору. То полушарие неба, в котором находится Полярная звезда, называется северным, а другое полушарие — южным.

Вид звездного неба в разных местах Земли

В разных местах земного шара небо выглядит различно. Оказывается, вид звездного неба зависит от того, на какой параллели находится наблюдатель, иначе говоря, какова географическая широта места наблюдения. Угловое возвышение полюса мира (или, приближенно, Полярной звезды) над горизонтом всегда равно географической широте места.

Если из Москвы вы отправитесь в путешествие на Северный полюс, то по мере продвижения заметите, что Полярная звезда (или полюс мира) становится все выше и выше над горизонтом. Поэтому все большее и большее количество звезд оказывается незаходящими.

Созвездия, видимые в средних широтах в южной половине неба детом.

Созвездия, видимые в средних широтах в южной половине неба осенью.

Созвездия, видимые в средних широтах в южной половине неба зимой.

Вот, наконец, вы прибыли на Северный полюс. Здесь расположение звезд совсем не такое, как на московском небе.

Географическая широта Северного полюса земного шара равна 90°. Значит, полюс мира (и Полярная звезда) будет находиться прямо над головой — в зените. Нетрудно сообразить, что небесный экватор будет здесь, на Северном полюсе, совпадать с линией горизонта. Благодаря этому на Северном полюсе вы увидите необычную картину движения звезд: перемещаясь всегда по путям, параллельным небесному экватору, звезды движутся параллельно горизонту. Здесь все звезды северного полушария неба будут незаходящими, а южного — невосходящими.

Если теперь вы мысленно перенесетесь с Северного полюса на земной экватор, то увидите совершенно иную картину .

По мере вашего продвижения на юг широта места и, следовательно, высота полюса мира (и Полярной звезды) начнут уменьшаться, т. е. Полярная звезда будет приближаться к горизонту.

Когда вы окажетесь на земном экваторе, географическая широта любой точки которого равна нулю, увидите такую картину: северный полюс мира очутится в точке севера, а небесный экватор станет перпендикулярным к горизонту. В точке юга будет находиться южный полюс мира, расположенный в созвездии Октанта.

Все звезды на земном экваторе в течение суток описывают пути, перпендикулярные горизонту. Если бы не было Солнца, из-за которого нельзя видеть звезды днем, то в течение суток на земном экваторе можно было бы наблюдать все звезды обоих полушарий неба.

Изменение вида звездного неба в течение года

В разные времена года по вечерам можно наблюдать разные созвездия. Отчего это происходит?

Чтобы уяснить это, проведите некоторые наблюдения. Вскоре после захода Солнца заметьте в западной части неба низко над горизонтом какую-нибудь звезду и запомните ее положение по отношению к горизонту. Если приблизительно через неделю в тот же час суток вы попробуете отыскать эту звезду, то заметите, что она теперь стала ближе к горизонту и почти скрывается в лучах вечерней зари. Это произошло потому, что Солнце приблизилось к данной звезде. А через несколько недель звезда совершенно скроется в солнечных лучах и ее нельзя будет наблюдать по вечерам. Когда пройдет еще 2—3 недели, то та же самая звезда станет видна по утрам, незадолго до восхода Солнца, в восточной части неба. Теперь уже Солнце, продолжая свое движение с запада на восток, окажется восточнее этой звезды.

Такие наблюдения показывают, что Солнце не только движется вместе со всеми звездами, в течение суток восходя на востоке и заходя на западе, но еще и медленно перемещается среди звезд в обратном направлении (т. е. с запада на восток), переходя из созвездия в созвездие.

Разумеется, то созвездие, в котором в данный момент находится Солнце, вы наблюдать не сможете, так как оно восходит вместе с Солнцем и движется по небу днем, т. е. тогда, когда звезды не видны. Солнце своими лучами гасит звезды не только того созвездия, где оно находится, но и все другие. Поэтому наблюдать их нельзя.

Путь, по которому Солнце перемещается среди звезд в течение года, называется эклиптикой. Он проходит по двенадцати так называемым зодиакальным созвездиям, в каждом из которых Солнце ежегодно бывает приблизительно по одному месяцу. Называются зодиакальные созвездия так: Рыбы (март), Овен (апрель), Телец (май), Близнецы (июнь), Рак (июль), Лев (август), Дева (сентябрь), Весы (октябрь), Скорпион (ноябрь),

Созвездия, видимые в средних широтах в южной половине неба весной.

Стрелец (декабрь), Козерог (январь), Водолей (февраль). В скобках указаны месяцы, когда в этих созвездиях находится Солнце.

Годичное движение Солнца среди звезд кажущееся. На самом деле движется сам наблюдатель вместе с Землей вокруг Солнца. Если в течение года по вечерам мы будем наблюдать звезды, то обнаружим постепенное изменение звездного неба и познакомимся со всеми созвездиями, которые видны в различное время года.

ЛУНА

Наш естественный спутник

Луна — природный спутник Земли. Люди видели ее на небе с незапамятных времен, и еще древние ученые совершенно правильно полагали, что она обращается вокруг Земли и делает полный оборот вокруг нее приблизительно за один месяц. Но ученые древности не объясняли, почему Луна, непрерывно вращаясь вокруг Земли, не падает на нее и не улетает прочь в мировое пространство.

Только много веков спустя ответ на этот вопрос дал английский ученый Ньютон. Он установил, что движением всех небесных тел управляет сила притяжения (см. стр. 38). Например, Земля движется по своей орбите под влиянием притяжения Солнца, а Луна — под действием притяжения Земли.

Теперь движение Луны изучено достаточно хорошо, и можно очень точно вычислять на много лет вперед положение ее на небе в любой час любого дня. Точно определены также расстояние Луны от Земли, размеры Луны, ее масса.

Луна интересна для нас прежде всего тем, что она самое близкое к нам небесное тело (искусственные спутники, как тела недолговечные, здесь, конечно, в счет не идут). Расстояние до нее в среднем составляет 384400 км. По сравнению с теми расстояниями, к которым мы привыкли на Земле, это, конечно, много, но по сравнению с удаленностью других космических тел — Солнца и планет (не говоря уже о звездах) — почти рядом. Скорый поезд проехал бы расстояние от Земли до Луны примерно за пять месяцев, до Солнца — за 165 лет, а наши космические ракеты — «Луна-1»,«Луна-2», «Луна-3» — долетели до Луны за двое суток.

Часто спрашивают: почему многие искусственные спутники после нескольких месяцев движения вокруг Земли обязательно падают и сгорают, а Луна кружится вокруг Земли уже не один миллиард лет и будет продолжать свое движение еще очень долго?

Ответ прост: все дело в расстоянии от Земли. Земной шар окружен атмосферой, и чем дальше от земной поверхности, тем меньше плотность воздуха. На тех высотах, где движутся искусственные спутники, плотность воздуха очень мала, но все же сколько-то воздуха там есть. Воздух тормозит движение спутника, от этого энергия, сообщенная спутнику зарядом ракеты, теряется, и в конце концов он падает на Землю.

Другое дело Луна. Ее орбита расположена на таком расстоянии от Земли, где никакого воздуха уже нет. Поэтому движение Луны ничто не тормозит и ее обращение вокруг Земли благодаря инерции будет продолжаться очень и очень долго.

Луна видна на небе в виде кружка, диска. Если не считать изредка появляющихся больших комет, то только два светила — Солнце и Луна — для невооруженного глаза имеют вид дисков. Все остальные представляются нашему взору как светлые точки.

Если измерить видимый поперечник лунного диска (он приблизительно составляет половину градуса) и знать расстояние до Луны, то можно вычислить истинный поперечник Луны. Оказывается, он почти в 4 раза меньше поперечника Земли и равен 3473 км. Это значит, что площадь поверхности Луны составляет всего

7,5% от площади земной поверхности (она несколько меньше площади Азии и почти равна общей площади Северной и Южной Америки), а объем лунного шара в 50 раз меньше объема земного шара. Из нашей Земли можно было бы «изготовить» 50 шаров, каждый размером с Луну. Масса Луны в 82 раза меньше массы Земли — значит, плотность Луны значительно меньше плотности Земли. Если бы из вещества Земли были сделаны 82 одинаковых шара, то каждый из них имел бы вес одной Луны, но был бы меньше ее по объему

Масса определяет ту силу, с которой данное небесное тело притягивает все предметы. Расчет показывает, что сила тяжести на поверхности Луны в 6 раз слабее, чем на поверхности Земли. Это значит, что любой предмет, перенесенный с Земли на Луну, будет там в 6 раз легче, чем на Земле. Однако так будет на пружинных весах; если же взвешивать на Луне грузы на обычных весах с гирями, то они покажут тот же вес, что и на Земле, потому что и грузы, и гири станут легче в одинаковое число раз.

Хотя Луна и невелика, но ее притяжение заметно и на Земле. Это особенно сказывается в явлении приливов на земных океанах и морях (см. стр. 41).

Происхождение лунного света

В отличие от Солнца, Луна бывает круглой (или полной) примерно один раз в месяц. В остальное время мы ее видим «с ущербом», причем с каждым днем ее видимая часть меняется, либо возрастая, либо убывая. Эти всем знакомые перемены видимого облика Луны называют сменой лунных фаз. Отчего они происходят?

Когда-то на этот вопрос люди отвечали сказками, легендами. Например, говорили, что Луна — это живое существо, которое каждый месяц нарождается и постепенно растет. А когда она возрастет до полного круга, то ее начинает преследовать злой дух и каждый день отрезает от нее по ломтику. Или что «от старой» Луны каждый день отламывают по кусочку, который потом крошат на звезды. Но уже древние ученые знали, в чем действительная причина перемен вида Луны. Дело в том, что Луна своего собственного света не излучает. Она сияет на небе, так сказать, за чужой счет, отражая к нам лучи Солнца.

Луна появляется не только ночью, но зачастую и днем. Тогда она представляется беловатым пятнышком на голубом фоне неба, и сразу становится понятно, что она не светлее обычных предметов, например земных камней или скал. Ночью Луна кажется очень яркой только потому, что вокруг темно, а ее поверхность залита сильным солнечным светом.

Но Солнце освещает только одну половину лунного шара — ту, которая к нему обращена. На этом полушарии Луны день. На другую половину лунного шара солнечные лучи не попадают, там ночь, темно, и потому эту неосвещенную часть диска нам не видно.

Таким образом, изменение формы Луны — явление кажущееся. На самом деле Луна, конечно, всегда шар, всегда круглая. Меняется только расположение света и темноты на обращенном к нам полушарии Луны. Это видно, когда Луна имеет вид узкого серпа. В таких условиях удается рассмотреть и остальную, темную часть диска. Она слабо светится на фоне неба за счет так называемого пепельного света. Откуда этот свет там берется? От Земли. Ведь наша планета, получая солнечный свет и отражая его от себя, при известных условиях довольно сильно освещает ночную сторону лунного шара.

Из всего сказанного следует, что у серпа «молодой» Луны одна его сторона — выпуклая — действительный край лунного полушария, а другая сторона — вогнутая — вовсе не граница полушария, а только граница его освещенной и неосвещенной частей. Этой границе, или линии, разделяющей освещенную и неосвещенную часть Луны, дали название терминатор. Для тех мест на Луне, по которым

проходит терминатор, Солнце либо восходит, либо заходит, и, значит, день там или начинается, или заканчивается. Терминатор постепенно перемещается по диску Луны, В этом и состоит явление смены лунных фаз.

Луна светит отраженным солнечным светом, и если бы Солнце вдруг перестало светить, то погасла бы и Луна. Однако Солнце светит всегда, а Луна иногда гаснет, что бывает во время лунных затмений (см. стр. 87).

Лунные фазы и лунные месяцы

Остановимся на фазах Луны более подробно. Для этого посмотрим на рисунок, на котором изображены Земля, лунная орбита и различные положения Луны на орбите; предполагается, что Солнце светит сверху.

В положении I Луна располагается приблизительно между Землей и Солнцем. Она повернута к нам своим темным полушарием, и на небе ее совсем не видно. Эту фазу называют новолунием — кажется, что взамен прежней Луны нарождается новая.

Двигаясь по орбите в направлении, показанном стрелкой, Луна отходит от Солнца влево, и нам становится видна небольшая часть дневной, т. е. светлой, стороны ее шара. Она выглядит очень узким серпом, который мы называем «молодая луна». Он бывает виден с вечера, сразу после заката Солнца.

С каждым днем Луна отодвигается от Солнца все дальше влево и ширина серпа постепенно увеличивается. В положении II направления Земля — Луна и Земля — Солнце образуют прямой угол. Такое положение называют «первая четверть». В это время освещена ровно половина видимого с Земли полушария, а терминатор делит диск пополам.

Между II и III положениями освещено уже больше половины диска Луны, и она выглядит как бы одутловатой. Положение III называется полнолунием. Луна в этом положении располагается в стороне неба, противоположной Солнцу, диск ее освещен весь и потому дает наиболее сильный свет. Полная Луна восходит во время заката Солнца и заходит с его восходом, так что она светит всю ночь.

После полнолуния Луна проходит часть своего пути между точками III и IV. С вечера ее не видно, она восходит ближе к полуночи и опять освещена не полностью, причем с каждым днем ее светлая часть убывает. В положе-

На Луне не всё меньше земного

Луна гораздо меньше Земли - ее диаметр 3473 мм, а площадь обоих полушарий несколько меньше площади Азии и примерно равна площади всей Америки. Самые большие лунные «моря» меньше земных морей средней величины. Но это не значит, что на Луне нет ничего грандиозного в нашем, земном масштабе. Например, некоторые «цирки» на Луне имеют диаметр 150-200 км. Этого нет на Земле. Самые высокие горы на Луне достигают 8 км. Они почти такие же высокие, как высочайшие горы на Земле. А это значит, что лунные горы по сравнению с размерами самой Луны гораздо выше земных гор, если их сравнивать с размерами Земли. Чтобы при таком сравнении высочайшие земные горы соответствовали самым высоким лунным, они должны подниматься на 32-33 км.

нии IV, которое называется «последняя четверть», светлой остается только половина диска. Приближаясь к Солнцу на участке IV — I, Луна снова обращается в серп. Только теперь он повернут горбиком не вправо (как это было при «молодой» Луне), а влево, и появляется такой серп не с вечера, а под утро, на рассвете. Через 29 ¹/₂ суток Луна снова приходит в положение I и наступает очередное новолуние. Таким образом, новолуния (а также и полнолуния) повторяются через определенное время, которое, если его написать более точно, составляет в среднем 29 суток 12 часов 44 минуты 2,8 секунды и называется лунным или синодическим месяцем.

Лунные «моря»

Луна к нам так близка, что даже невооруженным глазом на ней можно различить некоторые подробности. Каждый видел на ее светлом лике узор из сероватых пятен. Глядя на эти пятна, люди задумывались, что же это такое. По этому поводу придумано немало сказок,

Фазы Луны. Вид Луны изменяется потому, что во время движения Луны вокруг Земли меняются условия освещения Луны.

мифов, но уже давно были высказаны и различные научные предположения. Одно из них сводилось к тому, что на Луне, как и на Земле, есть моря и океаны. Они будто бы и составляют темный рисунок на лунном диске.

Такое предположение казалось правдоподобным, и составители первых лунных карт назвали темные местности на Луне «морями». Для каждого из этих пятен придумали собственные имена. Так на лунных картах появились: Море Ясности, Море Дождей, Море Изобилия. Ответвления морей называли «заливами», обособленные небольшие темные пятна — «озерами», а самое обширное пятно, расположенное в левой половине лунного диска, получило наименование Океана Бурь. Светлому фону, на котором располагаются все эти «моря», дали общее наименование «материки».

Все это как будто означало, что Луна по своей природе очень похожа на Землю, поверхность которой тоже состоит из океанов и суши. Но только у нас суши меньше, чем воды, а на Луне, наоборот, площадь светлых «материков» оказывалась больше площади темных «морей».

Но правда ли, что эти лунные «моря» настоящие водоемы?

Ответ на этот вопрос впервые дал Галилей. Наблюдая Луну в построенный им телескоп, Галилей убедился, что поверхность «морей» и «океанов» на Луне совсем не такая ровная, какой должна быть водная гладь океана. На «морях» легко можно заметить различные неровности, отдельные холмы или пологие возвышенности вроде невысоких валов и гряд. Из этого Галилей сделал вывод, что темные местности на Луне — совсем не вода, а тоже суша. Это как бы равнины или низменности, расположенные среди гористых светлых областей — «материков».

Но есть ли на Луне настоящие моря или хотя бы озера, речки? Нет, на Луне воды не имеется. Вся лунная поверхность — сплошная суша.

Лунные горы

Светлые области на Луне, условно называемые «материками», гористы. Лунные горы хорошо видны даже в маленький телескоп, например в телескоп школьного типа. Только смотреть их надо не во время полнолуния, а когда Луна освещена примерно наполовину, потому что горы и прочие неровности отчетливо выступают только у границы дневной и ночной

сторон лунного шара, у терминатора. Солнечные лучи там скользят вдоль поверхности, и потому всякая неровность дает длинную черную тень. Эти тени и позволяют хорошо рассмотреть весь рельеф поверхности, они сразу показывают, где высокая гора, а где глубокая долина. По мере того как Луна движется по своей орбите, линия терминатора перемещается по лунной поверхности и потому все новые местности попадают в зону косого освещения. Завтра терминатор будет проходить не там, где он был сегодня, и потому на нем окажутся уже другие горы и иные равнины. Наблюдая Луну каждую ночь, можно шаг за шагом за две недели изучить все ее горные местности.

Наблюдения такого рода очень увлекательны. Вот терминатор пересекает равнину лунного «моря», крупных неровностей на нем нет. Посмотришь снова через час или два и вдруг видишь, что на темной части диска зажглась яркая светлая точка, как бы звездочка. Что это? А это вершина высокой горы, которую осветило Солнце, хотя окружающая местность пока тонет во мраке. Еще немного — и появятся новые светлые точки, которые вместе с первой образуют целую цепочку. Это ряд вершин, венчающих горный хребет. Через некоторое время точки сливаются в светлую линию — гребень хребта, пока еще отделенную от терминатора темной долиной. Завтра терминатор дойдет до хребта и перейдет за него. Склон хребта сольется с залитой солнечными лучами долиной, и в сторону передвинувшегося терминатора ляжет зубчатая тень.

Ученые давно изучают форму и строение лунных гор и по длине тени определяют их высоту. Оказалось, что на Луне есть горы того же типа, который мы видим и на Земле, как, например, отдельные остроконечные вершины или вытянутые горные хребты и цепи. Самые высокие горы на Луне возвышаются на восемь километров — почти как и высочайшие вершины на Земле. Но, кроме известных нам горных образований, на Луне есть и такие, каких у нас нет. Это — круглые горы, вернее, горы, имеющие форму кольца. Такие горы называют цирками и кратерами.

Цирк — это горный хребет, который образует правильное кольцо, составляющее вал. Этот вал окружает совершенно ровную и гладкую круглую площадку, которую называют дном цирка.

Кратер отличается от цирка тем, что в его центре возвышается огромная коническая гора.

Фотография Луны в первой четверти. Темные пятна — «моря», светлые — материки. На фотографии хорошо видны горы и кратеры.

Цирков и кратеров на Луне очень много, светлая поверхность материков местами сплошь усеяна ими, так что кольцевые валы громоздятся друг на друга.

Астрономы условились называть лунные кратеры и цирки именами великих ученых. Так, один из самых крупных и красивых кратеров называется Коперник, другой — Кеплер, третий — Ньютон и т. д.

Как образовались на Луне кольцевые горы, еще неизвестно. Некоторые ученые считают, что кратеры — это особого рода вулканы, которые с огромной силой действовали и на Луне, и на Земле вскоре после их возникновения. На Земле они потом были разрушены действием воды и воздуха, а на Луне сохранились до наших дней. Другие ученые предполагают, что цирки и кратеры возникли в результате падения на Луну огромных метеоритов. Такой небесный камень падал на лунную поверхность

Наиболее заметные кратеры: 1— Тихо, 2— Гримальди, 3 — Кеплер, 4— Аристарх, 5— Коперник, 6 —Архимед, 7 —Платон, 8 — Манилий, 9 — Посидоний, 10 — Лангрен, 11 — Петавий, 12 — Фурнерий.

Невидимая с Земли сторона Луны. Сфотографирована советской автоматической межпланетной станцией 4 октября 1959 г.

с огромной скоростью, составляющей десятки километров в секунду. При падении получался удар очень большой силы, сопровождавшийся мощным взрывом.

Крупные метеориты иногда падают и на Землю. В этом случае на месте их падения получаются огромные воронки, по форме напоминающие лунные кратеры. Но на Земле они постепенно разрушаются действием воды и воздуха, в то время как на Луне всякий след от метеоритного удара сохраняется. За несколько миллиардов лет, на протяжении которых существует Луна, их могло накопиться много.

Будущие исследователи покажут, какая из этих двух гипотез правильно объясняет происхождение лунных гор.

Видимая и невидимая стороны Луны

Узор, который серые пятна «морей» образуют на лунном диске, легко запоминается, тем более что он придает полной Луне некоторое сходство с улыбающейся физиономией. Но вот что удивительно: когда бы мы ни посмотрели на Луну — ночью или днем, зимой или летом, в полнолуние или при другой фазе, — мы всегда увидим на ней все те же столь хорошо известные нам очертания темных пятен. Было бы естественно, чтобы Луна, вращаясь вокруг своей оси, была обращена к нам то одной, то другой стороной. Но этого нет. Почему? Из-за особенностей движения Луны.

Луна движется по своей орбите вокруг Земли и вместе с тем вращается вокруг своей оси. Но вокруг оси она вращается так, что всегда остается повернутой к нам одной и той же стороной. Поэтому одна половина лунного шара с Земли всегда видна, а другая никогда не видна.

Легче всего представить движение Луны вокруг своей оси, если вспомнить хоровод. В нем участники, взявшись за руки, кружатся вокруг того, кто стоит в центре круга, и при этом все время обращены к нему лицом А по отношению к окружающим предметам, например к окну или двери, каждый поворачивается то спиной, то лицом.

Выражаясь более строго, можно сказать: эта замечательная особенность движения Луны состоит в том, что время, за которое Луна обхо-

дит вокруг земного шара, в точности равно тому времени, за которое Луна делает полный оборот вокруг своей оси.

Конечно, такое точное равенство не может быть случайным. Предполагают, что когда-то очень давно, быть может, миллиарды лет назад Луна вращалась вокруг своей оси быстрее. Но действие земного притяжения тормозило это вращение до тех пор, пока его период не стал равным периоду оборота Луны вокруг Земли.

Для изучения природы Луны такое положение вещей порождает большие затруднения. Ученые точно измеряют широту и долготу разных деталей на Луне, находят высоту лунных гор и глубину впадин, определяют яркость и цвет отдельных пятен, издают подробные карты и атласы лунной поверхности. Но все это относится только к одной, видимой с Земли стороне лунного шара.

Другое, невидимое с Земли полушарие Луны до последнего времени оставалось сплошной загадкой.

Для того чтобы изучить это невидимое, или обратное, полушарие, надо посмотреть на Луну, так сказать, сзади. А для этого нужно совершить космический рейс вокруг Луны.

Долгое время такой облет Луны был только фантастической мечтой. Но эта мечта стала явью в октябре 1959 г., когда в СССР была запущена в сторону Луны третья космическая ракета. От этой ракеты отделилась автоматическая межпланетная станция, снабженная специальной аппаратурой.

Двигаясь по сложной орбите, эта станция обогнула Луну.

В тот момент, когда станция находилась над обратной стороной Луны, с помощью специальных устройств расположенные на станции фотоаппараты были наведены на Луну и начали съемку. Заснятая пленка тут же, на станции, была автоматически проявлена, отфиксирована и высушена. А когда станция стала двигаться обратно к Земле, были включены расположенные на ней приборы, которые передали земным станциям полученные в космосе снимки теми же способами, что и на телевидении. Но земные телевизионные станции передают изображения на сотни километров. А тут снимки были переданы с расстояний в сотни тысяч километров. Обычная станция телецентра — это огромное сооружение, а вся аппаратура автоматической межпланетной станции была очень маленькой и легкой. Можно себе представить, сколько изобретательности, труда и знаний понадобилось, чтобы создать такие приборы.

Что же дали эти первые снимки обратной стороны Луны?

Они показали, что на невидимом полушарии Луны тоже есть усеянные кратерами «материки» и темные равнины «морей». Только «морей» там не так много, как на видимой стороне, по размерам они гораздо меньше.

На основе этих снимков советские ученые создали атлас обратной стороны Луны и лунный глобус.

«Морям» и кратерам, открытым на обратной стороне Луны, дали названия. Так, небольшое «море» в середине обратного полушария назвали Морем Москвы. Новые кратеры назвали именами Ломоносова, Циолковского, Жолио Кюри и других великих ученых.

Мир Луны

Луна сейчас интересует не только астрономов. Есть все основания полагать, что, стремясь к завоеванию космоса, люди прежде всего побывают на Луне. Возможно, что с Луны будут совершаться полеты на планеты. На Луне сила тяжести меньше, и с нее легче взять старт в дальний космический рейс.

Но прежде чем приступить к осуществлению этого и многих других грандиозных проектов, надо узнать, что делается на Луне, что найдет там человек и чего там нет.

О том, что на Луне есть горы, долины, скалы, камни и нет воды, мы уже знаем. Там везде расстилается безводная пустыня, никогда не бывает ни дождей, ни росы, ни тумана.

Мы знаем, что нет на Луне и атмосферы. Уже давно отмечено, что на Луне в телескоп никогда не видно облаков. Тени гор там совершенно черные, а этого не могло бы быть, если бы там был воздух, который при солнечном освещении как бы светится, создавая всем знакомую голубую воздушную дымку.

Из всего этого уже давно сделан вывод, что сколько-нибудь высокой и плотной атмосферы на Луне нет. Но, может быть, немного газа там все же имеется? Этот вопрос был окончательно решен лишь в последнее время благодаря применению новых способов исследования. Они показали, что плотность газа у лунной поверхности по крайней мере в миллион миллионов раз (это будет число с 12 нулями) меньше, чем у земной поверхности. Практически это означает, что вокруг Луны безвоздушное пространство.

Вывод этот был блестяще подтвержден во время полета на Луну космической ракеты

Верхний снимок — типичный лунный кратер, нижний — кратер вулкана Везувия, каким он был в 1851 г.

«Луна-2», которая доставила на лунную поверхность вымпел с изображением герба Советского Союза.

Из-за отсутствия атмосферы на Луне нет ветра и вообще никаких явлений, которые составляют нашу земную погоду. Нет и звука в том смысле, в каком мы его знаем на Земле, так как звук передается к нашим ушам чаще всего через воздух»

Небо на Луне черное не только ночью, но и днем. Яркий голубой небесный свод, который мы видим над своей головой днем, — это толща воздуха, пронизанная солнечными лучами. Поскольку атмосферы на Луне нет, звезды там можно видеть и днем, одновременно с Солнцем.

Не защищенная атмосферой и не обдуваемая ветрами поверхность Луны за день сильно накаляется Солнцем. А дни на Луне длинные,

там сутки длятся 29 ¹/₂ наших земных суток и день продолжается больше двух недель. За это время поверхность на Луне в некоторых местах успевает накалиться до 100—130°. Зато за столь же долгую ночь она охлаждается до — 150°. В таких условиях жизнь на Луне невозможна.

А что представляет собой поверхность Луны, на которую придется садиться космическим кораблям и по которой будут ходить прибывшие на Луну космонавты?

Химический состав вещества, образующего поверхность Луны, нам пока неизвестен. Узнать его мы не можем потому, что Луна светит не своим, а отраженным светом и к ней нельзя применить основной метод изучения состава небесных светил — спектроскопию.

Известно только, что устилающее Луну вещество очень темное и что это не камень, так как камень хорошо проводит тепло, а покров лунной поверхности, напротив, тепло не пропускает, подобно шубе.

Наиболее правдоподобно, что поверхность лунных гор и равнин везде покрыта сильно пористым и ноздреватым материалом, напоминающим губку, но только не ту, которой мы моемся, а каменную. Вещество такого типа образуется на поверхности потоков лавы, вытекающей из земных вулканов. Это как бы застывшая каменная пена, которую называют вулканическим шлаком.

Некоторые ученые считают, что на Луне и сейчас происходят вулканические извержения, выливается лава, образуются шлаки и вулканический пепел.

Но более правдоподобно другое. На Луну, как мы уже говорили, непрерывно падают метеориты и не только такие большие, какие, может быть, порождают цирки и кратеры (подобные метеориты большая редкость, хотя за миллиарды лет существования Луны их могло упасть очень много), а в основном мелкие и мельчайшие. Но даже самая маленькая метеорная частичка — камешек, крупинка, песчинка,— ударяясь о поверхность Луны, дает небольшой взрывчик. Получается очень сильный жар, вещество поверхности вокруг места удара плавится, вскипает и превращается в темный шлак. Только это будет не вулканический шлак, а метеорный.

Так ли это на самом деле, нам расскажут участники первой экспедиции на Луну.

СОЛНЦЕ

Спокойное Солнце

Возможна ли жизнь на Земле без Солнца? Чтобы ответить на этот вопрос, представим себе то, чего на самом деле быть не может. Вообразим, что Солнце вдруг исчезло или что какая-то огромная заслонка преградила путь его лучам к нашей планете. Тогда Земля внезапно погрузится во мрак. Луна и планеты, отражающие солнечные лучи, также перестанут светить. Лишь тусклый свет далеких звезд будет освещать Землю. Зеленые растения погибнут, так как они могут усваивать углерод из воздуха только под воздействием солнечных лучей. Животным нечем будет питаться, и они начнут вымирать от голода. Помимо этого, все живое станет замерзать от страшного холода, который быстро распространится по Земле. Воздух, океаны и суша очень скоро отдадут мировому пространству ту энергию, которую они постоянно получают от Солнца. Перестанут дуть ветры, и замерзнут все водоемы. Начнет сжижаться воздух, и на Землю польется дождь из жидкого кислорода и азота. В результате наша планета покроется слоем льда из твердого воздуха. Сможет ли в таких условиях существовать жизнь? Конечно, нет.

К счастью, ничего этого быть не может и каждый день Солнце посылает на Землю свои животворные лучи, нагревая сушу, воды и воздух,

Вода испаряется под действием солнечных лучей. Поднимаясь вверх, пары конденсируются в облака.

заставляя испаряться водоемы, приводя к образованию облаков и ветров, способствуя выпадению осадков, Давая тепло и свет животным и растениям.

Энергия Солнца огромна. Даже та ничтожная ее доля, которая попадает на Землю, оказывается очень большой. Энергия солнечных

лучей, падающих на квадратный метр земной поверхности, может заставить работать двигатель мощностью около двух лошадиных сил, а вся Земля в целом получает от Солнца в десятки тысяч раз больше энергии, чем могли бы выработать все электростанции мира, если бы они работали на полную мощность.

С Земли Солнце кажется нам сравнительно небольшим. Его легко заслонить горошиной на расстоянии вытянутой руки. Если подобный опыт выполнить с большой точностью, то можно рассчитать, что расстояние до Солнца в 107 раз превышает его диаметр. А поперечник у Солнца очень велик, он в 109 раз больше диаметра Земли, который, как известно, составляет около 13 тыс.км. Теперь легко высчитать размеры Солнца и величину расстояния до него в километрах.

Зная расстояние до Солнца и количество энергии, которое доходит от него к нам, можно определить количество энергии, излучаемое его поверхностью. Чем ближе мы подходим к источнику света, тем более концентрированным оказывается его излучение. Если бы Земля была к Солнцу вдвое ближе, то она получала бы от него в 4 раза больше энергии, чем сейчас.

Таким же путем, если подойти вплотную к поверхности Солнца, можно найти, что мощность излучения возрастет в 46 тыс. раз.

Представьте себе, что каждая площадочка на Солнце величиной с клеточку в школьной тетради подогревается двумя обычными электроплитками, и вы получите примерное представление о мощности излучения поверхности Солнца. Из физики известно, что такую мощность излучения имеет тело, нагретое до температуры около 6000°. Следовательно, такова температура поверхности Солнца. Поэтому 1 см² поверхности Солнца излучает больше 6 квт энергии.

По массе Солнце в 333 тыс. раз больше Земли, а по объему оно больше в 1 млн. 301 тыс. раз. Поэтому плотность Солнца меньше плотности Земли. В среднем Солнце раза в полтора плотнее воды. Но это только в среднем. Внутри

Солнца вещество сильно сжато давлением вышележащих слоев и раз в десять плотнее свинца. Зато наружные слои Солнца в сотни раз разреженнее воздуха у поверхности Земли.

Давление — это вес всех слоев, расположенных над площадкой в один квадратный сантиметр. Если из Солнца вырезать вдоль диаметра столбик вещества сечением в 1 см² и взвесить его с помощью воображаемых весов, как это показано на рисунке, то потребуется гиря с массой в двести тысяч тонн! В недрах Солнца, где сила тяжести во много раз больше, чем на Земле, такая гиря будет в тысячи раз тяжелее. Поэтому давление в недрах Солнца превышает 100 млрд, атмосфер.

При таком огромном давлении температура возрастает до значения, превышающего 10 млн. градусов! Оказывается, что в этих условиях вещество находится в газообразном состоянии. Однако по своим свойствам этот газ сильно отличается от обычных знакомых нам газов, например воздуха. Дело в том, что в нем почти

все атомы полностью теряют свои электроны и превращаются в голые атомные ядра. Свободные электроны, оторвавшиеся от атомов, становятся составной частью газа, называемого в этих условиях плазмой.

Условная схема, изображающая влияние на Землю солнечных явлений, сопровождающих вспышку. Вспышка — белый выступ на Солнце, изображенном в левой верхнем углу (размер вспышки сильно преувеличен). Стрелки, идущие от вспышки к Земле, соответствуют различным излучениям вспышки: желтая — видимое излучение вспышки, голубая — рентгеновское и ультрафиолетовое излучение (оно усиливает ионизацию в ионосфере, что отмечено увеличением густоты красных точек). Это усиление ионизации приводит к поглощению радиоволн. Белые точки, идущие от вспышки, — поток частиц (корпускул), приводящих к возникновению полярного сияния. Белые пунктирные линии — силовые линии магнитного поля; между ними — радиационный пояс. Искривление силовых линий магнитного поля, вызываемое потоком частиц, — причина магнитной бури. Тонкая красная стрелка — радиоизлучение вспышки.

Частицы плазмы, нагретой до 10 млн. градусов, движутся с огромными скоростями в сотни и тысячи километров в секунду! При этом вследствие чрезмерного давления частицы сильно сближаются, а отдельные ядра атомов иногда даже проникают друг в друга. В моменты такого проникновения происходят ядерные реакции,

Атом гелия имеет чуть меньшую массу, чем четыре атома водорода, которые пошли на его образование. Этот дефект массы и выделяется в недрах Солнца в виде энергии.

являющиеся источником неиссякаемой энергии Солнца.

На этой странице схематически изображено, как происходит одна из таких реакций. Она приводит к превращению водорода в гелий, причем на промежуточных этапах этой реакции образуются ядра тяжелого водорода — дейтерия, обозначенные латинской буквой D, а также изотопа атома гелия, отличающегося от обычного гелия тем, что его масса не в четыре, а только в три раза превышает массу атома водорода.

В основном Солнце состоит из тех же самых химических элементов, что и Земля. Однако водорода на Солнце несравненно больше, чем на Земле. Можно сказать, что Солнце почти целиком состоит из водорода, в то время как всех остальных элементов значительно меньше. Поэтому водород является основным источником энергии, излучаемой Солнцем за счет ядерных реакций.

За все время своего существования, которое, по-видимому, составляет не менее 6 млрд. лет, Солнце не израсходовало еще и половины своих запасов водородного ядерного топлива, В течение почти всего этого времени излучение Солнца примерно такое же, как и теперь. Так оно будет светить еще много миллиардов лет — до тех пор, пока в недрах Солнца весь водород не превратится в гелий.

Как же выделяется ядерная энергия внутри Солнца?

Когда ядра одного элемента (например, водорода), соединяясь, образуют ядра другого (например, гелия), возникают особые гамма-лучи, обладающие огромной энергией. Всякие лучи испускаются атомами в виде отдельных порций, называемых квантами. Энергия квантов гамма-лучей очень велика. Атомы вещества в недрах Солнца обладают свойством жадно поглощать всякое излучение. При этом, как правило, поглощая квант с очень большой энергией, атом излучает два или несколько квантов с меньшей энергией. Пока порожденные ядерными реакциями гамма-лучи дойдут до поверхности Солнца, произойдет очень много таких дроблений квантов первоначальных гамма-лучей. В результате с поверхности Солнца уже будут испускаться преимущественно лучи со значительно меньшей энергией: ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные.

Схематический цветной рисунок (стр. 76—77) дает представление о том, как «устроено» Солнце. Для того чтобы «увидеть» внутренние слои Солнца, художник «вырезал» из него шаровой сектор. Самая внутренняя часть, закрашенная в темно-красный цвет (ядро), соответствует области, где происходят ядерные реакции и выделяется энергия. Диаметр ядра составляет примерно 1/3 диаметра самого Солнца. В ядре сосредоточена наибольшая часть солнечного вещества.

К ядру примыкает самый протяженный слой Солнца, на схеме закрашенный в яркий желтый цвет. Здесь в результате поглощения квантов, их дробления и переизлучения энергия изнутри переносится наружу. Выше находится слой протяженностью около 1/10 солнечного радиуса, называемый конвективной зоной. Эта зона уже заметно холоднее. Она переходит в самые внешние слои Солнца — его атмосферу. Вследствие своей более низкой температуры конвективная зона не может обеспечить перенос всей энергии, поступающей снизу, только путем поглощения и переизлучения. Поэтому в конвективной зоне в переносе излучения принимает участие само вещество: из глубины поднимаются вверх отдельные потоки более горя-

чих газов, передающих свою энергию непосредственно внешним слоям. На цветном рисунке эти потоки (или отдельные сгустки газа) изображены желтыми кружочками, заполняющими область конвективной зоны.

Солнечная атмосфера также состоит из нескольких весьма различных слоев. Самый глубокий и тонкий из них называется фотосферой, что по-русски означает «сфера света». Здесь возникает подавляющее количество световых и тепловых лучей, посылаемых Солнцем в мировое пространство.

Фотосфера — это та самая поверхность Солнца, которую можно наблюдать в телескоп, предварительно снабженный специальным темным светофильтром. Если этого не сделать, то наблюдатель неминуемо ослепнет. Очень удобно спроектировать изображение Солнца на экран, как это показано на рисунке.

Толщина фотосферы всего лишь 200—300 км, так что на нашей цветной схеме ее пришлось условно изобразить тонкой линией. Более глубоких слоев Солнца мы уже совсем не видим. Это происходит потому, что вещество фотосферы непрозрачно, подобно густому туману.

Стрелки изображают лучи, идущие к наблюдателю от различных слоев атмосферы Солнца.

Чем глубже слои фотосферы, тем они горячее. Когда мы смотрим на центр солнечного диска, то видим наиболее глубокие слои фотосферы. Это происходит по той же причине, по какой земная атмосфера в зените всегда заметно прозрачнее, чем у горизонта. Когда мы смотрим на край Солнца, мы видим не такие глубокие слои, как в центре. Поскольку эти слои

холоднее и дают меньше света, на краю диск Солнца кажется темнее, а сам край его очень резким.

С помощью большого телескопа можно изучить характерную структуру фотосферы, хорошо заметную на фотографии, помещенной на вклейке.

Чередование маленьких (на самом деле размером около 1000 км) светлых пятнышек, окруженных темными промежутками, создает впечатление, что на поверхности Солнца рассыпаны рисовые зерна. Эти пятнышки называются гранулами. Они представляют собой отдельные элементы конвекции, поднявшиеся из конвективной зоны. Они горячее, а следовательно, и ярче окружающей фотосферы. Темные промежутки между ними — потоки опускающихся более холодных газов.

От движения гранул в солнечной атмосфере возникают волны, очень похожие на те, которые появляются в земной атмосфере при полете реактивного самолета. Распространяясь вверх в солнечной атмосфере, эти волны поглощаются, а их энергия переходит в теплоту. Поэтому в солнечной атмосфере над фотосферой температура начинает повышаться, и чем дальше от фотосферы, тем больше. В сравнительно тонком слое, называемом хромосферой, она поднимается до нескольких десятков тысяч градусов. А в наиболее разреженной, самой внешней оболочке Солнца, в короне, температура достигает миллиона градусов!

Хромосферу и корону можно видеть в редкие моменты полных солнечных затмений. Такое явление изображено на цветной вклейке. Когда Луна целиком закрывает ослепительно яркую фотосферу, вокруг ее диска, который кажется черным, внезапно вспыхивает серебристо-жемчужное сияние в виде венца, часто имеющего длинные лучи. Это и есть солнечная корона — чрезвычайно разреженная газовая оболочка. Она простирается от Солнца на расстояние многих его радиусов. Форма короны сильно меняется со временем, о чем можно судить, сравнивая различные ее фотографии. Непосредственно вокруг черного диска Луны во время затмения видна блестящая тонкая розовая кайма. Это и есть хромосфера Солнца, слой раскаленных газов толщиной 10—15 тыс, км.

Хромосфера значительно прозрачнее фотосферы. Она имеет линейчатый спектр, испускаемый раскаленными парами водорода, гелия, кальция и других элементов. Поэтому хромосферу можно наблюдать, если с помощью спе-

циальных приборов выделить излучаемые этими элементами лучи. На цветной вклейке показано Солнце в лучах, испускаемых ионизованным кальцием. На ней видно, как выглядит солнечная хромосфера.

В фотосфере много нейтральных атомов. В хромосфере вследствие высокой температуры атомы водорода и гелия начинают переходить в ионизованное состояние. Это значит, что они теряют свои электроны и становятся электрически заряженными, а их электроны начинают двигаться как свободные частицы. В короне, где температура несравненно больше, ионизация вещества настолько сильна, что все легкие химические элементы полностью лишаются своих электронов, а у тяжелых атомов их недостает более десятка. Это происходит потому, что при температуре в миллион градусов отдельные частицы движутся так быстро и с такой силой сталкиваются, что, образно говоря, от них «щепки летят». Таким образом, атмосфера Солнца, как и его недра, состоит из плазмы.

В короне плазма очень сильно разрежена. В каждом ее кубическом сантиметре содержится не более 100 млн. «ободранных» атомов и оторванных от них свободных электронов. Это в 100 млрд. раз меньше, чем молекул в воздухе. Если бы всю корону, простирающуюся на много солнечных радиусов, сжать до плотности воздуха на Земле, то получился бы ничтожный слой толщиной в несколько сантиметров, окружающий Солнце.

Вследствие столь большой разреженности корона еще прозрачнее для видимого света, чем хромосфера. По той же причине и количество излучаемого ею света ничтожно: яркость короны в миллион раз меньше яркости фотосферы. Именно поэтому в обычное время она незаметна на ярком фоне дневного неба и видна только во время полных солнечных затмений. Таким образом, хотя самые внешние слои солнечной атмосферы имеют температуру миллион градусов, их излучение составляет ничтожную долю от общей энергии, испускаемой Солнцем. Почти всю эту энергию излучает фотосфера, имеющая температуру около 6000°. Поэтому такую температуру приписывают Солнцу в целом. Значение температуры миллион градусов, установленное в короне, говорит только о том, что ее частицы движутся с огромными скоростями, доходящими до сотен и тысяч километров в секунду.

Однако как же узнали, что температура солнечной короны так велика, если она излучает так мало? Дело в том, что наряду с другими лучами Солнце испускает относительно много радиоволн, во всяком случае гораздо больше, чем должно давать тело, нагретое до 6000°. Солнечная корона очень сильно поглощает радиоволны. Поэтому доходящее до нас радиоизлучение Солнца в основном возникает не в фотосфере, а в короне. Измерения при помощи специальных радиотелескопов мощности этого радиоизлучения позволили определить температуру короны.

Солнечная активность

Время от времени в солнечной атмосфере появляются так называемые активные области, количество которых регулярно повторяется с периодом в среднем около 11 лет.

Наиболее существенным проявлением активной области являются наблюдаемые в фотосфере солнечные пятна. Они возникают в виде маленьких черных точек (пор). За несколько дней поры развиваются в крупные темные образования. Обычно пятно окружено менее темной полутенью, состоящей из радиально вытянутых прожилок. Оно кажется как бы «дыркой» на поверхности Солнца, такой большой, что в нее свободно можно закинуть «мячик» размером с Землю.

Если наблюдать Солнце изо дня в день, то по перемещению пятен можно убедиться, что оно вращается вокруг своей оси и примерно

Намного ли больше света дает Земле Солнце по сравнению с Луной и Сириусом?

Количество света, приходящее к нам от небесных светил, измеряется в звездных величинах. Самые слабые звезды, видимые простым глазом, имеют звездную величину около +6. Чем больше света дает светило, тем меньшей считается его звездная величина. У Солнца она отрицательная: -26,8. У полной Луны -12,6. Увеличение звездной величины на единицу соответствует уменьшению количества света примерно в 2,5 раза.

Зная это, легко рассчитать, что Солнце излучает на Землю в 450 тыс. раз больше света, чем Луна в полнолуние, и в 10 млрд. раз больше, чем Сириус — самая яркая звезда всего неба.

через 27 дней то или иное пятно снова проходит через центральный меридиан. Интересно, что на разных широтах скорость вращения Солнца различна: вблизи экватора вращение быстрее, а у полюсов оно медленнее.

За некоторое время до возникновения пятен на небольшом участке фотосферы появляется яркая область. По форме она напоминает сильно размазанную лужу причудливых очертаний с бесчисленными прожилками и яркими точками. Эти яркие области называются факелами. Они на несколько сотен градусов горячее фотосферы. Атмосфера над факелами также горячее и несколько плотнее. Факелы всегда окружают пятна.

По мере разрастания факела в активной области постепенно усиливается магнитное поле, особенно на некотором малом участке, где в дальнейшем может образоваться пятно. Такие пятна обладают сильным магнитным полем, останавливающим всякие движения и течения ионизованного газа, от чего в области пятна под фотосферой останавливаются конвективные движения и тем самым прекращается дополнительный перенос энергии из более глубоких слоев наружу. Поэтому температура пятна оказывается примерно на 1000° ниже, чем в окружающей фотосфере, на фоне которой оно кажется темным. Появление факела также объясняется магнитным полем. Когда оно еще слабое и неспособно остановить конвекцию, тормозится только беспорядочный характер движений поднимающихся струй газа в конвективной зоне. Поэтому в факеле горячим газам легче подняться из глубины, вследствие чего он кажется ярче окружающей его фотосферы.

В хромосфере и короне над активной областью наблюдается много интереснейших явлений. К ним относятся хромосферные вспышки и протуберанцы.

Вспышки — один из самых быстрых процессов на Солнце. На фотографии, помещенной справа, видно, как менялось такое явление в течение 25 минут. Обычно вспышка начинается с того, что за несколько минут яркость некоторой точки активной области сильно возрастает. Бывали даже такие сильные вспышки, которые по яркости превышали ослепительную фотосферу. После возгорания несколько десятков минут длится постепенное ослабление свечения, вплоть до исходного состояния. Вспышки возникают вследствие особых изменений магнитных полей, приводящих к внезапному сжатию вещества хромосферы. Происходит нечто подобное взрыву, в результате которого

образуется направленный поток очень быстрых заряженных частиц и космических лучей. Этот поток, проходя через корону, увлекает с собой частицы плазмы. Как струны скрипки, колеблемые гигантским смычком, эти частицы приходят в колебание и испускают при этом радиоволны.

Небольшая область, занятая вспышкой (всего лишь несколько сотен тысяч квадратных километров), создает очень мощное излучение. Оно состоит из рентгеновских, ультрафиолетовых и видимых лучей, радиоволн, быстро движущихся частиц (корпускул) и космических лучей. Все виды этого излучения оказывают сильное воздействие на явления, происходящие в земной атмосфере.

Ультрафиолетовые и рентгеновские лучи быстрее всего достигают Земли, прежде всего ее ионосферы — верхних, ионизированных слоев атмосферы. От состояния земной ионосферы зависит распространение радиоволн и слышимость радиопередач. Под воздействием солнечных ультрафиолетовых и рентгеновских лучей увеличивается ионизация ионосферы. Вследствие этого в нижних ее слоях начинают сильно поглощаться короткие радиоволны. Из-за этого

Ионосферные слои отражают короткие радиоволны и поглощают их частично

происходит замирание слышимости радиопередач на коротких волнах. Одновременно ионосфера приобретает способность лучше отражать длинные радиоволны. Поэтому во время вспышки на Солнце можно обнаружить внезапное усиление слышимости далекой радиостанции, работающей на длинной волне.

Поток частиц (корпускул) достигает Земли примерно только через сутки после того, как на Солнце произошла вспышка. «Продираясь» через солнечную корону, корпускулярный поток вытягивает ее вещество в длинные, характерные для ее структуры лучи.

Вблизи Земли поток корпускул встречается с магнитным полем Земли, которое не про-

Вверху — вид Солнца в лучах ионизированного кальция (хромосфера). Внизу — три стадии развития хромосферной вспышки за 25 минут).

Вид солнечной короны в период минимума солнечных пятен (вверху) и максимума солнечных пятен (внизу).

Кадр кинофильма, показывающий движение вещества солнечного протуберанца.

пускает заряженных частиц. Однако трудно остановить частицы, мчащиеся со скоростью, всего лишь в несколько сот раз меньшей скорости света. Они прорывают преграду и как бы вдавливают магнитные силовые линии, окружающие земной шар. От этого на Земле происходит так называемая магнитная буря, заключающаяся в быстрых и неправильных изменениях магнитного поля. Во время магнитных бурь стрелка компаса совершает беспорядочные колебания и пользоваться этим прибором становится совершенно невозможно.

Подходя к Земле, поток солнечных частиц врывается в окружающие Землю слои очень быстрых заряженных частиц, образующих так называемые радиационные пояса. Пройдя эти пояса, некоторые частицы прорываются глубже в верхние слои атмосферы и вызывают очень красивые свечения воздуха, наблюдаемые большей частью в полярных широтах Земли. Эти переливающиеся различными цветами радуги свечения, то принимающие вид лучей, то как бы висящие подобно занавесям, называются полярными сияниями. Таким образом, вспышки на Солнце приводят к важным последствиям и тесно связаны с различными явлениями, происходящими на Земле. На цветном рисунке (стр. 76—77) схематически изображено воздействие на Землю солнечных явлений, сопровождающих вспышку.

В короне над активной областью также происходят грандиозные явления. Порой вещество короны начинает ярко светиться и можно видеть, как его потоки устремляются в хромосферу. Эти гигантские облака раскаленных газов, в десятки раз превышающие земной шар, называются протуберанцами. Протуберанцы поражают бесконечным разнообразием своих форм, богатой структурой, сложными движениями отдельных узлов и внезапными изменениями, которые сменяются длительными периодами спокойного существования. На вклейке приведены фотографии последовательных стадий развития одного из больших протуберанцев.

Протуберанцы холоднее и плотнее окружающей их короны и обладают примерно такой же температурой, как и хромосфера.

На движение и возникновение протуберанцев, как и на другие активные образования в солнечной атмосфере, сильное влияние оказывают магнитные поля. По-видимому, эти поля являются основной причиной всех активных явлений, происходящих в солнечной атмосфере.

С магнитными полями связана также периодичность солнечной активности — пожалуй,

наиболее интересная из всех особенностей солнечных явлений. Эту периодичность можно проследить по всем явлениям, но особенно легко ее заметить, если день за днем подсчитывать количество имеющихся на Солнце пятен. Период, когда пятен совсем нет, называется минимумом. Вскоре после минимума пятна начинают появляться на большом расстоянии от солнечного экватора. Потом постепенно их число увеличивается и они возникают все ближе и ближе к экватору. Через 3—4 года наступает максимум солнечных пятен, отличающийся наибольшим количеством активных образований на Солнце. Затем солнечная активность постепенно спадает, и примерно через 11 лет снова наступает минимум.

Возможно, «секрет» солнечной активности связан с удивительным характером вращения Солнца: на экваторе вращение быстрее, чем у полюсов. Через 1 оборот Солнца (около 27 дней) детали, располагавшиеся на одном меридиане, снова пройдут через него неодновременно.

Периодичность солнечной активности пока еще остается увлекательной загадкой Солнца. Только в последние годы удалось приблизиться к ее решению. По-видимому, причина солнечной активности связана со сложным взаимодействием между ионизованным веществом Солнца и его общим магнитным полем. Результат этого взаимодействия — периодическое усиление магнитных полей.

СОЛНЕЧНЫЕ И ЛУННЫЕ ЗАТМЕНИЯ

Затмения Солнца относятся к таким явлениям природы, о дне наступления которых заранее известно. Астрономы всегда тщательно готовятся к наблюдениям затмений, а в места, где они видны, снаряжаются специальные экспедиции.

Природа живет своей обычной жизнью. В синем небе ярко сияет Солнце. Ничто не предвещает грядущего события. Но вот на правом краю Солнца появляется ущерб. Он медленно увеличивается, и солнечный диск принимает форму серпа, обращенного выпуклостью влево. Солнечный свет постепенно ослабевает. Становится прохладнее. Серп делается совсем тоненьким, и вдруг эта узенькая дуга распадается на две, и наконец за черным диском исчезают последние яркие точки. На всю окружающую местность ложится полумрак. Небо принимает ночной вид, на нем вспыхивают яркие звезды. Вдоль горизонта появляется кольцо оранжевого оттенка.

Это наступило полное солнечное затмение. На месте погасшего светила виден черный диск, окруженный серебристо-жемчужным сиянием.

Напуганные внезапно наступившей темнотой звери и птицы замолкают и спешат укрыться на ночной покой, многие растения свертывают листья; 2, 3, иногда 5 минут длится необычная темнота, и вновь вспыхивают яркие солнечные лучи. В тот же миг исчезает серебристо-жемчужное сияние, гаснут звезды. Словно на заре, поют петухи, возвещая о наступлении дня. Вся природа опять оживает.

Солнце снова принимает вид серпа, но теперь уже повернутого выпуклостью в другую сторону, как серп «молодой» Луны. Серп увеличивается, и уже через час в небе все как обычно.

Солнечное затмение — очень величественное и красивое явление природы. Никакого вреда растениям, животным и человеку оно, конечно, причинить не может.

Солнечное затмение знакомо человеку с глубочайшей древности. Но люди не знали, отчего оно происходит. Панический страх вызывало у людей неожиданное, таинственное исчезновение лучезарного светила. В угасании Солнца среди бела дня они видели проявление неведомых, сверхъестественных сил. У восточных народов существовало поверье, что во время затмения некое злое чудовище пожирает Солнце.

Отголоски этих древних представлений человека встречались и в сравнительно недавнее время. Так, в Турции во время затмения 1877 г. перепуганные жители стреляли из ружей в Солнце, желая прогнать шайтана (злого духа), пожиравшего, по их мнению, Солнце.

В русских летописях мы находим многочисленные упоминания о затмениях. В Ипатьевской летописи, например, говорится о затмении, упоминаемом в «Слове о полку Игореве».

Это затмение Солнца произошло в 1185 г. оно было полным в Новгороде и Ярославле. Князь Игорь со своей дружиной был в это время на р. Донце, где затмение было неполным (была закрыта лишь часть солнечного диска). Летописец высказывает убеждение, что это затмение оказалось причиной поражения Игоря в битве с половцами.

И даже тогда, когда действительная причина солнечных затмений была уже известна ученым, затмение все-таки часто вызывало у населения страх. Люди считали, что затмение послано богом и предвещает конец мира, голод, несчастье. Эти суеверные представления сеяли среди народа служители религиозных культов, чтобы держать народные массы в повиновении.

Передовые люди разных времен старались развеять у народа страх, вызываемый затмениями. Например, Петр I обращался к ученым и должностным лицам с просьбой принять участие в распространении правильного объяснения ожидавшегося 1 мая 1706 г. солнечного затмения. Известно его письмо к адмиралу Головину, в котором он писал: «Господин адмирал. Будущего месяца в первый день будет великое солнечное затмение. Того ради изволь сие поразгласить в наших людях, что когда оное будет, дабы за чудо не поставили. Понеже, когда люди про то ведают преже, то не есть уже чудо».

В нашей Советской стране правильное научное объяснение различных явлений природы дошло до самых отдаленных уголков. И теперь у нас едва ли найдется такой человек, у которого солнечное и лунное затмения вызывали бы страх.

Нам часто приходится наблюдать, как в ясный, солнечный день тень от облака, подгоняемого ветром, пробегает по земле и достигает того места, где мы находимся. Облако скрывает от нас Солнце. Между тем другие места, находящиеся вне этой тени, остаются освещенными Солнцем.

Затмение Солнца по представлению некоторых народов в древности. Дракон пожирает Солнце (со старинного рисунка).

и Солнцем проходит Луна и скрывает его от нас. Рассмотрим подробнее условия, при которых может наступить затмение Солнца.

Наша планета Земля, вращаясь в течение суток вокруг своей оси, одновременно движется вокруг Солнца и за год делает полный оборот. У Земли есть спутник — Луна. Луна движется вокруг Земли и полный оборот совершает за 29 ¹/₂ суток.

Взаимное расположение этих трех небесных тел все время меняется. При своем движении вокруг Земли Луна в определенные периоды времени оказывается между Землей и Солнцем. Но Луна — темный, непрозрачный твердый шар. Оказавшись между Землей и Солнцем, она, словно громадная заслонка, закрывает собой Солнце. В это время та сторона Луны, которая обращена к Земле, оказывается темной, неосвещенной. Следовательно, солнечное затмение может произойти только во время новолуния. В полнолуние Луна проходит от Земли в стороне, противоположной Солнцу, и может попасть в тень, отбрасываемую земным шаром. Тогда мы будем наблюдать лунное затмение.

Среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 149,5 млн.км, а среднее расстояние от Земли до Луны — 384 тыс.км.

Чем ближе предмет, тем большим он нам кажется. Луна по сравнению с Солнцем ближе к нам почти в 400 раз, и в то же время ее диаметр меньше диаметра Солнца также приблизительно в 400 раз. Поэтому видимые размеры Луны и Солнца почти одинаковы. Луна, таким образом, может закрыть от нас Солнце.

Однако расстояния Солнца и Луны от Земли не остаются постоянными, а слегка изменяются. Происходит это потому, что путь Земли вокруг Солнца и путь Луны вокруг Земли — не окружности, а эллипсы. С изменением расстояний между этими телами изменяются и их видимые размеры.

Если в момент солнечного затмения Луна находится в наименьшем удалении от Земли, то лунный диск будет несколько больше солнечного. Луна целиком закроет собой Солнце, и затмение будет полным. Если же во время затмения Луна находится в наибольшем удалении от Земли, то она будет иметь несколько меньшие видимые размеры и закрыть Солнце целиком не сможет. Останется незакрытым светлый ободок Солнца, который во время затмения будет виден как яркое тоненькое кольцо вокруг черного диска Луны. Такое затмение называют кольцеобразным.

Взаимное расположение Солнца, Земли и Луны во время солнечного затмения. Луна находится между Солнцем и Землей. В том месте, где тень Луны падает на Землю, Солнце затмевается Луной.

Казалось бы, солнечные затмения должны случаться ежемесячно, каждое новолуние. Однако этого не происходит. Если бы Земля и Луна двигались в одной плоскости, то в каждое новолуние Луна действительно оказывалась бы точно на прямой линии, соединяющей Землю и Солнце, и происходило бы затмение. На самом деле Земля движется вокруг Солнца в одной плоскости, а Луна вокруг Земли — в другой. Эти плоскости не совпадают. Поэтому часто во время новолуний Луна проходит либо выше Солнца, либо ниже.

Видимый путь Луны на небе не совпадает с тем путем, по которому движется Солнце. Эти пути пересекаются в двух противоположных точках, которые называются узлами лунной орбиты. Вблизи этих точек пути Солнца и Луны близко подходят друг к другу. И только в том случае, когда новолуние происходит вблизи узла, оно сопровождается затмением.

Затмение будет полным или кольцеобразным, если в новолуние Солнце и Луна будут находиться почти в узле. Если же Солнце в момент новолуния окажется на некотором расстоянии от узла, то центры лунного и солнечного дисков не совпадут и Луна закроет Солнце

Фазы частного солнечного затмения, наблюдавшегося в Москве 9 июля 1945 г.

лишь частично. Такое затмение называется частным.

Луна перемещается среди звезд с запада на восток. Поэтому закрытие Солнца Луной начинается с его, западного, т. е. правого, края. Степень закрытия называется у астрономов фазой затмения.

Ежегодно бывает не менее двух солнечных затмений. Так было, например, в 1952 г.: 25 февраля — полное (наблюдалось в Африке, Иране, СССР) и 20 августа — кольцеобразное (наблюдалось в Южной Америке). А вот в 1935 г. было пять солнечных затмений. Это наибольшее число затмений, которое может быть в течение одного года.

Трудно представить себе, что солнечные затмения происходят так часто: ведь каждому из нас наблюдать затмения приходится чрезвычайно редко. Объясняется это тем, что во время солнечного затмения тень от Луны падает не на всю Землю. Упавшая тень имеет форму почти круглого пятна, поперечник которого может достигать самое большее 270 км. Это пятно покроет лишь ничтожно малую долю земной поверхности. В данный момент только на этой части Земли и будет видно полное солнечное затмение.

Луна движется по своей орбите со скоростью около 1 км/сек, т. е. быстрее ружейной пули. Следовательно, ее тень с большой скоростью движется по земной поверхности и не может надолго закрыть какое-то одно место на земном шаре. Поэтому полное солнечное затмение никогда не может продолжаться более 8 минут.

В нынешнем столетии наибольшая продолжительность затмений была в 1955 г. и будет в 1973 г. (не более 7 минут).

Таким образом, лунная тень, двигаясь по Земле, описывает узкую, но длинную полосу, на которой последовательно наблюдается полное солнечное затмение. Протяженность полосы полного солнечного затмения достигает нескольких тысяч километров. И все же площадь, покрываемая тенью, оказывается незна-

чительной по сравнению со всей поверхностью Земли. Кроме того, в полосе полного затмения часто оказываются океаны, пустыни и малонаселенные районы Земли.

Вокруг пятна лунной тени располагается область полутени, здесь затмение бывает частным. Поперечник области полутени составляет около 6—7 тыс.км. Для наблюдателя, который будет находиться вблизи края этой области, лишь незначительная доля солнечного диска покроется Луной. Такое затмение может вообще пройти незамеченным.

Можно ли точно предсказать наступление затмения? Ученые еще в древности установили, что через 6585 дней 8 часов, что составляет 18 лет 11 дней 8 часов, затмения повторяются.

Происходит это потому, что именно через такой промежуток времени расположение в пространстве Луны, Земли и Солнца повторяется. Этот промежуток был назван саросом, что значит повторение.

В течение одного сароса в среднем бывает 43 солнечных затмения, из них 15 частных, 15 кольцеобразных и 13 полных. Прибавляя к датам затмений, наблюдавшихся в течение одного сароса, 18 лет 11 дней и 8 часов, мы сможем предсказать наступление затмений и в будущем. Например, 25 февраля 1952 г. произошло

солнечное затмение. Оно повторится 7 марта 1970 г., затем 18 марта 1988 г. и т. д.

Однако в саросе содержится не целое число дней, а 6585 дней и 8 часов. За эти 8 часов Земля повернется на треть оборота и будет обращена к Солнцу уже другой частью своей поверхности. Поэтому следующее затмение будет наблюдаться в другом районе Земли. Так, полоса затмения 1952 г. прошла через Центральную Африку, Аравию, Иран, СССР. Затмение же 1970 г. будет наблюдаться как полное только жителями Мексики и Флориды.

В одном и том же месте Земли полное солнечное затмение наблюдается один раз в 250— 300 лет.

Как видите, предсказать день затмения очень легко. Предсказание же точного времени его наступления и условий его видимости — трудная задача; чтобы решить ее, астрономы в течение нескольких столетий изучали движение Земли и Луны. В настоящее время затмения предсказывают очень точно. Ошибка в предсказании момента наступления затмения не превосходит 2—4 секунд.

Крупнейший в мире специалист по теории затмений — директор Пулковской обсерватории, акад. А. А. Михайлов.

Точным вычислением можно восстановить время и условия видимости какого-нибудь затмения, наблюдавшегося в той или другой местности в древние времена. Если затмение это сопоставлено в летописи с каким-нибудь историческим событием, то мы можем точно определить дату этого события. Древнегреческий историк Геродот указывал, что во время битвы между лидийцами и мидянами произошло (неполное) солнечное затмение. Оно так поразило сражавшихся, что положило конец войне. Историки колебались относительно времени этого события, они относили его ко времени между 626 и 583 гг. до н. э.; астрономическое же вычисление точно показывает, что затмение, а следовательно, и битва происходили 28 мая 585 г. до н. э. Установление точной даты этой битвы пролило свет и на хронологию некоторых других исторических событий. Так астрономы оказали большую помощь историкам.

Астрономы вычислили условия видимости солнечных затмений на много лет вперед.

Последнее затмение, доступное для наблюдений в европейской части СССР, было 15 февраля 1961 г. Следующее затмение будет наблюдаться здесь только в 2126 г. До этого, правда, будет 4 полных солнечных затмения, но полоса видимости их пройдет в пределах СССР

Карта видимости некоторых солнечных затмений.

лишь через труднодоступные районы Сибири и Арктики.

Без Солнца невозможна жизнь на нашей планете, поэтому детальное изучение его строения представляет очень важную задачу. Во время полного солнечного затмения ведутся наблюдения внешних слоев солнечной атмосферы — хромосферы и короны. Солнечная корона — это чудесное серебристо-жемчужное лучистое сияние, которое видно, когда черный диск Луны закрывает собой ослепительно яркую поверхность Солнца. В обычное время яркий солнечный свет мешает наблюдать слабое сияние короны. Внутренняя часть короны — более яркая, внешняя — менее яркая, отдельные ее лучи прослеживаются на расстоянии 3 млн.км и более от Солнца.

Затмение — лучший момент для определения плотности вещества в короне и изучения происходящих в ней атомных процессов. Поскольку вещество короны, как установили советские астрономы во время наблюдения затмения 1947 г., способно излучать радиоволны дециметрового и метрового диапазонов, в полосе видимости полного затмения устанавливают в числе других приборов радиотелескопы и с их помощью слушают «радиоголос» Солнца. Во время затмения следят за изменениями в радиоизлучении Солнца. Радиотелескопы — очень чувствительные приборы, именно они позволили во время полной фазы затмения установить, что солнечная корона простирается на миллионы километров. Задача определения точных границ короны, очевидно, будет решена при наблюдении очередных затмений Солнца.

Солнечная корона излучает также электрически заряженные частицы. Влетая в нашу атмосферу, они изменяют ее физическое состояние и вызывают помехи в радиосвязи. Поэтому во время затмений ведутся наблюдения за верхними слоями нашей атмосферы — за ионосферой.

Во время полного и частного затмения очень важно точно отмечать начало и конец его. Эти данные позволят сравнить предварительно вычисленные начало и конец затмения с действительным и помогут уточнить теорию движения Луны. В местах, близких к границе тени и полутени, отметки начала и конца затмения помогут также проверить и уточнить теорию предвычислений затмений.

Для наблюдений затмений Солнца астрономам подчас приходится отправляться в далекие экспедиции. Так, например, в 1947 г. экспедиция советских астрономов и физиков ездила в Бразилию. А в полосу видимости кольцеобразного затмения 31 июля 1962 г. группе советских астрономов пришлось пробираться на вездеходах сквозь африканские джунгли в далекой Республике Мали.

Затмение продолжается всего несколько минут. Чтобы лучше использовать их, астрономы широко используют фотографию. Во время затмения 1936 г. был применен способ «удлинения» времени полной фазы затмения. В наблюдении этого затмения участвовали 28 экспедиций. Полоса полной фазы затмения пролегала от берегов Черного моря до Дальнего Востока. Лунная тень прошла это расстояние за 2 часа. Экспедиции были размещены вдоль полосы затмения. Это позволило сфотографировать все изменения, которые произошли за это время в короне Солнца. Чтобы удобнее было сравнивать фотоснимки, полученные в разное время, использовались совершенно однотипные приборы, стандартные коронографы — фотографические камеры, с помощью которых получают снимки Солнца и короны в большом масштабе.

Этот способ «удлинения» времени полной фазы оказался удачным и в дальнейшем применялся в наблюдениях всех затмений, полоса видимости которых проходила по территории СССР.

Но теперь есть и другой путь увеличения продолжительности полной фазы затмения: использование реактивной авиации. На самоле-

те ТУ-104 была оборудована «летающая обсерватория», и в день затмения 15 февраля 1961 г. самолет поднялся выше облаков и помчался вслед за тенью Луны. Так было продлено время наблюдения полной фазы на 75 секунд.

Любоваться картиной затмения самим участникам экспедиций не удается. Они всецело поглощены работой у своих инструментов: производят все операции с фотоаппаратами, сменяют светофильтры, записывают показания приборов и часто не имеют возможности даже взглянуть на небо.

А между тем вокруг раскрывается необыкновенная по своей красоте картина. Она оставляет неизгладимое впечатление. Солнечное затмение сопровождается рядом очень любопытных явлений в окружающей природе. По мере уменьшения светящегося серпа Солнца тени от разных предметов делаются более резкими. Когда Солнце будет иметь вид узкого серпа, у предметов, расположенных параллельно этому серпу, тени станут особенно резки, а полутеней почти не будет.

Подготовка к наблюдению солнечного затмения.

При других положениях предметов относительно серпа Солнца тени будут несимметричными (это легко заметить по тени от растопыренных пальцев руки).

За несколько десятков секунд до момента полного затмения, а также после его окончания по поверхности Земли проносятся волнообразные, так называемые «бегущие» тени. Они напоминают рябь на воде. Это струйки воздуха, освещенные тонким, но ярким пучком солнечных лучей.

В самый момент затмения кругом по горизонту наблюдается красновато-оранжевое сияние — заревое кольцо.

Во время затмения очень интересно наблюдать за животными: они ведут себя необычно — проявляют беспокойство. Например, во время затмения 1936 г. полевые мыши, вместо того чтобы скрываться от приближающегося человека, в смятении направлялись к нему как бы в поисках защиты.

Солнечное затмение может дать богатый материал для наблюдений юным любителям природы. Учащимся совсем нетрудно организовать очень интересные наблюдения за атмосферными явлениями, сопровождающими затмение. В частности, можно вести наблюдения за изменениями температуры воздуха, влажности, атмосферного давления, окраски облаков. Фотолюбители смогут получить снимки частных фаз, полной фазы и окружающего ландшафта. С программой возможных наблюдений подробно можно ознакомиться в «Постоянной части» Астрономического календаря ВАГО (Физматгиз, 1962).

Если вам когда-нибудь представится случай наблюдать полное солнечное затмение, не пропустите его. Только помните: смотреть на Солнце во время частной фазы простым глазом или в бинокль нельзя, можно испортить зрение. Смотреть надо через закопченное стекло или проявленную на полном свету фотографическую пластинку. На солнечную же корону можно смотреть без всяких стекол, но ее лучше видно в бинокль.

К числу «необыкновенных» небесных явлений относятся также лунные затмения. Происходят они так. Полный светлый круг Луны начинает темнеть у своего левого края, на лунном диске появляется круглая бурая тень, она продвигается все дальше и дальше и примерно через час покрывает всю Луну. Луна меркнет и становится красно-бурого цвета.

Взаимное расположение Солнца, Земли и Луны во время лунного затмения. Земля находится между Солнцем и Луной, и Луна скрывается в тени Земли.

Лунные затмения, как мы уже говорили, происходят потому, что во время полнолуния между Луной и Солнцем находится Земля, которая перехватывает солнечные лучи, и на Луну они не попадают.

Диаметр Земли больше диаметра Луны почти в 4 раза, а тень от Земли даже на расстоянии Луны от Земли более чем в 2 ¹/₂ раза превосходит размеры Луны. Поэтому Луна может целиком погрузиться в земную тень. Полное лунное затмение гораздо продолжительнее солнечного: оно может длиться 1 час 40 минут.

По той же причине, по которой солнечные затмения бывают не каждое новолуние, лунные затмения происходят не каждое полнолуние. Наибольшее число лунных затмений в году— 3, но бывают годы совсем без затмений; таким был, например, 1951 год.

Лунные затмения повторяются через тот же промежуток времени, что и солнечные. В течение этого промежутка, в 18 лет 11 дней 8 часов (сарос), бывает 28 лунных затмений, из них 15 частных и 13 полных. Как видите, число лунных затмений в саросе значительно меньше солнечных, и все же лунные затмения можно наблюдать чаще солнечных. Это объясняется тем, что Луна, погружаясь в тень Земли, перестает быть видимой на всей не освещенной Солнцем половине Земли. Значит, каждое лунное затмение видно на значительно большей территории, чем любое солнечное.

Затмившаяся Луна не исчезает совершенно, как Солнце во время солнечного затмения, а бывает слабо видимой. Происходит это потому, что часть солнечных лучей проходит сквозь земную атмосферу, преломляется в ней, входит внутрь земной тени и попадает на Луну. Так как красные лучи спектра менее всего рассеиваются и ослабляются в атмосфере, Луна во время затмения приобретает медно-красный или бурый оттенок.

ПЛАНЕТЫ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

Далекие «земли»

С древнейших времен люди знали на небе светила, которые назвали планетами. По внешнему виду они похожи на звезды, но отличаются от них тем, что непрерывно движутся по небу, перемещаясь из одного созвездия в другое. Пути их сложны. Если нарисовать на звездной карте путь какой-нибудь планеты, то получится линия с какими-то неправильными петлями и изгибами. Планета движется сначала справа налево все вперед и вперед. Потом останавливается и, помедлив, поворачивает назад. Пройдя немного в обратную сторону, она снова направляется вперед и движется все быстрее и быстрее до новой остановки. Древние ученые настойчиво стремились разгадать такое странное движение планет, но не смогли этого сделать, так как ошибочно считали, что планеты движутся вокруг Земли. Движение планет на небе кажется причудливым потому, что, смотря на них, мы в то же время сами движемся вместе с Землей.

Солнце вместе с планетами и многочисленными спутниками планет составляет солнечную, или планетную, систему. Путь каждой планеты — приблизительно окружность, по которой эта планета обходит Солнце. У каждой планеты есть свой путь, или своя орбита.

Чем ближе планета к Солнцу, тем меньше ее орбита, тем короче тот путь, который ей приходится пробегать; кроме того, более близ-

Планета Земля. Граница дня и ночи. Снимок сделан с борта космического корабля «Восток-2» космонавтом Г. С. Титовым.

кая к Солнцу планета движется по своему пути быстрее, чем более далекая; поэтому и время оборота планеты вокруг Солнца тем короче, чем ближе она к Солнцу.

Заметив планеты очень давно, люди дали им названия, которые сохранились до наших дней. Не понимая действительной причины движений планет, люди объяснили их движения желаниями и капризами богов, которым сами в то время поклонялись, и дали планетам имена богов и богинь. Так попали на страницы современных научных книг по астрономии такие имена древнеримских богов, как Меркурий — бог торговли, Венера — богиня красоты, Марс — бог войны и др.

Меркурий — мир жары и холода

Рассказ о планетах мы начнем с той из них, которая находится ближе всего к Солнцу. Ее называют Меркурий. Свою короткую орбиту Меркурий обегает за 88 земных суток. Значит, год на нем короче наших трех месяцев.

Меркурий — яркое светило, но увидеть его не так просто. Дело в том, что, находясь на небе вблизи Солнца, Меркурий всегда виден нам недалеко от солнечного диска; он отходит от него то влево (к востоку), то вправо (к западу) лишь на небольшое расстояние, которое не превосходит 28°. Поэтому его можно увидеть только в те дни года, когда он отходит от Солнца на самое большое расстояние.

Пусть, например, Меркурий отодвинулся от Солнца влево. Солнце и все светила в своем суточном движении плывут по небу слева направо. Поэтому сначала заходит Солнце, а через час с небольшим заходит и Меркурий. Вот в течение этого часа, который проходит между закатом Солнца и заходом Меркурия, и надо искать эту планету низко над западным горизонтом. Плохо то, что небо в это время на западе светлое — на нем заря. Поэтому на севере СССР, например в Ленинграде, где заря пылает часа два, найти Меркурий удается очень редко. Другое дело на юге: там сумерки короткие, заря гаснет быстро, и Меркурий часто удается увидеть на потемневшем небе.

Если рассматривать Меркурий в телескоп, то он будет выглядеть, как маленькая Луна, с очертаниями либо узкого серпика, либо неполного круга. Меркурий — темный шар, собственного света он не дает и сияет на небе за счет отражения солнечных лучей. На той половине Меркурия, которая повернута к Солнцу,— день, на другой — ночь. Мы видим только освещенную часть планеты. Диаметр Меркурия в 2 ¹/₂ раза меньше диаметра Земли и в 1 ¹/₂ раза больше диаметра Луны.

В сильный телескоп на Меркурии можно заметить темные пятна. Они имеют примерно такой же вид, как «моря» на Луне для невооруженного глаза. Наблюдая за этими пятнами, ученые установили одну важную особенность. Двигаясь по своему пути вокруг Солнца, Меркурий вращается вокруг своей оси так, что к Солнцу обращена всегда одна и та же его половина. Это значит, что на одной стороне Меркурия всегда день, а на другой — всегда ночь.

Измерения яркости света показывают, что поверхность Меркурия покрыта какими-то темными, очень неровными каменными породами коричневатого оттенка.

Меркурий гораздо ближе к Солнцу, чем Земля, поэтому Солнце на нем светит и греет в 7 раз сильнее, чем у нас.

Измерения показывают, что температура на дневной стороне Меркурия поднимается до 400° выше нуля. Зато на ночной стороне должен быть всегда сильный мороз, который, вероятно, доходит до 200° и даже до 250° ниже нуля.

На такой планете не может быть ни океанов, ни атмосферы, ни органической жизни. Меркурий — это царство пустынь.

«Вечерняя звезда» — Венера

Вторая по удаленности от Солнца планета — Венера. В противоположность Меркурию найти ее на небе очень легко. Каждому случалось

Предполагаемый вид на поверхности Меркурия.

видеть, как иной раз вечером на совсем еще светлом небе загорается «вечерняя звезда». По мере того как гаснет заря, Венера становится все ярче и ярче, а когда совсем стемнеет и появятся другие звезды, она резко выделяется среди них своим сильным светом. Но светит Венера недолго. Проходит час-другой, и она заходит. В середине ночи она не появляется никогда, но зато бывает время, когда ее можно видеть по утрам, перед рассветом, в роли «утренней звезды». Уже совсем рассветет, исчезнут все звезды, а Венера все еще светит и светит на ярком фоне утренней зари.

Люди знали Венеру с незапамятных времен. С ней было связано множество легенд и поверий. В древности думали, что это два разных

светила: одно появляется по вечерам, другое — по утрам. Потом догадались, что это одно и то же светило, красавица неба, «вечерняя и утренняя звезда» — Венера. «Вечерняя звезда» не раз была воспета поэтами и композиторами, описана в произведениях великих писателей, изображена на картинах знаменитых художников.

По силе блеска Венера — третье светило неба, если первым считать Солнце, а вторым— Луну. Не удивительно, что ее иногда можно увидеть и днем в виде белой точки на небе.

Орбита Венеры лежит внутри земной орбиты, и планета совершает свой бег вокруг Солнца за 225 суток, или за 7 ¹/₂ земных месяцев. Подобно Меркурию, Венера может отойти от Солнца только на определенное расстояние: оно не превышает 50°. Поэтому она заходит не позднее, чем через 3—4 часа после заката Солнца, и восходит не раньше, чем за 3—4 часа до его восхода.

Даже в самый слабый телескоп видно, что Венера не точка, а шар, одна сторона которого освещается Солнцем, в то время как другая погружена во мрак. Следя за Венерой изо дня в день, можно заметить, что она, подобно Луне и Меркурию, проходит всю смену фаз.

Фазы Венеры можно иногда разглядеть в полевой бинокль. Встречаются люди с таким острым зрением, что видят серпик Венеры даже невооруженным глазом. Это самое близкое к нам небесное тело после Луны. Бывают такие моменты, когда Венера подходит к Земле на расстояние 40 млн.км., но рассмотреть поверхность ее в телескоп все же не удается.

В сильный телескоп Венера кажется очень большой, гораздо больше, чем Луна для невооруженного глаза. Казалось бы, на ней должны быть видны, например, горы, долины, моря, реки. Но сколько ни разглядывали астрономы Венеру, их всегда постигало разочарование: видимая поверхность этой планеты всегда белая, однообразная и на ней ничего не видно,

кроме неопределенных тусклых пятен. В чем причина этого?

Венера ближе к Солнцу, чем Земля. Поэтому иногда она проходит между Землей и. Солнцем, и тогда ее можно увидеть на фоне ослепительного солнечного диска в виде черной точки. Правда, это бывает очень редко. В последний раз Венера проходила между Землей и Солнцем в 1882 г., а в следующий раз это будет в 2004 г.

Прохождение Венеры перед Солнцем в 1761 г. наблюдал в числе многих других ученых М. В. Ломоносов. Внимательно следя в телескоп за тем, как темный кружок Венеры появляется на огненном фоне солнечной поверхности, он заметил новое, до того никому не известное явление. Когда Венера вступила на диск Солнца больше чем на половину своего поперечника, вокруг остальной ее части, находившейся еще на темном фоне неба, вдруг появился огненный ободок, тонкий, как волос. То же самое было видно и тогда, когда Венера сходила с солнечного диска. Ломоносов пришел к выводу, что все дело в атмосфере — слое газа, который окружает Венеру. В этом газе солнечные лучи преломляются, огибают непрозрачный шар планеты и появляются для наблюдателя в виде огненного ободка. Подводя итоги своим наблюдениям, Ломоносов писал: «Планета Венера окружена знатною воздушною атмосферою...»

Это было очень важное научное открытие. Коперник доказал, что планеты подобны Земле по своему движению. Галилей первыми наблюдениями в телескоп установил, что планеты — это темные, холодные шары, на которых бывает день и ночь. Ломоносов доказал, что на планетах, как и на Земле, может быть воздушный океан — атмосфера.

Воздушный океан Венеры во многом отличается от нашей, земной атмосферы. В нем, во всяком случае в верхних его слоях, почти нет таких важных составных частей, как кислород и водяной пар, но зато много углекислого газа. У нас бывают пасмурные дни, когда в воздухе плавает сплошной непрозрачный покров туч, но бывает и ясная погода, когда сквозь прозрачный воздух днем светит Солнце, а ночью видны тысячи звезд. На Венере же всегда пасмурно. Ее атмосфера все время затянута белым облачным покровом. Его мы и видим, когда рассматриваем Венеру в телескоп. Поверхность же планеты оказывается недоступной для наблюдений: она скрывается за плотной облачной атмосферой. Облачный покров не дает возможности подметить какие-либо детали на поверхности Венеры и по быстроте их перемещения установить продолжительность вращения этой планеты вокруг своей оси.

Но так обстоит дело, если вести наблюдения Венеры оптическим путем, например глазом или при помощи фотографии. Теперь в распоряжении ученых есть новый способ изучения небесных светил — радиоастрономический.

Оказывается, Венера сама испускает радиоволны, которые изучают и измеряют при помощи современных больших радиотелескопов. Если эти волны идут к нам от твердой поверхности Венеры, то это означает, что поверхность

планеты очень горячая, что температура на ней все время — и днем и ночью — держится на уровне около 300°. Если это так, то на всей Венере под слоем туч и облаков расстилается жаркая пустыня, примерно такая же, как и на обращенной к Солнцу стороне Меркурия. Но возможно и другое. Радиоволны могут зарождаться в верхних слоях атмосферы Венеры, и тогда судить по ним о температуре поверхности планеты нельзя.

Есть еще один способ использовать радио для изучения светил. Это — радиолокация.

Наблюдения Венеры при помощи радиолокации были проведены весной 1961 г. Академией наук СССР. Они показали, что поверхность Венеры отражает радиоволны в одних местах сильнее, а в других — слабее. Это значит, что природа поверхности Венеры не везде одинакова. При помощи радиоастрономических наблюдений удалось установить, что продолжительность оборота Венеры вокруг оси составляет не менее 200 суток.

Исследование планет при помощи радиоволн — дело еще новое. Несомненно, что со временем оно позволит подробно изучить мир Венеры. Пока же мы не знаем, какие физические условия существуют на Венере, может ли там существовать жизнь, не знаем и еще многого об этой интересной планете.

Земля

После Венеры по степени отдаленности от Солнца идет Земля. На этой планете живем мы с вами, и для ее изучения не нужно прибегать к телескопам. Поэтому природа Земли изучается и описывается не астрономами, а географами. Тем не менее Земля — тоже небесное светило. Какой же она выглядела бы для наблюдателя, находящегося на другом небесном теле?

Если смотреть с Луны, Земля будет казаться большим диском, который по поперечнику будет почти в 4 раза больше лунного диска, рассматриваемого с Земли. Ведь действительный, или линейный, диаметр Земли почти в 4 раза больше диаметра Луны.

Земля для лунного наблюдателя проходит такую же смену фаз, какую мы знаем для Луны. Иначе и быть не может, поскольку ночная сторона земного шара темная, а дневная — светлая. По времени «земные фазы» точно противоположны лунным. Когда мы любуемся полной Луной, к Луне бывает обращена темная половина Земли, т. е. наступает момент «новоземелия». Когда у нас новолуние, на Луне наступает «полноземелие», и Земля с Луны видна как полностью освещенный диск. Когда освещенная Солнцем часть Луны видна нам как узкий серп, остальная часть лунного диска также слегка светится. Это называется пепельным светом. Свет полной Земли на Луне приблизительно в 100 раз сильнее, чем лунный свет у нас. В том, что это так, можно убедиться, измеряя яркость пепельного света на Луне, который как раз и получается за счет освещения Землей темной стороны лунного шара.

Такая сила земного освещения обусловлена двумя причинами: во-первых, Земля крупнее и потому ее диск по площади в 14 раз больше лунного; во-вторых, Земля лучше отражает солнечные лучи, так как имеет более светлую окраску. Это в свою очередь происходит оттого, что на Земле есть воздух, и притом с белыми облаками, а на Луне нет никакой атмосферы.

Если смотреть на Землю с Луны, то она будет совсем не похожа на те глобусы, к которым мы привыкли в школе. Вместо очертаний материков и океанов, которые так пестро раскрашены на глобусах, больше половины диска Земли будет занято причудливым и изменчивым узором каких-то белых пятен. Эти пятна не что иное, как облака и тучи, закрывающие от постороннего взора расположенную под ними поверхность. В промежутках между ними можно разглядеть очертания берегов океанов, контуры пустынь, лесов и особенно снегов, однако все это будет видно не очень ясно из-за голубой воздушной дымки. Эта дымка хорошо известна всем, кто с возвышенности любовался далями, кому случалось летать на больших высотах. Вот это воздушно-облачное одеяние и является причиной того, что Земля отражает в пространство 40—50% падающих на нее солнечных лучей, в то время как Луна отражает их менее 7%.

На Луне пока никто еще не побывал и на Землю с нее не смотрел. Поэтому и вид земного шара с Луны ученые определяют на основании разных косвенных данных. Однако эти данные оказываются совершенно правильными: когда первый космонавт — Юрий Гагарин, совершая свой первый в истории космический рейс, посмотрел на Землю с космического корабля, то он увидел ее именно такой, как предполагали ученые. А второй космонавт — Герман Титов привез из своего космического путешествия замечательные цветные снимки. По ним

можно представить себе, как выглядит наша планета из космического пространства.

Если смотреть на Землю с Венеры или Марса, то она будет казаться очень яркой звездой чуть-чуть голубоватого оттенка. Недалеко от нее невооруженным глазом можно будет разглядеть (в виде слабой звездочки) Луну.

«Красная звезда» — Марс

Ближайший сосед Земли со стороны, противоположной Солнцу, замечателен своим красным цветом, напоминающим огонь. Вероятно, за этот цвет древние римляне и дали планете имя бога войны Марса.

Марс удален от Солнца на 227,7 млн.км. Весь свой путь вокруг Солнца Марс проходит за 687 суток, или за 1 земной год и 10 ¹/₂ месяцев. Поскольку Марс и Земля движутся в одну и ту же сторону, Земля через каждые 2 года и 50 дней обгоняет Марс; в это время Марс и Земля находятся по одну сторону от Солнца, приблизительно на одной прямой линии. Такое положение Марса по отношению к Земле астрономы называют противостоянием.

Планеты движутся вокруг Солнца не по окружностям, а по эллипсам. Поэтому расстояние между путями Марса и Земли не везде одинаково. Если противостояние случается там, где эти пути сходятся всего ближе, то от Земли до Марса в это время всего 55 млн.км. Такое противостояние называется великим: оно повторяется каждые 15—17 лет. Во время противостояния Марс сияет на небе всю ночь в виде очень яркой звезды огненного цвета. Тогда он наиболее удобен для наблюдений.

По удаленности от Земли Марс занимает третье место после Луны и Венеры.

Когда Марс бывает от Земли сравнительно недалеко, его хорошо можно рассмотреть в телескоп. Правда, диаметр Марса невелик, почти вдвое меньше диаметра Земли, но в телескоп он выглядит довольно крупным диском. Большая часть поверхности Марса покрыта пятнами желтого или красноватого цвета. Такие пятна на Марсе называют материками. На фоне материков легко можно заметить узор из каких-то темных пятен, которые когда-то называли морями. Правда, потом выяснилось, что на самом деле это совсем не моря: воды в них нет. Но названия «моря» и «заливы» на картах Марса остались, только их теперь понимают так же условно, как и «моря» на Луне.

Схема расположения Земли и Марса при различных противостояниях.

Если следить за Марсом всю ночь, то будет видно, как темные пятна «морей» на одной стороне появляются из-за края диска, а на другой скрываются за его краем. Это значит, что Марс вращается вокруг своей оси, совсем как наш земной шар. Значит, на нем, как и у нас, бывает смена дня и ночи. Даже продолжительность суток на Марсе почти такая же, как и на Земле: 24 часа 37 минут.

Наклон оси Марса такой же, как и у земной оси. Из-за наклона земной оси у нас бывает смена времен года. Значит, на Марсе тоже бывают весна, лето, осень, зима.

Можем ли мы увидеть на Марсе что-нибудь такое, что подтверждало бы эту смену тепла и холода?

На Марсе, как и на Земле, два полюса: северный и южный. Когда на одном полюсе лето, то на другом зима. Если смотреть даже в небольшой телескоп на тот полюс Марса, на котором зима, то будет видно, что вся местность там занята каким-то белым покровом.

Но вот наступает весна. И тут на наших глазах белый покров начинает разрушаться, как бы таять. Края его быстро подвигаются к полюсу, освобождая скрытую под ним темную поверхность. Это разрушение белого покрова продолжается все лето, и к осени его остается совсем немного, у самого полюса. А с осени белый покров опять разрастается и надвигается на окружающие местности.

Что же это за светлое вещество, которое появляется с осенними холодами и уничтожается весенним теплом? Очень может быть, что

это снег. Ведь и на Земле белый снеговой покров каждую осень распространяется все дальше к экватору, а весной тает и уменьшается. Правда, на Марсе холоднее, чем на Земле: Марс от Солнца дальше, и потому солнечные лучи там светят и греют в 2 ¹/₂ раза слабее, чем у нас. Поэтому даже на экваторе, в самой жаркой зоне Марса, в полдень почва нагревается только до 10—20° тепла, а по ночам всегда бывают очень сильные морозы.

Зимой на Марсе температура доходит до 60—70° ниже нуля. Но там, где Солнце летом совсем не заходит и царит непрерывный летний день, подолгу бывает тепло, температура колеблется от 0 до 10° тепла.

Если верно, что на Марсе появляется и пропадает снег, то из этого следует, что на нем есть вода и атмосфера. В последней водяные пары переносятся в разные стороны и осаждаются в виде снега и инея. Однако несомненно, что воды на Марсе очень немного, не больше, чем в Ладожском озере. И атмосфера на Марсе совсем не такая, как у нас. Над каждым участком его поверхности воздуха во много раз меньше, чем на Земле, и потому воздух там очень разреженный, примерно такой, как в нашей атмосфере на больших высотах.

Кроме того, в атмосфере Марса, несмотря на самые тщательные поиски, не удалось обнаружить никаких признаков присутствия водяного пара и кислорода во сколько-нибудь значительных количествах. Установлено, что если эти газы и имеются на Марсе, то их там должно быть по крайней мере в 1000 раз меньше, чем в земной атмосфере. Поэтому многие ученые считают, что полярные шапки — вовсе не снег, а покровы из тумана и облаков, заволакивающие полярные области на Марсе во время холодной зимы.

Зато в атмосфере Марса обнаружен углекислый газ. Вероятно, атмосфера Марса в основном состоит из смеси углекислого газа и азота.

На Земле почти повсюду есть жизнь. С тех пор как Коперник доказал, что планеты — это далекие «земли», ученых не переставал волновать вопрос: есть ли на них какая-нибудь жизнь? Ведь законы природы везде одни и те же. Поэтому раз на Земле возникли живые существа, то и на других планетах они тоже могли возникнуть, если только там имеются для этого подходящие условия: атмосфера, содержащая кислород, вода, подходящая температура, т. е. должно быть не слишком жарко и не слишком холодно.

На Луне жить нельзя, потому что там нет ни воздуха, ни воды. По той же причине не может быть жизни и на Меркурии. О природе Венеры мы еще слишком мало знаем.

Другое дело — Марс. Мы видим многое из того, что на нем делается, и нам известно, что на нем есть и вода, и воздух и временами бывает достаточно тепло. Правда, ни люди, ни наши звери не могли бы там жить: они задохнулись бы в разреженной, лишенной кислорода, атмосфере. Вряд ли могли бы там расти и наши земные растения. Но это не значит, что на Марсе совсем не может быть жизни. Ведь живые существа приспособляются к существующим условиям. На Земле они приспособлены к плотной, теплой и влажной атмосфере. На Марсе, возможно, существуют какие-то свои виды растений, которые столь же хорошо приспособлены к разреженной, прохладной и сухой атмосфере.

Все эти соображения, конечно, правильны. Но можно ли их подтвердить практически наблюдениями Марса?

Вид и цвет тех темных пространств на Марсе, которые когда-то по ошибке называли «морями», значительно меняются с временами года. Весной они темнеют и из рыжеватых становятся темно-коричневыми или серыми, а осенью опять светлеют. Эти изменения окраски многие ученые объясняют появлением и исчезновением какой-то растительности, например мхов или лишайников, способных переносить особенности сурового климата Марса.

- И это все? — разочарованно спросит читатель. — Трава, мох, лишайники — мы ждали не этого. Мы слышали про каналы, города и про разумных обитателей на Марсе. Где же это?

Да, действительно, на Марсе видны какие-то узкие длинные полосы, они очень ровные и правильные. Поэтому прежде, когда еще не были известны ни климат Марса, ни состав его атмосферы, некоторые ученые высказывали предположение, что это какие-то искусственные сооружения, нечто вроде грандиозных оросительных каналов, построенных разумными жителями Марса. Полагали также, что это широкие полосы растительности, которые тянутся по берегам невидимого нам узкого канала.

Однако в настоящее время ученые считают, что никаких разумных существ на Марсе нет, а каналы, если они существуют, вовсе не искусственные сооружения.

Существует мнение, что никаких каналов на Марсе вообще нет, а есть лишь цепочки

из темных пятен, которые при наблюдении сливаются и производят впечатление прямолинейных каналов. Пока еще природа Марса и вопрос о возможности жизни на нем изучены недостаточно.

Мы знаем, что у Земли есть спутник — Луна. У Меркурия и Венеры спутников нет. Зато у Марса целых две «луны» — два крошечных спутника. Их назвали Фобос и Деймос, что по-гречески значит «страх» и «ужас». Один из них имеет поперечник 16 км, другой — лишь 8 км. От Фобоса до Марса всего только 9500 км, а от Деймоса — 23 500 км. Время оборота Фобоса вокруг Марса — 7 часов 39 минут. Этот спутник, наперекор всем другим светилам, восходит на западе и движется по небосводу к востоку, подобно искусственным спутникам Земли. Это объясняется тем, что он обращается вокруг Марса быстрее, чем сам Марс совершает оборот вокруг своей оси. Деймос обращается вокруг Марса за 16 часов. Несколько лет назад было высказано мнение, что спутники Марса — искусственные небесные тела, запущенные несколько сот миллионов лет назад, когда природа Марса была иной и там жили высокоразумные существа. Ученые не согласились с этим мнением, так как никакими научными соображениями оно не подтверждается.

Планета-гигант — Юпитер

Юпитер — самая крупная из всех планет солнечной системы. Он находится от Солнца на расстоянии 777,6 млн.км, или более чем в 5 раз дальше, чем Земля.

Свой путь вокруг Солнца Юпитер проходит почти за 12 земных лет.

Диаметр Юпитера в 11 раз больше диаметра Земли, а по объему из Юпитера можно было бы сделать 1312 таких шаров, как Земля. Но, обладая такими огромными размерами, Юпитер по массе только в 317 раз больше Земли. Это

значит, что Юпитер состоит совсем не из такого вещества, как Земля. Наш земной шар сложен из тяжелых каменных пород, а в его центре некоторые ученые предполагают ядро из еще более тяжелых веществ — металлов. Юпитер имеет другое строение: в среднем его вещество немногим тяжелее воды.

В те месяцы, когда Юпитер бывает виден, его легко найти на небе, потому что он светит ярче всех других звезд и планет, кроме Венеры. По блеску Юпитер занимает на небе четвертое место — после Солнца, Луны и Венеры. Только Марс способен давать такой же сильный свет, но лишь в редкие дни наибольших сближений его с Землей.

Если посмотреть на Юпитер в небольшую зрительную трубу, то можно увидеть замечательную картину: возле яркого шара планеты видны четыре звездочки. Это самые большие спутники Юпитера. Они каждый день бывают расположены по-разному: то два справа, два слева; то три с одной стороны, а один — с другой; то все четыре расположатся цепочкой по одну сторону от Юпитера. А бывает и так, что какой-нибудь из спутников спрячется за шар Юпитера, или станет перед ним и исчезнет на его фоне, либо попадет в тень от Юпитера — произойдет затмение данного спутника Юпитера. Во всех этих случаях спутник становится невидимым.

Эти четыре спутника Юпитера очень крупные, их диаметры составляют от 3000 до 5070 км, два из них размером больше, чем Меркурий, но несколько меньше его по массе. Кроме того, у Юпитера есть еще 8 мелких спутников, которые можно увидеть только в сильные телескопы. Таким образом, всего у Юпитера 12 спутников и все это обширное семейство движется вместе с самим Юпитером вокруг Солнца.

Но что же представляет собой сам Юпитер? Если рассматривать его в телескоп, то сразу бросается в глаза некруглая форма этой планеты. Другие небесные тела — Меркурий, Венера, Земля, Луна — имеют малое сжатие

у полюсов. У Юпитера сжатие, или сплюснутость, у полюсов значительно больше.

Легко разглядеть еще, что Юпитер полосатый; на его округлом, но заметно растянутом диске виден ряд чередующихся светлых и темных полос, которые каждый год располагаются по-разному. Значит, это не горы, не океаны и не суша, а всего-навсего длинные ряды облаков и туч разной окраски. В этом отношении Юпитер похож на Венеру: все, что мы видим на нем, — это сплошной воздушно-облачный покров, который скрывает от нашего взора то, что находится под ним. Разница в том, что на Венере этот покров гладкий, ровный, однородный, а на Юпитере он пятнистый, разноцветный.

Движение облаков позволяет легко и просто установить, как и с какой скоростью вращается Юпитер. Каждое пятно, каждое облачко на его диске постепенно передвигается от одного края к другому. Это значит, что Юпитер вращается вокруг своей оси. Вращение его очень быстрое. Установлено, что сутки на нем длятся всего 9 часов 50 минут. Таким быстрым вращением объясняется большое полярное сжатие Юпитера.

Ученых давно занимал вопрос о химическом составе клубящейся тучами и облаками мощной атмосферы Юпитера. Оказалось, что в ней нет ни кислорода, ни водяных паров, ни углекислоты — словом, ничего того, что входит в состав нашей земной атмосферы. Зато там

оказалось большое количество газа, называемого метаном. Это тот газ, который весело горит синими огоньками в наших газовых плитах. Кроме того, там есть аммиак, многим знакомый по резкому запаху нашатырного спирта. Из-за огромного расстояния Юпитера от Солнца температура его атмосферы около 140° ниже нуля.

Юпитер по всем своим свойствам так не похож на нашу Землю, что очень трудно разобраться в его своеобразной природе. Есть предположение, что ядро его состоит из сильно сжатых газов.

Планета с кольцом — Сатурн

Сатурн с его кольцом — самая удивительная планета в солнечной системе. Подобно тому как поля окружают шляпу, экватор этой планеты окружает широкое, совершенно плоское кольцо. Оно расположено наклонно к тому кругу, по которому Сатурн обходит Солнце за 29 ¹/₂ земных лет. Поэтому в зависимости от положения Сатурна на его пути кольцо поворачивается к нам то одной стороной, то другой. Каждые 15 лет оно располагается к нам ребром, и тогда его нельзя разглядеть даже в самые сильные телескопы, а это значит, что кольцо очень тонкое: его толщина не более 10—15 км.

Знаменитый астроном Галилей в 1610 г. обнаружил, что Сатурн чем-то окружен. Но его телескоп был слишком слаб, и потому Галилей не смог разобрать, что именно он видит около Сатурна. Только полвека спустя голландскому ученому Гюйгенсу удалось выяснить, что это плоское кольцо, которое окружает планету и нигде с ней не соприкасается.

Изучение Сатурна при помощи более совершенных телескопов показало, что кольцо разделяется на три части, составляющие как бы три независимых кольца, вложенных одно в другое. Внешнее кольцо отделяется от среднего темным промежутком — узкой черной щелью.

Среднее кольцо ярче внешнего. Изнутри к нему примыкает полупрозрачное, как бы туманное, третье кольцо.

Что же представляют собой эти замечательные кольца?

Может быть, это действительно твердые и гладкие площадки? Нет, это не так. Ученые доказали, что сплошное и твердое кольцо такого размера существовать не может: оно было бы мгновенно разрушено под влиянием неодинаковой силы притяжения Сатурном разных его частей. Выдающийся русский астрофизик А. А. Белопольский тщательными наблюдениями Сатурна подтвердил, что кольцо действительно не сплошное. Скорость движения в разных частях кольца оказалась различной. Это значит, что кольца Сатурна состоят из мелких обломков, каждый из которых обращается

вокруг планеты с такой скоростью, какую имел бы спутник планеты, находящийся на таком же расстоянии. Каждый такой обломок — как бы независимый спутник, сам по себе обращающийся вокруг Сатурна.

Что же представляют собой эти обломки? Это, вероятно, камни разного размера: от нескольких сантиметров до метра в поперечнике, но, возможно, в кольцах есть и пыль. Кроме колец, вокруг Сатурна движутся девять спутников. Из них один — Титан — по размерам почти равен Меркурию и немного уступает ему по массе. Другие спутники имеют разные размеры. Но все они значительно меньше Титана.

Сатурн во многом напоминает своего собрата — Юпитера. Многие странные, на наш взгляд, особенности Юпитера выражены у Сатурна еще более резко. Например, он сжат у полюсов еще сильнее и состоит из вещества, в среднем менее плотного, чем вода.

Сатурн, как и Юпитер, окружен сплошным облачным покровом, но только эта туманная пелена на нем менее пестрая. Полосы и пятна на Сатурне хотя и есть, но они выделяются не так резко, как на диске Юпитера.

Атмосфера Сатурна имеет тот же состав, что и Юпитера: в ней содержатся метан и аммиак. От Солнца Сатурн удален на 1425,6 млн.км, и солнечные лучи на нем греют в 90 раз слабее, чем на Земле, и в 3 ¹/₂ раза слабее, чем на Юпитере. Понятно, что и мороз там очень сильный — он доходит до 150°. Сутки на Сатурне длятся 10 часов 14 минут.

Планеты Уран, Нептун и Плутон

Даже в XVIII в. планетная система была известна только до Сатурна. Но уже тогда предполагали, что список планет Сатурном не оканчивается и существуют еще более далекие планеты, которые невооруженным глазом увидеть нельзя.

Это мнение блестяще подтвердилось, когда в 1781 г. английский астроном Гершель, наблюдая звезды в телескоп, заметил новое светило, которому, судя по звездной карте, быть тут не полагалось. Понаблюдав за этим светилом несколько дней, Гершель увидел, что оно перемещается среди звезд и, значит, представляет собой планету.

Оказалось, что эта планета обращается вокруг Солнца на расстоянии 2868 млн.км

и совершает полный оборот за 84 года. Новой планете дали имя Уран. Со временем у нее нашли пять спутников.

Наблюдая Уран, ученые обнаружили в его движении некоторые неправильности. Они могли происходить только от существования какой-то еще более удаленной планеты. Эта неведомая планета своим притяжением немного сдвигает Уран с того пути, по которому он обращался бы под действием притяжения Солнца и известных уже планет.

В то время большого совершенства уже достиг раздел астрономии, называемый небесной механикой.

Способы расчета, которыми пользуются ученые в небесной механике, позволяют точно определять возмущения, т. е. отклонения в движении какой-нибудь планеты, возникающие под влиянием притяжения ее соседними планетами.

Обычно в небесной механике приходится вычислять возмущения по уже известному расположению других планет. При изучении движения Урана нужно было решить обратную задачу: зная возмущения, найти место вызывающей их неизвестной планеты. Эту трудную задачу решили в 1845—1846 гг. французский астроном Леверье и английский ученый Адаме. Только одними расчетами, совсем не глядя на небо, они указали место на небе, где должна находиться неизвестная планета. И действительно, когда на это место немецкий астроном Галле в 1846 г. направил телескоп, то обнаружил новую планету. Так была открыта восьмая планета солнечной системы — Нептун. У нее оказалось два спутника. Один из них — Тритон — по размерам и массе близок к большим спутникам Юпитера и к Титану, крупнейшему спутнику Сатурна.

Открытие Нептуна было великим торжеством науки: оно ясно показывало, что верны

те законы движения и притяжения, которые открыл великий Ньютон и на которых основаны все расчеты, выполняемые в небесной механике. Со временем оказалось, что не все неправильности в движении Урана могут быть объяснены влиянием притяжения Нептуна. Возникло предположение о существовании в солнечной системе планеты, еще более удаленной, чем Нептун.

В 1930 г. удалось отыскать еще одну планету; она находится от Солнца почти в 40 раз дальше, чем Земля, и делает оборот вокруг Солнца почти за 250 лет. Это девятая планета солнечной системы — Плутон.

Что же представляют собой эти столь удаленные от Солнца планеты?

Уран и Нептун очень похожи друг на друга. Оба они меньше Сатурна, но гораздо больше Земли. Оба заметно сжаты, хотя и не так сильно, как Сатурн. Их облачные атмосферы содержат метан. Что касается аммиака, то он там незаметен. Это объясняется тем, что при таком страшном холоде (минус 200° и ниже), который царит на этих планетах, аммиак уже не может оставаться газом: он замерзает и осаждается вниз в виде белого вещества, похожего на снег.

Плутон резко отличается от четырех гигантских планет. Он гораздо меньше их: его масса примерно такая же, как масса Земли. От нас он так далек, что даже в самые сильные телескопы выглядит звездой и рассмотреть его поверхность пока невозможно.

Однако открытие Плутона не объясняет полностью все отклонения в движении Урана, а также и Нептуна. Есть основание полагать, что далеко за орбитой Плутона обращается вокруг Солнца еще планета с гораздо большей массой, чем Плутон. Хотя эта планета учеными еще и не открыта, ее условно назвали Транс-плутоном.

Мир вечного холода, но не полной темноты

В популярных книгах планету Плутон иногда называют «царством ночи». (В греческой мифологии Плутон — бог подземного царства, где всегда царит беспросветная тьма.)

Однако эта самая далекая из известных планет солнечной системы, пожалуй, не заслуживает того, чтобы ее считали царством ночи.

В самом деле, Плутон обращается вокруг Солнца на расстоянии, превышающем расстояние Земли от Солнца в 40 раз. Значит, Солнце освещает Плутон в 40², или в 1600, раз слабее, чем Землю. Может быть, это и не так слабо?

Солнце светит на Земле почти в 450 тыс. раз ярче, чем полная Луна. Следовательно, Плутон получает от Солнца света в 281 (450 тыс.: 1600) раз больше, чем Земля от полной Луны.

Плутон, бесспорно, мир вечного холода, но не полной темноты.

Планеты-крошки

Мы рассказали про планеты солнечной системы. Но 9 планет и 31 спутник, о которых шла речь,— это не все. В планетной системе есть еще великое множество очень небольших, но самостоятельных тел. Их называют малыми планетами или астероидами.

1 января 1801 г. итальянский астроном Пиацци нашел на небе маленькую звездочку, которая, как он установил, медленно передвигалась среди звезд. Ясно, что это была неизвестная до того планета. Когда определили ее путь, то оказалось, что он лежит между путями Марса и Юпитера, т. е. в зоне солнечной системы, казалось бы, давно изученной и хорошо знакомой. Удивительное это было открытие! Удивительно было и то, что новая планета, которую назвали Церерой, была так мало заметна: ведь она ближе Юпитера и немногим дальше Марса! Приходилось сделать вывод, что это какое-то небольшое небесное тело.

Ученым снова пришлось удивиться, когда через год, в 1802 г., нашли еще одну планету — Палладу, путь которой тоже проходил между орбитами Марса и Юпитера. В 1804 г. там же обнаружили третью планету — Юнону, в 1807 г. четвертую — Весту. Итак, оказалось, что между путями Марса и Юпитера движется несколько маленьких небесных тел.

Позднее, начиная с конца первой половины XIX в., малые планеты стали открывать все в большем числе. Находки стали особенно частыми, после того как для поисков применили фотографию. Очень много планет открыто уже в XX в. на Симеизской обсерватории (в Крыму). Работавшие здесь астрономы С. И. Белявский и Г. Н. Неуймин нашли около сотни новых малых планет. Теперь таких планет известно более 1600.

Немало надо потрудиться, чтобы изучить такое множество небесных тел. Ведь для каждой планеты нужно определить ее путь, расстояние от Солнца, время оборота вокруг Солнца. Нужно на каждый год вычислить положение малой планеты на небе, чтобы астрономы могли снова найти ее и сфотографировать. Этим важным делом в Советском Союзе занимается Институт теоретической астрономии Академии наук СССР в Ленинграде. Большую часть работы там выполняют сложные электронные вычислительные машины.

У каждой малой планеты, для которой определена орбита, есть свой номер и название.

Вначале, пока астероидов знали немного, их, как и большие планеты, называли именами богов или богинь из древнеримских мифов. Потом таких имен не хватило, и теперь астероиды называют обычными женскими именами, а также именами городов, стран и ученых. Так, среди планет есть Анна и Вера, Москва и Казань, Армения и Италия, Коперник и Ньютон. Есть планета, названная Владиленой в честь В. И. Ленина.

Не все малые планеты движутся все время между Марсом и Юпитером. Некоторые пересекают орбиту Марса и даже орбиты более близких к Солнцу планет. Малая планета

Сравнительные размеры самых крупных астероидов, если их поместить на территории СССР.

№ 1566 — Икар — подходит иногда к Солнцу даже ближе, чем Меркурий.

Самая крупная из малых планет — Церера — имеет поперечник 770 км, самые мелкие — неправильные глыбы диаметром около 1 км.

Наша планетная система — не единственная. В бесконечной Вселенной есть много других звезд, окруженных планетами, которые при помощи современных телескопов мы еще не можем непосредственно наблюдать. Но недалеко то время, когда человечество овладеет такими мощными средствами наблюдения, что его взору откроются многие другие планетные миры.

КОМЕТЫ

Кометы принадлежат к числу наиболее красивых небесных тел. Появление на небе яркой кометы сразу привлекает к себе всеобщее внимание. Светлые туманные оболочки, окружающие небольшое ядро, длинный хвост, тянущийся иногда на полнеба, быстрое движение среди звезд — все это делает комету непохожей на остальные небесные светила. Необычный вид комет и неожиданность их появления на небе служили в течение многих веков источником всевозможных суеверий.

Астрономы и поныне, как правило, не могут предсказывать появление на небе ярких комет. Это объясняется особенностями движения и строения комет. Подавляющее большинство комет движется вокруг Солнца по огромным, сильно вытянутым путям, уходящим в сотни и тысячи раз дальше орбит наиболее далеких от Солнца планет. Один оборот по такой орбите длится многие тысячи и даже миллионы лет. Кометы холодные, не самосветящиеся тела; они начинают светиться и становятся видимыми только тогда, когда подходят близко к Солнцу. От одного их приближения к Солнцу до следующего проходят тысячелетия. Следовательно, кометы, которые будут наблюдаться в ближайшие годы, предстанут перед глазами астрономов впервые — раньше они появлялись так давно, что даже в древнейших летописях нельзя найти о них никаких сведений. Поэтому нет ничего удивительного в том, что астрономы не могут предсказать их появление.

Исключение составляют сравнительно немногочисленные короткопериодические кометы. Они возвращаются к Солнцу через несколько лет или несколько десятков лет. Астрономами уже открыто около 100 таких комет. Для половины из них хорошо изучены орбиты, и появление их предсказывается с большой точностью. К сожалению, почти все такие кометы слабые, и их не видно невооруженным глазом.

Приближающаяся к Солнцу комета, если ее удается заметить еще на большом расстоянии от него, имеет вид слабого туманного округлого пятнышка. Середина его ярче краев, и зачастую там бывает видно звездообразное ядро. Ядро и окружающие его оболочки составляют голову кометы. Постепенно яркость кометы возрастает, и наконец появляется небольшой туманный хвост; он всегда направлен прочь от Солнца.

По мере приближения кометы к Солнцу яркость и длина ее хвоста увеличиваются, а когда комета бывает ближе всего к Солнцу, хвост достигает наибольших размеров. При удалении кометы от Солнца хвост постепенно сокращается, комета снова превращается в слабое туманное пятнышко и наконец делается совсем невидимой.

Яркость хвоста кометы всегда меньше яркости ее головы, и потому у слабых комет хвост иногда совсем не удается заметить.

Вследствие малой яркости и туманного вида кометы лучше фотографировать, чем наблюдать в телескопы, даже в большие. Большинство комет открывается в настоящее время по фотографиям. Тем не менее и поныне бывают случаи, когда кометы открывают даже при наблюдении неба невооруженным глазом.

Астроном, видевший два появления кометы Галлея

Когда в 1846 г. Леверье закончил свои вычисления для отыскания новой планеты Нептун, о своих результатах он сообщил Берлинской обсерватории, располагавшей лучшими картами соответствующей области неба.

В первый же вечер после получения данных Леверье астроном Иоганн Галле обнаружил Нептуна там, где он и должен был быть по вычислениям Леверье.

Иоганн Галле — самый долголетний астроном-профессионал (1812—1910). Он прожил 98 лет и был единственным астрономом, видевшим комету Галлея при двух ее появлениях — в 1835 и 1910 гг.

Самым долголетним русским астрономом был Дмитрий Матвеевич Перевощиков (1788—1880)— профессор Московского университета, основатель Московской обсерватории, позднее академик.

В 1939 г. два любителя астрономии из Мордовской АССР — Ахмаров и Юрлов независимо друг от друга заметили невооруженным глазом новую комету, которая теперь носит их имя. Знаменитым открывателем комет в наше время является чешский астроном и геофизик А. Мркос — он открыл 15 комет.

Как только открывается новая комета, об этом через Международное бюро астрономических телеграмм извещаются все обсерватории земного шара. Это делается для того, чтобы не упустить комету в случае наступления плохой погоды и как можно скорей сделать несколько измерений ее положения среди звезд. Измерения эти необходимы для вычисления орбиты и предвычисления дальнейшего движения кометы по небу. Все обсерватории оповещаются и тогда, когда появляется ранее уже известная периодическая комета, завершившая очередной оборот по своей орбите и вновь приближающаяся к Солнцу.

В прошлом, когда поиски новых комет производились путем наблюдений глазом в небольшие телескопы с большим полем зрения, в так называемые кометоискатели, ежегодно наблюдалось в среднем 3—5 комет. В наше время благодаря широкому применению фотографии, позволившей наблюдать и слабые кометы, их обнаруживается в среднем приблизительно до 10 в год.

При открытии кометы прежде всего вычисляют ее приближенную орбиту. Дальнейшие измерения положения кометы среди звезд позволяют уточнить орбиту. Когда же комета скроется из виду, удаляясь от Солнца, какой-либо астроном собирает со всех обсерваторий все точные наблюдения положения кометы и вычисляет «окончательную», наиболее точную орбиту. Однако если комету удалось наблюдать лишь недолго и за это время она прошла малый отрезок своего пути, то даже и такая окончательная орбита может оказаться недостаточно точной. Неточное определение орбиты периодической кометы приводит к тому, что ее бывает трудно или даже невозможно найти при следующем появлении.

Предвычисляя будущие появления периодических комет, астрономы тщательно учитывают отклонения в их движении, которые вызываются притяжением планет, в первую очередь массивного Юпитера.

Комету называют по фамилии человека, ее открывшего, либо, в редких случаях, по фамилии астронома, много ее изучавшего. Встречаются и двойные и даже тройные названия у комет, которые были почти одновременно открыты несколькими наблюдателями, а также у некоторых утерянных и потом вновь открытых периодических комет. Так, одна из комет 1957 г. носит название: комета Латышева—Вильда—Бэрнхема.

Новейший сводный каталог кометных орбит, доведенный до конца 1960 г., содержит орбиты 566 различных комет. Самый короткий период — 2,3 года — имеет комета Вильсона — Харрингтона. Она наблюдалась в 1949 г., а затем была утеряна. Комета Энке — Баклунда (названа так по фамилиям двух крупных ученых, изучавших ее сложное движение) с периодом в 3,3 года наблюдается с 1786 г. и поныне. За это время она 55 раз возвращалась к Солнцу. У кометы Галлея, имеющей период около 76 лет, прослежены с помощью древних летописей все ее появления начиная с глубокой древности.

Кометные орбиты, являющиеся огромными сильно вытянутыми эллипсами, наклонены к плоскости эклиптики¹ под всевозможными

¹ Плоскость эклиптики — плоскость земной орбиты, вблизи которой расположены и орбиты других планет.

углами и вообще совершенно беспорядочно ориентированы в пространстве. Кометы, обладающие такими орбитами, движутся среди планет по всевозможным направлениям. У периодических комет, имеющих меньшие орбиты, движение более упорядоченное — у них начинают преобладать движения в ту же сторону, в которую движутся планеты. Особенно упорядоченное движение у короткопериодических комет с периодами менее 10 лет. Они образуют так называемое кометное семейство Юпитера. Все эти кометы имеют умеренно вытянутые, малонаклоненные к эклиптике орбиты, и все они движутся вокруг Солнца в прямом направлении — как и планеты. Афелии (самые далекие от Солнца точки) их орбит лежат недалеко от орбиты Юпитера, и потому его притяжение оказывает особенно сильное влияние на их движение.

Время от времени та или иная комета сближается с какой-либо массивной планетой и это приводит к резкому изменению ее орбиты. Если при этом перигелийное расстояние (расстояние, когда комета ближе всего к Солнцу) существенно увеличится, то комета может стать недоступной для наблюдения. С другой стороны, как показали расчеты, многие периодические кометы двигались раньше по своим орбитам с большим перигелийным расстоянием и были открыты вскоре после того, как сближение с Юпитером перевело их на орбиты, приводящие их в окрестности Солнца.

Поперечник головы кометы обычно составляет десятки и сотни тысяч километров, но, например, у кометы 1680 г. и у первой кометы 1811 г. он превышал миллион километров, т. е. был почти как поперечник Солнца. Яркость хвоста кометы уменьшается постепенно, и потому длина видимой части хвоста — до того места, где он сливается с фоном неба, сильно зависит от черноты неба, применяемого телескопа и других причин. Обычно длина хвоста составляет миллионы и десятки миллионов километров. Но у яркой кометы 1680 г.. имевшей гигантскую голову, хвост был виден на протяжении 300 млн.км, т. е. его длина была вдвое больше расстояния от Земли до Солнца.

Наблюдения ярких комет уже давно позволили накопить данные о хвостах. Они послужили основой для изучения их природы. Еще Кеплер высказал правильную мысль, что образование кометных хвостов, направленных в сторону от Солнца, обусловлено отталкивательным действием Солнца на вещество, из которого состоят эти хвосты.

Расположение орбиты кометы Галлея по отношению к орбите Земли (указаны положения кометы и Земли на их орбитах в 1909—1910 гг.).

Изучая наблюдения хвостов различных комет, Ф. А. Бредихин в 70-х годах прошлого века обнаружил, что все кометы по величине отталкивательной силы Солнца, действующей в их хвостах, разделяются на три группы. Некоторые кометы, например яркие кометы 1811, 1843, 1874 гг., имели прямые хвосты, направленные почти прямо от Солнца (они лишь слегка отклонялись в сторону, обратную движению кометы). Бредихин нашел, что на частицы, образующие эти хвосты, названные им хвостами I типа, действует отталкивательная сила Солнца, в десятки раз превосходящая притяжение.

Другие кометы, например комета Донати 1858 г., имели широкие хвосты, изогнутые в виде рога. В этих хвостах, названных хвостами II типа, отталкивательная сила приблизительно равна притяжению или раза в два больше.

Наконец, встречаются хвосты III типа, обычно короткие и очень сильно отклоненные назад от прямой, соединяющей комету с Солнцем. На частицы этих хвостов действуют лишь

Три типа кометных хвостов по Ф. А. Бредихину.

небольшие отталкивательные силы — от ничтожно малых до¹ /₄ — ¹/₃ силы притяжения.

У ярких комет, которые в основном исследовались Ф. А. Бредихиным, хвосты разных типов встречаются примерно одинаково часто. Больше того, многие из них имели одновременно по нескольку хвостов. У слабых комет, исследованных советским астрономом С. В. Орловым (1880—1958), хвосты I типа встречаются чаще всего, а хвосты II и III типов — очень редко.

Как показали спектроскопические наблюдения, свечение оболочек головы кометы и хвоста создается газовыми молекулами и пылью. Голова и хвост кометы совершенно прозрачны. Когда комета оказывается между Землей и какой-либо звездой, свет этой звезды доходит до нас без малейшего ослабления. Значит, газы и пыль в кометах чрезвычайно разрежены. С этим хорошо согласуется и тот факт, что массы комет, несмотря на их огромные размеры, во много раз превышающие размеры планет, в миллиарды раз меньше планетных масс.

Фотография кометы Юрлова — Ахмарова — Хасселя (1939). Комета имела струйчатый хвост I типа.

Даже при тесных сближениях комет с небольшими планетами земной группы ни разу не удалось заметить изменения движения планеты под действием притяжения кометы.

При измерении размеров яркого звездоподобного ядра, наблюдающегося у многих комет, оказалось, что его поперечник убывает по мере приближения кометы к Земле. Следовательно, это не настоящее ядро кометы, а просто центральный, более яркий сгусток газа и пыли. Тем не менее не подлежит сомнению, что в голове кометы должно иметься какое-то твердое вещество — источник тех газов и пыли, которые определяют внешний вид и свечение комет.

В 60-х годах прошлого столетия было обнаружено, что некоторые кометы и потоки метеорных частиц движутся по одним и тем же путям. После этого большинство астрономов, следуя идее итальянского астронома Джованни Вирджинио Скиапарелли (1835 —1910), стали считать, что ядром кометы является довольно плотный рой метеорных частиц, а распад ядра ведет к образованию метеорного потока. Связь метеорных потоков с распадом комет наглядно подтверждалась обильнейшими метеорными дождями, которые наблюдались в 1872 и 1885 гг., в дни, когда Земля пересекала орбиту кометы Биэла. За несколько десятков лет до этого комета Биэла разделилась на глазах у астрономов на две кометы, а затем и вовсе исчезла. Около 1950 г. удалось установить, что ядра комет в основном являются сравнительно небольшими ледяными телами, состоящими из замерзших газов. В них присутствуют всевозможные льды — и обычный водяной лед, и сухой лед из твердой углекислоты, подобный тому, которым пользуются продавцы мороженого, и многие другие льды. Поперечники кометных ядер бывают обычно от нескольких сотен метров до нескольких километров, и потому ядра остаются невидимыми.

Тела и частицы, кружащиеся вокруг Солнца во внутреннем районе планетной системы и непрерывно прогреваемые его лучами, состоят из каменистых нелетучих веществ. Представители таких тел — падающие на Землю метеориты. Но во внешних, холодных районах планетной системы, откуда как раз и приходят кометы, небольшие тела имеют ледяной состав.

Изменение вида кометы Аренда — Ролана при ее приближении к Солнцу (1957). Снимок сделан на народной обсерватории в г. Петержин (Чехословакия).

Когда ледяное кометное ядро приближается к Солнцу и начинает прогреваться его лучами, газы испаряются и прямо переходят из твердого состояния в газообразное (подобно тому как испаряется, например, нафталин). Пока комета находится далеко от Солнца, газы испаряются слабо, мы видим их лишь в окрестностях ядра, где они плотнее, т. е. нам видна лишь голова кометы с ее туманными оболочками. Когда же комета подходит ближе к Солнцу и испарение усиливается, то обычно становится виден разреженный поток газов, отгоняемый прочь отталкивательным действием Солнца, или даже несколько таких потоков, т. е. один или несколько хвостов кометы.

Кроме замороженных газов, в кометном ядре имеются также нелетучие каменистые вещества. От них происходят пылинки, а также более крупные частицы, которые покидают ядро, увлекаемые потоком испаряющихся газов. Кометные ядра столь малы, что сила тяжести на их поверхности в десятки тысяч раз меньше, чем на Земле. Поэтому даже слабый поток газов способен сдуть плотные частички размером до нескольких миллиметров и рыхлые частички размером до нескольких сантиметров. Сдутые частички имеют очень малые скорости по отношению к ядру и потому движутся по орбитам, очень близким к орбитам самой кометы. Одни из них опережают комету и уходят все дальше вперед, другие все больше и больше отстают. Через несколько оборотов получается поток частиц, распределенных вдоль всей орбиты кометы-родоначальницы. Это и есть процесс образования метеорного потока в результате распада кометного ядра. В то время как мелкие частицы сдуваются прочь, крупные остаются на поверхности ядра. Таким путем у периодических комет после нескольких приближений к Солнцу на поверхности образуется корка, предохраняющая внутренние части от нагревания и замедляющая испарение льдов. Без такой предохранительной корки комета Энке не могла бы выдержать более 50 возвращений к Солнцу, при каждом из которых она подходит к нему на расстояние в 3 раза меньшее, чем расстояние от Земли до Солнца. Тем не менее каждое приближение кометы к Солнцу сопровождается невосполняемой потерей газов, и раньше или позже комета, приближающаяся к Солнцу, должна исчерпать свой запас газов и распасться. Чем короче период обращения кометы, тем чаще она возвращается · к Солнцу, тем быстрее протекает процесс ее разрушения.

Фотография яркой кометы 1948 г., имевшей хвост II типа. Комета была открыта вблизи Солнца во время полного солнечного затмения.

Если бы комета просто отражала солнечные лучи, то при изменении ее расстояния от Солнца суммарный блеск ее изменялся бы обратно пропорционально квадрату расстояния. На самом деле свечение определяется газами, находящимися в голове, и зависит от их количества. В свою очередь количество газов зависит от скорости их выделения из ядра, а эта скорость — от температуры ядра, определяемой расстоянием кометы от Солнца. Поэтому получается, что суммарный блеск кометы возрастает при ее приближении к Солнцу гораздо быстрее, чем по закону обратных квадратов расстояний. Суммарный блеск возрастает в 15—20 раз при приближении к Солнцу в 2 раза. И наоборот, при увеличении расстояния блеск столь же быстро убывает.

Свечение газов в кометах — это переизлучение солнечного света. Причем переизлучаются лишь лучи определенных длин волн, характерных для данной молекулы.

Как показывает излучение спектров, почти у всех комет излучения головы порождаются нейтральными молекулами, состоящими из двух или трех атомов. Главное свечение дают молекулы С₂. Их излучения лежат в видимой области спектра, в том числе и в зеленой части, к которой глаз особенно чувствителен.

Применение фотографии к изучению кометных спектров позволило обнаружить в кометах многочисленные молекулы ядовитого газа циана (CN). Излучение их лежит в невидимой ультрафиолетовой части спектра. Когда удалось глубже изучить ультрафиолетовые лучи, были открыты излучения молекул ОН (гидроксид) и NH. С появлением фотопластинок, чувствительных к красным лучам, были обнаружены излучения молекулы NH₂. Наблюдаются также слабые излучения трехатомной молекулы углерода (С₃) и углеводородной молекулы (СН).

В головах комет, подходящих близко к Солнцу, кроме излучений перечисленных

Фотография кометы Мркоса (1957). Виден струйчатый хвост I типа (вдали от головы он приобретает сложную структуру) и размытый хвост II типа.

выше 7 молекул, появляются также излучения атомов некоторых металлов. На расстояниях, меньших 0,7—0,8 астрономической единицы, в спектре головы появляется желтая линия натрия. У комет же, приближавшихся к Солнцу на расстояние меньше 0,01 астрономической единицы (например, вторая комета 1882 г.), наблюдались линии железа, никеля и, по-видимому, хрома.

Хвосты I типа образованы ионизованными газами. Главное свечение их происходит от молекул окиси углерода (СО) и азота (N₂), у которых оторвано по одному электрону. Кроме того, наблюдается слабое излучение ионизованных молекул углекислого газа (С O₂) и углеводорода (СН).

Хвосты II типа состоят из нейтральных молекул — тех же самых, которые наблюдаются в голове. Наконец, хвосты III типа состоят из пылинок различных размеров. Некоторые астрономы не согласны с газовой природой хвостов II типа и считают, что они тоже состоят из пылинок, но только особенно мелких.

Список молекул, присутствующих в кометах, заведомо неполон. Нам известны лишь те из них, которые дают достаточно яркие излучения, и притом лежащие в той области спектра, которая ныне доступна наблюдениям. Все молекулы, наблюдаемые в кометах, являются химически неустойчивыми радикалами — они обладают свободными, ненасыщенными валентностями и потому стремятся объединиться в более сложные молекулы. Но головы и хвосты комет так разрежены, что столкновения молекул (при которых они только и могут объединиться) происходят крайне редко и благодаря этому химически неустойчивые радикалы могут сохраняться долгое время.

Ф. А. Бредихин, изучая хвосты комет, предполагал, что отталкивательное действие Солнца, приводящее к появлению кометных хвостов, имеет электрическую природу. Этот взгляд был впервые высказан еще М. В. Ломоносовым, который писал о кометах: «... бледного сияния и хвостов причина недовольно еще изведана, которую я без сомнения в электрической силе полагаю».

На рубеже XIX и XX столетий выдающийся русский физик П. Н. Лебедев (1866—1912) доказал, что на мелкие пылинки давит свет. В то же время теоретические соображения указывали, что свет должен давить и на газовые молекулы.

В настоящее время не подлежит сомнению, что электрические силы и силы светового

давления играют в кометах важную роль. Отталкивательные силы, действующие на нейтральные молекулы и на пылинки, целиком определяются световым давлением Солнца. Газы непрерывно выделяются из ядра кометы, пока оно движется через внутренние районы планетной системы и достаточно прогревается Солнцем. Когда нейтральных молекул много, они видны не только в пределах головы кометы. Виден также поток молекул, навсегда уносимых прочь световым давлением, т. е. хвост II типа. Твердые частицы, все время покидающие ядро вместе с газами, слишком немногочисленны, чтобы образовать заметный пылевой хвост. Но иногда случается, что из ядра вырывается целое облако пылевых частиц разных размеров. Крупные пылинки слабо отталкиваются Солнцем и остаются вблизи ядра, а более мелкие, отталкиваемые сильнее, отходят дальше. Таким образом, облако пылинок растягивается в полоску — хвост III типа. Через несколько дней пылинки рассеиваются, и хвост III типа исчезает.

Иначе обстоит дело в хвостах I типа. Большие отталкивательные силы, действующие в этих хвостах, их струйчатое строение и другие особенности не могут быть объяснены световым давлением. Они связаны с тем, что эти хвосты состоят из ионизованных, т. е. электрически заряженных, молекул. По современным представлениям, пока еще не до конца разработанным, хвосты I типа образуются в результате взаимодействия ионизованных кометных молекул с потоками заряженных корпускул, испускаемых Солнцем.

Путем тщательного изучения самых больших, наиболее вытянутых кометных орбит голландский астроном Оорт в 1950 г. показал, что солнечная система окружена сейчас огромным облаком комет (вернее, кометных ядер). Облако это простирается до расстояний в 100— 200 тыс. астрономических единиц (15—30 триллионов км) от Солнца и содержит около 10¹¹ (т. е. около ста миллиардов) комет. Почти все они движутся по орбитам, перигелии которых лежат далеко за пределами планетных орбит. Они не приближаются близко к Солнцу и не растрачивают своих запасов газов. В районе афелиев своих орбит эти кометные ядра испытывают заметные притяжения со стороны ближайших к Солнцу звезд, которые изменяют их движение, а следовательно, и их орбиты. Случается, что притяжение другой звезды отрывает комету от Солнца, так что запас комет в облаке постепенно уменьшается. Время

от времени измененная орбита оказывается такой, что приводит кометное ядро в окрестности Солнца, из него начинают выделяться газы, и мы можем наблюдать комету, движущуюся по крайне вытянутой, почти параболической орбите.

Пролетая среди планет, кометы подвергаются действию их притяжения и снова несколько изменяют свои орбиты. В тех случаях, когда планетные притяжения уменьшают скорость кометы, размеры орбиты сокращаются, комета начинает чаще возвращаться к Солнцу, вновь и вновь меняя свою орбиту под действием планетных притяжений и теряя газы под действием солнечного тепла.

Образование облака комет, окружающего солнечную систему, протекало в эпоху образования планет — несколько миллиардов лет назад — и, по-видимому, из вещества, оставшегося при формировании планет-гигантов.

Среди множества разнообразнейших кометных орбит есть и такие, которые пересекают орбиты планет, в том числе и орбиту Земли. Поэтому изредка должны происходить столкновения планет с кометными ядрами. Судя по всем данным, взрыв Тунгусского метеорита был на самом деле столкновением Земли не с обычным крупным метеоритом, а с ядром небольшой кометы поперечником менее 100 м.

МЕТЕОРЫ И МЕТЕОРИТЫ

Метеоры — атмосферное явление

Едва ли можно встретить такого человека, который в звездную ночь не видел бы, как пролетит по небу, словно сорвавшись со своего места, звезда и мгновенно погаснет. Такая «падающая звезда» называется греческим словом метеор, что по-русски означает «происходящее в воздухе».

Метеоры появляются потому, что в земную атмосферу с огромной скоростью влетают мельчайшие твердые крупинки, весящие доли грамма. Эти крупинки в бесчисленном количестве движутся в межпланетном пространстве, и Земля непрерывно встречается с ними. Они движутся с огромной скоростью, доходящей до 73 км/сек, т. е. во много раз большей, чем скорость пули или снаряда. Скорость метеор-

ных частиц даже больше скорости искусственных спутников Земли и космических кораблей.

Влетая в атмосферу с такой скоростью, метеорная частица встречает чрезвычайно сильное сопротивление воздуха. Поэтому она быстро нагревается до очень высокой температуры, вскипает и испаряется, превращаясь в раскаленный газ, который быстро рассеивается в воздухе. Вот этот раскаленный и светящийся газ мы и замечаем в виде быстро пролетающего по небу метеора. Таким образом, метеорные частицы не достигают земной поверхности.

После ярких метеоров на небе в течение нескольких секунд виден след — слабо светящаяся тонкая ниточка. Это — свечение отдельных молекул в воздухе.

Чаще всего метеоры наблюдаются в слое атмосферы на высоте от 80 до 120 км.

Метеорные потоки

Ежегодно бывают ночи, когда видно особенно много метеоров. В это время метеоры появляются на небе один за другим через короткие промежутки времени (5—10 минут). Они вылетают как бы из одного места и кажутся разлетающимися из него.

То место на небе, откуда вылетают метеоры, называется латинским словом радиант

(по-русски «излучающий»). Земля в это время встречает не одиночные метеорные частицы, а целый рой, или облако, таких частиц, называемый метеорным потоком. Все частицы потока движутся параллельно друг другу, а происходящие от них метеоры кажутся нам разлетающимися лишь в перспективе. Вспомните, что рельсы железной дороги, если смотреть вдаль, тоже кажутся нам расходящимися из одной находящейся вдали точки. Между тем в действительности они расположены параллельно друг другу.

Метеорные потоки названы по созвездиям, в которых находятся их радианты. Вот список наиболее крупных метеорных потоков с указанием созвездий, к которым они относятся:

Ученые, в том числе итальянский астроном Скиапарелли и русский астроном Ф. А. Бредихин, давно уже доказали, что метеорные потоки возникают в процессе распада комет, а метеорные частицы в виде потока рассеиваются вдоль орбиты кометы. Пересекая эту орбиту, Земля встречает рассеянные метеорные частицы, которые во множестве влетают в ее атмосферу. Бывает, что метеорный поток оказывается особенно обильным, тогда наблюдается настоящий «звездный дождь». В это время каждую минуту на небе появляются сотни и тысячи метеоров. Такой «звездный дождь» наблюдался, например, в нашей стране и во всей Европе в ночь с 9 на 10 октября 1933 г. В Ленинграде его наблюдали около 11 часов вечера в продолжение полутора часов. Целые толпы людей останавливались на улицах, любуясь этим замечательным явлением, своеобразным «небесным фейерверком».

Полное солнечное затмение. Снимок сделан 15 февраля 1961 г. из окна самолета ТУ-104 над Ростовом-на-Дону на высоте 10 тыс.м.

Фотография пролета яркого метеорита через полярную область неба. Получена неподвижным фотоаппаратом (см. также фотографию движения звезд на цветной карте звездного неба (стр. 64—65).

Самый крупный целый метеорит весом 1745 кГ из Сихотэ-Алинского железного метеоритного дождя. Для сравнения рядом с метеоритом лежит фотоаппарат ФЭД.

Затвердевшие капельки-шарики, сдутые встречными потоками воздуха о поверхности метеорита я образующие пылевой след болида.

Наблюдения метеоров

Раньше астрономы наблюдали метеоры только невооруженным глазом. Следя за каким-либо участком неба, они наносили каждый замеченный метеор на звездную карту в виде стрелки. Стрелка соответствовала положению пути метеора среди звезд. Наблюдая невооруженным глазом в течение ряда ночей какой-либо метеорный поток, астрономы каждую ночь составляли новую карту. Потом по этим картам определялись радианты и их смещения на небе от ночи к ночи. Полученные данные позволяли вычислить орбиты потоков. Во время наблюдения метеоров отмечались все их особенности: цвет, яркость, характер оставляемых ими следов, определялась продолжительность свечения метеора и др. Несколько десятилетий назад метеоры стали фотографировать. Наблюдения с помощью фотографии оказались значительно точнее, но фотографировать можно только очень яркие метеоры, а они появляются много реже. Поэтому визуальный метод наблюдений не потерял своего значения и теперь.

Лет 15—20 назад начали наблюдать метеоры при помощи радиолокации. Наблюдатель метеоров, находящийся на специальной станции, посылает при помощи радиолокатора радиоволны длиной в несколько метров. В момент пролета метеора радиоволны отражаются от оставленного метеором следа и регистрируются тем же радиолокатором. В результате на специальной светочувствительной пленке получается изображение метеора в виде своеобразной вспышки. Наблюдения при помощи радиолокации еще более точны. Особенно важно то, что такие наблюдения можно производить в любую погоду, даже при сплошной облачности (для радиоволн облака — не помеха), и притом не только ночью, но и днем.

Изучение метеоров имеет очень большое научное значение. Особенно важным оно стало теперь, когда человек начинает проникать в космос. Недалеко время, когда люди отправятся в путешествие к другим небесным телам: Луне, Марсу, Венере. Поэтому очень важно знать, как распространены метеорные частицы в пространстве, и изучить орбиты метеорных потоков, чтобы научиться избегать опасности от встреч с метеорными частицами при космических полетах. Ведь среди метеорных частиц встречаются и более крупные, весом в граммы и больше. При огромной скорости такого камешка удар его о стенку космического корабля может вызвать катастрофу.

Фотография следа болида, наблюдавшегося на Чукотке 19 октября 1941 г.

Фотография того же следа спустя несколько минут. Под влиянием сильного ветра, дующего в стратосфере на разных высотах в разных направлениях, след искривился и принял зигзагообразную форму.

Огненные шары — болиды

Иногда на небе неожиданно появляется стремительно несущийся огненный шар. За ним тянется огненный хвост, рассыпаются искры и затем остается слабо светящийся туманный след. Этот огненный шар называется греческим словом болид, что по-русски означает «метательное орудие». Болид пролетает в течение нескольких секунд, а след, оставшийся после

его исчезновения, бывает виден много минут, а иногда больше часа. Под действием сильного ветра, дующего в верхних слоях стратосферы в разные стороны, след непрерывно изменяет свою форму. Постепенно изгибаясь во все стороны, он разрывается как бы на клочья и затем исчезает. Во время полета болида ночью местность на сотни километров вокруг освещается ярким светом. Особенно крупные и яркие болиды видны днем, даже при ярком солнечном свете. След болида, наблюдаемый днем, имеет вид светло-серой полосы, простирающейся по небу.

Обычно через несколько минут после исчезновения яркого болида раздаются удары, подобные взрывам, а затем доносится грохот и постепенно затихающий гул. Нередко в тех местах, над которыми пролетает болид, ощущается слабое сотрясение почвы и строений.

Болиды — это те же метеоры, но во много раз более яркие. Они появляются в результате попадания в атмосферу крупных камней или кусков железа. Наиболее крупные из них за время движения в атмосфере не успевают полностью разрушиться, и их остатки падают на поверхность Земли. Такие упавшие на Землю глыбы или осколки называют метеоритами.

Метеориты — вестники космоса

Метеориты имеют невзрачный вид: они представляют собой серые, черные или черно-бурые куски камней или железа. Но это единственные неземные тела, которые мы изучаем непосредственно.

· Мы можем держать метеориты в руках, исследовать в лабораториях их химический и минеральный состав, изучать структуру и различные физические свойства.

О падении метеоритов люди знали еще в глубокой древности. У некоторых народов метеориты в течение многих веков почитались как «посланцы бога» и им поклонялись. В Мекке (Саудовская Аравия) и теперь сохраняется каменный метеорит, называемый «черным камнем». Он вделан в стену храма Каабы, и к нему ежегодно приходят на поклонение верующие мусульмане.

В старинных летописях разных народов есть очень много записей о «камнях с неба». Самая ранняя запись о метеоритах в русских летописях рассказывает о падении метеорита в 1091 г.

Однако ученые в течение долгого времени не признавали метеориты за внеземные тела и считали их земными камнями. Даже в конце XVIII в. академики Парижской академии, самого авторитетного в то время научного учреждения в мире, утверждали, что камни не могут падать с неба. Но в это время путешествовавший по Сибири русский академик Паллас увидел удивительную железную глыбу весом больше полутонны. Эту глыбу нашел еще в 1749 г. кузнец Медведев. Паллас распорядился доставить находку Медведева в Петербург для изучения. Куски этой глыбы тщательно изучил выдающийся физик Э. Ф. Хладни, чех по происхождению. Он пришел к выводу, что найденная Медведевым железная глыба, как и многие другие подобные находки, сделанные в разных странах, не могла образоваться на Земле и является гостем из мирового пространства. Об этом Хладни написал специальную книгу, которая была напечатана в Риге в 1794 г.

Позднее ученые согласились с выводами Хладни, и космическое происхождение метеоритов было признано.

Таким образом, наша страна явилась родиной науки о метеоритах — метеоритики.

Особенно большое развитие эта новая область науки получила в нашей стране после Великой Октябрьской социалистической революции.

В Академии наук СССР существует специальный Комитет по метеоритам, который ведает сбором, изучением и хранением метеоритов в СССР. При Комитете имеется большая коллекция метеоритов. Небольшие метеоритные коллекции имеются в музеях многих городов Советского Союза. Все эти коллекции доступны для осмотра.

Общий вид и размеры метеоритов

Главный признак метеоритов — кора плавления. Она имеет толщину не более 1 мм и со всех сторон, наподобие скорлупы ореха, покрывает каждый целый метеорит.

Другой признак метеоритов — характерные ямки на их поверхностях. Они называются регмаглиптами, что в переводе с греческого означает «вырезывать», «долбить». Эти регмаглипты образуются в результате сверлящего действия воздуха во время движения в нем метеорита.

Обычно метеориты имеют форму обломков, что является результатом их действительного раскола в атмосфере во время движения. И только очень редко падают метеориты, имеющие замечательную конусообразную форму, напоминающую форму головки снаряда. Такая форма образуется в результате «обтачивания» метеорита воздухом.

Самый крупный цельный метеорит был найден в Южной Африке в 1920 г. Метеорит этот железный и весит около 60 Т. Как будет видно из дальнейшего, на Землю падали и еще большие метеориты, но от них сохранились только отдельные осколки. В подавляющем же большинстве метеориты невелики. Чаще всего они весят сотни граммов или немногие килограммы. Метеориты весом в десятки, а тем более в сотни килограммов составляют уже редкость. Самые маленькие весят доли грамма.

Совсем недавно — 24 ноября 1959 г.— упал метеорит в Азербайджане. Это Ярдымлинский железный метеорит. Найдено 6 кусков, из них наиболее крупный весит 127 кГ, а самый маленький— около 300 Г.

Наиболее часто падают каменные метеориты. В среднем из 16 упавших метеоритов только один оказывается железным. Еще реже падают железокаменные метеориты.

Как падают метеориты

Метеориты падают внезапно, они могут упасть в любое время и в любом месте земного шара.

Влетев в земную атмосферу со скоростью 15—20 и более километров в секунду, метеорное тело уже на высоте 100—120 км встречает очень сильное сопротивление воздуха. Хотя на этой высоте атмосфера и сильно разрежена, из-за огромной скорости метеорного тела находящиеся перед ним частицы воздуха быстро сжимаются. В результате перед движущимся метеорным телом образуется своеобразная подушка из сильно нагретого сжатого воздуха. Нагревается до нескольких тысяч градусов и поверхность самого метеорного тела. В этот момент оно и видно с Земли как болид.

Пока метеорное тело несется в атмосфере с космической скоростью, вещество, из которого оно состоит, расплавляется, вскипает и превращается в пар, а частично разбрызгивается мельчайшими капельками. Поэтому метеорное тело как бы тает, непрерывно уменьшается. От разбрызгиваемых капелек, которые, затвердевая, превращаются в шарики, образуется след, остающийся на пути движения болида.

Приближаясь к земной поверхности, метеорное тело попадает в более плотные слои атмосферы. Поэтому сопротивление воздуха нарастает еще сильнее, и метеорное тело начинает быстро тормозиться. Наконец на высоте около 10—20 км оно полностью затормаживается, перестает нагреваться и светиться и болид исчезает. Остаток метеорного тела — метеорит, уже значительно охлажденный под влиянием силы тяжести,— падает на землю как обыкновенный брошенный камень.

Только что упавший метеорит бывает теплым или горячим, но не раскаленным. Поэтому метеориты при падении не могут вызвать пожара. Однако метеорит огромных размеров, весящий сотни тысяч тонн или больше, не может затормозиться в воздухе. Он со скоростью Многих километров в секунду ударится о землю. При ударе такой метеорит мгновенно нагреется до очень высокой температуры и значительная часть его вещества превратится в пар. Устремляясь с огромной силой во все стороны, этот пар произведет взрыв. На месте удара

Схема движения в атмосфере метеоров и метеоритов.

метеорита образуется воронка — так называемый метеоритный кратер, а уцелевшие от метеорита отдельные осколки разлетятся во все стороны вокруг кратера.

В разных местах земного шара найдено много метеоритных кратеров. Огромный метеоритный кратер, называемый Аризонским или Ущельем Дьявола, находится в США. Его поперечник равен 1200 м, а глубина — 170 м. Вокруг этого кратера было собрано много тысяч мелких осколков железного метеорита общим весом свыше 20 Т. Весь же метеорит, несомненно, весил много тысяч тонн. В нашей стране группа метеоритных кратеров имеется на острове Саарема в Эстонской ССР.

Железный дождь

В тихое и морозное утро 12 февраля 1947 г. ослепительно яркий болид стремительно пронесся по небу над советским Приморьем. Оглушительный грохот раздался после его исчезновения. Распахнулись двери в домах, со звоном полетели осколки оконных стекол, посыпалась с потолков штукатурка, из топившихся печей было выброшено пламя с золой и головешками. Животные метались в паническом страхе. На небе вслед за пролетевшим огненным шаром остался след в виде широкой серой полосы, похожей на дым. Вскоре след стал изгибаться и, словно сказочный исполинский змей, распростерся по небу. Постепенно слабея и разрываясь на клочья, след исчез только к вечеру.

Все эти явления были вызваны падением огромного железного метеорита, получившего название Сихотз-Алинского (он упал в отрогах хребта Сихотэ-Алинь). Четыре года Комитет по метеоритам на месте занимался изучением обстановки падения этого метеорита и сбором его осколков. Метеорит ещё в воздухе раскололся на тысячи частей разного размера и веса и выпал на землю удивительным железным дождем. Наиболее крупные части метеорита —

«капли» — весили по нескольку тонн. При падении эти крупные куски, раздробив скальные породы, образовали в них воронки и сами раскололись на многие тысячи осколков. Было обнаружено свыше 200 метеоритных воронок диаметром от 10 см до 26 м.

За все время работ экспедициями было собрано и вывезено из тайги более 7000 осколков общим весом около 23 Т. Самые крупные из них весят 1745, 1000, 700, 500, 450 и 350 кГ.

Тунгусский метеорит-комета

Утром 30 июня 1903 г. в глухой сибирской тайге наблюдалось явление, похожее на падение гигантского метеорита. Тогда это явление было названо падением Тунгусского метеорита, так как место падения оказалось расположенным недалеко от реки Подкаменной Тунгуски. Ослепительно яркий болид был виден по всей Центральной Сибири, на территории радиусом около 600 км. Через несколько минут после того, как болид скрылся за горизонтом, раздались удары огромной силы. Затем послышался сильный грохот и гул. Во многих селениях в окнах раскололись стекла, с полок попадала посуда. От воздушной волны люди

валились с ног. Удары были слышны в радиусе, превышающем 1000 км.

К сожалению, изучением этого замечательного явления ученые занялись много времени спустя, уже после Октябрьской революции. Впервые ученый посетил место предполагавшегося падения метеорита в 1927 г. Это был Л. А. Кулик, он возглавлял специальную экспедицию Академии наук СССР. По разлившимся весной таежным речкам Кулик в сопровождении местных жителей-эвенков пробрался на плотах в «страну мертвого леса». Здесь, на площади радиусом в 25—30 км, он обнаружил поваленный лес. Деревья лежали с вывороченными корнями, образуя гигантский веер вокруг центрального участка области вывала леса. Потом еще несколько экспедиций, проведенных Куликом, занимались изучением обстановки падения метеорита. Центральная область поваленного леса была сфотографирована с самолета.

Несколько ям, которые Кулик вначале принял за метеоритные воронки, были раскопаны. Однако осколков метеорита в них не удалось найти. Это и не удивительно, так как ямы оказались обыкновенными болотами, а не метеоритными воронками.

Наступившая Великая Отечественная война прервала исследования Кулика, а сам он доб-

Поваленный лес в районе падения Тунгусского метеорита-кометы.

ровольцем ушел защищать Родину и погиб в 1942 г.

После войны Комитет по метеоритам возобновил изучение обстоятельств падения Тунгусского метеорита. Было вновь проведено несколько экспедиций во главе с К. П. Флоренским. Экспедиции установили, что метеорит взорвался в воздухе. Возможно, что он был ядром кометы, которое полностью разрушилось, не достигнув земной поверхности. Поэтому в районе падения нет ни метеоритных кратеров, ни осколков метеорита. Однако в почве здесь удалось обнаружить мельчайшие частицы (шарики), представляющие собой выпавший на Землю продукт разрушения Тунгусского метеорита-кометы. Комитет по метеоритам и Институт геохимии и аналитической химии Академии наук СССР продолжают изучать это распыленное вещество метеорита.

Из чего состоят метеориты

Ученые уже давно установили, что метеориты состоят из тех же химических элементов, которые имеются и на Земле. Никаких иных элементов в них не найдено.

Преимущественно в метеоритах присутствуют следующие восемь элементов: железо, никель, сера, магний, кремний, алюминий, кальций и кислород. Все остальные химические элементы встречаются в метеоритах в ничтожных количествах. Соединяясь химически

Каменный метеорит «К'аракол», упавший в Семипалатинской области 9 мая 1940 г. Метеорит весит 2,788 кГ и имеет замечательную конусообразную форму.

между собой, элементы образуют в метеоритах различные минералы. Большинство этих минералов широко распространено и в земных горных породах. Но встречаются в метеоритах, правда в очень незначительных количествах, и такие минералы, которые не были обнаружены на Земле. По-видимому, они не могут существовать в условиях земной атмосферы. По своему химическому составу метеориты подразделяются на железные, железокаменные и каменные .

Железные метеориты почти целиком состоят из железа в соединении с никелем и с малым количеством кобальта. Каменные метеориты состоят главным образом из минералов, которые называются силикатами. Силикаты представляют собой соединения кремния с кислородом, с примесью различных других элементов, например магния, алюминия, кальция и др. Но и в каменных метеоритах имеется никелистое железо в виде мелких включений — зернышек, рассеянных во всей массе метеорита. Железокаменные метеориты состоят приблизительно из равных количеств никелистого железа и каменистого вещества. Они представляют собой как бы железную губку, пустоты в которой заполнены желтовато-зеленоватым минералом оливином.

Особенно интересна структура метеоритов. Так, если отполировать поверхность железного метеорита и протравить ее слабым раствором кислоты, то на поверхности появится интересный рисунок. Он состоит из переплетающихся между собой полосок, которые называются видманштеттеновыми фигурами, по имени открывшего их австрийского ученого Видманштеттена. На некоторых железных метеоритах при травлении появляются тонкие параллельные линии. По имени открывшего их немецкого ученого Неймана они называются неймановыми.

Эти особенности железных метеоритов являются результатом их кристаллического строения.

Если посмотреть на излом какого-либо каменного метеорита, то почти всегда даже невооруженным глазом можно заметить округлые частицы; иногда они имеют вид совершенно правильных шариков, диаметром в среднем около 1 мм. Эти шарики называются хондрами, что означает «зерно».

В метеоритных коллекциях можно встретить стеклянные куски небольшого размера и весом в десятки граммов. Они были найдены в разных местах земного шара и получили общей название тектиты. До сих пор окончательно

Видманштеттеновы фигуры на протравленной поверхности железного метеорита «Чебанкол».

не установлено, как образовались тектиты. Некоторые ученые считают их особым, стеклянным, типом метеоритов.

Происхождение метеоритов

Теперь уже окончательно установлено, что метеориты представляют собой осколки малых планет — астероидов. Помимо тех крупных астероидов, которые видны в телескопы, в космосе существует множество мелких; их поперечники не превышают километра, а бывают и значительно меньше. Это уже не планеты, а скалы или просто камни, носящиеся в межпланетном пространстве. Сталкиваясь между собой, они и теперь продолжают дробиться на все боль-

Поверхность излома каменного метеорита «Саратов», на котором четко видны хондры.

шее число еще более мелких осколков. Вот эти-то осколки, встречаясь с Землей, и падают на ее поверхность в виде метеоритов.

Изучая метеориты, мы узнаём, из чего состоят они, и таким путем определяем состав небесных тел, частью которых являются метеориты. Таким образом, метеориты помогают решать важную проблему — происхождение планетной системы и отдельных планет, в том числе и нашей Земли, помогают изучать состав и строение внутренних частей Земли. Недавно советский ученый акад. A, П. Виноградов произвел важное исследование. На основании изучения метеоритов он установил, что кора Земли образовалась в результате переплавления метеоритного вещества, из которого в еще более раннее время образовались внутренние слои Земли.

Помощь населения в сборе метеоритов

Болиды появляются неожиданно, и нельзя заранее предсказать, когда и где упадет метеорит. Следовательно, нельзя заблаговременно подготовиться к наблюдениям падения метеоритов. Поэтому ученым в их работе могут оказать большую помощь очевидцы полета болида, если они сообщат подробно о всех тех явлениях, которые наблюдали. В случае находки метеорита нельзя его дробить. Нужно принять меры к его охране и вместе с описанием наблюдавшихся явлений сообщить в Комитет по метеоритам Академии наук СССР¹.

При описании болида нужно по возможности ответить на следующие вопросы: 1) дата и время наблюдения; 2) место наблюдения; 3) направление движения болида; 4) продолжительность полета болида в секундах; 5) размеры болида по сравнению с видимыми размерами Луны или Солнца; 6) цвет болида; 7) была ли освещена местность во время полета болида; 8) наблюдалось ли дробление болида; 9) остался ли после болида след, каковы его форма и последующие изменения, а также продолжительность видимости; 10) какие звуки были слышны во время полета болида и после его исчезновения.

В описании нужно также указать фамилию, имя, отчество и почтовый адрес наблюдателя.

¹ Адрес Комитета по метеоритам Академии наук СССР: Москва, В-313, ул. Марии Ульяновой, 3, корпус 1, подъезд 2.

ЗВЕЗДЫ И ГЛУБИНЫ ВСЕЛЕННОЙ

Сколько звезд на небе?

Когда в ясную ночь с открытого места за городом вы смотрите на небо, вам кажется, что оно усыпано бесчисленными звездами. Как будто по темному бархату кто-то разбросал великое множество бриллиантов — так искрятся и переливаются разноцветными огоньками звезды.

Наш великий ученый и поэт М. В. Ломоносов в одной из своих од так писал о небе:

Открылась бездна, звезд полна, Звездам числа нет, бездне — дна.

Впечатление о бесчисленности звезд, видимых невооруженным глазом, ошибочно. Оно исчезнет, если вы запомните главные звезды созвездий.

В таком впечатлении нет ничего удивительного. Когда вы впервые входите в незнакомый класс, вам кажется, что учеников в нем очень много. Но когда вы узнаете хотя бы некоторых из них и признаете в них старых знакомых, вам покажется, что учеников в этом классе не так уж много.

Даже в самую ясную безлунную ночь за городом, где не мешает городской свет, на небе невооруженному глазу видно всего лишь около 3000 звезд.

Число звезд кажется преувеличенным, пока мы еще не разбираемся в узоре созвездий. Впечатление бесчисленности звезд усиливается их мерцанием — одни и те же звездочки кажутся то ярче, то слабее из-за того, что между ними и нами протекают струйки воздуха различной плотности.

Самые яркие звезды условились называть звездами 1-й величины, а самые слабые из видимых невооруженным глазом — звездами 6-й величины. Звезды 1-й величины ярче звезд 6-й величины в 100 раз. В бинокль видны звезды до 8-й — 9-й величины, а в телескоп — еще более слабые.

Звезд 1-й величины, особенно ярких, на всем небе около 20, звезд 2-й величины, таких, как главные звезды созвездия Большой Медведицы, около 70, а всех звезд ярче 6-й величины около 6000; но над горизонтом видна только половина всего неба.

Звездные карты, атласы и каталоги

Астрономы при помощи сильных телескопов сосчитали много звезд. Более того, для множества звезд они определили очень точно их положение на небе и установили их видимую звездную величину. Еще более двух тысяч лет назад греческие ученые составили первые списки звезд, в которых указали точное положение сотен звезд на небе. Такие большие списки с обозначением положений звезд получили название звездных каталогов.

Положение звезд на небе определяют при помощи различных специальных инструментов. В наше время для этого служат небольшие телескопы, снабженные металлическими кругами, разделенными на градусы и их доли. По этим кругам можно точно отсчитать в угловой мере направление телескопа, когда в него видна данная звезда.

Положение на небе более ярких звезд определено с большей точностью, чем положение многочисленных слабых звезд. В общей сложности усилиями ученых разных стран и в разное время занесены в каталоги положения почти миллиона звезд. Это примерно в полтораста раз больше числа звезд, которые мы видим невооруженным глазом в обоих полушариях Земли, и раз в пять больше числа волос на голове у человека с густой шевелюрой.

Итак, около миллиона звезд находится на строгом учете, а не просто сосчитано.

Менее яркие звезды, слабее 11-й звездной величины, подсчитываются пока лишь приблизительно — примерно так же, как деревья разных пород в большом лесу. Подсчитано, что звезд ярче 21-й звездной величины около двух миллиардов. Самыми большими из современных телескопов можно было бы сфотографировать в несколько раз больше звезд.

По установленным положениям звезд на небе можно составить карты звездного неба. Одна такая звездная карта, содержащая звезды, которые видны невооруженным глазом в северном полушарии, дана в этой книге на стр. 64—65.

Недавно одним из самых больших телескопов было заснято³ /₄ всего неба и с этих фотографий сделаны отпечатки. Такой фото-

Фотография большого Магелланова Облака. Эта далекая звездная система видна невооруженным глазом в южном полушарии Земли.

Фотография темной пылевой туманности Конская голова.

графический атлас неба показывает все звезды до 21-й величины. Он состоит почти из 900 листов, каждый из которых представляет квадрат размером 36x36 см.

Видимое и действительное. Светимости звезд

В астрономии всегда нужно ясно отличать видимое от действительного. Мы говорим: «Солнце коснулось горизонта»,— и мы это видим. Но ведь на самом-то деле Солнце горизонта не касается и горизонт — это только видимая линия, кажущийся край Земли.

Самое грубое указание видимого места звезды на небе — это указание созвездия, в котором звезда находится. Но это указание говорит лишь о приблизительном направлении к звезде. Соседние на вид звезды одного созвездия могут быть на совершенно различных расстояниях от нас, а в пространстве очень далекими друг от друга. Следовательно, указание «в таком-то созвездии» есть лишь указание направления к звезде, а не положения ее в пространстве.

Расстояния до многих ближайших звезд, а следовательно, их положения не только видимые, но и в пространстве удалось определить с большим трудом. Расстояния же до подавляющего большинства звезд пока не поддаются точному определению.

Звезда, кажущаяся яркой, может выглядеть такой или оттого, что она близка к нам, или оттого, что хотя она и далека, но ее истинная сила света очень велика. Из 20 ближайших к нам звезд только три видны невооруженным глазом, а из 20 звезд, кажущихся самыми яркими, только три входят в число ближайших. Другие самые яркие звезды находятся очень далеко от нас, но они излучают много света.

Сила света звезды по сравнению с Солнцем называется ее светимостью. Если говорят, что светимость звезды равна 5, то это значит, что она в действительности в 5 раз ярче Солнца, а если ее светимость обозначается 0,2, то она в 5 раз слабее Солнца.

Светимость звезды можно рассчитать, если известно расстояние до нее. И наоборот, зная светимость звезды, можно определить расстояние до нее, так как видимый блеск источника света меняется обратно пропорционально расстоянию до него.

Велик и разнообразен мир звезд. Если свет Солнца принять за свет свечи, то во Вселенной есть звезды, которые светят и как ночные светлячки, и как мощные прожекторы. Точнее говоря, есть звезды по силе света в 50 тыс. раз слабее Солнца (из них мы видим лишь ближайшие) и в миллион раз ярче его. Некоторые звезды иногда светят в миллиард раз ярче Солнца — о них будет сказано дальше.

Самые яркие звезды ярче самых слабых в десятки миллиардов раз. Таким образом, когда мы говорим, что все звезды — это такие же солнца, как наше, то подразумеваем под этим лишь то, что все они самосветящиеся вследствие высокой температуры небесные тела. Сила же их света, или светимость, и размеры очень разнообразны.

«Градусники» для звездных температур

Звезды различны не только по силе света, но и по цвету. Если мы присмотримся к более ярким звездам, то заметим, что они различного цвета: голубоватого, белого, желтого, оранжевого и красного. Как установили ученые, цвет звезд соответствует температуре их поверхности. Голубоватые звезды самые горячие — температура на их поверхности составляет десятки тысяч градусов. У белых звезд (таких, как Сириус и Вега) температура около 10 000°, у желтых (как Капелла и наше Солнце) — порядка 6000° и у красных (как Бетельгейзе и Антарес) — 3000° и ниже. Повторяем, это температура их поверхности. В направлении к центру звезд температура растет и в центре достигает миллионов и десятков миллионов градусов. На Земле совсем недавно такие высокие температуры были недостижимы. Только в последнее время при взрыве атомных и водородных бомб они возникают на короткое время. Причина и тут и там одного и того же характера — в недрах звезд происходят реакции с ядрами атомов и постепенное превращение водорода в гелий. Эти реакции и поддерживают мощное тепловое и световое излучения Солнца и звезд в течение огромных промежутков времени.

Изучение звездных температур и происходящих в звездах атомных реакций имеет очень важное практическое значение. Именно оно и помогло овладеть атомной энергией на Земле. Недра звезд — это как бы гигантские физические лаборатории. Они помогают нам изучать свойства вещества в условиях, вообще неосуществимых на Земле или осуществимых лишь на миг в лабораториях.

Физические данные о недрах звезд, в частности температуру в них, узнают на основе изучения поверхности звезд путем расчетов, которые производят по законам физики.

Температуру звезд на их поверхности нельзя, конечно, измерить градусником. Для этой цели существуют другие способы.

Если свет звезды разложить стеклянной призмой в спектр, имеющий вид радужной полоски, то окажется, что, чем краснее цвет звезды и чем ниже ее температура, тем ярче красные лучи в ее спектре. По распределению яркости вдоль спектра и судят о температуре поверхности звезды, посылающей нам свет.

Температуру звезды можно определить также измерением количества тепла, приходящего от нее на Землю. Но для этого надо знать расстояние до звезды и ее размеры. Излучение звезды, собранное большим телескопом, направляют на термоэлемент — спай тонких проволочек из разного металла. При нагревании спая в проволочках возникает электроток, по его силе и узнают о количестве тепла, доходящего к нам от звезд. Так как этого тепла доходит мало, то, чтобы измерить его, термоэлемент должен быть очень чувствительным.

Даже у самых холодных звезд температура настолько высока, что вещество их находится в состоянии раскаленного газа, как и у Солнца. Если мы вспомним, что масса планет гораздо меньше массы Солнца и звезд, то придем к интересному выводу: во Вселенной подавляющее большинство вещества находится в состоянии раскаленного газа. Очень малая его доля находится в твердом или жидком состоянии, а на долю живого вещества, даже если у очень многих звезд имеются обитаемые планеты, приходится уже совсем ничтожная часть.

По темным линиям в спектрах звезд узнают их химический состав. Он оказывается по большей части почти таким же, как у Солнца. В основном это водород, затем гелий. Доля других химических элементов очень мала. Значит, все небесные тела состоят из тех же химических элементов, какие мы встречаем на Земле.

Гиганты и карлики в мире звезд

Количество энергии, излучаемое единицей поверхности звезды, скажем 1м², зависит от температуры звезды и растет с нею. У двух звезд с одинаковой температурой равные площади их поверхности излучают одинаково. Значит, если у двух звезд одинаковой температуры светимости различаются, например, в 100 раз, то во столько же раз различаются по своей площади и их поверхности. Большая

Звезда Бетельгейзе так велика, что внутри нее могли бы разместиться Солнце и орбиты Меркурия, Венеры, Земли и Марса.

Самая яркая звезда

Звезда S Золотой Рыбы в Малом Магеллановом Облаке — 8-й звездной величины. Это значит, что ее не видно невооруженным глазом.

До Малого Магелланова Облака от Земли примерно в 15 тыс. раз дальше, чем до Сириуса. Если Сириус удалить на это расстояние, то его можно будет увидеть только в очень мощные телескопы.

А если проделать обратную операцию и приблизить S Золотой Рыбы на расстояние Сириуса? Тогда звезда S Золотой Рыбы будет светить как Луна в первой четверти. На звездном небе она окажется уже не обычной яркой звездой, а как бы сверхзвездой.

S Золотой Рыбы — очень интересная звезда. Ее светимость примерно в миллион раз превышает светимость Солнца. Это самая яркая из звезд, светимость которых в настоящее время известна.

поверхность в сумме излучает и больше энергии. Но у шаров, форму которых имеют звезды, поверхность пропорциональна квадрату радиуса. Значит, в нашем примере звезда, у которой при той же температуре светимость в 100 раз больше, имеет радиус или диаметр в 10 раз больше.

Так, по светимости звезды, но с учетом различия температур можно вычислить ее радиус. Оказалось, что разнообразие в размерах звезд громадно, хотя и меньше, чем в их светимости.

В мире звезд существуют и карлики, и гиганты. Наше Солнце и даже звезды значительно больше его считаются карликами. А ведь Солнце больше Земли по диаметру в 109 раз. Чем холоднее и краснее карлики, тем они меньше. Красные карлики меньше Солнца по диаметру раз в десять, и, по-видимому, они составляют большинство звездного «населения». Чем звезды больше, тем реже они встречаются в пространстве. Особенно редко встречаются звезды-гиганты. В противоположность карликам они чем холоднее и краснее, тем больше, так что самыми огромными звездами являются красные гиганты. Диаметр красной звезды Бетельгейзе в созвездии Ориона более чем в 300 раз превышает диаметр Солнца, а красный Антарес в созвездии Скорпиона по диаметру в 450 раз больше Солнца. Такие звезды обычно называют сверхгигантами. Желтый гигант Капелла из созвездия Возничего только в 12 раз больше Солнца. Одна из самых больших ныне известных звезд — VV Цефея. Внутри этого гигантского шара могли бы уместиться орбиты планет вплоть до Юпитера. Такие звезды сверхгиганты очень редки. Благодаря своей громадной силе света они видны нам на огромных расстояниях. С расстояния в 7 раз большего, чем расстояние до ближайшей звезды, наше Солнце выглядело бы слабой звездочкой, не видимой простым

глазом, а звезды-сверхгиганты с этого расстояния сверкали бы ярче планеты Венеры.

Массы звезд различаются не так сильно, как их светимости и размеры, хотя чем больше светимость звезды, тем больше и ее масса. Чтобы уравновесить сверхгиганта, брошенного на чашку весов, на другую чашку пришлось бы положить несколько десятков звезд, подобных Солнцу, и еще больше красных карликов, так как они в несколько раз легче Солнца.

Поделив массу звезды на ее объем, мы узнаем среднюю плотность звезды. Средняя плотность Солнца в 1 ¹/₂ раза больше плотности воды, а у красных карликов она много больше. Если бы была жидкость с такой плотностью, то в ней, как пробки, могли бы плавать утюги и паровозы. У гигантов и сверхгигантов плотность газов, из которых они состоят, очень мала — в тысячи и в миллионы раз меньше плотности обычного воздуха.

Особенно большой интерес представляют собой редко встречающиеся звезды — белые карлики. Так они названы за свой белый цвет и малые размеры. Эти белые и горячие звезды имеют массу примерно такую же, как Солнце, или несколько меньшую. Но эта масса утрамбована в малом объеме. Например, спутник Сириуса меньше Солнца по диаметру в 30 раз, а по объему — в 27 тыс. раз. В результате его средняя плотность примерно в 30 тыс. раз больше плотности воды. Спичечная коробка, если бы ее можно было наполнить веществом спутника Сириуса, могла бы уравновесить вес школьников почти целого класса. У некоторых других белых карликов плотность еще больше, и их вещество в объеме спичечной коробки уравновесило бы тепловоз.

Что же это за необычное вещество? Оказывается, это такие же газы, какие мы знаем на Земле, только они находятся в особом состоянии. Атомы газов — сложные системы. Они состоят из ядер

30 пирамид Хеопса в 1см³

Среди белых карликов есть один особенно интересный. Это звезда в созвездии Кассиопеи. Диаметр ее вдвое меньше диаметра Земли, а масса в 2,8 раза больше массы Солнца. Какова же плотность вещества этой звезды? На Земле 1 см³ его весил бы .36 Т. На поверхности же самой звезды, где сила тяжести в 3700 тыс. раз больше, чем на поверхности Земли, он весил бы 36X3700 тыс.=133 200 тыс.Т. Это примерно вес тридцати пирамид Хеопса или нескольких тысяч крупных океанских судов.

А какова будет масса такой звезды, если звезда при той же плотности будет с Солнце или со звезду-сверхгигант (как Бетельгейзе или Антарес)? В первом случае масса звезды будет составлять около 30 млн. солнечных масс, во втором — примерно в 6000 раз больше массы всей нашей Галактики. Но в действительности звезды-гиганты и сверхгиганты имеют очень малую плотность и масса их лишь в немного раз превышает массу Солнца.

и обращающихся вокруг них электронов. Под действием давления их нельзя сблизить друг с другом больше, чем до взаимного касания их систем, не нарушив эти системы. В недрах белых карликов при очень высокой температуре атомы носятся с бешеной скоростью и при столкновениях разрушают себя. Из систем ядер и обращающихся вокруг них электронов они превращаются в неправильную смесь, «мешанину» из ядер и электронов. Размеры последних гораздо меньше размеров атомов как систем. Поэтому такие разрозненные частицы можно сблизить гораздо теснее, отчего получается необычайно плотное вещество. Силой, сдавливающей газ до состояния плотного вещества, является вес вышележащих слоев звезды.

Расположение звезд в ковше Большой Медведицы в результате их собственных движений со временем изменяется: I — вид ковша несколько десятков тысяч лет назад, II — в настоящее время, III — будет через несколько десятков тысяч лет.

Итак, и невообразимо разреженные сверхгиганты, и чудовищно плотные белые карлики состоят из раскаленных газов; иногда эти газы в звездах имеют такие свойства, какие неизвестны у нас на Земле.

Это еще один пример того, как изучение звезд помогает расширять наши физические знания, на основе которых развивается не только физика, но и техника.

Часто спрашивают: есть ли потухшие звезды? Таких звезд мы не знаем. Все звезды хотя бы и слабо, но светятся. Можно утверждать, что если несветящиеся звезды и есть, то их очень мало, иначе бы они заметно влияли на движение остальных звезд.

Почему это так? Потому, очевидно, что мы находимся в мире, полном жизни. Звезды вокруг нас на необозримых расстояниях процветают, а их упадок, увядание отодвинуты на какой-то огромный срок в далекое будущее. Излучательной способностью звезды наделены на миллиарды лет, а свет даже самых далеких из них, известных сейчас нам, идет до Земли только сотни или тысячи лет. Поэтому таких звезд, которые «уже не светят, а свет их все еще идет к нам», по-видимому, не существует.

Пары и тройки в звездном мире

Если вы посмотрите на третью с конца яркую звезду в ручке ковша Большой Медведицы, то увидите, что близко-близко к ней есть звездочка послабее — ее спутник. Яркую звезду арабы когда-то прозвали Мицаром, а ее спутника — Алькором.

Звезда, обозначенная греческой буквой эпсилон ( e) в созвездии Лиры, если смотреть на нее в бинокль, оказывается, состоит из двух очень близких друг к другу звезд. В телескоп таких двойных звезд обнаружено множество. Иногда почти по одному и тому же направлению видны две звезды. В пространстве они находятся очень далеко друг от друга и не имеют между собой ничего общего. Но часто бывает, что такие звезды и в пространстве близки друг к другу.

Иногда это звезды-близнецы и не отличаются друг от друга ни цветом, ни блеском. Иногда же они разного цвета. Одна из них желтая или оранжевая, а другая голубоватая. Рассматривать их в телескоп очень интересно — они необычайно красивы. Физически двойные звезды связаны друг с другом узами всемирного тяготения, они возникли вместе.

Как узнать, в каких случаях близость двух звезд только кажущаяся и в каких случаях

она реальная? На этот вопрос ответ дает тщательное измерение видимого расстояния между звездами и их взаимного расположения. Если звезды взаимно близки и притягивают друг друга, то они должны обращаться около общего центра масс — как Земля вокруг Солнца или как Луна вокруг Земли. Это действительно и наблюдается, но период обращения звезд обычно очень долгий — десятки, сотни и даже десятки тысяч лет. Чем звезды ближе друг к другу, тем быстрее они обращаются по своим эллиптическим орбитам и тем короче период их обращения. Если движение очень медленное и период очень долгий, то трудно обнаружить, реальна ли близость двух звезд, потому что наблюдения двойных звезд ведутся только с конца XVIII в., т. е. менее двухсот лет, а у многих двойных звезд период обращения значительно больше.

Мы уже упоминали, что ярчайшая звезда неба Сириус — двойная. Спутник этой звезды— белый карлик (о нем говорилось выше) обращается вокруг главной звезды за 50 лет и отстоит от нее в 20 раз дальше, чем Земля от Солнца.

Ближайшая к нам звезда (видимая в южном полушарии Земли) — альфа Центавра в действительности состоит из двух главных звезд, очень сходных с нашим Солнцем. Период их обращения почти 80 лет, а среднее взаимное расстояние в 23 раза больше расстояния от Земли до Солнца.

У этих двух звезд есть далекий спутник. Он обращается вокруг них с крайне долгим периодом. Спутник — красный карлик и находится сейчас на своей орбите немного ближе к нам, чем обе главные звезды. Поэтому спутника альфы Центавра называют Ближайшей (по-латыни — proxima) Центавра. Это ближайшая к нам звезда, свет от нее идет к нам около четырех лет. Она от нас в 270 тыс. раз дальше, чем Солнце.

Альфа Центавра — пример тройной звезды. Такие звезды гораздо реже, чем двойные, но бывают и более сложные системы. Звезды, входящие в состав двойных, тройных и больших систем, называют компонентами этих систем.

Посмотрим, например, в телескоп на Мицара и Алькора в Большой Медведице. Оказывается, Мицар сам состоит из двух звезд. А каждый из видимых в бинокль компонентов эпсилона Лиры в свою очередь оказывается двойным.

Спектральный анализ позволяет обнаруживать двойственность таких звезд, у которых компоненты очень близки друг к другу и обращаются по орбитам очень быстро. В самые сильные телескопы свет таких звезд сливается, и мы видим лишь одну звезду, но спектральный анализ свидетельствует о двойственности. Дело в том, что при взаимном обращении скорости двух звезд направлены в противоположные стороны, и потому темные линии их спектра смещены в противоположные стороны. Линии спектра двойной системы оказываются раздвоенными, и, когда скорость движения звезд этой системы по своим орбитам относительно нас меняется, меняется и расстояние между двойными линиями в спектре.

Один из компонентов Мицара, который мы видим в телескоп, оказывается двойной звездой с периодом обращения около десяти суток, так как звезды очень близки.

Такими же тесными спектрально-двойными звездами, как их называют, являются некоторые компоненты эпсилона Лиры — из тех, которые видны раздельно

Что дает Земле больше света?

Подсчитано, что общий блеск всех звезд, видимых в телескоп, составляет минус 6,6 звездной величины. Это значит, что все звезды в совокупности дают света примерно в 100 млн. раз меньше, чем Солнце, и в 220—280 раз меньше, чем полная Луна.

А какую площадь на небе займут все звезды, если их соединить в одну звезду?

Может быть, это будет очень большая площадь?

Солнце по своей температуре и силе излучения на единицу поверхности — средняя звезда. Если его блеск в 100 млн. раз больше блеска нашей «единой звезды», то, очевидно, и видимая площадь его в 100 млн. раз больше, а видимый диаметр должен превышать диаметр «единой звезды» в 10 тыс. раз (√^¯100 000 000).

Но мы знаем, что видимый диаметр Солнца равен 30', или 1800". Одна десятитысячная этой величины составит неполных 0",2 (точнее, 0', 180). Так мал будет диаметр нашей «единой звезды», составленный из всех звезд, доступных телескопу. Соответственно мала будет и площадь этой «звезды» на небе.

в телескоп. Итак, Мицар с Алькором — пример четырехкратной звезды, а эпсилон Лиры — пример шестикратной звезды.

В общем, двойные или даже кратные звезды не исключение, их много. По-видимому, в среднем из каждых 3—4 звезд одна двойная. Наше Солнце — одинокая звезда.

Около некоторых ближайших звезд обнаружены невидимые спутники малой массы. Их обнаружили по еле заметным движениям звезд под действием притяжения их невидимым спутником. Пока еще с достоверностью не установлено, являются ли эти спутники холодными планетами, еще более массивными, чем Юпитер, или же это крайне слабо светящиеся маленькие звезды.

Представьте себе, что мы, жители планеты, обращающейся вокруг одной из звезд в системе двух солнц. Какие изумительные картины увидели бы мы на небе! Из-за горизонта встает, например, громадный красный круг солнца, которое в сотни раз больше нашего. Немного позднее на небо выплывает маленькое голубое солнце. Постепенно оно исчезает за более массивным первым солнцем, чтобы потом снова выйти из-за него. Или же дни, залитые красным светом, чередуются с голубыми днями, а ночей нет. Какие причудливые комбинации солнц разного цвета и какая игра красок должны быть на планетах, находящихся в системе кратных звезд! Однако у

Вверху — кривая изменения блеска звезды Алголь; по горизонтали указано время в часах. Внизу — схема аатмений спутника Алголя.

двойных звезд вряд ли могут быть обитаемые планеты. У планет, обращающихся вокруг таких звезд, орбиты должны быть очень вытянуты, и на поверхности планет не может быть постоянных температурных условий, которые необходимы для жизни.

«Дьявольские» звезды

Вторую по блеску звезду в созвездии Персея, обозначаемую греческой буквой бета ( b), когда-то арабы назвали Алголь, что значит «дьявол». Дьявольскому наваждению они приписывали то, что эта звезда второй видимой величины по временам ослабевает в блеске в 3—4 раза. Ведь остальные звезды отличаются постоянством своего света.

Английский любитель астрономии, глухонемой юноша Гудрайк (1765—1786) выяснил закономерности в изменении блеска Алголя и дал им объяснение. Оказалось, что в течение 59 часов блеск звезды не меняется, затем в течение почти 5 часов он падает, а в следующие то же почти 5 часов возрастает до прежнего уровня. Так с периодом в 2 суток 20 часов 49 минут блеск звезды испытывает колебания, в точности повторяющие друг друга. Причина такого странного поведения звезды, как выяснил Гудрайк, заключается в том, что Алголь — двойная звезда. Орбита ее лежит почти в точности на нашем луче зрения. Поэтому когда звезды обращаются вокруг общего центра масс, то они по очереди частично закрывают для нас одна другую. Происходят периодические затмения.

Впоследствии было обнаружено, что в промежутках между минимумами блеска, известными ранее, блеск Алголя немного ослабевает. Это означает, что спутник Алголя все же светится (Гудрайк полагал, что он темный) и общий блеск системы немного слабеет, когда менее яркая звезда закрыта более яркой.

Развитие науки подтвердило объяснение, данное глухонемым юношей. Алголь оказался тесной парой двух звезд с периодом обращения, равным периоду кажущегося изменения его блеска. Ничего дьявольского в этой звезде не осталось. Она теперь «дьявольски» подробно изучена.

Сейчас известны сотни других двойных звезд, подобных Алголю, блеск которых нам кажется периодически меняющимся вследствие периодически повторяющихся затмений.

Маяки Вселенной — цефеиды

У звезд типа Алголя меняется их видимый блеск вследствие периодических затмений одной звезды другой, и светимость звезд при этом не меняется. Но есть звезды, действительно физически меняющие свою светимость.

Параллельно с изменением блеска более или менее меняются цвет и температура их, а иногда и размеры.

Среди звезд переменного блеска, называемых для краткости просто переменными, наибольший интерес представляют цефеиды. Их назвали так по типичной представительнице этого класса звезд — звезде дельта (о) в созвездии Цефея. С периодом в 5 суток 10 часов 48 минут ее блеск непрерывно меняется в пределах³ /₄ звездной величины. Он возрастает быстрее, чем убывает. В минимуме блеска звезда краснее и на 800° холоднее, чем в максимуме. Оказалось, что цефеиды — это пульсирующие звезды. Как у надувного резинового мяча, их поверхность то увеличивается, то уменьшается. Но пульсирует, расширяясь и сжимаясь, все тело звезды. При сжатии ее происходит нагревание, а при расширении — охлаждение. Изменение размера и температуры поверхности звезды и вызывает колебания ее излучения.

Цефеид известно очень много, и периоды изменения блеска их различны, от нескольких часов до 45 суток, но у каждой в отдельности цефеиды период ее не изменяется. У цефеид есть два замечательных свойства. Во-первых, это звезды-гиганты и сверхгиганты, видные нам с огромных расстояний. Из глубин мироздания они светят нам, как маяки для кораблей в море, и поэтому их называют маяками Вселенной. Во-вторых, у цефеид длительность периода изменения блеска тесно связана с их средней светимостью.

Чем больше светимость, тем длиннее период изменения блеска. Это позволяет из легкодоступных наблюдений определить период, а по нему узнать светимость данной цефеиды, т. е. ее истинную силу света.

Но мы знаем, что видимый блеск источника света ослабевает обратно пропорционально квадрату расстояния. Поэтому, сравнивая истинную силу света данной цефеиды с ее видимым блеском, мы можем узнать ее удаленность от нас.

Наша звездная система в основном состоит из звезд малой светимости, и притом очень от нас далеких. Определить расстояние до них

мы не можем. Цефеиды же среди общей массы звезд видны нам издали, как большие тыквы в огороде. Изучая их распределение в пространстве, мы как бы нащупываем костяк нашей звездной системы, ее остов и по нему можем судить о форме и строении всей нашей звездной системы в целом.

Заметим, что есть особый вид цефеид очень короткого периода — до 80 минут. Их светимость умеренна и средняя светимость с длиной периода не связана. Изучение таких цефеид также представляет большой интерес для астрономической науки.

Вспыхивающие и другие загадочные звезды

Изучение цефеид свидетельствует о том, что мир звезд, хотя звезды живут миллиарды лет и изменяются медленно, — это не застывший в своей неизменности мир. Многие звезды испытывают быстрые, хотя и временные, изменения грандиозного масштаба. Кроме цефеид, известны переменные звезды других типов. Например, есть звезды, подобные звезде омикрон (о) Кита. Ее назвали Мира, что значит «удивительная». С периодом в 300 суток она меняется от 2-й звездной величины (как Полярная звезда) до 9-й, когда ее не видно даже в сильный бинокль. Но изменения блеска у нее не так правильны, как у цефеид. Есть звезды с полуправильными и с совершенно неправильными колебаниями блеска. В небольших пределах и неправильно блеск меняется у многих красных сверхгигантов, например у упоминавшихся выше Бетельгейзе и Антареса.

У некоторых звезд блеск меняется лихорадочно и в очень больших пределах.

Большое внимание астрономов привлекли к себе также так называемые вспыхивающие звезды. Это красные карлики. Блеск у них обычно колеблется немного. Но изредка совершенно внезапно блеск их усиливается в несколько раз за доли минуты и так же быстро ослабевает. По-видимому, при таких вспышках из их недр на поверхность вырываются необычайно мощные фонтаны раскаленных газов огромной яркости. Они и увеличивают общий блеск звезды. Но мы пока не знаем, какими процессами вызываются эти вспышки. Не знаем мы также, почему на поверхности некоторых звезд образуются мощные магнитные поля.

Вспышки новых и сверхновых звезд — мировые катастрофы

В 1925 г. в Южной Африке один почтальон — любитель астрономии — разнес почту и возвращался домой. Стало уже темно. Он остановился, чтобы окинуть взглядом знакомые созвездия. Вон там сияет Южный Крест, здесь — Центавр, а там — созвездие Живописца. Но что это? Почему так странно изменился его вид? Изменились очертания фигуры, образованной яркими звездами. В чем дело? В созвездии видна какая-то яркая звезда, которой тут вчера еще не было. Ведь это не планета. Планеты переходят из созвездия в созвездие за месяцы и даже за годы, да и созвездие Живописца не зодиакальное. В нем планеты не бывают.

Ясно, в созвездии Живописца вспыхнула новая звезда. Почтальон немедленно сообщил о своем открытии в ближайшую обсерваторию, а та, как обычно, телеграфно известила центр экстренных извещений об астрономических открытиях в Копенгагене. Через несколько часов новую звезду в Живописце уже наблюдали многие обсерватории мира.

Почтальон был не единственным любителем астрономии, которому посчастливилось открыть неожиданно вспыхнувшую новую звезду.

Например, новую звезду в созвездии Персея в 1901 г. открыл киевский гимназист Борисяк, новую звезду в созвездии Геркулеса в 1960 г. — норвежский любитель астрономии Хассель.

Новые звезды вспыхивают неожиданно. Собственно говоря, это не новые звезды, а вспышки некоторых звезд, до этого светящих обычно, как наше Солнце, но более горячих, белого цвета. Далекая неприметная звездочка за 1—2 суток разгорается, и блеск ее усиливается в десятки тысяч раз. В это время она становится во столько же примерно раз ярче Солнца. Если так вспыхнула близкая звезда, то в наибольшем блеске мы видим ее как звезду 1-й величины. Если же вспыхнула очень далекая звезда, то и в наибольшем блеске она не привлечет к себе внимания и либо останется незамеченной, либо будет обнаружена через годы при сравнении друг с другом слабых звезд на фотографиях, полученных в разное время.

Новыми такие звезды назвали в прежнее время, когда думали, что это действительно появились новые, не существовавшие ранее звезды.

Новая звезда в наибольшем блеске остается недолго, обычно около суток. Уже со следующего дня ее блеск начинает быстро падать, иногда плавно, иногда судорожно, как свет гаснущего костра, но чем дальше, тем медленнее. Через несколько лет она становится такой же, какой была до вспышки.

Различными исследованиями установлено, что в нашей звездной системе ежегодно вспыхивают десятки или даже сотни новых звезд. Но мы замечаем лишь немногие из них, ближайшие. А совсем близкие, кратковременно соперничающие с самыми яркими звездами неба, наблюдаются редко. Их видели в 1901, 1918, 1920, 1925, 1934, 1940, 1944 гг.

Чем лучше вы будете знать звездное небо, тем больше у вас будет шансов открыть новую звезду. Надо лишь каждый вечер по нескольку минут наблюдать знакомые созвездия.

Почему так катастрофически растет блеск новых звезд? Оказывается, что у некоторых звезд под влиянием еще не вполне раскрытых внутренних физических процессов внезапно срываются их внешние оболочки, излучающие свет, и с огромной скоростью, достигающей 1000 км/сек, несутся в окружающее звезду пространство, раздуваясь, как мыльный пузырь. Такая оболочка быстро увеличивает свою поверхность и излучает больше света. В наибольшем своем блеске раздувшаяся оболочка больше нашего Солнца по диаметру в сотни раз.

Но, раздуваясь, оболочка новой звезды становится все более разреженной и прозрачной. Блеск звезды начинает падать, хотя оболочка продолжает нестись в пространстве с такой бешеной скоростью, что притяжение звезды не в силах ее затормозить. Через несколько лет после вспышки оболочка становится так велика, что ее можно легко наблюдать и следить за ее расширением. Наконец, она рассеивается. Звезда во время вспышки становится очень горячей, из нее вырываются облака, раскаленных газов. Но постепенно она успокаивается, как вулкан после извержения.

У вулканов бывают повторные неожиданные извержения. Не бывает ли того же у новых звезд? Да, некоторые из них через несколько десятков лет вспыхивают снова. Но у типичных новых звезд повторная вспышка (и притом более мощная) на памяти человечества наблюдалась лишь однажды.

Мы до сих пор не знаем причины вспышек новых звезд, причины сбрасывания их оболочек. Несомненно лишь, что в таких звездах

в какие-то моменты происходит бурное выделение энергии, т. е. взрыв. При этом взрыве звезда теряет около одной десятитысячной доли своей массы, но не разрушается.

Знаменитый датский астроном Тихо Браге в 1572 г. наблюдал вспышку новой звезды в созвездии Кассиопеи. Она некоторое время светила так же ярко, как Венера, и поколебала господствовавшие тогда религиозные представления о неизменяемости мира.

В последнее время выяснилось, что новая звезда в Кассиопее не была обыкновенной новой звездой. В наибольшем блеске ее истинная сила света была больше, чем у обычных новых звезд, в десятки тысяч раз. Образно говоря, мы можем наше Солнце сравнить с ночным светлячком, новую звезду со свечой, а сверхновую (так назвали такие звезды, как звезда, которую наблюдал Тихо Браге) — с прожектором. Сверхновая звезда светит так же, как гигантская звездная система, состоящая из миллиардов солнц, подобных нашему.

Чудовищные силы природы, порождающие мировые катастрофы в виде вспышек сверхновых звезд, учеными еще не разгаданы. Быть может, их тайны раскроете вы, юные читатели, зная то, что известно нам, и используя методы и приборы будущего, которых у нас еще нет.

Наука развивается коллективными усилиями разных народов на протяжении многих веков. К 1054г. относится летописная запись о вспышке яркой звезды в созвездии Тельца. В XVIII в. француз Месье в этом же созвездии открыл Крабовидную (похожую на краба) туманность — слабо светящееся небольшое пятно. В начале XX в. американские астрономы установили, что эта туманность — газовое облако и расширяется со скоростью, равной 1000 км/сек, а голландский ученый Оорт показал, что туманность находится на месте сверхновой звезды, которая, как было записано в летописи, наблюдалась в 1054 г., т. е. более 900 лет назад. При наблюдаемой скорости расширения она должна была начать расширяться как раз в год вспышки сверхновой звезды. Значит, при ее вспышке возникла Крабовидная туманность.

В середине текущего столетия обнаружилось, что Крабовидная туманность является одним из самых мощных источников космического радиоизлучения. Она, как радиомаяк, шлет радиоволны во Вселенную. Советские ученые объяснили это тем, что в туманности есть магнитное поле, тормозящее электроны (мельчайшие частицы электричества), которые носятся там со скоростями, близкими к скорости света. Эти электроны возникли при вспышке сверхновой звезды, которая и наблюдалась в 1054 г. В каком состоянии находилась звезда в то время и в каком состоянии она находится теперь, мы еще не знаем.

Сверхновые звезды — явление крайне редкое. Последней сверхновой в нашей Галактике была звезда, вспыхнувшая в созвездии Змееносца в 1604 г. Ее наблюдал Кеплер. Даже в таких гигантских звездных системах, как наша, вспышка сверхновой звезды бывает только один раз за несколько столетий.

На наше счастье, современные телескопы позволяют видеть множество других звездных систем, подобных нашей. И вот, то в одной, то в другой из них наблюдается иногда вспышка сверхновой звезды. К сожалению, они так далеки от нас, что хорошо изучить их не удавалось. Но в последние годы обсерватории ряда стран договорились между собой устроить «облаву» на сверхновые звезды, специально «караулить» их вспышки. И это дало свои результаты. Теперь в далеких звездных системах ежегодно наблюдают около десятка сверхновых звезд. Выяснилось, что есть различные типы сверхновых звезд. Особенности вспышки каждой сверхновой звезды тщательно изучаются.

Звездные скопления и космическая пыль

Летней ночью перед рассветом на востоке над горизонтом поднимается маленькая, тесная группа слабых звезд — Плеяды.

В народе ее называют Стожары. Обычно в этой группе видно 6 звезд, но зоркий глаз видит от 7 до 11 звезд, а в телескоп их можно насчитать там более сотни. Поле зрения телескопа усыпано ими, как бриллиантовой пылью.

Звезды в Плеядах рассыпаны хаотично, это пример рассеянного звездного скопления. Вокруг яркого Альдебарана, красной звезды, называвшейся в древности Глазом Тельца, находится еще более рассеянная группа звезд — звездное скопление Гиады. Таких звездных скоплений мы знаем около семисот. Число звезд в них редко превышает сотню. Но существуют скопления гораздо большего размера и с несравненно большим числом звезд. Это шаровые скопления. Звезды в них (много сотен тысяч) концентрируются к центру скопления. Занимаемое ими пространство имеет

Фотография шарового звездного скопления в созвездии Геркулеса.

шаровую форму, отчего они и получили свое название.

Но даже и ближайшее к нам шаровое скопление находится так далеко, что для невооруженного глаза кажется маленьким, еле заметным пятнышком. Только в сильный телескоп на его краях, где звезды расположены реже, они видны в отдельности. Если бы среди звезд этого скопления мы поместили наше Солнце, то в самый сильный телескоп оно было бы видно у границы видимости, потому что скопление очень далеко от нас и те из звезд в нем, которые

различает такой телескоп, гораздо ярче нашего светила. Одно из ближайших к нам шаровых звездных скоплений находится в созвездии Геркулеса. В летний вечер, пользуясь звездной картой, вы можете найти его в бинокль. Оно имеет вид как бы размытой туманной звездочки. В обычный телескоп скопление видно как большое туманное пятно, и только в сильный телескоп видно, что это скопление множества звезд. К центру скопления они расположены так тесно, что их свет сливается в сплошное пятно.

Поперечники рассеянных скоплений типа Плеяд невелики. Луч света пробегает их от края до края за несколько лет. Поперечники же шаровых скоплений значительно больше, и луч света пробегает их за десятки световых лет. Трудно даже с определенностью установить границы шарового скопления, они легко сливаются со звездами окружающего пространства.

Мы знаем более сотни шаровых скоплений, из них даже ближайшие к солнечной системе отстоят от нас на многие тысячи световых лет. Эти огромные расстояния долго не могли установить. Их определили, когда в шаровых скоплениях нашли маяки Вселенной — цефеиды. Истинная сила света цефеид известна, и, сравнивая ее с их видимым блеском, можно было рассчитать расстояние до них, а тем самым и до шарового скопления, в котором они находятся.

Вообразите себе, как сверкало бы бесчисленными яркими звездами небо, если бы мы находились внутри шарового скопления. Ведь там звезды расположены во много раз ближе друг к другу, чем в окрестностях нашей солнечной системы.

Шаровые скопления — самые старые образования в нашей звездной системе. Их возраст исчисляется миллиардами лет. Рассеянные скопления имеют разный возраст, но в общем они считаются более молодыми системами. Самые молодые из них содержат горячие гигантские звезды и возникли «всего лишь» несколько миллионов лет назад.

Мы видим лишь ближайшие из рассеянных звездных скоплений, отстоящие от нас на сотни, иногда на несколько тысяч световых лет. Все они скучиваются в полосе Млечного Пути. Более далекие из них нам не видны, потому что в слое звезд, образующих Млечный Путь, много облаков космической пыли. Эта пыль ослабляет свет далеких звезд, расположенных за такими облаками. Даже Солнце тускнеет, когда его заслонит облако пыли, поднятой на дороге

грузовой автомашиной. Из-за облаков космической пыли десятки тысяч рассеянных скоплений, которые, вероятно, существуют в нашей звездной системе, остаются для нас неизвестными .

Те же Плеяды целиком погружены в огромное пылевое облако. Яркие звезды этого скопления освещают вокруг себя пыль, как фонарь освещает ночью окружающий туман. На снимках с долгой выдержкой главные звезды Плеяд даже тонут в окружающем каждую из них светлом тумане — в облаках пыли, освещенных ими самими. Так, пылевые облака, заслоняя свет звезд, представляясь даже в виде темных пятен на сияющем фоне Млечного Пути, выглядят как светлые туманности, когда близко от них есть яркая звезда, способная их осветить. Космическая пыль, как всякая пыль, светит лишь отраженным светом.

Однако космическая пыль очень мелкая. Когда свет проходит через нее, то синие лучи ослабляются сильнее, чем зеленые, зеленые — сильнее, чем желтые, а желтые — сильнее, чем красные. Поэтому на пути к нам через пылевую среду свет звезд не только ослабляется, но становится более желтоватым, даже красноватым. (Из белого света звезд сильнее поглощаются голубые лучи и остается больше желто-красных лучей.)

Одно из особенно близких и плотных облаков космической пыли видно как черное пятно на фоне Млечного Пути вблизи созвездия Южного Креста. Моряки прозвали это пятно «угольным мешком». Черное пятно поменьше и не столь темное, но хорошо заметное, можно видеть и с северного полушария Земли. Это пятно возле яркой звезды Денеб и созвездия Лебедь. Когда-то думали, что черные пятна в Млечном Пути — это дыры, просветы в толще образующих его звезд. Полагали, что в этих местах мы смотрим в зияющую пустоту мирового пространства. Оказывается наоборот — здесь перед нами «занавески», иногда скрывающие от нас даже и не очень далекие звездные области.

Космическая пыль представляет для ученых огромную и досадную помеху. Она и искажает цвет звезд, и ослабляет их блеск, а более далекие из них делает совсем невидимыми. Целые области мирового пространства недоступны для оптических наблюдений из-за космической пыли. Ее влияние приходится учитывать, а для этого нужно кропотливо, шаг за шагом изучать, сколько и где космической пыли расположено по каждому направлению.

В малой доле космическая пыль происходит от столкновения и разрушения мелких твердых тел, но в своей основной массе она возникает, вероятно, вследствие сгущения межзвездного газа, о котором мы теперь и расскажем.

Газовые туманности и межзвездный газ

Безвоздушность, «пустота» межзвездного пространства относительна. Это пространство заполнено не только полями тяготения, магнитными полями, лучами света и тепла, несущими энергию. Там носятся мельчайшие пылинки, молекулы и атомы газа. Этот невидимый газ был обнаружен по линиям поглощения в спектрах звезд. Ведь на большом протяжении даже такой разреженный газ поглощает определенные лучи из света звезд, который его пронизывает. Возникновение радиоастрономии позволило обнаружить этот невидимый газ и изучать его движение по тем радиоволнам, которые он излучает.

Радиотелескопы позволяют прощупывать облака межзвездного газа на таких далеких от нас расстояниях, где в обычные телескопы звезды уже не видны из-за поглощения их света межзвездной пылью. Для радиоволн эта пыль почти прозрачна. Для них прозрачны и облака, через которые мы не видим звездного неба. Для радиоастрономов погода всегда ясная.

Радиотелескопы каждую ночь шарят по небу и обнаруживают радиоизлучение, идущее либо от облаков межзвездного газа, либо от остатков сверхновой звезды, или еще от чего-либо. Замечательны возможности современной науки!

Посмотрите в ясную безлунную зимнюю ночь на прекрасное созвездие Ориона, блещущее в южной стороне неба. Под тремя яркими звездами пояса этого мифического охотника найдите три слабые звездочки, образующие короткую вертикальную линию — меч Ориона. Вокруг средней из них в бинокль видно слабое туманное мерцание. Это знаменитая газовая диффузная (бесформенная) туманность Ориона. Она представляет собой громадное облако газа, в которое погружено много звезд.

Только фотография способна выявить всю красоту и всю сложность структуры этого газа, охваченного медленными вихревыми движениями, как клубы табачного дыма. Из газа, содержащегося в этой Светлой газовой туманности (к которой примешана и пыль), можно было бы «изготовить» сотни солнц. Да они и в самом

деле, наверно, где-то возникают из газа. Только своим возникновением они обязаны не кому-то, а силам всемирного тяготения, которое конденсирует разреженный газ в уплотненные газовые шары-звезды. Но образовавшиеся из газа звезды светятся уже сами, за счет содержащихся в их недрах источников энергии, которая выделяется в результате атомных превращений. Газовые же туманности светятся лишь тогда, когда в них или поблизости есть очень горячие голубоватые звезды. Их мощное ультрафиолетовое излучение (к нему относятся и рентгеновские лучи, которыми пользуются в медицине для просвечивания больных) заставляет газ светиться. Это свечение газа несколько сходно с тем свечением, какое происходит в трубках с разреженным газом, через который пропускают электрический разряд. Если нет поблизости горячей звезды, то и облако газа остается невидимым. Газовые туманности, как и звезды, в основном состоят из водорода. Кроме него, в них есть другие легкие газы —

Фотография кольцеобразной планетарной туманности в созвездий Лиры.

гелии, азот, кислород — и частицы более тяжелых химических элементов.

Лучшие насосы, откачивающие воздух в земных лабораториях, не могут создать такого вакуума, такого разрежения газа, какой существует в газовых туманностях. Разница в плотности газа в туманности и в лучших земных вакуумах такая же, как в плотности свинца и земного вакуума. Свечение газов в туманности мы видим потому, что толща ее громадна: от одного края газовой туманности до другого свет идет несколько лет, а общая масса туманности обычно составляет десятки, сотни, а иногда и десятки тысяч масс Солнца.

Какие красивые и причудливые формы принимают газовые диффузные туманности! Какие нежнейшие рисунки и сплетения образуют их волокна! В созвездии Лебедя находятся туманности, прозванные за свой вид: Пеликан, Северная Америка, Рыбачья сеть. В созвездии Единорога есть туманность Розетка.

Наряду с большими клочковатыми, размытыми или волокнистыми диффузными туманностями существуют очень маленькие, правильной округлой формы — планетарные. Их назвали так за внешнее сходство с дисками планет (так выглядят самые далекие планеты в телескоп).

В центре каждой планетарной туманности есть очень слабенькая звездочка — ядро. Это самые горячие из звезд. Их температура доходит до 100 и более тысяч градусов. От их излучения и светится планетарная туманность. Планетарные туманности, очевидно, недолговечные образования и могут быть видимыми около 10 тыс. лет. Они медленно, со скоростью нескольких километров в секунду, расширяются в пространстве и со временем рассеются. Несомненно, такие туманности образуются за счет газов, выделяемых звездой, но не с такой бешеной скоростью, как это бывает у новых звезд, сбрасывающих свои оболочки.

Масса планетарных туманностей мала — она составляет всего лишь сотые доли массы Солнца. Химический состав их такой же, как у диффузных туманностей и у звездных атмосфер.

У планетарных туманностей наблюдаются интересные формы. Многие из них кольцеобразны, как, например, туманность в созвездии Лиры. Есть туманности, которые за их форму названы Совой, Сатурном, Гимнастической

Фотография спиральной галактики М 51 в созвездии Гончих псов.

Фотография спиральной галактики в созвездии Андромеды.

гирей. Всего планетарных туманностей известно уже свыше 500; примерно столько же известно и диффузных туманностей.

Газ, собранный в облаке-туманности, как светящийся, так и несветящийся, концентрируется в полосе Млечного Пути, где имеется и много рассеянных звездных скоплений. Некоторые из них целиком погружены в газовые туманности. Откуда берется в мировом пространстве столько газа?

Часть его может являться остатком тех газов, из которых когда-то возникли звезды. Вероятно, они возникают из него и сейчас. Например, недавно наблюдался случай, когда в очень маленькой туманности появилась очень слабая звездочка, которой раньше тут никогда не видели.

Но часть газа, как это показал автор данной статьи, возникает и теперь. Ведь мы видим, что в мировое пространство все время рассеивается газ, выброшенный новыми и сверхновыми звездами, ядрами планетарных туманностей и даже обычными звездами. Подсчет показывает, что этого газа ежегодно поступает из звезд в окружающее их пространство очень много.

Млечный Путь и Галактика, в которой мы живем

Наша солнечная система — маленькая частица громадной звездной системы, которую называют Галактикой. В Галактику входят все те звезды, которые мы видим в созвездиях и невооруженным глазом и в телескоп. В ее составе находятся и все те звезды, из которых I состоит серебристая полоса Млечного Пути. Вероятно, вы ее видели в темные осенние ночи. Млечный Путь опоясывает все небо, как гигантская светящаяся лента. В телескоп видно, что это скопление множества слабых, далеких звезд. Более яркие, близкие звезды расположены тем гуще, чем они ближе к средней линии Млечного Пути. Среднюю линию Млечного Пути называют галактическим экватором. Плоскость галактического экватора — это плоскость симметрии нашей звездной системы. Вдоль этой плоскости наша система тянется во всех направлениях дальше всего. И в пространстве звезды скучиваются к этой плоскости. Скучиваются к ней и рассеянные звездные скопления, и все газовые туманности, и облака космической пыли. Только шаровые звездные скопления и звезды некоторых типов

не подчиняются этому закону. Они заполняют сфероидальный объем, концентрируясь со всех сторон к центру Галактики.

Из-за облаков пыли, ослабляющих свет далеких звезд, очень трудно выяснить подробности строения Галактики. Наша солнечная система находится очень близко к галактической плоскости, в которой звезды расположены наиболее тесно. Свет всех далеких и слабых звезд сливается для нас в сплошное светящееся кольцо Млечного Пути.

Схематическое изображение нашей Галактики в поперечном сечении. Стрелкой показано место в ней солнечной системы.

Велика и грандиозна наша Галактика. От одного ее края до другого свет бежит почти 100 тыс. лет, а ведь от ближайшей звезды он доходит до нас примерно за 4 года.

Если бы мы могли посмотреть на нашу Галактику извне, находясь далеко за ее пределами, то убедились бы, что она сильно сплющена: ее диаметр в несколько раз больше «толщины». С ребра она должна быть видна в форме веретена или линзы. В середине она толще, и к ее центру звезды скучиваются еще сильнее. В середине Галактики находится ядро — нечто вроде гигантского шарового скопления звезд.

От нас до ядра Галактики около 25 тыс. световых лет, а до ее края несколько меньше. Чем ближе к краю Галактики, тем разреженнее звезды. В звездном городе — Галактике — мы живем ближе к ее окраине. Ядро Галактики видно от нас в сторону созвездия Стрельца. В летние ночи оно видно в южной стороне неба невысоко над горизонтом. Ядро это должно было бы сверкать как очень яркий участок Млечного Пути. Но, к сожалению, его заслоняют от нас облака космической пыли, через которые его свет не доходит до нас. Ядро Галактики можно наблюдать, только применяя особые способы фотографирования.

Не так давно выяснилось, что Галактика вращается — все звезды с разной скоростью вращаются вокруг ее центра. И наша солнечная система со скоростью около 200 км в секунду

несется по своей орбите вокруг центра Галактики. На завершение одного оборота ей требуется примерно 250 млн. лет.

Сколько же звезд, сколько солнц входит в состав Галактики? Их в ней более 100 млрд. Вокруг многих из них должны быть планетные системы. Даже если только на тысячу звезд приходится лишь одна обитаемая планета, то и тогда во всей Галактике таких планет должно быть целых 100 млн.

Сравнивая нашу Галактику с другими гигантскими звездными системами, о которых ниже будет рассказано, и сопоставляя различные данные, можно сказать, что у Галактики спиральное строение. Из ее ядра выходят две (или более) спиральные ветви. Они состоят из звезд, из газовых и пылевых туманностей и закручиваются вокруг ядра. Расположение спиральных ветвей точно еще не известно, но мы находимся между ними, а самые горячие и яркие звезды группируются в звездных облаках, образующих спиральные ветви.

Другие галактики — островные вселенные

Из светлых туманных пятен, которые видны на небе или на его фотографиях, лишь немногие газовые или освещенные пылевые туманности входят в состав нашей Галактики.

Большинство видимых на небе туманностей — это звездные системы гигантских размеров. Они находятся далеко за пределами нашей Галактики. Это — другие галактики, галактики с малой буквы. Если наша Галактика как бы звездный город или звездный остров в безбрежном океане Вселенной, то другие галактики — это другие звездные города, другие острова Вселенной. Как острова в океане, галактики образуют местами архипелаги — скопления десятков, а иногда и тысяч галактик. Наша Галактика — одна из очень крупных.

В южном полушарии неба есть два больших светлых пятна. В честь великого мореплавателя Магеллана они названы Магеллановыми Облаками. Это как бы два обрывка Млечного Пути. Выяснилось, что и Большое и Малое Магеллановы Облака — галактики неправильной формы. В то же время они — спутники нашей Галактики и отстоят от нее на расстоянии около 120 тыс. световых лет. По размерам они значительно меньше нашей Галактики, но все же являются довольно крупными звездными системами.

Фотография веретенообразной туманности в созвездии Волос Вероники (вид с ребра).

Их диаметры достигают 26 и 17 тыс. световых лет. Подобно нашей Галактике, они состоят из звезд всевозможных типов и из газовых и пылевых туманностей. В них есть рассеянные и шаровые звездные скопления.

В созвездии Андромеды есть большая и известная с древности туманность. Осенью ее нетрудно найти на небе при помощи звездной карты. Фотографии показывают, что это спиральная звездная система. Свет от нее доходит до нас за 1 ¹/₂ миллиона лет.

Сходство между галактикой в Андромеде и нашей Галактикой так велико, что, глядя на нее, вы можете себе представить, что это и есть наша Галактика. Она сильно наклонена, и потому мы видим ее продолговатой. Солнечную систему надо было бы представить себе находящейся за пределами спиральных ветвей, которые видны на фотографии. Разреженные части этой системы тянутся еще далеко за пределы ярких спиральных ветвей ее внутренней

части. По размерам и массе галактика в Андромеде больше нашей Галактики. У нее есть тоже маленькие галактики-спутники. Но они имеют не спиральную форму и не клочковаты, как неправильные галактики — Магеллановы Облака. Это эллиптические галактики, в частности шаровые. Две из них показаны на фотографии — одна в проекции на спиральную галактику, другая в стороне, продолговатая. Они выглядят как сплошные пятна, потому что в них звезды не очень ярки и расположены очень тесно. На таком же расстоянии от нас, как эта группа, в созвездии Треугольника, находится еще одна спиральная галактика. Она меньше нашей

Галактики, видна почти плашмя, более развернута, и очертания ее клочковатых спиральных ветвей хорошо видны.

А есть спиральные галактики, повернутые к нам ребром и похожие на веретено. Обратите внимание на темную полосу вдоль их экваториальной, или галактической, плоскости. Это скопление пылевых облаков. Они задерживают свет звезд, расположенных за ними. Примерно так должна выглядеть и наша Галактика, если бы мы могли видеть ее со стороны в ее галактической плоскости. Мы назвали наиболее типичные формы галактик, но мир островных вселенных очень разнообразен.

Сравнение квадратов, изображенных на рисунке, дает наглядное представление о размерах доступной для наблюдения части Вселенной. Масштаб от квадрата к квадрату увеличивается в 10 тыс. раз, кроме последнего квадрата, масштаб которого по сравнению с предыдущим квадратом увеличивается в 100 тыс. раз.

Спиральные галактики: наша, в Андромеде и в Треугольнике, со спутниками двух первых из них, образуют Местное скопление галактик. Таких групп во Вселенной множество. В созвездии Девы есть огромное облако. Оно состоит из сотен галактик. Это центральная часть, ядро скопища тысяч галактик, к которому принадлежит и Местное скопление галактик. Диаметр такой Сверхгалактики, как ее называют, составляет около 100 млн. световых лет, а общая ее масса равна примерно квадриллиону солнечных масс.

Известно много других скоплений галактик и отдельных галактик, рассеянных между ними. Всего по фотографиям, сделанным наибольшим в мире телескопом, можно было бы насчитать свыше миллиарда звездных систем, подобных нашей. Есть все основания полагать, что все доступные ныне для наблюдений области Вселенной входят в состав системы еще более грандиозной, чем Сверхгалактика. Эту систему называют Метагалактикой, но до границ ее мы еще не добрались.

Свет наиболее далеких галактик, доступных сейчас нашему наблюдению, доходит до нас через несколько миллиардов лет! Когда он их покинул, на Земле еще не было никакой жизни. А при помощи радиотелескопов мы принимаем излучение радиоволн и от еще более далеких галактик: Эти радиоволны оставили свои галактики задолго до того, как образовалась наша Земля.

Некоторые галактики излучают радиоволны с потрясающей мощностью. По-видимому, в них существует магнитное поле, в котором со скоростью, близкой к скорости света, носятся электроны и другие элементарные частицы. Магнитное поле тормозит их движение, а это вызывает радиоизлучение.

Изучение галактик продвигается быстрыми шагами, и уже скоро мы будем глубже знать, как они возникают и развиваются.

К числу временных загадок, которые должны быть разгаданы, относится и «красное смещение» в спектрах галактик. Линии их спектра смещены к красному концу, и тем сильнее, чем галактики дальше от нас. Если этот сдвиг линий обусловлен их движением (а по-видимому, это так), значит, они удаляются от нас, и тем быстрее, чем дальше находятся. У одной из — далеких галактик скорость составляет почти половину скорости света! Некоторые ученые объясняют это образованием галактик вследствие взрыва очень плотной массы. В результате такого взрыва самые быстрые «осколки», превратившиеся в галактики, успели отлететь дальше всего от места взрыва. Однако справедлива ли такая догадка, покажет будущее.

Бесконечная Вселенная и наш адрес в ней

Развитие науки безгранично отодвигает границы известной нам части Вселенной и подтверждает марксистское учение о бесконечности Вселенной. Продвигаясь в познании Вселенной вперед, мы будем встречать все новые и новые миры, и так без конца...

Каково же наше место в этой бесконечной Вселенной? Ответ на это может дать следующий наш с вами адрес:

КАК ПРОИЗОШЛИ ЗЕМЛЯ И ДРУГИЕ НЕБЕСНЫЕ ТЕЛА

Откуда взялись Земля, Солнце, Луна и звезды? Всегда ли они были такими, какими мы их сейчас видим?

Люди интересовались этими вопросами с давних пор, но правильно ответить на них было невозможно, потому что для этого надо было сначала узнать, что же эти светила собой представляют, как они движутся, какова их физическая природа.

В древности под влиянием религиозных учений складывались легенды о сотворении мира. В разных странах и в разное время эти легенды

были различны, но всегда в них высказывалась одна и та же мысль: мир создан по воле сверхъестественных сил — богов — и с тех пор не изменяется, а существует таким, каким был создан и каким мы его видим.

В эти легенды люди верили, потому что не знали действительных причин явлений природы. Ведь только в XVIII в. был открыт великий закон природы о сохранении вещества и движения. Может меняться только состояние веществ: например, водяной пар превращается в воду или вода превращается в лед, а сами вещества остаются. То же происходит и с энергией: например, энергия движения воды на гидроэлектростанции превращается в электричество, которое приводит в движение машины, освещает улицы города и т. д. Энергия не уничтожается, она только меняет свою форму.

Не понимая и не зная этого, но наблюдая, как человек своим трудом может создавать разные предметы, люди считали, что и весь мир сделан каким-то существом, но, конечно, существом необычайно могущественным. Так и поддерживались различные легенды и религиозные мифы о сотворении мира.

Но постепенно, начиная с великого открытия Коперника, накоплялись знания о строении солнечной системы и звездного мира. Эти знания со временем и послужили основой для создания научных гипотез о происхождении небесных тел.

Научное предположение о происхождении Земли и других небесных тел впервые выдвинул немецкий философ И. Кант. Это было в 1755 г. В конце того же века, не зная ничего о мыслях Канта, к сходному заключению пришел французский ученый Лаплас.

Кант и Лаплас обратили внимание на то, что Солнце горячее, а Земля холодная и по своему размеру много меньше, чем Солнце. В то же время Земля — лишь одна из планет. Все планеты обращаются вокруг Солнца почти по окружностям, в одну и ту же сторону и почти в одной и той же плоскости. Это составляет основные отличительные черты солнечной системы, которые должны быть объяснены в первую очередь.

Кант и Лаплас утверждали, что в природе все непрерывно изменяется, развивается. И Земля и Солнце раньше были не такими, какие они сейчас, а составляющее их вещество существовало совсем в другом виде.

Лаплас обосновал свою гипотезу более убедительно. Он считал, что когда-то солнечной системы не было, а была первичная разреженная и

раскаленная газовая туманность с уплотнением в центре. Она медленно вращалась, и размеры ее были больше, чем теперь поперечник орбиты самой удаленной от Солнца планеты.

Притяжение частичек туманности друг к другу приводило к сжатию туманности, к умень-

Образование солнечной системы по гипотезе Лапласа,

шению ее размеров. По известному из опытов закону механики, при сжатии вращающегося тела скорость его вращения возрастает.

Вы можете в этом убедиться сами. Сядьте на легко вращающуюся табуретку и вертитесь, держа в вытянутых руках какую-либо тяжесть. Если затем вы прижмете руки к груди, то вращение ваше ускорится.

Но когда тело вращается быстрее, возрастает центробежная сила. Например, если вы вращаете камень, привязанный к веревке, слишком быстро, веревка может лопнуть и камень оторвется.

Так и при вращении туманности большое количество частичек на ее экваторе (которые вращались быстрее, чем у полюсов) отрывалось, или, точнее, отслаивалось, от нее. Вокруг туманности возникало вращающееся кольцо. Вместе с тем туманность, шарообразная вначале, вследствие центробежной силы сплющивалась у полюсов и становилась похожей на линзу. По этой же причине сплющивается стальной обруч, надетый на ось и вращаемый на центробежной машине.

Все время сжимаясь и ускоряя свое вращение, туманность постепенно отслаивала от себя кольцо за кольцом, которые вращались в одну и ту же сторону и в одной и той же плоскости.

Но газовые кольца не могли быть везде одинаково плотными. Наибольшее из сгущений в каждом кольце постепенно притягивало к себе остальное вещество кольца. Так каждое кольцо превращалось в один большой газовый клубок, вращавшийся вокруг своей оси. После этого с ним повторялось то же, что с огромной первичной туманностью: он превращался в сравнительно небольшой шар, окруженный кольцами, опять сгущавшимися в небольшие тела. Последние, охладившись, становились спутниками больших газовых шаров, обращавшихся вокруг Солнца и после затвердения превратившихся в планеты. Наибольшая часть туманности сосредоточилась в центре; она не остыла до сих пор и стала Солнцем.

Гипотеза Лапласа была научной, потому что она основывалась на законах природы, известных из опыта, и прежде всего на законе всемирного тяготения, действительно существующем в природе.

Однако после Лапласа были открыты новые явления в солнечной системе, которые его теория не могла объяснить. Например, оказалось, что планета Уран вращается вокруг своей оси не в ту сторону, куда вращаются остальные планеты. Были лучше изучены свойства га-

зов и особенности движения планет и их спутников. Эти явления также не согласовались с гипотезой Лапласа, и от нее пришлось отказаться.

Развитие науки привело к более точному и глубокому знанию природы.

На смену гипотезе Лапласа выдвигались другие объяснения происхождения солнечной системы. При этом некоторые ученые за рубежом, так или иначе связанные с религией, нередко предлагали такие гипотезы, которые по возможности были согласованы с религиозными представлениями о сотворении мира. Такие гипотезы, в противоположность гипотезам научным, материалистическим, не двигают науку вперед, а ведут ее в тупик.

Материалистическая наука утверждает, что вещество существует вечно и вечно развивается без вмешательства несуществующих божеств. Опровергая псевдонаучные гипотезы, советские ученые наряду с прогрессивными учеными других стран упорно работают над решением труднейшего вопроса о происхождении солнечной системы и Земли.

Известный советский ученый акад. О. Ю. Шмидт (1891 —1956) предложил гипотезу, в разработке которой приняли участие астрономы, геофизики, геологи и другие ученые. В своей гипотезе О. Ю. Шмидт, основываясь на ряде данных науки, пришел к выводу, что Земля и планеты никогда не были раскаленными газовыми телами, подобными Солнцу и звездам, а должны были образоваться из холодных, твердых частиц вещества.

Если допустить, что некогда вокруг Солнца существовало колоссальное облако из газа и пыли, то в дальнейшем, по расчетам О. Ю. Шмидта и его сотрудников, должно было происходить следующее. Бесчисленные частицы первоначально двигались беспорядочно. Затем их орбиты делались круговыми и располагались примерно в одной и той же плоскости. При этом направление вращения частиц в какую-либо определенную сторону со временем начинало преобладать, и в конце концов все частички стали вращаться в одну и ту же сторону.

Так вместо первоначального беспорядочного движения частиц возникло стройное движение их всех в одном направлении. А это значит, что все газово-пылевое облако стало вращаться в одном определенном направлении. Если же у частичек вначале не оказалось бы такого преимущественного направления, по которому вращалось большинство их, то из них планеты образоваться не могли бы.

Но в результате столкновений частичек при первоначальном беспорядочном движении энергия их движения частично переходила в тепло и рассеивалась в пространство. До некоторой степени сходно с этим теряет свою энергию движения (т. е. уменьшает свою скорость) ружейная пуля, нагревающаяся при преодолении сопротивления воздуха. Потеря движения сталкивающихся частичек, как показывают расчеты, вела к тому, что шарообразное облако постепенно сплющивалось и наконец стало по форме похожим на блин,

Но когда частички собрались к одной плоскости, расстояния между ними стали меньше и частички начали сильнее притягивать друг друга. Они объединялись, уплотнялись, причем особенно быстро росли в размере и в весе крупные частички. Они и притягивали к себе сильнее, и столкнуться с ними было легче.

Постепенно большая часть пылинок в блиноподобном облаке таким путем собралась в несколько гигантских комков вещества, которые стали планетами. Ком — будущий Юпитер — «пожирал» страшно много вещества из пространства между его орбитой и орбитой будущего Марса. Он мешал частичкам соединиться в этом пространстве в крупные тела и притягивал их к себе. По другую же сторону от будущего Юпитера, но значительно дальше от Солнца образовался вскоре другой крупный ком — будущий Сатурн, который «соперничал» с зародышем Юпитера в поглощении мелких частиц.

В результате всего этого между Марсом и Юпитером не возникло большой планеты, а образовалось много мелких и разрозненных: возникли астероиды, или малые планеты. Впрочем, они могли образоваться и в результате того, что возникшая все же здесь сравнительно небольшая планета по какой-то причине распалась на части. Так, по крайней мере, предполагают некоторые ученые.

О. Ю. Шмидту удалось рассчитать, что в середине планетной системы должны были возникнуть самые крупные планеты, а ближе к Солнцу — более мелкие и далее всего от него — тоже мелкие, такие, как Плутон. За Плутоном могут быть планеты крупнее его, но едва ли мы откроем там гигантские планеты, подобные Юпитеру и Сатурну. Чем больше возникающая планета, тем больше вещества она должна вобрать в себя из «окрестностей». Эта гипотеза позволила О. Ю, Шмидту, а потом акад. В. Г. Фесенкову и другим ученым теоретически обосновать существующие расстояния между

Образование солнечной системы по гипотезе О. Ю. Шмидта.

планетами и Солнцем и между планетами. Раньше никому из астрономов сделать это не удавалось. Точно так же О. Ю. Шмидту впервые удалось доказать расчетами, что при косом падении частичек на зародыши планет последние станут вращаться непременно в ту же сторону,

Образование солнечной системы по гипотезе О. Ю. Шмидта. На схеме показано постепенное уплотнение метеоритно-пылевой туманности вокруг Солнца.

в какую они обращаются вокруг Солнца, как это и есть в действительности. Только для самых далеких планет вращение под действием косых ударов может принять обратное направление.

Зародыши планет, особенно крупных, должны были окружаться скопищами мелких частиц (т. е. облаками пыли и газа), из которых возникали спутники планет, подобно тому как сами планеты возникали из газово-пылевого облака, окружавшего Солнце.

При собирании пыли и газа в планеты происходило одно важное явление, о котором раньше тоже не догадывались. Вследствие нагревания Солнцем пылинок из них выделялись газы. Наиболее легкие и летучие из них, в особенности водород, навсегда рассеивались в пространство. Этому помогало давление солнечных лучей. Точно так же солнечные лучи отталкивают газовые частицы кометных хвостов. Но так было лишь вблизи Солнца, которое прогревало толстый слой пыли до некоторой глубины.

На расстоянии до Юпитера и еще дальше солнечные лучи не проникали сквозь толстый слой пыли в блинообразное облако, и там водород уцелел. При сильном холоде, который был в этой «дальней» части облака, водород намерзал на пылинках, оседал на них, подобно инею, покрывающему на рассвете в осеннее утро холодную поверхность камней.

Таким образом, в состав планет, формирующихся вблизи Солнца, например в состав Земли, водород почти не вошел, а вдали от Солнца гигантские планеты, наоборот, оказались очень богатыми водородом. Поэтому в среднем плотность дальних планет гораздо меньше, чем плотность планет, близких к Солнцу.

О первых «днях» Земли

Возникновение планет из газово-пылевого облака длилось очень долго. О. Ю. Шмидт впервые в истории науки смог подсчитать, исходя из своей гипотезы образования Земли, что с тех пор, как Земля собиралась из мелких частиц, прошло около 6—7 млрд. лет. Это приблизительно согласуется с тем, что мы знаем о возрасте земной коры, т. е. тех ее поверхностных слоев, которые существуют как нечто твердое, уже не перемешивающееся с другим веществом, приходящим изнутри Земли или из межпланетного пространства.

Как мы могли узнать, сколько лет назад сформировалась земная кора, конечно, подвергавшаяся и впоследствии изменениям?

Есть замечательные химические вещества (элементы) — уран, радий и др.,— которые обладают свойствами распадаться на части, постепенно превращаться в другие вещества и в конце концов в свинец. При этих удивительных превращениях выделяется газ гелий и вместе с ним тепло. Как мы увидим дальше, изучение выделившегося тепла при этих превращениях было очень важно для выяснения истории нашей Земли.

Скорость распада урана и радия известна и строго постоянна. Чем дольше продолжается распад урана, содержащегося в горной породе, тем меньше его там остается, но тем больше накапливается свинца и гелия. По количеству оставшегося в горной породе урана и накопившегося гелия и свинца определяют продолжительность времени распада урана. Это и будет определять абсолютный возраст горной породы, содержащей уран.

Так установили, что самые древние каменные пласты земной коры образовались около 2—3 млрд. лет назад. Этот вывод согласуется с определением возраста Земли О. Ю. Шмидтом. До сих пор теоретически никто не мог рассчитать, сколько миллионов или миллиардов лет должна была формироваться Земля по той или другой гипотезе, знали лишь, сколько лет примерно существует ее кора.

Ранее многие считали, что Земля некогда была огненножидкой, а еще раньше — газообразной. Ссылались на извержение раскаленной лавы из кратеров действующих вулканов. После остывания лава каменеет. Многие думали, что Земля остывает, сохраняя еще запас тепла в своих глубоких недрах. По гипотезе 0. Ю. Шмидта, Земля никогда не была огненно-жидкой. При столкновении частиц, когда из них складывалась Земля, выделялось тепло. Но еще больше его выделялось при распаде урана и радия, входивших в состав пылинок. С уплотнением земной коры это тепло, выделявшееся в недрах, не успевало рассеяться в пространство. Так тепло, образующееся при сжигании топлива в печи, нагревает ее, хотя стенки печи и отдают тепло комнате. Расчет показал, что Земля могла таким путем нагреться внутри примерно до 1500—3000°. При такой температуре каменные породы становятся уже вязкими, напоминающими теплый воск. В вязкой среде происходило — и, видимо, сейчас еще происходит — перемещение вещества Земли. Тяжелые вещества опускаются вниз, а легкие поднимаются наверх. При резких перемещениях их происходят землетрясения.

Поверхность Земли охладилась ранее остальных частей, подобно печке, у которой сперва остывают стенки. Так образовалась и холодная, твердая кора Земли. Местами под ней скопилось особенно много урана и радия, и там каменные породы находятся в совершенно расплавленном состоянии. Из таких бассейнов при повышении давления и происходит выдавливание (извержение) наружу раскаленной лавы.

Мысль о происхождении Земли из холодной материи и ранее высказывали выдающиеся ученые — Ф. А. Бредихин (еще в прошлом веке), В. И. Вернадский и др. Теперь эта идея приобретает все большее значение при разрешении различных вопросов геологии, в том числе и при поисках полезных ископаемых.

Так наука, исходя из накопленных знаний о Земле и солнечной системе, выясняет историю нашей планеты.

Откуда взялось газово-пылевое облако вокруг Солнца?

Такой вопрос возникал у вас, наверно уже не раз, пока вы читали эту статью. Ответить на него определенно пока еще нельзя. О. Ю. Шмидт и некоторые другие ученые раньше его предполагали, что Солнце в своем обращении вокруг центра нашей звездной системы проходило сквозь огромное газово-пылевое облако. Такие облака в изобилии встречаются в пространстве между звездами. Своим притяжением Солнце могло увлечь за собой часть этого облака. Расчеты говорят о том, что это, по-видимому, возможно; но для осуществления такой возможности, конечно, нужно стечение ряда благоприятных обстоятельств, в общем то маловероятное.

Многие ученые, в числе их В. Г. Фесенков, считают, что Солнце, а за ним и планеты возникли из одного и того же вещества и что газово-пылевое облако окружало Солнце уже со времени его возникновения.

Развитие Солнца, звезд и газово-пылевых облаков

Некоторые буржуазные ученые пытались утверждать, что все облака пыли, газа (туманности) и все звезды возникли одновременно и давным-давно. Наблюдаемые же сейчас в пространстве облака пыли и газа являются остатками вещества, из которого возникли небесные тела. А из этих остатков, по их мнению, ничего нового возникнуть не может. Такие утверждения подкрепляют религиозные представления о сотворении мира «в один день» — сразу из ничего.

Советский астроном Б. А. Воронцов-Вельяминов еще в 1931 г. указал, что и в наше время постоянно происходит выбрасывание газа в пространство с поверхности звезд, особенно горячих и вспыхивающих, как новые звезды. Его подсчет показал, что, может быть, даже весь газ, который мы наблюдаем между звездами, ими же и порожден. Во всяком случае, облака газа образуются и в наше время. Звездный мир — не бездеятельное скопище, обреченное на охлаждение и умирание. Это «фабрика», выбрасывающая непрестанно «продукцию» в виде газа, который при благоприятных условиях может сгущаться в пылинки и подвергаться дальнейшим превращениям.

Есть облака пыли и газа, возникшие давным-давно, и есть только возникающие. Академик В. А. Амбарцумян и другие советские ученые в 1945—1947 гг. из ряда фактов сделали вывод, что звезды имеют разный возраст. Следовательно, есть основания утверждать, что звезды возникают и в наше время. Они рождаются преимущественно группами, как в виде гигантов, так и в виде карликов.

Вероятно, в какой-либо туманности родилось и наше Солнце, а родившиеся вместе с ним его «братья» и «сестры» уже разбрелись далеко по Вселенной.

По соображениям и расчетам В. Г. Фесенкова, Солнце вначале было больше и горячее, чем сейчас, оно содержало больше вещества. Постепенно теряя вещество, т. е. выбрасывая газы со своей поверхности, Солнце охлаждалось, становилось менее ярким. Эти изменения происходили с течением времени все медленнее и медленнее. Сейчас Солнце продолжает черпать свою тепловую энергию за счет превращения в его недрах водорода в гелий (при этом выделяется колоссальная энергия) и почти не остывает. Еще миллиарды лет оно будет согревать и освещать Землю так же, как сейчас, и человечеству предстоит развитие в течение сроков, во много раз больших, чем срок, который

прошел со времени появления первых людей на Земле.

В мире происходит вечное движение и изменение вещества. Из газово-пылевой среды возникают звезды и вокруг них планетные системы. Развитие звезд приводит к извержению из них в мировое пространство газов. Так снова вещество принимает форму, из которой опять могут возникать уплотненные тела. Но при этих бесконечных превращениях меняются условия рождения небесных тел, меняется их состав. Природа не повторяет и не копирует себя: разнообразие возникающих небесных тел бесконечно велико. Так и на самой Земле отмирают и возрождаются те или иные формы растений и животных, и при этом растительный и животный мир непрерывно изменяется.

Огромное значение в преобразовании природы Земли имеет человек, воздействие которого на природу основывается на изучении и использовании ее законов.

Человек, срок жизни которого миг в сравнении с возрастом небесных тел, постигает тайны рождения небесных тел и изменяет лик своей планеты — Земли. Трудно предвидеть, до каких еще возможностей возвысится человечество, опираясь на науку и все глубже познавая природу.

АСТРОНОМИЯ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ НАШЕЙ СТРАНЫ

На протяжении всей истории человеческого общества астрономия была необходима человеку как наука практическая. Но особенно велико значение этой науки в народном хозяйстве в настоящее время.

Одна из основных задач практического применения астрономии - определение географических координат мест на поверхности Земли.

Не зная координат, нельзя составить географическую карту. Без знания координат ни один корабль не может плыть по намеченному курсу в открытом море. Чтобы правильно держать курс корабля, нужно периодически, как только позволяют метеорологические условия, определять широту и долготу места его нахождения.

Как можно, например, определить кратчайшее расстояние между Москвой и Якутском? Измерять его мерной лентой - задача невыполнимая. Определить это расстояние можно только астрономическим способом, причем для

Кривая движения Северного полюса Земли. Установлена наблюдениями на различных обсерваториях в 1928 -1934 гг.

этого в первую очередь нужно получить из наблюдений координаты этих мест, т. е. широты и долготы Москвы и Якутска.

Нельзя проложить правильно железнодорожную магистраль без определения координат ряда пунктов на пути этой магистрали.

Трудно назвать мероприятие, связанное с планированием территории нашей страны, с размещением крупных энергетических и промышленных предприятий, с работами картографического характера, где не требовалось бы знание координат тех или других пунктов.

На практике часто приходится определять направление относительно стран света,

Кривая движения Северного полюса Земли. Установлена наблюдениями на различных обсерваториях в 1952-1955 гг.

например точки юга. Эта задача называется определением азимута земного предмета и решается астрономическими методами. Азимут необходимо определять при сооружении предприятий, научных и общественных учреждений (башни и павильоны обсерваторий, антенны радиостанций, стадионы). Азимутом пользуются при определении направления полетов межконтинентальных ракет и т. п.

Однако координаты мест на земной поверхности не остаются строго постоянными, а непрерывно, правда в очень небольших пределах, изменяются. Происходит это явление оттого, что сама Земля в небольших пределах смещается относительно своей оси вращения, и поэтому последняя не занимает неизменного положения в теле Земли. Вследствие этого точки пересечения оси вращения Земли с ее поверхностью, т. е. географические полюсы, непрерывно перемещаются. Это перемещение полюсов Земли по ее поверхности невелико. Северный полюс движется против часовой стрелки по сложной спиралеобразной кривой, которая то закручивается, то раскручивается, не выходя из квадрата со сторонами 26 м.

Вследствие смещения полюсов смещается и экватор Земли, так как ось вращения перпендикулярна к плоскости экватора. Изменяется также и меридиан любого места наблюдения. Эти смещения вызывают изменение координат, т. е. широт и долгот. И как ни малы такие изменения, но их надо учитывать и исправлять координаты применительно к движению полюса.

Поправки координат местностей на Земле, учитывающие движение полюсов, получаются из наблюдений на многих обсерваториях земного шара, проводимых специальной организацией, которая называется Службой движения полюсов. Эти поправки необходимы не только астрономии, они нужны также геодезии, геофизике, картографии и другим наукам.

Хорошо известно, какое огромное значение во всей нашей деятельности имеет точное время. Определение его, хранение и передача - очень важная астрономическая задача. Без точного времени не могут нормально работать фабрики и заводы, государственные учреждения, учебные заведения, железнодорожный и водный транспорт, авиация и т. д. Для всех этих организаций и всего населения Советского Союза из Москвы ежечасно по московскому времени подаются широковещательные сигналы времени в виде шести коротких гудков; начало последнего гудка соответствует концу данного часа и началу следующего.

Для специальных научных учреждений, обсерваторий, ведущих астрономические наблюдения, штурманов кораблей, многочисленных географических, геодезических, геологических, гравиметрических и других экспедиций, работающих во всех районах нашей необъятной Родины, несколько раз в сутки подаются специальные сигналы еще более точного времени.

Точное время определяется на астрономических обсерваториях путем наблюдения звезд с помощью точнейших современных астрономических инструментов.

Для того чтобы иметь точное время на каждый момент, существуют приборы - хранители времени, или, попросту говоря, высокоточные часы. Из наблюдений звезд и определяется полрака этих часов.

И для определения координат мест на земной поверхности, т. е. широты и долготы, и для определения точного времени, и для решения целого ряда других задач, о которых пойдет речь ниже, нужно знать точные положения на небе Солнца, Луны, планет и многих звезд, т. е. знать их небесные координаты. Эти координаты вычисляются на основе многочисленных наблюдений на многих обсерваториях и приводятся в специальных списках или таблицах, которые называются астрономическими ежегодниками.

В Советском Союзе заранее на каждый год издается Астрономический ежегодник СССР; в нем даются координаты Солнца, Луны, планет, многих звезд и приводится целый ряд других необходимых сведений.

Астрономическими расчетами определяется заранее время восходов и заходов Солнца. 21 марта и 23 сентября Солнце восходит в точке востока и заходит в точке запада. В северном полушарии Земли зимой Солнце восходит южнее точки востока, заходит южнее точки запада, а летом, наоборот, восходит севернее точки востока и заходит севернее точки запада. Восходы и заходы Луны приходятся на самые различные часы суток. Когда Луна в новолунии, она восходит и заходит примерно в одно время с Солнцем. В полнолуние Луна восходит во время захода Солнца, а заходит во время его восхода.

Вычисление времени восходов и заходов Солнца, а также вычисление продолжительности дня имеет большое практическое значение. Данные о продолжительности дня и сумерек для разных широт нужны при подсчете электроэнергии, необходимой для предприятий, уличного освещения и для других целей.

Зенит-телескоп. С его помощью ведутся определения географической широты для получения координат полюса.

Вероятно, редкий гражданин Советского Союза не пользуется данными отрывного календаря. В этом календаре на каждый день года, т. е. на каждом листке, приводится московское время восхода и захода Солнца для широты Москвы. Чтобы узнать, когда восходит или заходит Солнце в других местах, в данные календаря нужно ввести поправку на широту места и на местное декретное время. Как это делать, обычно описывается на первом листке календаря. В отрывном календаре указываются также продолжительность дня, восходы, заходы и фазы Луны.

Большое значение в народном хозяйстве имеют географические карты. Чтобы составить карту района, области или целого государства,

В лаборатории Службы времени Астрономического института им. П. К. Штернберга при Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова.

Пассажные инструменты. С их помощью ведутся наблюдения звезд для определения точного времени.

нужно провести на данной местности целый комплекс астрономо-геодезических работ. Надо определить широты, долготы, азимуты целого ряда мест - так называемых опорных пунктов, равномерно расположенных на площади, с которой снимается карта (район, область, государство и т. д.), определить высоты опорных пунктов над уровнем моря. Без этого никакой карты сделать нельзя. Густота таких пунктов зависит от требуемой точности кар-

ты, от рельефа местности, с которой снимается карта, от количества населенных пунктов, характера почвенно-растительного покрова и др. Карты являются средством для изучения расположения природных богатств на данной территории, рационального использования их и проведения различного рода народнохозяйственных мероприятий. Они необходимы промышленности для всякого рода изысканий, для правильного размещения в стране заводов и

фабрик. Они нужны сельскому хозяйству, транспорту и многим другим отраслям нашего многогранного народного хозяйства. В картах нуждаются армия, государственные учреждения, учебные заведения и т. д.

Немаловажное значение имеет предвычисление приливов и отливов.

Для обеспечения безопасности мореплавания, производства всевозможных строительных работ на побережьях, проведения различных исследований моря и для других целей нужно знать высоту прилива в данном месте на каждый час суток. Эта задача решается астрономическими способами.

Наша Земля окружена воздушной оболочкой - атмосферой. Мы живем в самом плотном, нижнем ее слое. Поэтому всестороннее изучение атмосферы Земли - очень важная жизненная задача. У поверхности Земли и на небольшой высоте химический состав, плотность, влажность и другие свойства атмосферы можно изучать непосредственно лабораторными способами. Но на большой высоте так изучать атмосферу нельзя. Здесь нас выручают влетающие в земную атмосферу метеоры.

Изучение метеоров дает возможность исследовать физические свойства верхних слоев земной атмосферы, определить направления и скорости воздушных течений. По данным наблюдений метеоров впервые было установлено, что атмосфера химически однородна и на высоте 80-110 км имеет тот же состав, что и на уровне моря. Определены были также на этих высотах скорости ветров и температуры. В последние годы в изучении верхних слоев атмосферы большую роль сыграли ракеты и искусственные спутники Земли.

Жизнь на Земле существует благодаря свету и теплу, получаемым от Солнца. Солнце - центральное тело нашей солнечной системы. Оно представляет собой раскаленный газовый самосветящийся шар, температура поверхности которого 6000°. При такой температуре все вещества, из которых состоит Солнце, могут быть только в газообразном состоянии.

Данные современной науки показывают, что Солнце в настоящее время находится в таком состоянии, в каком оно находилось сотни миллионов и даже миллиарды лет назад. Спрашивается: откуда же оно черпает то громадное количество энергии, которое излучает в виде тепла и света? Эта энергия вырабатывается в недрах Солнца, где при огромных давлениях и очень высоких температурах, достигающих 15-20 млн. градусов, ядра одних элементов преобразуются

в ядра других, т. е. происходят так называемые термоядерные реакции. Подобные реакции происходят только между ядрами самых легких элементов, таких, как водород, гелий, литий и др. Эта догадка астрономов стимулировала и ускорила осуществление превращений элементов, использование атомной энергии и приблизила нас к осуществлению управляемых термоядерных реакций. Последние дадут в руки человека колоссальные источники энергии.

Влияние Солнца на Землю огромно. В результате воздействия Солнца возникают полярные сияния, магнитные бури, нарушается нормальная радиосвязь.

Все эти явления требуют детального изучения процессов, протекающих на Солнце и в его атмосфере, и выяснения их влияния на Землю и ее атмосферу.

В настоящее время приобретает особое значение вопрос о непосредственном использовании энергии Солнца в промышленности и сельском хозяйстве. Но Солнце обогревает земной шар неодинаково. Наиболее выгодны для использования солнечного тепла тропический и умеренный пояса, причем тропический пояс менее выгоден из-за частой облачности.

Есть разные способы использования энергии солнечных лучей.

Например, в южных районах Советского Союза имеются солнечные установки, дающие горячую воду и пар для консервных заводов, бань, кухонь и отопления зданий. В Ташкенте сооружена солнечная установка, состоящая из бетонного параболоида с поверхностью 80 м². На этом параболоиде смонтирован ряд небольших посеребренных зеркал: отражаясь от них, солнечные лучи собираются в одно место (фокус) и нагревают котел, дающий пар, который используется в холодильной машине. Подобных установок сейчас много. Советские ученые работают над вопросами использования солнечной энергии в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства, использования ее посредством фотохимических реакций и путем фотосинтеза, превращения солнечной энергии в электрическую.

Методы, разработанные в астрономии, с успехом применяются в других областях науки и практики. Зачастую чисто теоретические и астрономические исследования при дальнейшем их развитии приобретают важное практическое значение. Характерным примером этому может служить спектральный анализ. В 1666 г. Ньютон с помощью стеклянной призмы разло-

Установка для использования солнечной энергии. Предназначена для работы аппаратуры, охлаждающей производственные помещения. Установлена в Туркменской ССР, вблизи Ашхабада. Справа - На сковородке «солнечной кухни» можно быстро приготовить различные блюда.

жил белый солнечный свет на семь основных цветов, подобных радуге, или, как говорят, разложил его в спектр. Разве могла тогда прийти кому-нибудь в голову мысль, что через два-три столетия на основе этой цветной картинки будет создан обширный раздел новой, теперь уже технической, науки о природе - спектральный анализ.

Методы, применяемые астрономами для изучения химического состава Солнца и звезд посредством спектрального анализа, в настоящее время широко распространены в металлургии. При плавке различных металлов приходится добавлять в сплав десятки химических элементов, чтобы получить металл нужного качества. Поэтому при плавке высококачественных сталей и сплавов цветных металлов, при сортировке различных сплавов и даже готовых изделий широко применяются методы качественного и количественного спектрального анализа. Им пользуются медики при определении процента кислорода в крови больного, химики для определения состава полимеров и т. п.

Прекрасным примером, когда теоретические исследования приводят к важным практическим результатам, является открытие элемента гелия. В 1868 г. астрономы, наблюдая солнечный протуберанец, нашли в его спектре яркую желтую линию. Ее не было в спектрах ни одного известного в то время химического элемента. Солнечный газ, которому принадлежит эта желтая линия, был назван гелием, что означает «солнечный», так как Солнце по-гречески - «гелиос».

Спустя 25 лет этот «солнечный» газ был выделен химиками на Земле из минерала клевеита. Гелий - самый легкий газ после водорода. Он широко используется в науке и технике. Им наполняются дирижабли, лампы накаливания и радиолампы; кстати сказать, это он сверкает желтовато-розовым цветом в витринах магазинов. Гелий применяется в металлургии для продувания расплавленных металлов и ведения плавок. В настоящее время гелий добывается в основном из подземных газовых скоплений.

Велика роль астрономии в космонавтике. В изучении космоса немало ценного дали ракеты. Они поднимали на высоту в несколько сот километров различные научные приборы и подопытных животных. Еще больше дали полеты в космическое пространство наших славных космонавтов.

Теория космических полетов непосредственно вытекает из теории движения небесных тел. Пилоты будущих межпланетных кораблей будут пользоваться астрономическими способами ориентировки и расчета.

В недалеком будущем последуют полеты человека к Луне и ближайшим к Солнцу планетам - Марсу и Венере. Луна - ближайшее к Земле космическое тело, и нет сомнения, что на нее первую ступит нога человека. Для космонавта, а вероятнее всего - космонавтов, высадившихся на Луну, должна быть хорошо известна обстановка, в которой они окажутся. От этого во многом будут зависеть посадка на поверхность Луны, высадка из космического корабля, время пребывания на Луне и возвращение на Землю. Выяснение всех вопросов, связанных с физической природой на Луне и на планетах, - задача астрономов.

Многие другие вопросы, имеющие важное практическое значение, также решаются с помощью астрономии.

ВРЕМЯ И КАЛЕНДАРЬ

Трудная задача

Никто на свете не решит такую простую задачку: Иван прошел 3, а Петр - 4км; кто шагал быстрее? Да тут и решать как будто нечего: ясно, что Петр. Нет, совсем не так проста эта задачка - в ней не указано, за какое время прошел 3км Иван и 4км Петр. Если Петр совершил свое путешествие за час, а Иван - за полчаса, то, конечно, Иван шагал быстрее.

Мы нередко измеряем расстояния временем: «Это совсем близко - всего пять минут ходу». В расписании для самолетов указывают, сколько часов и минут продолжается рейс самолета на той или иной линии. Астрономы измеряют расстояния до звезд световыми годами.

Пространство и время всегда и везде неразрывно связаны: ведь все в мире происходит не только где-то, но и когда-то.

Никогда не останавливается вездесущее время, всегда течет оно с неизменной скоростью,

и все в мире изменяется с течением времени. Нельзя вернуть прошлое или приблизить будущее, но это вовсе не значит, что будущее нам неподвластно. Напротив, мы все больше подчиняем его своей воле.

Все наши фабрики и заводы, колхозы и совхозы, учреждения и школы работают по строгому расписанию - плану: это и дает нам власть над грядущим. Мы знаем, когда завершим великий план, начертанный Программой нашей партии, и построим коммунизм. И мы можем приблизить эту цель, если будем шагать быстрее, т. е. работать и учиться еще лучше.

У каждого из нас есть свои близкие или отдаленные цели - задачи, и мы намечаем, когда решим их. Ни одно задание, никакой план нельзя выполнить к сроку без точного измерения и учета времени, без календаря и часов.

Обычно хорошими считаются часы, если они за неделю уходят вперед или отстают только на одну минуту. Лучшие астрономические часы еще недавно показывали время с точностью до десятой доли секунды в неделю. А нынешние атомные часы ошибаются на 0,1 секунды только за 100 лет - удивительный образец точности!

От календаря как будто немногое требуется: он должен вести правильный счет суток - только и всего; но это оказывается не так просто.

Измерить длину комнаты можно метрами или футами. Наш урожай мы оцениваем тоннами или пудами. Все эти меры условные - их можно заменить другими.

Основные меры времени даны природой и от нашей воли не зависят. За сутки Земля совершает один оборот вокруг своей оси, а за год тоже один оборот вокруг Солнца. Вот тут-то и возникает очень трудная задача.

Астрономический, или солнечный, год продолжается 365 суток 5 часов 48 минут 46 секунд.

Хорошо, если бы в году было целое число суток - все равно сколько: 365 или 563. Тогда можно было бы создать точный и удобный календарь. Даже если бы год содержал 365 ¹/₂ или 365 ¹/₈ суток, из этих половинок или восьмушек можно было бы составить целые сутки.

Но год продолжается 365 + 0,24219 ... суток. Очень уж нескладная дробь, и последняя цифра - еще не последняя: дробь эта бесконечная. Можем записать ее менее точно и более просто: 365 суток + 5 часов 48 минут 46 секунд.

Из этой «добавки», как ни старайтесь, целых суток не составите. Год и сутки, говорят математики, величины несоизмеримые: нельзя в данном случае разделить большее число на меньшее без остатка. Вот почему и получается бесконечная дробь.

Волей-неволей приходится считаться с тем, что есть. Раз год несоизмерим с сутками, значит, нельзя создать идеально точный календарь - это не только трудная, а просто неразрешимая задача. Но календарь у нас все-таки есть, и без него жить нельзя. Как же люди создавали его?

Предки календаря

Каких только календарей не было у различных племен и народов! Жители тихоокеанских островов Самоа началом года считали то время, когда густыми косяками идет рыба. У других племен год начинался с прилета птиц, появления зайцев или других животных.

Подобные приметы еще в каменном веке служили вехами времени для первобытных охотников и рыболовов. Когда основным средством существования стали земледелие и скотоводство, такие «календари» уже не могли удовлетворить людей: они только указывали, что весна или лето уже наступили, но не предсказывали их, не помогали заблаговременно предвидеть наступление весны, чтобы подготовиться к обработке земли и посеву.

Правда, еще древние земледельцы понимали, что урожай зависит от Солнца, и поклонялись ему как творцу - богу света, тепла, самой жизни.

Неодинаков путь «божественного» светила в разные времена года: летом оно поднимается выше, чем весной, а зимой проходит ближе к горизонту, чем осенью.

Постепенно был замечен этот «круговорот» Солнца. Но одно дело - заметить и совсем другое - запомнить: ведь письменности еще не было, видимый путь дневного светила изменяется медленно и постепенно в течение целого года, а сколько времени продолжается год, никто не знал.

Легче уследить за стройным движением звезд: ни одна из них не обгоняет соседок и не отстает. Еще первобытные пастушеские племена подметили неизменный узор созвездий и по звездам находили верный путь к становищам. Для земледельцев небесные путеводители стали предсказателями времен года.

Одни созвездия, как у нас Большая и Малая Медведицы, видны с вечера до рассвета каждую ночь, другие, например Водолей, словно скрываются на зимние месяцы. В это время года они восходят уже после Солнца и тонут в его лучах, а вновь их можно заметить весной.

В древнем Китае близость весны предвещал Небесный Ковш - созвездие Большой Медведицы: ручка ковша при заходе Солнца «смотрела» в это время на восток. У древних греков «сигнальным» созвездием служили Плеяды, которые шесть недель не были видны. Как только скрывались они, наступала пора сева.

Такие небесные приметы были и у других народов, но приметы - еще не календарь. Казалось бы, проще всего подсчитать, сколько дней проходит от одной весны до следующей, и гадать не придется, когда начинать полевые работы. Но в глубокой древности счет был мудреным искусством. К тому же легче считать вещи, чем дни: вещи остаются, а дни исчезают безвозвратно...

Неизвестно, где и когда впервые зародился счет дней по пальцам. Сначала достаточно было одной или двух рук: так возникли пятидневная и десятидневная недели. А когда усложнилось хозяйство и понадобилось заглядывать в более отдаленное будущее, на помощь пришел «небесный счетовод» - Луна.

Изменчив видимый лик Луны: то, словно призрак, появляется на западе бледный серп, едва заметный в лучах заходящего Солнца, то серебрится полумесяц, то во всем блеске сияет светлый диск, то начинает он угасать, снова превращаясь в узкий серп, пока совсем не исчезнет на 2-3 дня. А потом опять возникает тонкий серп «новорожденного» светила.

Всегда в одном и том же порядке сменяются фазы Луны. Ее загадочные превращения и мягкий, вкрадчивый свет, побеждающий мрак ночи, рождали веру в чудесные силы таинственного светила-божества, равного Солнцу. И многие народы поклонялись Луне, а жрецы - бого-

служители подсчитали, что от одного возрождения «ночного солнца» до следующего проходит около 30 суток. Луна стала надежным счетчиком ускользающих дней...

Самые далекие наши предки знали, что после светлого дня приходит темная ночь: на заре истории человечества была уже известна первая природная мера времени - сутки. Прошло много тысяч лет, прежде чем была открыта вторая мера - месяц. И до сих пор на многих языках, как и на русском, месяцем называют и Луну, и связанную с ней меру времени.

Зимой день короче, а летом длиннее, но всегда, в любое время года, день да ночь - сутки прочь, и всегда по Луне можно вести счет дням. Сутки и месяц стали основными мерами времени, и по этим вехам сложились первые календари у древних народов.

Восьмилетка и дЕвятнадцатилетка

Больше 5000 лет назад в Южной Месопотамии, где теперь государство Ирак, жил земледельческий народ шумеры. Летом жара здесь нестерпимая, до 50°, зимой льют дожди, а весной бурно разливаются реки Тигр и Евфрат. Каждый год они затопляли окрестные поля, удобряя их плодороднейшим илом. Дороже всех благ здесь ценилась вода, и люди бережно запасали ее в половодье для орошения земли, опаляемой знойными лучами Солнца в летнюю жару.

Небывало щедрые урожаи, в десятки раз больше, чем посеяно, приносили поля, если заблаговременно были подготовлены каналы и водохранилища. Но как узнать заранее, когда начнется стремительный разлив рек? Как разработать календарь, насущно необходимый для земледельческих работ? Решить эту сложную задачу помогла Луна.

Каждый месяц начинался праздником дня рождения Сина - бога Луны. Это происходило в тот вечер, когда после безлунных ночей жрецы-астрономы впервые замечали тонкий серп Луны. Особым торжеством отмечалось начало года - первое весеннее новолуние¹. Именно в это время (около середины марта) начинала прибывать вода в Тигре, а через две недели - в Евфрате.

Луна сама указывала, как мерить время: между двумя новолуниями проходит 29 или 30 дней, а между двумя новогодиями - 12 «лун». По этим «лунам» можно было заранее рассчитать, когда начнется разлив рек. И жрецы составили календарь из 12 месяцев по 29 и 30 суток. Всего в этом лунном календаре было 354 дня вместо 365.

Тогда еще не была точно известна продолжительность года, но сама жизнь, особенно сельскохозяйственные работы, показывала, что доверять лунному богу Сину нельзя. Он бесцеремонно подводил земледельцев: Новый год по календарю уже прошел, а вода в Тигре еще не начала прибывать. Неизбежно нарушались календарные сроки и других работ: ведь сельское хозяйство неразрывно связано с временами года, а смена их зависит не от Луны, а от Солнца.

Жрецы поняли, что составленный ими лунный календарь слишком короток, и стали время от времени добавлять еще один, тринадцатый месяц. Таким образом удавалось кое-как подгонять Новый год к началу разлива рек, но путаница при этом нередко случалась изрядная.

Много веков спустя в Месопотамии сложилось могучее Вавилонское царство. В VI в. до н. э. вавилонские жрецы-астрономы уже довольно точно определили, что в году 365 ¹/₄ суток, а в 12 лунных месяцах только 354, или на 11 I ¹/₄ суток меньше. За 8 лет эта разница достигала 90 суток (11 ¹/₄ х8) - ровно трех месяцев по 30 дней.

Жрецы решили, что устранить это расхождение и упорядочить календарь не так уж сложно: нужно только в течение 8 лет 3 раза добавлять к 12 месяцам тринадцатый, тогда счет дней по Луне и по Солнцу сойдется. Таким образом, чисто лунный календарь превратился в лунно-солнечный. Трудная задача была решена совсем просто, да не очень точно.

Лунный месяц по календарю длился в среднем 29,5 суток, а в действительности он чуть больше - 29,53². Разница не так уж велика, но из этих трех сотых за 8 лет накоплялось около трех суток.

Другим лунно-солнечным календарем пользовались в древнем Китае. Там в начале VI в. до н. э. подсчитали, что 19 солнечных лет содержат примерно столько же дней, сколь-

¹ На самом деле в новолуние серп увидеть нельзя. В это время обращенная к Земле сторона Луны не освещается Солнцем. Но в древности новолунием называли первое видимое появление серпа Луны.

² Один оборот Луны вокруг Земли - лунный месяц - продолжается в среднем 29,53059 суток, или 29 дней 12 часов 44 минуты 2,8 секунды. Это числе, так же как и сутки, несоизмеримо с продолжительностью года.

ко 235 лунных месяцев. Если в году будет только 12 лунных месяцев, то за 19 лет (12 X 19=228) не хватит 7 месяцев. Значит, для того чтобы согласовать лунный счет времени с солнечным, нужно в течение каждых 19 лет к семи годам добавлять по одному, тринадцатому месяцу.

При этом неизбежно в таких годах было по 384 суток, а в остальных - только по 354. Не очень это удобно, но ничего не поделаешь. Такой же календарь придумал и греческий астроном Метон в 432 г. до н. э. Между тем на много веков раньше уже существовал более совершенный календарь.

Самый простой и удобный

Ни в одной стране древнего мира не было такой искусной системы орошения, как в Египте. Всеми земледельческими работами там, как и во многих других странах управляли жрецы.

Много богов было у древних египтян, но больше всего они почитали бога Солнца - Амона, «господина всего» Осириса и жену его Исиду, ведавших плодородием, а также «кормильца людей» Хани - божество реки Нила.

С июня до октября, в половодье, широко разливается Нил, а входя в берега, оставляет на полях рыхлый слой тучного ила, удобряющего землю. Но бывало и так, что могучая река уносила в мутные воды жилища и людей.

Вот почему сложную систему орошения надо было поддерживать в образцовом порядке, заранее подготовляться к началу желанного и в то же время опасного разлива Нила - от этого зависели урожай и жизнь египтян. Но как подкараулить начало разлива реки?

Никто не мог предвидеть, когда наступит буйное половодье. И никакие признаки на земле не предвещали его заблаговременно¹. Жрецы-астрономы нашли такие безошибочные приметы на небе - по Сириусу.

В Египте эта звезда ранней весной видна только в вечерние часы на западе; с каждым днем она показывается над горизонтом все позже, пока совсем не исчезнет: в действительности Сириус в это время восходит после Солнца и поэтому невидим. Примерно через 2 ¹/₂ месяца звезда вновь появляется на востоке, сначала ненадолго: едва сверкнув, как алмаз, на уже розовеющем предрассветном небе, она тот-

¹ Лишь сто лет назад, в 1863 г., было установлено, что ежегодный разлив Нила вызывается сильными летними ливнями у истоков реки на Абиссинском плато.

Египетские жрецы наблюдают первый восход Сириуса.

Введение нового календаря во Франции отмечалось театральными представлениями и праздничными демонстрациями. В торжественном шествии, изображенном на рисунке, участвовали 12 групп по 30 человек (в соответствии с числом месяцев в году и дней в каждом месяце), а за ними шли 5 или 6 стариков, олицетворявших праздничные дни в конце года.

час же угасает в лучах утренней зари. И как раз в эту пору - первого видимого восхода Сириуса - начинала прибывать вода в Ниле.

Уловив эту последовательность в появлении Сириуса, жрецы провозгласили ее чудесным божественным предзнаменованием, а Сириус - священной звездой, воплощением богини Исиды, открывающей воды Нила. Наблюдая движение самой яркой звезды, жрецы могли уверенно предсказывать, когда начнется благодатное наводнение. И эти предсказания сбывались с безупречной точностью. Свои расчеты жрецы держали в секрете. Только они вели астрономические наблюдения, только они проникли в небесные тайны и могли быть «пророками». Благодаря этому еще больше возросли власть и влияние жрецов, державших народ в слепой покорности и рабском подчинении.

По наблюдениям Сириуса и Солнца жрецы рассчитали, что год продолжается 365 суток, и разработали календарь. В нем было 12 месяцев по 30 дней, или по три десятидневки в каждом, а в конце года добавлялось еще 5 дней - в честь «рождения богов». Лунные месяцы уже не имели значения. Это был первый в истории человечества солнечный календарь, очень простой и удобный, если бы не одна заминка.

Торжественный праздник Нового года был приурочен к первому «явлению» Сириуса и началу нильского наводнения. Первый месяц египетского календаря назывался в честь одного из богов - Тот. Но вот странное дело: если в этом году священная звезда показывается перед утренней зарей в первое число Тота, то через 4 года ее можно заметить лишь второго числа. Почему ошибается Сириус и каждые 4 года запаздывает на сутки?

Впоследствии эта загадка была разгадана: год продолжается не ровно 365, а почти 365 ¹/₄ суток. Из этих-то четвертушек и набегают за 4 года целые сутки, которых не хватает в календаре. И вовсе не звезда запаздывает, а календарь спешит, уходит вперед - за 4 года на сутки.

Но жрецы еще долго продолжали считать, что в году ровно 365 дней, и новогодие кочевало по всем дням календаря. Нам показалось бы нелепым встречать Новый год то второго января, то третьего и еще позже или праздновать Первомай в июне, потом в августе, осенью, зимой...

Но египтяне привыкли к своему блуждающему году, а жрецов это и вовсе не тревожило: они умышленно не исправляли ошибки в угоду религиозным предрассудкам, и никто, кроме посвященных, не мог разобраться в сложных календарных расчетах.

В 238 г. до н. э. царь эллинистического Египта Птолемей III Эвергет пытался устранить этот недостаток и предложил добавлять раз в 4 года еще один, 366-й день. Однако жрецы наотрез отклонили это предложение, и древний календарь еще долго оставался блуждающим.

Лишь в 26 г. до н. э. (Египет к тому времени был завоеван Римом) римский император Август ввел в тогдашней столице Египта, Александрии, календарь с поправкой Эвергета, Этот самый простой и удобный александрийский календарь сохранился до сих пор в Эфиопии.

В 1793 г. подобный календарь был введен в республиканской Франции. В этом строго научном календаре было 12 месяцев по 30 дней, или по три декады-десятидневки. В конце года добавлялось еще 5 праздничных дней, когда прославлялись лучшие изобретения, герои труда, подвиги мужества и отваги, а раз в 4 года, в шестой, добавочный день, проводились спортивные игры и состязания. Этот республикан-

ский календарь просуществовал недолго - он был отменен в 1806 г.

Из всех нынешних календарей наилучшим остается александрийский. К сожалению, наш календарь унаследован не от египтян, а от римлян.

Юлианский календарь

Странный календарь утвердился в Риме больше 2500 лет назад. Год начинался с марта и состоял из 12 месяцев: 4 месяца имели по 31 дню, 7 - по 29, а в феврале было 28 дней. В сущности это был испорченный лунный календарь - месяцы в нем плохо согласовались с новолуниями, а в году было 355 суток, т. е. не хватало 10 ¹/₄ суток. Разница эта с каждым годом увеличивалась, и короткий календарь все больше убегал вперед - от зимы к весне, от весны к лету.

Надо бы добавлять тринадцатый месяц, но это строго-настрого запрещали религиозные верования. И верные хранители суеверий - жрецы, ведавшие календарем, нашли ловкий выход: они спрятали от богов дополнительный месяц, вклинив его очень забавным способом в февраль. Раз в два года после 23 февраля жрецы добавляли какой-то кургузый месяц мерцедоний, то из 22, то из 23 суток, а затем как ни в чем не бывало продолжали считать 24 февраля, 25, 26 и т. д.

Перехитрив такой уловкой доверчивых богов, жрецы решили, что теперь уже все в порядке, но в их календарь затесался лишний день. Ведь за 4 года дополнительно вставляли два мерцедония по 22 и 23 дня, всего 45 дней. Можно считать, что в среднем за год в календарь добавлялось 11 ¹/₄ (45:4) суток, а не хватало в календаре только 10¹ /₄. Вот почему и появился лишний день.

Раньше календарь был чересчур коротким и торопливым, теперь он стал излишне длинным и медлительным, все больше отставал от времен года. Казалось бы, невелика беда - один день, но за 30 лет он «дорос» до месяца, потом до двух и более: на полях уже начиналась уборка урожая, а календарь все еще указывал весенние месяцы.

Вдобавок жрецы нередко распоряжались календарем в корыстных интересах: когда хотели пораньше собрать налоги, они пропускали мерцедоний, а если выгоднее было продлить год, то добавляли вставной месяц. Так окончательно

запутался счет месяцев. Надо было согласовать сумбурный календарь с временами года и положить конец злоупотреблениям богослужителей. Эту реформу провел римский диктатор Юлий Цезарь в 46 г. до н. э.

По совету александрийского астронома Созигена Цезарь исключил неуклюжий мерцедоний и перекроил число дней в месяцах; в 7 месяцах стало по 31 дню, в 4 - по 30, а в феврале осталось 28 дней. Таким образом, в году стало 365 суток, а должно быть 365¹ /₄. Из этих четвертушек за 4 года нарастают целые сутки - их решено было добавлять к каждому четвертому году, удлиняя на один день февраль. Таким календарем мы и пользуемся теперь, считая високосными, т. е. по 366 дней, годы, порядковое число которых делится на 4, например 1960, 1964, 1968...

Начало года Цезарь перенес с марта на 1 января - с этого дня приступали к своим обязанностям государственные чиновники. Но прежние названия месяцев сохранились, и это привело к недоразумению.

Раньше в календаре первый месяц по имени бога Марса назывался мартиус, второй - априлис, третий и четвертый, посвященные богиням Майе и Юноне,- майус и юниус. Следующие месяцы именовались по латинским числительным: пятый - квинтилис, шестой - секстилис, седьмой - септембер, восьмой -октобер, девятый - новембер и десятый - децембер. Последние два месяца - януариус и фебруариус - были названы именами богов Януса и Фебруо.

Когда эти два месяца из последних превратились в первые, все остальные также изменили свои места: септембер уже оказался не седьмым, а девятым, октобер - не восьмым, а десятым и т. д., хотя это было явной бессмыслицей. Только пятый месяц - квинтилис - в честь Юлия Цезаря назвали июлем, а позже шестой месяц - секстилис - августом, по имени первого римского императора Августа.

С тех пор и сохранились в нашем календаре названия месяцев по именам римских богов, богинь и верховных правителей, а также по латинским числительным, не соответствующим своему смыслу. Сохранилась и древняя, не всегда удачная мера времени - неделя, введенная еще вавилонскими жрецами-астрономами. Они знали только пять планет и добавляли к ним также Солнце и Луну. Эти семь светил по древневавилонским религиозным верованиям считались жилищами богов, и каждый из богов управлял «своим» днем.

Каменный календарь римлян. Наверху изображены боги (слева направо): Сатурн, Солнце, Луна, Марс, Меркурий, Юпитер, Венера. Они управляли днями недели. Субботой управлял Сатурн, воскресеньем - Солнце, понедельником - Луна, вторником - Марс, средой - Меркурий, четвергом - Юпитер, пятницей - Венера. Посредине рисунка виден зодиак, а слева и справа от него - числа месяцев. Под изображениями богов и у каждого числа месяца просверлены отверстия; в них вставлялись палочки, указывавшие соответствующий день недели и дату (число месяца). Это был своего рода «вечный» календарь.

Семидневка вместе с восточными религиями вошла и в юлианский (так он был назван по имени Юлия Цезаря) календарь. Каждый день недели посвящался одному из небесных светил: Солнцу, Луне и планетам, которые по именам римских богов были названы Меркурием, Венерой, Марсом, Юпитером и Сатурном. Христианская церковь приняла юлианский календарь и сохранила неделю, освятив ее новыми религиозными суевериями. Уцелела она и до наших дней.

В древней Руси неделя называлась седмицей, а воскресенье - днем недельным или просто неделей, т. е. днем отдыха, когда нет дел. Понедельник - первый день по (после) недели, вторник - второй, среда, или середа, - середина седмицы, четверг и пятница - четвертый и пятый дни. Суббота получила название от еврейского слова «сабат» - конец дел. И теперь нередко говорят «шабаш» в смысле «довольно, кончено дело!».

Юлианский календарь, принятый христианской церковью, распространился среди всех европейских народов и просуществовал у них больше 1600 лет. Зачем же понадобилось исправлять его?

Новый стиль

По юлианскому календарю год продолжается в среднем 365 суток 6 часов - на 11 минут и 14 секунд, или ¹/₁₂₈ суток, дольше, чем один оборот Земли вокруг Солнца. Из таких ежегодных погрешностей за 128 лет накоплялись, лишние сутки: надо бы, например, считать 1 января, а по календарю все еще тянется прошлогоднее 31 декабря. С течением времени календарь запаздывал все больше и больше.

В 325 г. христианские праздники были размечены по юлианскому календарю. При этом наступление пасхи следовало рассчитывать по первому весеннему полнолунию, а началом весны считалось 21 марта, когда день равен ночи. Но весеннее равноденствие каждые 128 лет отступало по календарю на один день назад и в XVI в. перекочевало уже на И марта.

Это осложняло пасхальные расчеты, и глава католической церкви папа Григорий XIII создал специальную комиссию: она должна была исправить календарь так, чтобы весеннее равноденствие вернулось к 21 марта и больше не отставало от этой даты.

Проще всего было пропустить в счете 10 недостающих дней. А как решить вторую задачу? По юлианскому календарю лишние сутки набегают за 128 лет, или примерно 3 суток за 400 лет. Чтобы избавиться от этих 3 дней, комиссия предложила, в отличие от юлианского календаря, считать простыми (по 365 дней) те «вековые» годы, что не делятся на 400: например, 1600 год - високосный, а 1700, 1800 и 1900 - простые. Вот и получится, что за 400 лет из календаря будут исключены 3 дня, а 2000 год снова будет високосным.

В 1582 г. папа предписал: после четверга 4 октября пропустить в счете 10 дней и сразу считать пятницу 15 октября, а в будущем соблюдать «правило високосов», предложенное комиссией. Этот календарь, названный григорианским или новым стилем, был постепенно принят в европейских странах.

Но в России до революции православная церковь решительно отклоняла эту реформу. Только по предложению В. И. Ленина с 14 февраля 1918 г. у нас был введен новый стиль.

Григорианский календарь точнее юлианского и обгоняет солнечный год в среднем всего на 26 секунд. Лишние сутки накопятся только к 49-му веку н. э. Для практических надобностей большей точности и не нужно - это ведь не часы. Но достаточно ли прост и удобен нынешний календарь?

Таким коротким был в советском календаре 1918 г. февраль; в нем для введения нового стиля было пропущено 13 дней.

Хорош ли наш календарь?

Календарь создан для того, чтобы вести правильный счет дням, и каждый день, как страницы в книге, имеет свой порядковый номер: 10 января - это день № 10, а 10 февраля- № 41. Точно так же должны быть занумерованы по порядку и годы - от какой-либо начальной даты.

В древности египтяне вели летосчисление по династиям фараонов, китайцы - по эрам царей, греки - по олимпиадам, римляне - от основания города Рима, другие народы - от мифического «сотворения мира» или от «рождения Христа».

Последние две эры были сочинены богослужителями для укрепления веры в сказочного создателя или спасителя мира.

В древней Руси год по языческим обычаям начинался весной, с теплых мартовских дней, когда приступали к полевым работам. После введения христианства православная церковь приняла юлианский календарь и эру «от сотворения мира»¹, а начало года перенесла на 1 сентября.

По старинному обычаю и царь Петр I встречал Новый, 1700 г. н. э., или 7208-й «от сотворения мира», 1 сентября. И вдруг, нежданно-негаданно, 15 декабря глашатаи объявили царский указ: «Впредь лета счислять» не с 1 сентября, а с 1 января, и не «от создания мира», а «от рождения Христова». Новогоднее празднество продолжалось шесть дней и надолго запомнилось москвичам. Но духовенство, бояре и прочие приверженцы старины втихомолку роптали против «переворота счета годам».

Счет лет от рождения мифического Христа теперь принят большинством культурных государств и называется «нашей эрой» (н. э.).

Точность календаря, разумеется, не зависит от того, с какого дня начинается год и от какой даты ведется счет годов - от исторического ли события или от выдуманного богослужителями. Но религиозные верования и предрассудки мешают улучшить существующий календарь - нестройный, неустойчивый, неравномерный.

В самом деле, одни и те же числа приходятся на разные дни недели и каждый год перескакивает на один или два дня вперед. Получается так потому, что год содержит не ровно 52 недели, т. е. 364 дня, а 365 или 366.

Очень неудобно и то, что месяцы имеют разное число дней - от 28 до 31, кварталы - от 90 до 92, первое полугодие - 181 или 182 дня, а второе - 184. Мы уже привыкли к таким недостаткам, но это усложняет расчеты. Они были бы проще, если бы существовал

¹ Сотворение мира христианской церковью было приурочено к 5508 г. «до рождества Христова».

Макет медали в память введения в России нового летосчисления. На лицевой стороне медали портрет Петра I с надписью: «Петр Алексеевич Б. М. (т. е. божией милостью) царь и великий князь всея России». На оборотной стороне медали надпись: «И се новое (подразумевается летосчисление). Перемена летосчисления 1700 года».

Один из печатных календарей, изданных при Петре I.

«вечный», неизменный из года в год календарь с одинаковым числом рабочих дней в каждом месяце.

Вопрос о реформе нынешнего календаря возник больше ста лет назад. С тех пор разработаны сотни проектов. Один из них был предложен Международной ассоциацией всемирного календаря при ООН (Организации Объединенных Наций). Какой же это проект?

Год состоит из 4 одинаковых кварталов по 13 недель, или 91 дню. Первый месяц каждого квартала (январь, апрель, июль, октябрь) имеет 31 день с 5 воскресеньями, а все остальные месяцы - по 30 дней с 4 воскресеньями. Получается, что в любом месяце 26 рабочих дней. Каждый год и каждый квартал начинается с воскресенья (см. стр. 154).

В этом календаре ровно 52 недели, или 364 дня. Недостающий 365-й день исключается из счета недель и не имеет числа. Он вставляется в конце года как праздник Мира и дружбы народов. В високосные годы 366-й день, также без числа и дня недели, вставляется между 30 июня и 1 июля (см. проект календаря).

Этот проект был одобрен Советским Союзом, Индией, Францией, Югославией и другими государствами, но до сих пор не осуществлен. Почему? Ввести новый календарь можно лишь

по международному соглашению, а правительствам США и Англии этот проект не понравился «по религиозным соображениям».

Если в календаре даже один день исключается из счета недель, то следующее после него воскресенье тоже сдвинется на один день вперед. И выйдет, что Христос «воскрес» не в воскресенье, а в понедельник, по прежнему счету дней. Точно так же и другие христианские праздники придутся не на «свои» дни. Вот почему церковь отстаивает сохранение существующего счета времени внутри года, связанного с религиозными верованиями и увековеченного религиозными предрассудками. Вот почему задерживается и календарная реформа. Любая религия - враг науки. И вся история календаря - самый простой, очевидный пример того, как религиозные верования мешают прогрессу.

Очень удобный счет дней придумали древнеегипетские жрецы, но сами же лишили свой календарь связи с временами года: любой месяц блуждал по всем сезонам. Безнадежно запутали календарь своими плутнями римские жрецы. Отличный республиканский календарь Франции мог бы служить образцом для всех времен и народов, но он был отменен по настоянию католической церкви.

Религиозные верования и теперь мешают улучшить календарь, хотя необходимость в этом давно уже назрела и признана большинством народов.

Неизвестно, когда удастся осуществить реформу, но вы можете, не дожидаясь этого, сами изготовить календарь, годный до 2100 г.

Буквы ВД в календаре означают «високосный день». Этот день без числа вставляется только в високосные годы. ДМ - «День мира» (также без числа); он завершает каждый год.

Календарь на 200 лет

Год содержит 365 или 366 дней. Поэтому любое число каждого месяца ежегодно сдвигается на 1 или 2 дня недели вперед в определенной последовательности. Вот, например, как «кочует» 1 января по различным дням в следующие годы:

Такая последовательность повторяется через каждые 28 лет, т. е. 1 января - это понедельник в 1934 (1962 - 28) или 1990 (1962 + 28) году, вторник в 1935, 1963, 1991 гг. и т. д. Значит, достаточно составить календарь на 28 лет, и он будет служить хоть и не вечно, но все же до 28 февраля 2100 г.¹. Как сделать такой долгосрочный календарь? Прежде всего вырежьте из тетради в клетку три полоски и точно перерисуйте на них чертежи №№ 1, 2 и 3 рис. 1. Затем возьмите две прочные картонки. От одной отрежьте две узкие полоски и прикрепите проволокой сверху и снизу к целой картонке. В просвете между ними должна свободно продвигаться рейка из более тонкого картона, как показано на рисунке 2. На верхнюю часть наклейте чертеж № 1, на рейку - № 2, на нижнюю часть - № 3. Все это нужно сделать очень аккуратно: цифры IV (апрель), VII (июль) и I (январь високосного года) должны находиться на одной вертикальной линии с 1970 г. и столбиком чисел месяца - 1, 8, 15, 22, 29, как показано на рис. 2 Календарь ваш готов. Как им пользоваться?

Допустим, что вы родились 17 февраля 1948 г. и вас интересует, какой это был день. Календарь для 1948 г. такой же, как для 1976 (1948 + 28). Это год високосный. Поэтому, передвигая рейку, вы ставите в одну линию с 1976 г. цифру II и получаете табель-календарь на февраль 1948 г. Вы родились 17 февраля, т. е. во вторник.

Хотите узнать, в какой день недели исполнится столетие Великой Октябрьской социалистической революции - 7 ноября 2017 г.? Для этого прежде всего нужно найти «подходящий» год в вашем календаре, отнимая от числа 2017 по 28. Очевидно, это будет 1961 г. (2017 - 56, т. е. 28 х 2). Передвиньте рейку так, чтобы ноябрь (XI) стал в линию с 1961 г. Вы получите табель-календарь на ноябрь 2017 г. и узнаете, что в 2017 г. 7 ноября придется на вторник.

Календарь позволяет определить день недели и для любой даты прошлого, XIX столетия. Но при этом следует добавлять еще один день: ведь в прошлом веке новый стиль отличался от старого не на 13, а только на 12 дней.

Если дата события в прошлом столетии указана по старому стилю, сначала надо прибавить 12 дней, а потом уже определять день недели. Например, знаменитая Бородинская битва произошла 26 августа 1812 г. по старому стилю. добавьте еще 12 дней и получите 7 сентября. Попробуйте сами узнать, в какой день было Бородинское сражение.

¹ В 2100 г., невисокосном по новому стилю, не должно быть 29 февраля, и поэтому указанная выше последовательность дней нарушится.

Который час?

Ответить на этот привычный вопрос вовсе не так просто, как кажется. В связи с этим почти 450 лет назад возникло печально-смешное недоразумение...

Три года без двух недель странствовала по океанам первая в мире кругосветная экспедиция Магеллана. Сам он погиб в пути, а из пяти кораблей на родину, в Севилью, 6 сентября 1522 г. вернулось лишь одно обветшавшее судно «Виктория». На этом «плавучем гробу» из 265 человек экспедиции осталось только 18, изможденных, как скелеты, обтянутые кожей.

Едва оправились люди от пережитых испытаний, как тотчас же, сжимая в дрожащих от слабости руках горящие свечи, побрели к собору, чтобы замолить невольный грех, совершенный в долгом плавании. Какой же это был грех?

Еще в пути, у островов Зеленого Мыса, с «Виктории» на берег отправилась шлюпка за продуктами и пресной водой. Вернувшись, матросы сообщили, что на суше этот день почему-то считают четвергом, а на корабле по судовому журналу значилась среда. Когда «Виктория» прибыла в Севилью, уже не оставалось сомнений, что в корабельном счете суток упущен один день.

Больше всего взволновало и огорчило моряков то, что они отмечали все религиозные праздники на день раньше, чем полагалось по календарю. Вот в чем каялись они в соборе. Каким же образом проморгала экспедиция этот злосчастный день? Где и когда потеряла его?

Самое любопытное в этом странном происшествии то, что ни малейшей ошибки в своем счете дней моряки не допустили. Тогда в чем же секрет?

Земной шар вращается вокруг своей оси с запада на восток и за сутки совершает один полный оборот. Магелланова экспедиция двигалась в противоположном направлении - с востока на запад. За три года кругосветного плавания она тоже сделала один полный оборот вокруг земной оси, но в сторону, противоположную вращению нашей планеты. Вот и получилось, что путешественники обернулись вокруг Земли на один раз меньше, чем все человечество, и в сущности не потеряли, а «выгадали» один день. Если бы экспедиция направилась не на запад, а на восток, то она насчитала бы днем больше, чем все остальные люди.

Еще спутник Магеллана Антонио Пигафетта догадался, что в различных местах земного шара в один и тот же момент время разное. Так и должно быть: ведь Солнце восходит не для всей нашей планеты одновременно, и на каждом меридиане свое, местное время. А на расстоянии 15° долготы разница во времени составляет ровно 1 час. Когда во Владивостоке полдень, москвичи еще спокойно спят: здесь только около 5 часов утра.

На небольшом расстоянии разница во времени невелика, и это никого не смущало. Но уже в прошлом веке такая «разновременность» вызывала серьезные неудобства. Представьте себе, что из Владивостока в Москву ровно в полночь на 1 января отправлена телеграмма. Через 2 часа она доставлена по адресу, а в Москве в это время только 7 часов вечера 31 декабря прошлого года. Выходит, что телеграмма получена еще до того, как была отправлена.

Такие забавные «путешествия в прошлое» вносили неизбежную путаницу в работу телеграфа и особенно железнодорожного транспорта. Поезда должны приходить вовремя, но по какому времени рассчитывать их движение? Очень сложно составлять расписание по многочисленным местным временам всех станций, которые поезда проходят на своем пути.

Поэтому в каждом государстве было введено единое время: в России - петербургское, по Пулковской обсерватории, во Франции - по Парижской, в Англии - по Гринвичской (близ Лондона). Но в каждом городе все же оставалось свое, местное время: когда в Москве, например, наступал полдень, в Иркутске было уже 4 часа 26 минут 49 секунд. На циферблатах в разных городах в один и тот же момент не только часовые, но и минутные и секундные стрелки располагались по-своему. Этому разнобою был положен конец после введения поясного времени.

Поверхность земного шара по числу часов в сутках была разделена на 24 пояса меридианами, отстоящими один от другого на 15 °. Внутри каждого пояса для всех пунктов установлено единое время, а именно местное время того меридиана, который проходит посредине этого пояса.

Начальным, или нулевым, поясом условились считать тот, посредине которого проходит нулевой - гринвичский - меридиан. К этому поясу с востока примыкает 1-й пояс, где все часы показывают ровно на 1 час больше, в следующем, 2-м поясе - на 2 часа, в 3-м - на 3 и т. д. Время каждого пояса отличается от соседних только на 1 час, а минуты и секунды во всех поясах одинаковы: когда в Москве, например, 7 часов 10 минут 13 секунд, в Париже и Лондоне (они в одном поясе) - 5 часов 10 минут 13 секунд, во Владивостоке - 14 часов 10 минут 13 секунд и т. п. Вместо множества местных времен, какое раньше было в каждом государстве, теперь на всем земном шаре только 24 местных времени.

В СССР поясное время было введено с 1 июля 1919 г. При этом границы поясов для удобства установлены не точно по меридианам, а вдоль русла рек, или по железнодорожным линиям, или по границам областей. Москва должна быть в 3-м поясе, а включена во 2-й, как Ленинград. Северо-восточная окраина нашей Родины - Чукотский полуостров - полностью входит в 12-й пояс, граница которого совпадает с государственной границей СССР. Здесь «рождается» каждый день и число месяца - новая

дата для всего мира. Когда в нулевом - гринвичском поясе полдень, например, 31 декабря, на Чукотке уже полночь, т. е. наступает 1 января - Новый год. А на противоположной стороне Берингова пролива, отделяющего СССР от Америки, в этот момент только час ночи на 31 декабря (см. карту часовых поясов).

В Беринговом проливе между Чукоткой и Аляской есть два скалистых острова Диомида. На большем из них (он носит имя Ратманова, участника первой русской кругосветной экспедиции под начальством И. Ф. Крузенштерна) развевается красное знамя с гербом СССР, на меньшем - острове Крузенштерна - звездно-полосатый государственный флаг США. Перелетев или переплыв несколько километров от советского острова на американский, можно попасть ... во вчерашний день.

От Берингова пролива до Антарктиды проходит международная граница перемены дат, разделяющая просторы Тихого океана. Эта условная линия (на карте она показана пунктиром) установлена для того, чтобы не повторялась ошибка моряков, вернувшихся из Магеллановой экспедиции, и чтобы не было путаницы в счете дней недели и календарных чисел.

Теперь на судах, пересекающих Тихий океан с востока на запад (от Америки к Азии), пропускают в календаре один день и считают, например, после понедельника 31 декабря сразу среду 2 января. На судне, идущем в противоположном направлении, наоборот, дважды считают один и тот же день.

Поясное время очень удобно. При этом в расписаниях железнодорожного, водного, воздушного транспорта, а также в телеграммах часы и минуты у нас указываются по московскому времени, в странах Центральной Европы - по так называемому среднеевропейскому, в Англии - по гринвичскому.

Однако в СССР для экономии электроэнергии поясное время всюду передвинуто на один час вперед.

Такой счет времени введен у нас по декрету (постановлению) Советского правительства с 1930 г. и называется декретным. Москва, например, относится ко 2-му поясу, а живет по времени 3-го пояса. Поэтому движение поездов, а также отметки часа и минут на телеграфных бланках по всей территории СССР производятся по московскому декретному времени.

Отвечая на вопрос: «Который час?» - мы говорим о декретном времени. Но не следует забывать и о двух других «видах» времени - поясном и местном.

Первые искусственные небесные тела

Быть может, уже много тысяч лет назад, глядя на ночное небо, человек мечтал о полете к звездам. Мириады мерцающих ночных светил заставляли его уноситься мыслью в безбрежные дали Вселенной, будили воображение, заставляли задумываться над тайнами мироздания. Шли века, человек приобретал все большую власть над природой, но мечта о полете к звездам оставалась все такой же несбыточной, как и тысячи лет назад. Легенды и мифы всех народов полны рассказов о полете к Луне, Солнцу и звездам. Средства для такого полета, предлагавшиеся народной фантазией, были примитивны: колесница, влекомая орлами, крылья, прикрепленные к рукам человека.

В XVII в. появился фантастический рассказ французского писателя Сирано де Бержерака о полете на Луну. Герой этого рассказа добрался до Луны в железной повозке, над которой он все время подбрасывал сильный магнит. Притягиваясь к нему, повозка все выше поднималась над Землей, пока не достигла Луны. «Из пушки на Луну» отправились герои Жюля Верна. Известный английский писатель Герберт Уэллс описал фантастическое путешествие на Луну в снаряде, корпус которого был сделан из материала, не подверженного силе тяготения.

Предлагались разные средства для осуществления космического полета. Писатели-фантасты упоминали и ракеты. Однако эти ракеты были технически не обоснованной мечтой. Ученые за многие века не назвали единственного находящегося в распоряжении человека средства, с помощью которого можно преодолеть могучую силу земного притяжения и унестись в межпланетное пространство. Великая честь открыть людям дорогу к другим мирам выпала на долю нашего соотечественника К. Э. Циолковского.

Скромный калужский учитель сумел рассмотреть в известной всем пороховой ракете прообраз могучих космических кораблей будущего. Его идеи еще долго будут служить основой в освоении человеком космического пространства.

Много веков прошло с тех пор, как был изобретен порох и созданы первые ракеты, применявшиеся главным образом для увеселительных фейерверков в дни больших торжеств. Но только Циолковский показал, что единственный летательный аппарат, способный проникнуть за атмосферу и даже навсегда покинуть Землю,- это ракета.

В 1911 г. К. Э. Циолковский произнес свои вещие слова: «Человечество не останется вечно на земле, но, в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство».

Сейчас мы становимся свидетелями того, как начинает сбываться это великое пророчество. Начало проникновению человека в космос было положено 4 октября 1957 г. В этот памятный день вышел на орбиту запущенный в Советском Союзе первый в истории человечества искусственный спутник Земли. Он весил 83,6 кГ. Прорвавшись сквозь земную атмосферу, первая космическая ласточка вынесла в околоземное пространство научные приборы и радиопередатчики. Они передали на Землю первую научную информацию о космическом пространстве, окружающем Землю.

Первый спутник начал обращаться вокруг Земли по эллиптической орбите. Крайние течки ее подъема - наибольшего (апогей) и наименьшего (перигей) - располагались соответственно на высоте 947 и 228 км. Наклон плоскости орбиты к экватору составлял 65°. Свой первый оборот спутник совершил за 1 час 36,2 минуты и делал за сутки немногим менее 15 оборотов.

Сравнительно низкое расположение перигея орбиты вызывало торможение спутника в разреженных слоях земной атмосферы и сокращало период его обращения на 2,94 секунды в сутки. Такое незначительное сокращение времени обращения говорит о том, что спутник снижался очень медленно, причем сначала уменьшалась максимальная высота его орбиты (апогей), а сама орбита постепенно приближалась к круговой.

Через 20 дней после запуска космический первенец умолк - иссякли батареи питания его передатчиков. Раскаляемый Солнцем и замерзающий в земной тени, он безмолвие кружился над пославшей его планетой, отражая солнечные лучи и импульсы радиолокаторов. Постепенно опускаясь, он просуществовал еще около двух с половиной месяцев и сгорел в нижних, более плотных слоях атмосферы.

Полет первого спутника позволил получить ценнейшие сведения. Тщательно изучив постепенное изменение орбиты за счет торможения в

атмосфере, ученые смогли рассчитать плотность атмосферы на всех высотах, где пролетал спутник, и по этим данным более точно предусмотреть изменение орбит последующих спутников.

Определение точной траектории искусственного спутника позволило провести ряд геофизических исследований, уточнить форму Земли, точнее изучить ее сплюснутость, что дает возможность составлять более точные географические карты.

Отклонения действительной траектории спутника от вычисленной говорят о неравномерности поля земного тяготения, на которое влияет распределение масс внутри Земли и в земной коре. Таким образом, изучив движение спутника, ученые уточнили сведения о поле земного тяготения и о строении земной коры.

Такие вычисления делались и раньше на основании изучения движения Луны, но спутник, летящий на высоте всего нескольких сот километров над Землей, сильнее реагирует на ее поле тяготения, чем Луна, находящаяся от Земли на расстоянии почти 400 тыс.км.

Очень большое значение имело изучение прохождения радиоволн через ионосферу, т. е. через наэлектризованные верхние слои земной атмосферы. Радиоволны, посланные со спутника, как бы насквозь прощупывали ионосферу. Анализ этих результатов позволил существенно уточнить строение газовой оболочки Земли.

Второй советский спутник был выведен на более вытянутую орбиту 3 ноября 1957 г. Если ракета первого спутника позволила поднять его на 947 км (апогей), то ракета второго спутника была более мощной. При почти той же минимальной высоте подъема (перигей) апогей орбиты достиг 1671 км, и спутник весил значительно больше первого - 508,3 кГ.

Третий спутник поднялся еще выше - на 1880 км и был еще тяжелее. Он весил 1327 кГ.

Вслед за советскими спутниками вышли на свои орбиты американские спутники. Свою программу ракетных исследований по плану Международного геофизического года американцы начали практически осуществлять позже. Только 31 января 1958 г. после нескольких неудачных попыток американцам удалось вывести на орбиту свой первый искусственный спутник Земли «Эксплорер-1» («Исследователь-1»). Он весил 13,96кГ и был оборудован аппаратурой для изучения космических лучей, микрометеоритов, а также для измерения температуры оболочки спутника и газа, заполнявшего его внутренний объем.

Следующий спутник американцев - «Авангард» весил 1,5 кГ. Он не имел на борту вообще никакой научной аппаратуры и был предназначен только для испытаний радиопередатчиков и солнечных батарей.

В 1957 г. весь мир стал свидетелем новых блестящих успехов советской науки и техники. 4 октября в

Оба эти американских спутника не могут идти ни в какое сравнение с первыми советскими спутниками. Позднее американцы вывели на орбиты несколько десятков спутников. Вес их колебался от нескольких десятков до нескольких сотен килограммов. С их помощью американским ученым удалось получить ряд важных данных о строении верхней атмосферы и околоземного пространства. Эти результаты могли бы быть более значительными, если бы все американские спутники направлялись с целью изучения космоса. Но при запуске многих из них преследовались военные цели.

С каждым годом растет число спутников, запущенных советскими и американскими учеными. Усложняется и становится более многообразной и научная аппаратура - в космос посылаются целые лаборатории. Орбиты спутников, как обручи, опоясали земной шар во всех направлениях - от экваториальных (параллельных экватору) до полярных (проходящих через полюсы Земли). Ученые кропотливо изучают поступающую со всех широт и

высот научную информацию (сообщения от установленных на спутниках приборов).

2 января 1959 г. умчалась в сторону Луны и вышла на околосолнечную орбиту советская космическая ракета «Луна-1». Она стала спутником Солнца. На Западе ее назвали лунником. Запуском ее была прослежена вся толща околоземного космического пространства. За 34 часа полета ракета прошла 370тыс.км, пересекла орбиту Луны и вышла в околосолнечное пространство. После этого еще около 30 часов велось наблюдение за ее полетом и принималась с установленных на ней приборов ценнейшая научная информация. Впервые приборы, посланные человеком, изучали космическое пространство на протяжении 500тыс.км от Земли.

Сведения, полученные в этом полете, существенно дополнили наши сведения об одном из важнейших открытий первых лет космической эры - открытии околоземных поясов радиации (см. ниже). Кроме различных измерений, на протяжении 500 тыс.км полета велись наблюдения

В околоземное пространство был запущен первый в истории человечества искусственный спутник Земли.

Внешний вид первой автоматической межпланетной станции, запущенной в СССР.

газового состава межпланетной среды, наблюдения метеоритов, космических лучей и др.

Не менее изумительным был полет второй советской космической ракеты «Луна-2», запущенной 12 сентября 1959 г. Приборный контейнер этой ракеты 14 сентября в 00 часов 02 минуты 24 секунды коснулся поверхности Луны! Впервые за всю историю аппарат, созданный руками человека, достиг другого небесного тела и доставил на безжизненную планету памятник великому подвигу советского народа - вымпел с изображением Герба СССР. «Луна-2» установила, что у Луны нет магнитного поля и поясов радиации в пределах точности приборов.

Не успела весть об этом событии как следует дойти до сознания людей, как наша страна поразила мир новым удивительным достижением: 4 октября 1959 г., в день второй годовщины запуска первого советского спутника Земли, в Советском Союзе была запущена третья космическая ракета - «Луна-3». Она отделила от себя автоматическую межпланетную станцию с приборами. Контейнер был направлен так, что, обогнув Луну, он вернулся обратно в район Земли. Установленная в нем аппаратура сфотографировала и передала на Землю изображение не видимой нами обратной стороны Луны.

Этот блестящий научный эксперимент интересен не только беспримерным фактом получения первой фотографии, сделанной в космосе, и передачи ее на Землю, но и осуществлением чрезвычайно интересной и сложной орбиты.

«Луна-3» должна была оказаться над обратной стороной Луны, а система ориентации должна была развернуть контейнер так, чтобы его фотоаппараты были направлены на Луну. Для этого по команде с Земли весь контейнер привели во вращение, и, когда в фотоэлементы, расположенные на нижнем днище контейнера, попали яркие лучи Солнца, вызванный ими в этих фотоэлементах ток послужил сигналом, по которому контейнер прекратил вращение и, остановившись, как завороженный, стал смотреть на Солнце. (От слабого отраженного света Земли и Луны фотоэлементы - датчики солнечной ориентации - сработать не могли.) Фотоаппараты и лунные датчики, расположенные на противоположном верхнем днище контейнера, оказались смотрящими в сторону Луны. В начале работы выбрали такое взаимное расположение Земли, Луны и Солнца, при котором Земля была в сто-

Схема траектории полета автоматической межпланетной станции, сфотографировавшей обратную сторону Луны.

роне от линии, соединяющей Луну и Солнце. Поэтому Земля - светило значительно более яркое, чем Луна,- не могла попасть в объективы датчиков лунной ориентации, так как находилась в другом секторе неба.

После того как освещенная Солнцем обратная сторона Луны оказалась в поле зрения лунных датчиков, солнечные датчики отключились, станция более точно «довернулась» по лунным датчикам и началось фотографирование.

Итак, при подлете контейнера к Луне требовалось, чтобы он, Луна и Солнце оказались на одной прямой. Кроме того, притяжение Луны должно было так искривить орбиту «Луны-3», чтобы она вернулась к Земле со стороны северного полушария, где расположены все советские наблюдательные станции.

Стартовав из северного полушария, «Луна-3» как бы поднырнула под Луну - прошла с ее южной стороны, - затем отклонилась вверх, полностью обогнув Луну, и вернулась к Земле, как и было рассчитано, со стороны северного полушария.

Автоматические устройства на борту контейнера в космосе проявили пленку и с помощью электронной техники по радио передали фотографии на Землю.

Фотографирование обратной стороны Луны представляет собой первый активный шаг в практике «внеземной» астрономии. Впервые изучение другого небесного тела велось не наблюдением с Земли, а непосредственно из космического пространства вблизи этого тела.

Наши астрономы получили уникальную фотографию обратной стороны Луны, по которой смогли составить атлас лунных гор и «морей». Названия, присвоенные открытым горным образованиям и равнинам, навечно утвердили славу родины первооткрывателей, пославших

чудесное автоматическое устройство - прообраз будущих космических обсерваторий.

Американским ученым после многих неудачных попыток также удалось получить серию снимков поверхности Луны. Ракета серии «Рейнджер» мчалась навстречу Луне и непрерывно вела телевизионную передачу изображений лунной поверхности. Фотографии изображений, переданных с минимальных расстояний (в последние мгновения, перед тем как космический аппарат разбился о поверхность Луны), позволяли различать детали размером около 50 м.

Прочно овладев техникой запуска автоматических аппаратов, советские ученые присту-

Схема фотографирования Луны с космической ракеты «Луна-3».

пили к созданию космического корабля для полетов человека.

Десятки неразрешенных вопросов стояли перед наукой. Надо было создать во много раз более мощные ракеты-носители для выведения на орбиту космических кораблей, в несколько раз более тяжелых, чем самые тяжелые искусственные спутники, запущенные ранее. Нужно было сконструировать и построить летательные аппараты, не только полностью обеспечивающие безопасность космонавта на всех этапах полета, но и создающие необходимые условия для его жизни и работы. Необходимо было разработать целый комплекс специальной тренировки, который позволил бы организму будущих космонавтов заранее приспособиться к существованию в условиях перегрузок и невесомости. Надо было разрешить очень много и других вопросов.

Несмотря на всю сложность этой грандиозной проблемы, советская наука и техника блестяще справились с ее решением.

После ряда пробных запусков, когда места в кабине спутника занимали различные живые существа - от грибков и бактерий до известных всему миру Белки и Стрелки,- конструкция космического корабля со всеми его сложными системами выведения на орбиту, стабилизации полета и обратного спуска на Землю была полностью отработана.

в космос корабль «Восток» с первым в истории человечества летчиком-космонавтом на борту Юрием Алексеевичем Гагариным. Облетев земной шар, он через 1 час 48 минут благополучно приземлился в заданном районе Советского Союза.

Слава о новом беспримерном подвиге советского народа в деле освоения космического пространства громовым эхом прокатилась по всему миру. Она вызвала радость и восхищение в сердцах наших друзей и зависть и злобу в стане наших врагов.

Прошло всего несколько месяцев, и 6 августа того же года стартовал космический корабль «Восток-2» с летчиком-космонавтом Германом Степановичем Титовым. «Восток-2» сделал 17 ¹/₂ витков вокруг Земли и пробыл в космическом полете 25 часов 18 минут.

Тщательное изучение научных данных, полученных в этих двух полетах, позволило уже через год - в августе 1962 г. - сделать новый большой шаг вперед. Стартовавшие один за другим (с интервалом в одни сутки) космические корабли «Восток-3» и «Восток-4» с летчиками-космонавтами Андрияном Григорьевичем Николаевым и Павлом Романовичем Поповичем совершили первый групповой полет в космос.

«Восток-3» сделал более 64 оборотов вокруг Земли и находился в космическом полете 95 часов. «Восток-4» сделал более 48 оборотов и

Внешний вид космического корабля «Восток», выведенного на орбиту 12 апреля 1961 г..

Разрез земной атмосферы и высоты, достигнутые различными летательными аппаратами. До 12 км поднимаются обычные самолеты, до 16-29 км - специальные самолеты, до 30 км - стратостаты, до 40 км - шары-зонды, до 200-500 км - специальные исследовательские ракеты, от 250 км и выше пролегают орбита искусственных спутников Земли, автоматических межпланетных станций и космических ракет. На высоте 80-120 км светятся метеоры, 100- 1000 км - северные сияния, от 100 до 400 км высоты простирается ионосфера.

Первый космонавт Ю. А. Гагарин в кабине космического корабля.

Вид на поверхность Земли с орбиты космического корабля. Земля покрыта барашкообразными белыми облаками. Снимок сделан космонавтом Г. С. Титовым с космического корабля «Восток-2». На фото - автограф Г. С. Титова.

пробыл в космическом полете 71 час. Этот полет доказал, что разработанная нашими учеными система подготовки космонавтов позволяет им выработать такие физические качества, которые обеспечивают нормальную жизнедеятельность и полную работоспособность в условиях длительного космического полета. В этом состоял главный итог полета.

По сравнению с полетами наших космонавтов более чем скромными кажутся первые робкие прыжки в космос американских космонавтов Шепарда и Гриссома, один из которых чуть было не кончился трагично. По сравнению с полетами Ю. А. Гагарина и Г. С. Титова это были всего лишь «подпрыгивания» над нашей планетой.

По сообщению корреспондента газеты «Нью-Йорк Тайме» 15-минутный прыжок Аллана Шепарда был осуществлен с помощью ракеты, мощность которой составляла «всего лишь одну десятую мощности советской ракеты, а вес капсулы составлял лишь одну пятую веса кабины корабля «Восток».

Только 20 февраля 1962 г., после предварительных запусков по проекту «Меркурий» двухтонной кабины с роботом и обезьянами, американцам удалось осуществить первый космический полет Джона Гленна. Этот полет был совершен на космическом корабле «Френдшип-7» весом около полутора тонн. Джон Гленн совершил на своем корабле три витка вокруг Земли и опустился в Атлантический океан. Но его полет протекал не совсем благополучно.

Внешний вид автоматической межпланетной станции «Венера», запущенной в Советском Союзе 12 февраля 1961 г.

Внешний вид автоматической межпланетной станции «Марс-1», запущенной в СССР 1 ноября 1962 г.

Во время полета обнаружились неисправности в системах автоматического управления космическим ^кораблем, и после первого витка Гленну пришлось перейти на ручное управление. Отказала также на некоторое время система охлаждения, и в кабине сильно повысилась температура. На втором и третьем витках полет продолжался только благодаря энтузиазму, выдержке и мужеству космонавта.

Второй космический день Америки - 24 мая 1962 г. - был омрачен большими волнениями за судьбу второго космонавта - Малькольма Скотта Карпентера.

Полет Карпентера был еще более драматичным, чем полет Джона Гленна. Неполадки обнаружились опять в системе управления и терморегулирования кабины и скафандра. Космонавт приводнился в Атлантическом океане в 350 км от предполагаемого района посадки корабля. 20 морских кораблей и 70 самолетов и вертолетов в течение часа разыскивали отважного космонавта. Одна шведская газета назвала этот полет «космической драмой между жизнью и смертью».

Третий космический день Америки был 3 октября 1962 г. В этот день в США с мыса Кеннеди на полуострове Флорида стартовал двухтонный космический корабль-спутник «Сигма-7», пилотируемый летчиком-космонавтом Уолтером Ширрой.

Космический корабль сделал 6 витков вокруг Земли и благополучно приводнился в центральной части Тихого океана. Неисправности системы регулирования температуры внутри скафандра, омрачившие и этот полет, удалось быстро исправить непосредственно на орбите, и дальнейший полет продолжался благополучно.

Наряду с полетами космических кораблей в СССР и США были осуществлены и пробные запуски ракет к планетам. 12 февраля 1961 г. с борта искусственного спутника Земли в сторону Венеры стартовала советская автоматическая межпланетная станция «Венера». Вслед за ней к Венере была запущена американская автоматическая станция «Маринер-II».

1 ноября 1962 г. в сторону Марса стартовала советская космическая ракета «Марс-1». Ее орбита была самой протяженной по сравнению с орбитами всех предыдущих полетов космических аппаратов. Вытянувшись по эллипсу от Земли, она коснулась орбиты Марса. Семь с половиной месяцев длился полет только до встречи с Марсом: 500 млн.км прошел за это время «Марс-1».

На значительных расстояниях от Земли сократилось число регистрируемых микрометеоров. Они, по-видимому, концентрируются вблизи Земли, до 40 тыс.км от ее поверхности.

Так закончилась первая космическая пятилетка. Но космические события следуют с космической быстротой.

14 июня 1963 г. вышел на орбиту космический корабль «Восток-5» с летчиком-космонавтом Валерием Федоровичем Быковским, а вслед за ним корабль-спутник «Восток-6», пилотируемый первой в мире женщиной-космонавтом Валентиной Владимировной Терешковой. Пять суток пробыл в космосе Валерий Быковский, за 119 часов он 81 раз облетел Землю. Первая в мире женщина-космонавт пробыла в космосе 71 час и совершила 48 оборотов вокруг Земли. Своим полетом она убедительно доказала равные возможности женщины в таком трудном и сложном деле, каким является освоение космоса.

Новым этапом в исследовании необъятных просторов Вселенной явился запуск 12 октября 1964 г. в СССР трехместного корабля «Восход». Экипаж корабля состоял из трех человек: командира корабля инженер-полковника Владимира Михайловича Комарова, научного сотрудника кандидата технических наук Константина Петровича Феоктистова и врача Бориса Борисовича Егорова. Три специалиста разного профиля провели обширные исследования космоса. Корабль «Восход» существенно отличается от кораблей типа «Восток». Его орбита пролегала выше, космонавты впервые совершали полет без скафандров, а приземлились, не покидая кабину, которая системой «мягкой посадки» была плавно спущена и буквально мягко «поставлена» на поверхность Земли. Новая система телевидения передавала с борта корабля не только изображение космонавтов, но и картину наблюдений.

С каждым годом ширится фронт мирных исследований космического пространства. Вслед за спутниками, «жестко» привязанными к своим орбитам, в космос вышли аппараты, способные осуществлять достаточно широкое маневрирование.

Советские космические аппараты «Полет-1» и «Полет-2», маневрируя в космосе, переходили с орбиты на орбиту, меняя не только высоту, но и плоскость наклона орбиты. Это первые шаги на пути соединения, или, как говорят инженеры, стыковки, космических кораблей непосредственно в космосе, на орбите. Причаливая к кораблю, ракеты-заправщики смогут перегружать на него

горючее и строительные детали. Из конструкций, доставленных на орбиту, космонавты смонтируют сначала космические лаборатории, а потом, наверное, и целые научные города...

Мирным целям успешно служат и некоторые американские спутники. С помощью метеорологических спутников американцам удалось заблаговременно предупредить население о приближении нескольких тайфунов - сильнейших разрушительных ураганов, очень часто проносящихся над Америкой.

Спутники «Телестар-1» и «Телестар-2» успешно перекинули телевизионный «мост» между Европой и Америкой, ретранслируя из Америки в Европу телевизионные программы.

Проведен первый международный космический эксперимент: радиоволны, посланные из английской обсерватории Джоурелл Бенк, отразившись от огромного надутого металлизированного шара - американского спутника «Эхо-2»,- были приняты в Советском Союзе под Горьким, в Зименках. Были переданы радиотелеграммы, фототелеграммы и радиотелефонный разговор.

30 января 1964 г. в СССР был произведен запуск интереснейших спутников - «Электрон-1» и «Электрон-2». С одной ракеты были запущены сразу два спутника, один на более высокую, другой на более низкую орбиту.

Ценность такого запуска заключается в том, что одновременные измерения на разных высотах позволят лучше исследовать пространственную структуру поясов радиации и их изменение во времени. Запущенные через полюсы «Электрон-3» и «Электрон-4» продолжили одновременно комплексное исследование верхних слоев атмосферы.

После неудачных попыток в выведении тяжелых кораблей-спутников американцам в 1964 г. удалось запустить два многотонных спутника. Это первые удачные запуски по рассчитанной на многие годы программе, которая предусматривает вначале облет, а затем и высадку космонавтов на Луне.

Тем же задачам посвящены и продолжающиеся в СССР исследования окололунного пространства. Очередная станция «Луна-4» прошла в непосредственной близости от нашего естественного спутника. Непрерывно ведется изучение и дальнего космоса. 2 апреля 1964 г. отправилась в глубины космоса очередная советская автоматическая станция «Зонд-1». Ее задача прозондировать многие миллионы километров околосолнечного пространства и передать на Землю научную информацию. Покорение космоса продолжается.

Законы движения искусственных небесных тел

В конце XVII столетия Исаак Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения - основной закон, которому подчиняется движение всех небесных тел (см. стр. 38). В свободном орбитальном полете, т. е. в полете по своей орбите без двигателей, космические ракеты и спутники полностью подчиняются законам небесной механики¹, поэтому теория движения искусственных небесных тел - по существу новый раздел небесной механики - играет огромную роль в освоении космического пространства.

Вспомним, как движется брошенное тело под действием сил земного притяжения. Законы «бросания» тел изучает баллистика - наука, название которой напоминает о грозном когда-то военном метательном орудии - баллисте. Одна из основных задач баллистики заключается в том, чтобы найти такой угол наклона ствола орудия, при котором, при прочих равных условиях, дальность выброшенного орудием снаряда будет наибольшей.

Задача создателей космических ракет куда сложнее - они должны так бросить свой снаряд, чтобы он не упал обратно на Землю, а вышел на точно определенную космическую орбиту.

Всем нам по опыту известно, как ведет себя брошенный камень - он всегда падает на Землю под действием притяжения Земли. Ну а если бросать не камень, а выстрелить из пушки снарядом? Если ствол пушки установлен вертикально, то и снаряд будет двигаться вверх вдоль земного радиуса, и чем больше скорость, с которой снаряд покидал ствол пушки, тем выше он поднимется над Землей. Когда вся энергия, полученная снарядом при выстреле, будет израсходована на преодоление земного тяготения, снаряд остановится и начнет падать обратно.

Но можно сделать и так, что снаряд не упадет на Землю. Важно знать, как его бросить!

Давайте проследим за полетом снаряда, выброшенного из орудия, ствол которого расположен наклонно к линии горизонта.

Небесная механика утверждает, что под действием тяготения одно тело описывает относительно другого одну из трех кривых - эллипс, параболу или гиперболу. Так, например, все

¹ Небесная механика - отрасль астрономии, изучающая весь комплекс законов движения небесных тел.

Если выстрелить снаряд наклонно или вертикально к земной поверхности, он всегда упадет на Землю.

планеты обращаются вокруг Солнца по эллипсам, причем само Солнце располагается в одном из фокусов эллиптической орбиты планеты. Так же и в системе «Земля - снаряд» центр Земли будет всегда в одном из фокусов эллипса, по которому движется снаряд. Поэтому если выстрелить наклонно, то чем больше будет увеличиваться скорость, тем все дальше и дальше будет падать снаряд. Чем больше будет его скорость, тем больший эллипс он опишет в пространстве, но на обратном пути к точке бросания он обязательно должен пройти «сквозь Землю», так как может двигаться только по эллиптической траектории, часть которой, как видно из рисунка, всегда проходит «внутри Земли». Итак, наклонный выстрел мало что даст - снаряд в любом случае должен пройти «сквозь Землю». Попробуем теперь установить наше орудие на горе и стрелять горизонтально (для простоты мы не будем учитывать влияние земной атмосферы и вращение Земли). При небольших скоростях снаряды «по эллипсу» будут падать на Землю. Но чем больше скорость, тем

больше эллипс будет приближаться к окружности с центром в центре Земли. При скорости, которую принято называть первой космической или круговой, снаряд уже не упадет на Землю, а, если мы успеем убрать орудие, пролетит с той же скоростью через точку выстрела и будет бесконечно обращаться вокруг Земли по круговой орбите, т. е. станет искусственным спутником Земли.

Первая космическая скорость у поверхности Земли составляет примерно 7,9 км/сек. Такую огромную скорость не может сообщить снаряду ни одна пушка - это под силу только ракетам.

Дальнейшее увеличение скорости будет вытягивать окружность в эллипсы, с той только разницей, что второй фокус каждого эллипса будет перемещаться все дальше и дальше от центра Земли в сторону, противоположную точке бросания, или точке старта.

При скорости 11км/сек ракета удалится на расстояние больше половины пути до Луны, а при скорости 11,1км/сек обогнет Луну и снова вернется к Земле.

При дальнейшем увеличении скорости до 11,2 км/сек эллиптическая орбита «разорвется» и превратится в разомкнутую кривую - параболу, по которой ракета навсегда покинет Землю. Скорость 11,2 км/сек называется второй космической скоростью, или скоростью отрыва, или, наконец, параболической скоростью.

Ракета или снаряд, получившие такую скорость на поверхности Земли, покинет ее навсегда как при вертикальном, так и при наклонном или горизонтальном полете. При такой скорости в любом случае орбита не будет эллипсом.

Если еще больше увеличить скорость, ракета полетит уже по гиперболе, причем чем выше скорость, тем больше будет «раскрываться» гипербола. Но, превысив вторую космическую скорость и преодолев земное притяжение, ракета останется в солнечной системе. Она превратится в спутника Солнца - искусственную планету - и будет обращаться вокруг него по эллиптической орбите.

Первым таким спутником Солнца стала советская космическая ракета «Луна-1», стартовавшая 2 января 1959 г. по направлению к Луне. Ракета удалилась от Земли по гиперболической орбите, так как превысила вторую космическую скорость. Но через 5-6 дней она вышла из зоны действия земного тяготения, и ее полет всецело стал определяться притяжением Солнца. Скорость, которой обла-

Ю. А. Гагарин перед подъемом в кабину космического корабля «Восток».

дала ракета, была недостаточной, чтобы совсем преодолеть притяжение Солнца, и ракета стала по эллипсу обращаться вокруг этого раскаленного светила.

Какие же основные закономерности характеризуют движение тел но эллиптическим орбитам? Ответ на этот вопрос также дает небесная механика.

Наблюдения астрономов за движениями планет дали возможность австрийскому ученому Иоганну Кеплеру в начале XVII в. сформулировать три закона движения тел в солнечной системе еще до открытия закона тяготения.

Первый из них утверждает, что каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. Из второго закона вытекает, что планеты движутся по своим эллиптическим орбитам неравномерно: при приближении к Солнцу - быстрее, при удалении от него - медленнее. Так движутся и спутники вокруг Земли. Приближаясь к Земле, они как бы разгоняются, а наименьшую скорость имеют в самой дальней от Земли точке орбиты - апогее. И наконец, третий закон устанавливает связь между периодом (временем) обращения планеты вокруг Солнца и средним расстоянием от него.

Законы Кеплера являются следствием более общего закона природы - закона всемирного тяготения, который составляет основу небесной механики. Они позволяют полностью определить картину движения планеты.

Простейшая задача небесной механики называется «задачей двух тел». Что же требуется решить в этой задаче? А вот что. Если известны массы двух тел, их скорости в какой-то момент времени, а также взаимное расположение, то нужно найти положение этих двух тел в пространстве в любой момент времени, т. е. рас-

Планеты могут двигаться только по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. По своим орбитам небесные тела движутся неравномерно. Размеры стрелок на рисунке пропорциональны скорости движения ( v₁ > v₂ > v₃).

Только пустив ракету параллельно земной поверхности, можно вывести ее на орбиту и сделать спутником Земли.

считать, как будут двигаться два таких тела в пространстве.

Ньютон решил эту задачу. Он математически доказал, что если любое тело (не обязательно Солнце) считать неподвижным, то другое тело под действием их взаимного тяготения, в зависимости от начальных условий задачи (масс, скоростей и расположения), будет двигаться относительно его по эллипсу (или окружности), параболе или гиперболе.

В солнечной системе, например, взаимное притяжение планет ничтожно мало по срав-

Дальние планеты тратят больше времени на облет Солнца; квадраты времен обращений планет относятся как кубы больших полуосей эллиптических орбит.

Возможные пути полета на Марс. Стрелками показаны траектории полетов и их протяженность, пунктирными линиями - остальная часть орбиты.

нению с притяжением их Солнцем, поэтому можно считать, конечно, только приблизительно, что любое тело солнечной системы притягивается только Солнцем и движется по эллипсу. Небольшие отклонения в движении планет от движения точно соответствующего законам Кеплера, конечно, есть, но учесть их чрезвычайно трудно.

Масса любой ракеты ничтожно мала по сравнению с Землей и Луной (или Солнцем). И это позволяет произвести достаточно точный расчет ее орбиты.

Как выглядят орбиты спутников, можно представить себе на примерах возможных трасс полетов в район Луны (см. стр. 163). Из одного примера видно, что посланная в район Луны ракета притянется ею, обогнет Луну и снова вернется к Земле, описав в пространстве замысловатую восьмерку. Для такой траектории необходимо, чтобы, во-первых, ракета прошла на определенном, достаточно близком расстоянии от Луны и, во-вторых, в момент сближения с Луной обладала вполне определенной, сравнительно малой скоростью. Примерно такой вид имела орбита космической ракеты «Луна-3», сфотографировавшей обратную сторону Луны. По-видимому так могут выглядеть орбиты и при полетах к другим планетам. Но если приближаться, например, к Марсу или Венере на «почтительное» расстояние, где сила притяжения планеты сказывается еще незначительно, то орбиты будут представлять собой эллипсы, размеры которых определяются скоростью при взлете с Земли.

Для полета на Марс, как и на любую другую планету, наиболее выгодной является эллиптическая траектория, касательная к орбите планеты. В этом случае скорость отлета с Земли минимальна (11,6 км/сек), минимальна и скорость, с которой ракета подойдет к Марсу (5,7 км/сек). Последнее немаловажно в случае посадки на Марс, так как меньше будет израсходовано топлива для торможения двигателями ракеты. Но за экономию топлива приходится платить временем. Такой полет будет длиться 259 суток, т. е. 8 ¹/₂ месяцев. Если сократить срок полета до 5 месяцев, то необходимо будет развить скорость отлета с Земли до 14,3 км/сек, а при 4 месяцах полета начальная скорость должна составлять 15,9 км/сек. По кратчайшей траектории полет продлился бы 85 суток, но разогнать корабль нужно было бы до скорости 39 км /сек.

Для полета космонавтов придется выбирать другие траектории: ведь в этом случае важно не только пролететь мимо Марса, но и вернуться обратно на Землю! Трудность состоит в том, что, когда ракета вернется в точку старта, Земли там уже не будет - она уйдет на значительное расстояние по своей орбите. Удобнее всего было бы задержаться на Марсе или на орбите возле Марса, выждать опять наиболее благоприятное взаимное расположение планет и тогда стартовать обратно к Земле.

Уже рассчитано много подобных траекторий. Можно облететь Марс за 2 года. Для этого потребуется начальная скорость 12,3 км/сек, а если стартовать так, как стартуют советские космические ракеты,- с тяжелого спутника, то всего 4,3 км/сек. Если стартовать со спутника со скоростью 8,2 км/сек под значительным углом к орбите Земли, то срок облета можно сократить до одного года.

Интересно отметить, что проще всего совершить полет по касательному эллипсу в сторону Марса, когда планета находится дальше всего от Земли. Если в таком же полете увеличить скорость на 3,2%, то продолжительность полета сократится на 42%, т. е. незначительное увеличение скорости даст большой выигрыш во времени. Эта замечательная особенность будет заметнее всего ощущаться тогда, когда ракеты будут обретать все большие и большие скорости. Не менее неожиданные особенности у «внутренних» маршрутов - при полетах к Венере и Меркурию. Действительно, по наивыгоднейшей касательной эллиптической траектории полет к более близкой Венере будет длиться дольше, чем к Меркурию!

Странно, не правда ли - наивыгоднейшая траектория, а к более далекому Меркурию она доводит ракеты быстрее!

На «внутренних» трассах проявляется еще одна интересная особенность - чем меньше скорость ракеты, тем быстрее она достигает цели. В самом деле, чтобы с орбиты Земли приблизиться к Солнцу, нужно взлететь против движения Земли, чем погасить ее орбитальную скорость. Если погасить ее полностью, то скорость ракеты относительно Солнца будет равна нулю, и она по наикратчайшему пути будет падать на Солнце, затратив на свой путь минимальное время. А чем больше скорость относительно Солнца, тем более «окольным» путем движется ракета и тем дольше она в пути.

Будущие астронавты смогут выбирать многочисленные интересные орбиты, когда за один полет можно «убить несколько зайцев». Существует, например, возможность за один год (а это важно, чтобы при возвращении застать Землю на «ее месте») облететь вокруг Солнца и за этот полет пролететь как мимо Марса, так и мимо Венеры. Такое удачное расположение планет бывает, конечно, далеко не каждый год - по расчетам, такой момент наступит только в 1971 г. Кто знает, может быть, удастся использовать этот редкий случай, и автоматическая станция за свой полет передаст на Землю фоторепортаж с двух наших ближайших планет-соседок.

А теперь несколько примеров для любителей математики. Каждому, очевидно, интересно знать, почему нужно сообщить телу скорость именно 8 км/сек, чтобы оно стало спутником Земли? Почему при скорости 11,2 км /сек ракета может вырваться из оков земного тяготения?

Посмотрим, как рассчитываются эти скорости.

Мы уже говорили, что основой небесной механики является закон Ньютона. Математически он выражается так: F=-f(m₁ m₂)/r²

где m₁ и m₂ - массы двух тел, r - расстояние между ними, f - коэффициент пропорциональности, называемый обычно ньютоновской гравитационной постоянной. Знак «минус» показывает, что сила тяготения стремится уменьшить расстояние между телами.

Для случаев, когда одно тело (ракета) имеет массу m₂, пренебрежимо малую по сравнению с массой m₁ центрального тела (Земли, Солнца), принято вводить коэффициент К = m₁ · f, тогда F =-К m₂ /r². Для Земли этот коэффициент поля тяготения равен К_З =3,9·10⁵ км³ /сек², для Солнца К_С = 132,3·10⁹ км³ 1 сек².

Чтобы ракета стала искусственным спутником Земли и могла, не снижаясь, обращаться вокруг Земли по круговой орбите, необходимо

сократив обе части равенства на m₂ /r, получим:

Подставив значение К, равное К_З, и радиуса Земли r =6371 км, получим величину круговой скорости, при которой тело будет удерживаться на круговой околоземной орбите:

Если мы подставим вместо К значение К_З, а вместо r расстояние от Земли до Солнца (принятое здесь за 149 900 000 км), то получим скорость, с которой Земля должна вращаться вокруг Солнца, чтобы удержаться на своей орбите:

Именно с такой скоростью наша Земля движется вокруг Солнца.

Первая космическая скорость, точнее ее теоретическое значение, рассчитана нами для высоты полета над Землей, равной нулю, т. е. у поверхности Земли.

При высоте полета, например, h = 500 км в формулу вместо r придется подставить r = r₀ +h (где r₀ - радиус Земли). В этом случае V_кр = 7,61 км/сек.

При увеличении высоты орбиты скорость движения постепенно убывает, стремясь в бесконечности к нулю. На высоте 384 тыс.км, т. е. на орбите Луны, V_кр ≈ 1км/сек. Это и есть скорость движения Луны на ее орбите вокруг Земли.

Но для того чтобы запустить искусственный спутник, нужно затратить на подъем какую-то энергию и, кроме того, сообщить ему необходимую круговую скорость. Хотя круговая скорость с высотой уменьшается, энергия, затрачиваемая на подъем, растет. Поэтому общий расход энергии на подъем и разгон ракеты с высотой растет. Этот расход энергии принято характеризовать так называемой характеристической скоростью V_X. Определяется она следующей формулой:

где V_кр0 - круговая скорость у поверхности Земли, r₀ - радиус Земли, r - расстояние от центра Земли до орбиты искусственного спутника Земли.

Минимальное значение V_X принимает при r = r₀. Тогда V_X =V_кр0, так как никаких затрат энергии на подъем не требуется. Максимальное - при r = ¥ (бесконечности).

В этом случае V_X =11,2 км/сек, т. е., тело, получившее такую скорость у поверхности Земли, удалится от нее на бесконечно большое расстояние - навсегда покинет Землю.

Это и есть вторая космическая скорость - скорость отрыва.

В реальных условиях требуются еще дополнительные затраты энергии на преодоление сопротивления воздуха и на преодоление силы земного тяготения в период работы двигателя. Это несколько увеличивает значение характеристической скорости. Если для подъема спутника на 200км требуется V_X ≈ 8км/сек, то в реальных условиях необходимо около

9 км/сек. Эта последняя величина и определяет практически затрату энергии, необходимой для запуска «простейшего» искусственного спутника Земли.

Изучение околосолнечного пространства

Задачи, которые стоят перед исследователями космического пространства, чрезвычайно разнообразны, и исследования в космосе ведут не только астрономы. Их ведут и геофизики, и биологи, и физики, и инженеры различных отраслей техники.

Астрономов интересуют состав межпланетного газа, магнитные поля других планет, метеорное вещество. Они изучают планеты солнечной системы, их магнитные поля, состав атмосферы, детали поверхности и т. п.

Радиоастрономы изучают космическое радиоизлучение во всех диапазонах радиоволн и уже сейчас пытаются уловить на фоне космических шумов сигналы от разумных существ других миров.

Запросы геофизиков более скромны. Их интересует сама Земля, ее внешние оболочки: атмосфера, ионосфера и магнитосфера - магнитное поле Земли и пояса радиации, связанные с ним.

Радиационные пояса в неменьшей степени волнуют и биологов - полеты людей и создание будущих космических станций-спутников не могут проводиться без учета влияния радиации. Защита от нее - одна из серьезнейших проблем космонавтики.

Сложнейшие эксперименты проводят на спутниках физики. Они изучают таинственные космические лучи и тщательно исследуют излучение Солнца.

Особенное значение для всех исследований имеет создание тяжелых спутников-платформ, о необходимости которых говорил еще Циолковский. Запущенные на орбиты за пределами земной атмосферы, они будут практически вечно обращаться вокруг Земли. К этим постоянным спутникам-платформам, а в дальнейшем, может быть, и спутникам-городам (!) смогут пришвартовываться для дозаправки топливом космические корабли, стартующие к другим планетам.

Возможность пополнения топливных запасов и старт с движущегося спутника увеличивают радиус действия, грузоподъемность и возможности маневров в космосе.

На тяжелых спутниках смогут долгое время «гостить» ученые и вести с них исследования космоса. Создание таких спутников открывает особые перспективы для астрономов. Разместив на спутниках телескопы большой мощности, они смогут получать особенно четкие изображения небесных тел и деталей их поверхности. В космосе резко возрастет разрешающая способность телескопа, потому что вся толща земной атмосферы с ее пылью и водяными парами останется внизу. Спадет, так сказать, туманная пелена, веками застилавшая объективы телескопов.

Изучение и освоение космоса обогащают не только астрономию, но и другие науки. Спутники открывают широкие возможности для решения чисто технических задач. С помощью спутников можно создать радионавигационные системы, охватывающие всю нашу планету. Метеорологи смогут наблюдать за движением облачных масс, за возникновением и движением циклонов и бурь сразу на всем земном шаре. И, наконец, с помощью спутников уже сейчас начала решаться задача создания сети всемирного телевизионного вещания.

За пределами тропосферы

Первые сведения о составе верхних слоев атмосферы Земли, ее плотности и других характеристиках были получены косвенными методами: наблюдениями за свечением ночного неба, полярными сияниями, серебристыми облаками, вспышками метеоров и другими явлениями, происходящими в верхних слоях воздушной оболочки Земли.

Затем появились методы зондирования, «прощупывания» атмосферы радиоволнами. Прони-

зывая атмосферу, радиоволны по-разному отражаются от различных ее слоев и, возвращаясь обратно в виде слабого радиоэха, позволяют по степени отражения их судить о плотности, составе и электрических свойствах верхних слоев атмосферы.

Развитие ракетной техники дало в руки ученых новое мощное средство для научных исследований. Высотные ракеты позволили поднимать различные физические приборы непосредственно в верхние слои атмосферы и проводить измерения, так сказать, «на месте».

Величины, измеренные «на небе», приборы запоминают и записывают, а потом с помощью так называемой системы радиотелеметрии передают на Землю.

Исследования верхних слоев атмосферы при помощи ракет, систематически проводимые советскими учеными, дали ценные научные результаты. Но все же ракеты приносят довольно ограниченные сведения. Дело в том, что, поднимаясь вертикально вверх, ракета позволяет как бы осуществить вертикальный разрез атмосферы. По существу измеряются данные об атмосфере только над одной точкой земного шара и за очень небольшой отрезок времени, так как ракета находится в полете всего несколько минут. А свойства верхних слоев атмосферы сильно изменяются в зависимости от широты и долготы места, от времени суток и года, поэтому одновременно охватить измерениями весь земной шар можно только при помощи искусственных спутников Земли.

С помощью спутников удалось особенно подробно исследовать ионосферу - слой сильно ионизованного воздуха, окружающего нашу планету на высоте от 70-80 до 400-500 км. До запуска спутников свойства ионосферы изучались по отражениям и преломлениям радиоволн, посылаемых с Земли. Направление радиоволн со спутников в ионосферу позволило глубже и точнее исследовать ее свойства.

Много интересных сведений дали также физические приборы, непосредственно измеряющие концентрацию заряженных частиц (электронов и положительных ионов). Оказалось, что ионосфера простирается значительно выше, чем предполагалось ранее. До последнего времени считалось, что концентрация электронов на высотах более 300-400 км быстро падает. Однако непосредственные измерения, проведенные на спутниках, показали, что даже на высотах порядка 800-1000 км концентрация электронов очень велика и только в 10 раз меньше наибольшей концентрации, наблюдаемой на высоте 300 км. Столь существенное уточнение данных о слоях ионосферы, лежащих выше слоя с максимальной концентрацией, объясняется тем, что эта область недоступна для наблюдений наземными средствами радиозондирования и сведения о ней могли принести только спутники и космические ракеты.

Результаты ракетных исследований ионосферы полностью подтвердили, что состояние этого слоя атмосферы всецело определяется солнечной активностью - излучением Солнца. Ионосфера как бы «дышит» в такт с горячим дыханием Солнца. Вспышки на Солнце выбрасывают потоки корпускул - частиц солнечной материи, которые, достигая газовой оболочки Земли, непрерывно изменяют ее электрические характеристики. Не только корпускулярное, но и коротковолновое излучение Солнца непрерывно воздействует на ионосферу. На освещенной Солнцем половине земного шара состояние ионосферы иное, чем на теневой.

Исследования, проведенные на спутниках, принесли ученым много неожиданностей. Например, плотность воздуха на высоте полета спутников оказалась в несколько раз большей, чем ожидалось. На высоте 266 км она примерно в 10 млрд. раз меньше, чем у поверхности Земли, но дальше плотность уменьшается сравнительно медленно.

Прежде условно считали, что на высоте 1 тыс.км земная атмосфера переходит в межпланетный газ, а теперь, после проведенных исследований, ученые смогли установить, что эта граница значительно выше и достигает 2,5-3 тыс.км.

Спутники и ракеты обнаружили, что верхние слои атмосферы такие же неспокойные, как и нижние,- там также дуют ветры, причем с огромными скоростями.

Вся толща атмосферы не только неспокойна, но и неоднородна. На высотах до 100 км атмосфера хорошо «перемешана» и ее состав примерно такой же, как у земной поверхности. Выше происходит расслоение - доля легких газов с высотой увеличивается. Кроме того, оказалось, что, начиная с высоты 100 км, молекулы кислорода распадаются на атомы и выше 150 км кислород встречается только в атомарном состоянии. А с высоты 250 км и выше атмосфера состоит в основном из атомов азота и кислорода.

С помощью спутников ученые узнали много нового о температуре верхних слоев газовой оболочки Земли. Было замечено, что в изменении температуры и плотности атмосферы имеет

ся та же повторяемость, что и у различных видов солнечной деятельности. Особенно сильны воздействия Солнца на атмосферу в годы максимумов солнечной активности. Очень показателен в этом смысле пример с длительностью существования третьего советского искусственного спутника Земли. Спутник продержался на орбите на полгода дольше, чем было рассчитано. Оказалось, что причина этого не в ошибках расчета, а в том, что использовались данные о плотности верхних слоев атмосферы за 1957-1958 гг., когда был максимум солнечной активности. В 1959 и в начале 1960 г. солнечная активность снизилась, уменьшилась плотность атмосферы и сопротивление ее движению спутника; естественно, увеличился и срок жизни спутника.

Межпланетный газ

До недавнего времени считалось, что если в космосе, кроме космической пыли, и существует межпланетный газ¹, то плотность его очень мала: в 1 см³ космического пространства содержится всего несколько атомов вещества.

Изучение свечения ночного неба и другие наблюдения привели некоторых ученых к выводу, что межпланетное пространство заполнено электронами, причем в количестве около 100 штук в 1 см³. Столько же должно быть в 1 см³ и протонов, так как межпланетная среда электрически нейтральна.

Но с этими выводами были согласны далеко не все ученые. Некоторые по-прежнему считали, что в межпланетном пространстве количество электронов и протонов не превышает 10 частиц на 1 см³, а большая плотность этих частиц свидетельствует лишь о том, что в межпланетном пространстве существуют потоки корпускул - частиц, выбрасываемых с поверхности Солнца.

Решить этот спор с помощью только наземных наблюдений невозможно. Поэтому уточнить вопрос о природе и плотности межпланетного газа могли только непосредственные измерения, проведенные на спутниках и космических ракетах. Приборы сумели разобраться в том, принадлежит ли протон к потоку солнечных корпускул или относится к межпланет-

¹ Межпланетный газ - особая форма материи, заполняющая межпланетное пространство. Состоит главным образом из беспорядочно перемешанных протонов и электронов.

ному газу. Оказывается, частицы разного происхождения различаются по энергиям и частицы больших энергий принадлежат корпускулярным потокам; энергия же протонов межпланетного газа невелика.

Четыре протонные ловушки, установленные на первой советской ракете, ставшей спутником Солнца, собирали протоны одновременно. Причем две из них были закрыты для протонов малых энергий, в то время как все четыре улавливали протоны корпускулярных потоков. Данные, полученные с помощью таких непосредственных измерений, говорят о том, что межпланетный газ существует. Плотность протонов на высоте 150 км составляет около 1000 частиц в 1 см³, а на расстояниях 100- 150 тыс.км от поверхности Земли она снижается до 300-400 частиц в 1 см³ .

Итак, мы теперь должны представлять себе межпланетное пространство как сложную среду, заполненную чрезвычайно разреженным протонно-электронным газом. Эта среда во всех направлениях пронизывается различными видами электромагнитного излучения, а также потоками заряженных частиц, испускаемых поверхностью Солнца и звезд.

Изучение как самого состава этой среды, так и причин изменения ее структуры имеет огромную практическую ценность в нашу эпоху начала космических полетов. Кто знает, может быть, космический газ с ничтожной плотностью будет оказывать не меньшее сопротивление космическим кораблям будущего, чем воздух - современным реактивным самолетам.

Магнитное поле Земли и пояса радиации

Крупнейшим научным результатом, полученным с помощью искусственных спутников Земли, ученые считают открытие околоземных поясов радиации, процесс образования которых тесно связан с магнитным полем Земли и таинственными космическими лучами.

Космические лучи образуются в недрах нашей звездной системы - Галактики. Сравнительно небольшое количество их излучается Солнцем. Приходящие на Землю со всех сторон космические лучи почти не доходят до земной поверхности. Встречаясь с атомами газов, входящих в состав земной атмосферы, они разбивают эти атомы и дают начало целому рою вторичных частиц, которые и достигают земной поверхности. Лишь частицы очень больших

энергий способны пробить атмосферу, поэтому только их можно фиксировать и изучать непосредственно на Земле.

Однако по таким наблюдениям нельзя судить об интенсивности первичных космических лучей, идущих из космоса и не подвергшихся взаимодействию с атмосферой. Среди частиц, имеющихся на высотах до 100 км, лишь ничтожная часть пришла непосредственно из космоса, а большинство (около 99,9%) представляет собой вторичное излучение.

Но не только атмосфера защищает нас от космических частиц. На заряженные частицы космических лучей сильное воздействие оказывает магнитное поле Земли. Слабые частицы отклоняются к геомагнитным полюсам. Экваториальных районов достигают только наиболее быстрые частицы. Механизм взаимодействия магнитного поля Земли и заряженных частиц известен давно. Под действием магнитного поля частица начинает двигаться вдоль силовых линий поля, в то же время как бы навиваясь на них. По мере приближения к полюсу силовые линии сгущаются и замедляют движение частицы вплоть до полной остановки ее. После этого начинается такое же движение в обратном направлении. И так снова и снова - заряженная частица попадает в ловушку.

В начале космических исследований задача изучения этих «пленников» магнитного поля не ставилась. Но измерения, проведенные советскими и американскими учеными для изучения космических лучей на первых же спутниках, неожиданно показали существование областей с повышенной интенсивностью излучения - счетчики космических лучей отметили резкое возрастание количества частиц высоких энергий. Это позволило предположить, что магнитное поле Земли является как бы ловушкой для вторичных космических лучей. Оно не только отклоняет их, но и удерживает около Земли, накапливает и создает повышенную космическую радиацию.

Окончательно подтвердили эти факты и уточнили строение области радиации полеты первой советской космической ракеты «Луна-1» и американской ракеты «Пионер -III». Обе ракеты осуществили вертикальный «разрез» околоземного пространства. Пройдя сквозь весь пояс радиации, который оказался состоящим из двух зон, они позволили провести многочисленные измерения и составить более полное представление о строении этого пояса. Оказалось, что Земля окружена двумя концентрическими поясами радиации, своего рода

ореолами, или кольцами. Толще всего эти кольца в плоскости экватора. Внутренний пояс, или зона, начинается с высот порядка 600-1000 км и простирается до 3-4 тыс.км, внешний - с 10 тыс.км, имеет максимум на высоте 20 тыс.км, а его граница кончается в 40-50 тыс.км от Земли. Внутренняя зона состоит из частиц высоких энергий, в основном протонов, а внешняя - из электронов значительно меньших энергий. Кольца зон радиации несимметричны относительно центра

Земли, так как центр магнитного поля не совпадает с геометрическим центром Земли.

Обязанные своим существованием магнитному полю, пояса радиации даже в мелких деталях повторяют его конфигурацию: магнитные аномалии «подтягивают» к себе нижнюю границу внутренней зоны. В южной части Атлантического океана, между Южной Америкой и южной оконечностью Африки, граница пояса радиации опускается до высоты 300 км. Обнаружение и распределение такого рода «отрогов» поясов радиации очень помогло при определении трасс полета космонавтов - орбиты космических кораблей должны пролегать вне опасных зон. Эти же соображения заставят при межпланетных полетах или быстро «пробивать» пояса радиации, или выходить за их пределы через полярные области.

Для изучения природы первичных космических лучей особенно ценны полеты космических ракет к Луне, Марсу, Венере, так как лишь тогда, когда приборы находятся не только вне атмосферы, но и вне магнитного поля Земли, можно определить интенсивность первичных космических лучей, изучить их природу и происхождение.

Такой можно представить себе орбитальную космическую станцию.

Удивительное зрелище увидят космонавты на спутнике Марса.

Метеорное вещество

Межпланетное пространство нашей солнечной системы содержит огромное количество твердого вещества - мелких твердых крупинок и космической пыли. Частицы этой пыли, путешествуя вокруг Солнца, проникают в атмосферу Земли и, сгорая в ней, образуют в ночном небе огненные прочерки «падающих звезд», или метеоров.

Метеорные тела влетают в атмосферу Земли с огромной скоростью. Она доходит до 73 км /сек, т. е. во много раз превышает скорость полета пули или снаряда. Понятно, что встреча с ними, даже если их вес меньше 1 Г, грозит серьезными повреждениями спутникам, ракетам и космическим кораблям.

Важно знать не только вероятность встречи с «крупными» метеорными телами, весом больше 1Г, но и верно оценить количество мельчайших пылинок. Бомбардируя длительное время поверхность космического корабля (подобно пескоструйному аппарату), эти пылинки могут вызвать помутнение объективов оптических приборов, разрушить покрытие элементов солнечных батарей. И, что особенно важно, они могут изменить отражающую и излучающую способность поверхности корпуса ракеты, а это в свою очередь приведет к нарушению теплового режима внутри ракеты или спутника.

И ученых, и всех, кто интересуется космическими полетами, очень волнует, насколько велика «метеорная опасность», как часто спутник или космическая ракета может сталкиваться с метеорными телами.

Первый ответ на эти вопросы дали искусственные спутники Земли. Практически длительная безаварийная работа всех советских и американских спутников показала, что реальная вероятность встречи с метеорными телами ощутимых размеров очень мала. Только на одном американском спутнике-«Эксплорер-III» при таком столкновении была выведена из строя радиоаппаратура. Есть основания считать, что и советская автоматическая межпланетная станция (АМС), направленная к Венере, неожиданно прекратила свои передачи в результате столкновения с крупным метеорным телом. Это объяснение тем более обосновано, что Земля в это время проходила через один из метеорных потоков.

Измерения, проведенные на советских спутниках и космических ракетах, показали, что плотность метеорного вещества в межпланетном пространстве крайне мала. На объем пространства, заключенный в кубе со стороной в 100 км, приходится только одно метеорное тело с массой около 1 Г.

Общие результаты изучения метеорного вещества с помощью спутников и ракет говорят о том, что Земля окружена кольцом такого вещества, своеобразным пылевым облаком, которое простирается до высот порядка 100 тыс.км. Хотя плотность частиц здесь невелика, но она значительно выше, чем вообще в межпланетном пространстве.

Итак, опасность столкновения невелика, хотя выход из строя советской АМС, посланной к Венере, и повреждение американского спутника «Эксплорер-III», казалось бы, говорят об обратном. О малой вероятности столкновения с крупным метеорным телом лучше всего говорит безаварийное существование более сотни спутников, запущенных в СССР и США за первые пять лет космической эры. Таким образом, можно считать, что встреча с крупным метеорным телом менее вероятна, чем авария на обычной гражданской авиалинии.

Таковы некоторые итоги исследования космического пространства.

Спутники Земли и космические ракеты, посланцы к Марсу и Венере, космические корабли - это первые разведчики самой близкой нам части солнечной системы. Здесь в ближайшем будущем все чаще будут проходить полеты космических кораблей с Земли. Ракеты пройдут мимо планет, помчатся на сближение с Солнцем. Будут заброшены на планеты танкетки-лаборатории. Они возьмут пробы почв, проведут сейсмические исследования, измерят магнитное поле.

Космические ракеты сами станут спутниками других планет, направят на них телескопы и фотоаппараты для тщательного изучения. Не только планеты, но и астероиды, и кометы станут предметами их изучения. Пройдя сквозь хвост кометы, ракета сможет взять пробу состава ее вещества и передать результаты анализа по радио на Землю. Ракеты доставят и пробы пород с других планет. Они же подготовят запасы горючего для обратного отлета космического корабля с людьми.

Масштабы проникновения человека в космос увеличиваются с каждым днем. И, может быть, Вы, читающие сейчас эти строки, пройдете «по пыльным тропинкам далеких планет», разгадывая неведомые тайны природы и открывая для своих земных братьев новые кладовые сырья и энергии.

МЫ ВИДЕЛИ ЗЕМЛЮ ИЗ КОСМОСА

Дорогие друзья! В этой книге вы познакомились с миром небесных тел, внушительным и многообразным. Вы узнали о планетах и звездах, метеорах и метеоритах, кометах и бесчисленных галактиках, о многом, многом другом. Все сведения о Вселенной люди получили на Земле при помощи телескопов и других инструментов и приборов, путем сложнейших измерений и вычислений. Старейшая из сложившихся на Земле наук - астрономия - в течение многих веков была сама привязана к Земле. Астрономы умом и глазом проникли в глубь Вселенной на миллиарды световых лет или на секстильоны километров. Но они не могли оторваться от Земли. Теперь наступает иная эпоха, когда Вселенную можно наблюдать и изучать не только с Земли, но и из акосмического пространства. А это открывает новые и невиданные еще перспективы познания Вселенной.

Проникновение человека в космос стало возможно прежде всего благодаря коллективному трудовому подвигу нашего народа - ученых, инженеров, рабочих, которые общими усилиями подняли нас в небо.

Пока нас только девять в нашей стране получили путевку в космос. Партия и советский народ оказали нам высокое доверие; они доверили нам космические корабли, созданные напряженным общим трудом. Мы впервые в мире покинули родную Землю и доказали, что человек не привязан навеки веков к своей планете, а может жить и работать в космосе.

Не розами был усеян наш путь в космос. Долго и упорно готовились мы к внеземным условиям работы. Мы изучали новейшие данные разных наук, ракетную технику и радио, астрономию, астронавигацию и другие дисциплины. Тренировали себя на стадионе, в голу-

бом небе под шелковым зонтом парашюта, на вращающейся центрифуге, где собственный вес мешает даже дышать, на трехстепенном роторе, кружащем в трех направлениях, в сурдокамере с ее ватной тишиной. Пройдя через все эти испытания, мы заслужили право взойти на стартовую площадку. А потом настал день, для каждого свой, когда стремительная ракета вынесла нас далеко за стратосферу и мы увидели нашу Землю из космоса.

Хотя наши полеты и были заполнены напряженным трудом - нам пришлось вести научные наблюдения по очень широкой программе,- но мы любовались своей планетой. Первыми из людей мы увидели ее со стороны. Мы видели океаны и моря с их причудливыми береговыми линиями, горы и равнины, блестящие снега и облака - дымчатые и белые. Временами облака застилали ландшафт, так что нельзя было различить, где суша, где море.

Каждые полтора часа повторялся у нас восход, и эти полтора часа составляли наши сутки. Мы летели на восток, навстречу Солнцу, и через полтора часа возвращались с запада. Двести семьдесят пять кругосветных путешествий совершили мы вдевятером.

Наши полеты были первыми в истории человечества. Кроме нас, в космосе побывали наши заокеанские коллеги - американские космонавты. Первые шаги всегда самые короткие и самые трудные. Наши полеты - это первая, но решающая проба сил и первая победа в цепи многих будущих побед. Валентина Николаева-Терешкова доказала, что не только мужчины, но и женщины после тщательной подготовки могут летать и работать в космосе. Начинается, уже начался новый этап в завоевании неба: от наблюдений космоса с Земли человечество переходит к практическому изучению его. Вы уже знаете о первом коллективном полете в многоместном космическом корабле «Восход». В нем было сразу трое - летчик-космонавт

и два специалиста - кандидат технических наук и врач-космонавт, каждый со своими заданиями. Сами понимаете, что суточный полет этот - первая проба, что «Восход» - первая ласточка в ряду будущих кораблей дальнего плавания и будущих стационарных летающих лабораторий с многомесячными и даже многолетними программами терпеливых наблюдений.

Ученые многих областей науки выдвигают задачи, связанные с исследованием уже не на Земле, а в самом космосе. Астрономы жаждут установить свои телескопы и другие приборы на Луне или на искусственных небесных телах- там земная атмосфера не будет мешать наблюдениям. Геологи хотят посетить Луну и планеты. Изучение их прольет новый свет и на сложные вопросы строения Земли. Геофизикам исследование самых верхних слоев атмосферы поможет раскрыть многие тайны климата Земли. Для физиков и химиков неограниченные возможности откроет постановка опытов в космических условиях. Биологи и медики уже изучают влияние невесомости, малой тяжести и космических излучений на жизнь и деятельность живых организмов.

Увлекательных проблем множество, и за ними широчайшая перспектива волнующих открытий.

Вспомните, что уже первые искусственные спутники открыли неизвестные до той поры радиационные пояса - зоны заряженных частиц. Они представляют серьезное препятствие в освоении космоса и требуют большой осторожности.

Наше время иногда называют эпохой Великих космических открытий, сравнивают его с эпохой Великих географических открытий. Мы с уважением произносим имена Колумба, Магеллана и других великих путешественников, открывавших новые земли на нашей планете. Но наши возможности неизмеримо шире. И главное - мы знаем свои задачи на десятилетия вперед.

Читая эту книгу, вы встречались со множеством не решенных еще наукой вопросов.

Чем покрыта Луна - пылью или пористым камнем? Что за странные лучи видны вокруг некоторых лунных гор? Из чего состоят облака Венеры и какая температура под ними? Что скрыто под этими облаками? И что такое так называемые каналы Марса? Есть ли жизнь на Марсе и на Венере и каковы формы этой жизни? А потом, путешествуя уже за пределами солнечной системы, не встретим ли мы разумную жизнь, иную цивилизацию, похожую, а может быть, и совсем не похожую на нашу?

Вы теперь по-новому смотрите на небо. Оно уже не отделено от Земли барьером гравитации, через который нельзя переступить. Недаром сказал великий Циолковский: «Человечество не останется вечно на Земле, но, в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство».

Такие задачи ставил Циолковский перед будущими поколениями, - значит, перед вами, нынешними школьниками.

Во все времена молодежь мечтала о подвигах. Из уютных родительских домов она рвалась в романтические дали, на передний край жизни, туда, где трудно и опасно.

Подвигами насыщена жизнь нашего народа, особенно за последние десятилетия. В труднейшие годы Великой Отечественной войны ценой жизни многих и многих героев была спасена наша Родина и разгромлен жестокий и коварный враг.

После войны советский народ - народ-герой, народ-исполин - своим трудом восстановил разрушенное хозяйство и строит великое здание коммунизма. И каждая веха этого строительства связана с подвигом тысяч и миллионов советских людей. Вспомните о героях целины, о строителях величайших в мире электростанций, о разведчиках земных недр и о многих, многих других... Как говорил наш писатель А. М. Горький: «В жизни всегда есть место подвигам».

Наступает время, когда множество подвигов потребует и космос.

Валентина Владимировна Николаева-Терешкова.

Константин Петрович Феоктистов, Владимир Михайлович Комаров, Борис Борисович Егоров.

Сейчас в космосе побывали единицы. За нами пойдут сотни, тысячи, сотни тысяч. Впрочем, и миллионы - это не все человечество. Покорение космоса - коллективное дело, так оно и останется коллективным. Одни из вас сами поднимутся в космос, другие будут вас поднимать, все вместе совершая единый трудовой подвиг.

Готовьте себя к подвигам, дорогие друзья, на Земле и в космосе! Учитесь, овладевайте знаниями! Помните, что путь к большому и великому начинается с малого, незаметного

АСТРОНОМИЯ И ДРУГИЕ НАУКИ

Астрономия во все времена развивалась и теперь развивается в тесной связи с другими науками, особенно с математикой и физикой.

Математика и физика, так же как и астрономия, зародились в глубокой древности. В Египте, Вавилонии уже за много веков до нашей эры были достигнуты известные успехи в арифметике и геометрии. Там же складывались первоначальные, еще крайне примитивные представления и о некоторых физических явлениях.

В древней Греции и ее колониях начиная с VI в. до н. э., а потом и в эллинистических государствах математика и астрономия развивались быстрее физики. В то время физику рассматривали как науку о природе вообще, в том числе и о живой природе.

Греческие астрономы стремились объяснить наблюдаемые закономерности и отклонения от них в движениях Солнца, Луны, планет, определить размеры этих небесных тел и расстояния до них. Для этого знаний по математике, заимствованных главным образом из Египта, было недостаточно. Необходимо было научиться решать многообразные геометрические задачи на плоскости и на сфере, с достаточной точностью измерять углы, площади, объемы. Уже в VI - IV вв. до н. э. греческие ученые разработали основы геометрии, а в III в. н. э. крупнейший греческий ученый Евклид дал систематическое изложение ее. Благодаря этому александрийские астрономы приобрели большие знания и опыт в решении геометрических задач на небесной сфере.

Греческие ученые овладели и действиями с очень большими числами. В III в. н. э. Архимед решил такую задачу: если Вселенная - шар, «замыкаемый» сферой неподвижных звезд, а размеры ее такие, как предполагал Аристарх Самосский¹, старший современник Архимеда, то сколько песчинок вместит этот шар? Речь шла о заведомо огромном числе, а с такими большими числами математики никогда еще дела не имели. Архимед разработал систему последовательно увеличивающихся чисел и показал, что числа как бы уходят в бесконечность. После этого он уже легко высчитал, что количество песчинок, вмещаемое Вселенной, равно единице с 63 нулями.

¹ Аристарх считал расстояние от Земли до Солнца в 1200 земных радиусов - около 7,6 млн.км - и правильно полагал, что это расстояние совершенно ничтожно (как бы «точка») по сравнению с расстоянием до звезд.

Таким образом, астрономия ставила перед математикой новые задачи и тем самым способствовала ее развитию. Со своей стороны успехи математики помогали прогрессу астрономии.

Конечно, было бы ошибочно думать, что математика развивалась только под влиянием запросов астрономии. Математика была необходима и для торговли, и для ремесла, и для других нужд. Без глубокого понимания пропорций и объемов невозможны были бы и замечательные достижения греческой архитектуры и скульптуры.

Другая наука, которая в древности (а потом и в средние века) называлась физикой, в то время не помогала прогрессу астрономии и даже задерживала его. В сущности это и не была физика в ее настоящем понимании.

Общеизвестно, что в изучении природы наблюдение и опыт играют решающую роль. Только при их помощи можно достоверно узнать, как происходят те или иные явления в природе. Физика в наше время - одна из основных наук о природе, она исследует общие свойства вещества и движения. Современная физика располагает мощными средствами для «испытания» природы путем сложнейших и многообразных опытов.

Ученые же древности и средневековья, следуя умозрительным взглядам Аристотеля, не придавали никакого значения наблюдению и опыту. Ученые размышляли о том, как должны совершаться те или иные явления в природе, но не проверяли опытом, так ли они совершаются в действительности. Ученые древности обычно принимали видимое в природе за действительное: если нам на Земле кажется, что Солнце, планеты и звезды движутся вокруг Земли, значит, так и есть на самом деле. При этом они считали, что небесным телам присущи только круговые движения и только вокруг Земли, так как Земля - центральное неподвижное тело во Вселенной и все тела должны «тяготеть» к ней как к самому тяжелому телу. Считали, что если бы Земля двигалась, то все находящееся на ней, а также и окружающий ее воздух должны были бы «слететь» с нее и отстать, а сама Земля при движении рассыпалась бы на части.

Находясь во власти таких в корне ошибочных взглядов, древние и средневековые ученые, используя свои математические знания, создавали искусственные схемы кругов, по которым будто бы движутся небесные тела вокруг Земли,- лишь бы не нарушались воззрения

Аристотеля, которые всячески поддерживала и религия. Коперник смело и решительно отказался от устарелых физических представлений о невозможности движения Земли, и это позволило ему сделать свое великое открытие.

Коперник обосновал положение, что движение Земли в пространстве, даже и с огромной скоростью, остается незаметным для ее обитателей. Суточное движение Солнца и его годичное перемещение среди звезд - это отражение суточного вращения Земли и ее годичного движения вокруг Солнца. Ведь и на самой Земле движение тел воспринимается наблюдателем в зависимости от того, движется ли он сам по Земле или находится в покое. Эта доказанная Коперником относительность движения опровергла аристотелевские представления о том, что видимое в природе всегда есть действительное. Но если кажущееся не всегда есть действительное, то для того, чтобы отличить действительное от кажущегося, необходимы наблюдения, опыт, математический анализ. Поэтому-то открытие Коперника явилось основой успешного развития не только новой астрономии, но и новой физики. И после Коперника астрономия уверенно развивается в теснейшей взаимосвязи с прогрессом как математики, так и физики.

Во времена Коперника вершиной математических знаний была тригонометрия - плоская и сферическая. Когда Кеплер открыл законы обращения планет и оказалось, что планеты движутся по эллиптическим орбитам и с неравномерной скоростью, для изучения их движений имеющиеся математические знания и средства вычисления были уже недостаточны.

В начале XVII в. шотландец Джон Непер (1550-1617) открыл логарифмы, вскоре затем французский ученый Рене Декарт (1596- 1650) создал аналитическую геометрию, а к концу века Ньютон и немецкий ученый Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646-1716) разработали дифференциальное и интегральное исчисления - основные разделы высшей математики.

В свете открытого Ньютоном закона всемирного тяготения оказывалось, что движения планет происходят не вполне по законам Кеплера, так как, помимо солнечного притяжения, каждая планета испытывает «возмущение» со стороны других планет. Это же относится и к движению Луны вокруг Земли.

Так в трудах Ньютона и великих математиков XVIII в. Леонарда Эйлера, Алексиса Клода Клеро, Жозефа Луи Лагранжа, Пьера Симона Лапласа (1749-1827) сложилась небесная механика - раздел астрономии, изучающий при помощи точнейших математических методов движения небесных тел с учетом всех «возмущений».

Когда с конца XVI в. физика стала развиваться на основе наблюдений и опытов, особенное значение приобрели исследования по оптике. Они привели к созданию первых телескопов. Галилео Галилей, направив на небо построенный им телескоп, сделал при помощи его выдающиеся открытия. Оказалось, что применение оптических стекол безмерно расширяет границы видимого мира. С этого времени непрерывно совершенствовались телескопы разных систем и конструкций. Это со временем привело к созданию гигантских астрономических инструментов - рефракторов и рефлекторов. Они оказали науке неоценимые услуги.

Однако вплоть до середины XIX в. достижения астрономии ограничивались исследованием формы и движений небесных тел, а о физической природе их в сущности ничего не было известно. Но когда в результате успехов физики возникли спектральный анализ (см. т. 3 ДЭ) и фотография, наступила и новая эра в астрономии. Спектральный анализ в применении к небесным телам дал возможность не только узнать химический состав далеких звезд, но и выяснить, в каких состояниях находятся те или иные химические элементы в различных звездах. А так как во Вселенной существует великое многообразие звезд - они различны и по температуре, и по светимости, и по размерам, и по массам,- то спектральный анализ открывал перспективу познания самых разнообразных состояний вещества, которые невозможно познать в земных условиях.

Большие перспективы для астрономии открыла и фотография. Сравнение снятых в разное время фотографий тех или иных участков неба, тех или иных небесных объектов дало возможность подмечать такие изменения на небе, которые без фотографии остались бы незамеченными.

Спектральный анализ и фотография развивались далее также в тесной связи. Фотография позволила запечатлевать на пластинках спектры небесных тел, а потом исследовать их в лабораториях. Так на основе успехов физики сложилась новая область астрономии - астрофизика, которая к концу XIX в. уже достигла немалых успехов.

XX век ознаменовался важными достижениями в области физики. Были открыты электроны, рентгеновские лучи, явление радио-

активности, изменяемость и превращение элементов. Эти и другие открытия безмерно расширили знания о природе вещества.

В свете новых открытий постепенно выяснилось, что вещество во Вселенной, при чрезвычайной разреженности и при сверхплотности, при невообразимо высоких температурах и т. п., может находиться в таких необычных состояниях, какие раньше никогда и не мыслились.

Но такие состояния вещества невозможно воспроизвести при помощи опытов в лабораториях на Земле. В грандиозных масштабах многообразные превращения вещества, проявления его необычных свойств происходят в звездах и в туманностях. Только изучая эти процессы, можно раскрыть тайны происхождения и развития небесных тел. Это прямая задача астрономов, и в наше время они ее успешно решают. Но в то же время такие исследования обогащают физику.

Действительно, каждая звезда, будь то яркий сверхгигант, белый карлик, переменная звезда - цефеида или звезда иного типа,- это исполинская физическая лаборатория, где непрерывно совершаются физические процессы и происходят явления в масштабах, немыслимых на Земле.

На протяжении XIX и начала XX в. загадкой для ученых оставался вопрос об источниках энергии Солнца и звезд. Казалось, нет в природе таких сил, за счет которых можно было бы пополнять огромный расход солнечной энергии на протяжении миллиардов лет. А многие звезды излучают энергии в тысячи раз больше, чем Солнце. Оказалось, что источником звездной, а значит, и солнечной энергии являются ядерные реакции, в частности реакция превращения водорода в гелий. При этих реакциях освобождается и излучается в мировое пространство огромное количество энергии. Кстати, о гелии: когда начались спектральные исследования Солнца, то оказалось, что Солнце (да и другие звезды) состоит из таких химических элементов, которые давно уже известны на Земле. Однако на Солнце был обнаружен и неизвестный еще в то время на Земле самый легкий после водорода газ, который в честь Солнца (по-гречески «гелиос») назвали гелием. Потом гелий был обнаружен и на Земле, только на нашей планете он присутствует в небольших количествах, а на Солнце (и во многих звездах)- его очень много, так как значительная часть водорода на Солнце уже успела превратиться в гелий.

Важнейшая задача физики на Земле - создание таких приборов и установок, при помощи которых можно осуществлять «управляемые» ядерные реакции и уже по воле людей превращать одни элементы в другие. Можно не сомневаться, что в близком будущем это будет осуществлено и человечество получит в свое распоряжение для мирных целей такое огромное количество энергии, о котором совсем недавно нельзя было и мечтать. И все-таки это будет в скромных, с космической точки зрения, масштабах нашей планеты. А на Солнце и в звездах раскрывается безграничная картина подобных превращений в таких масштабах и при таких температурах, которые на Земле и в далеком будущем нельзя создать даже при самых блестящих темпах развития науки и техники.

Так в наше время при помощи астрономии изучаются и решаются проблемы физики, вопросы состояния и поведения вещества в таких условиях, которых нет на Земле, которые только в будущем могут быть созданы, и даже в таких, которые никогда не могут быть созданы на нашей планете.

Изобретение радио в конце XIX в. также было одним из великих достижений физики. Оно быстро нашло свое применение в технике и позволило осуществить беспроволочную связь на дальние расстояния, а потом и по всему земному шару. Теперь радиоволны, приходящие на Землю из глубин Вселенной, улавливаются мощными радиотелескопами.

В наше время как никогда тесна связь между астрономией и физикой. Это не значит, что ослабла связь астрономии с математикой. Наоборот, она только укрепилась и усилилась. Современная физика связана не только с опытом и наблюдением, но и со сложными математическими расчетами. Современная небесная механика немыслима без огромных вычислительных работ. Например, сейчас уже известно свыше 1600 малых планет, и для каждой необходимо вычислить орбиту и следить за ее движением с учетом всевозможных «возмущений» от других планет. На помощь астрономии в таких работах теперь пришли счетно-вычислительные машины.

Особенно многообразна в наше время связь астрономии с техникой. Когда-то выдающиеся астрономы, такие, как Гершель, Гевелий, Парсонс и многие другие, самостоятельно конструировали и строили с очень скромными техническими средствами свои большие, первоклассные для того времени телескопы. Современ-

ный мощный телескоп с его совершенной оптикой, с новейшей аппаратурой для спектральных исследований, для фотографирования неба в разных лучах и для других исследований - это сложнейшее сооружение. Оно воплощает в себе коллективный труд конструкторов, оптиков, механиков, рабочих разных профессий, физиков и астрономов. И это относится не только к телескопу-гиганту, а к любому современному астрономическому прибору.

Но никогда и нигде не проявлялась так тесно связь астрономии с другими науками, с техникой, с народным хозяйством, как теперь, в освоении космического пространства.

Сам по себе космический корабль, способный пролетать миллионы километров и приспособленный для длительного пребывания в нем людей,- творение высшей техники. Триумфом науки и техники является достигнутая возможность запустить такой корабль в космос с требуемой космической скоростью, позволяющей преодолевать притяжение Земли. Но этого мало - корабль оснащается не только приборами для управления и астронавигации, но и средствами радиосвязи и телевидения, побеждающими любые требуемые расстояния. Здесь на службу космонавтике ставятся все достижения и физики, и техники. И это - далеко не все. Если поставлена задача осуществить полеты людей на другие планеты, то отсюда вытекает и другая задача: обеспечить необходимые условия для сохранения жизни, здоровья, работоспособности людей в космическом пространстве. Мало и этого: надо еще предвидеть, какие условия могут ожидать посланцев с Земли на других мирах. Здесь - необозримое поле деятельности для биологии и медицины. На наших глазах формируются новые отрасли этих наук - космическая биология и космическая медицина.

Словом, современная космонавтика - это творческое сотрудничество многих отраслей естествознания и техники. И в этом содружестве астрономия играет далеко не последнюю роль. Ведь космический корабль не посылается с Земли «вообще». Он посылается в определенном направлении, которое надо рассчитать во всех деталях так, чтобы корабль достиг своей цели - прилетел бы туда, куда нужно. Расчет движений искусственных небесных тел - это новое направление небесной механики - значит, дело астрономов, и решается оно при

помощи вычислительной техники. Такие тела нужно тщательно наблюдать в полете и следить за тем, как он совершается,- это тоже дело астрономов и выполняется ими во всеоружии наблюдательных возможностей.

С глубокой древности астрономия связана с географией. Определение формы и размеров Земли, географических координат, ориентировка на суше и на море - все это всегда делалось и делается при помощи астрономии.

Связана астрономия и с изучением далекого исторического прошлого человечества. О многих событиях древности сохранились в летописях или в других литературных памятниках только отрывочные записи, и по ним невозможно установить, когда эти события происходили. В разных записях встречаются и противоречивые данные о времени события. В таких случаях историки оказываются в трудном положении, и на помощь им нередко приходит астрономия.

С очень давних времен такие систематически повторяющиеся явления, как видимые движения Солнца и планет, фазы Луны, солнечные и лунные затмения, упоминаются в исторических и литературных памятниках. Астрономы могут точно определять даты этих явлений и для далекого прошлого и на будущее время. Предположим, в записях и преданиях зафиксировано, что такое-то сражение, решившее судьбу тех или иных стран и народов, произошло накануне полного солнечного затмения. Даты сражения нет, а если и есть, то не всегда в ней легко разобраться, так как в древности было много противоречащих одна другой систем летосчисления. Но если астрономические вычисления показывают, что в данной местности происходило солнечное затмение примерно в то время, когда происходило сражение, то дата его определится уже не примерно, а точно.

Немало различных народнохозяйственных задач разрешается при помощи астрономии.

Таким образом, астрономия тесно связана с другими науками, с техникой, с практической жизнью. Следовательно, и история астрономии также теснейшим образом связана со всей историей культуры человечества. Поэтому от астронома всегда требовалось, а в наше время особенно требуется, чтобы он не только знал свою науку, но и был разносторонне образованным человеком.

ИССЛЕДОВАТЕЛИ ВСЕЛЕННОЙ

МИХАИЛ ВАСИЛЬЕВИЧ ЛОМОНОСОВ

В свое время наблюдения Галилея и других астрономов, уже имевших в своем распоряжении телескопы, подтвердили, что планеты, подобно Земле, имеют шарообразную форму. Но сходны ли другие планеты с Землей по своей физической природе, есть ли хотя бы на одной из них атмосфера, подобная земной,- это долго оставалось неизвестным. Великий русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов в начале второй половины XVIII в. доказал, что на Венере - одной из планет нашей солнечной системы - есть атмосфера и, по-видимому, более плотная, чем атмосфера Земли. Свое замечательное открытие Ломоносов сделал в 1761 г., наблюдая прохождение Венеры между Землей и Солнцем. Это очень редкое явление, позволявшее уточнить расстояние от Земли до Солнца, наблюдали ученые многих стран в специально снаряженных для этого экспедициях. Но только Ломоносов в Петербурге, наблюдая у себя дома в небольшую трубу, установил, что на Венере есть атмосфера.

Одного этого открытия было бы достаточно, чтобы имя Ломоносова сохранилось в веках.

М. В. Ломоносов был основоположником многих отраслей знаний и много сделал для развития физики, химии, геологии, минералогии. В то же время он был выдающимся поэтом, историком, филологом и крупнейшим для своего времени астрономом.

Во времена Ломоносова учение Коперника в России уже было признано и учеными, и государственной властью. Однако русская церковь еще продолжала препятствовать распространению правильных взглядов на строение Вселенной. Особенно ненавистной для церкви была идея о множестве обитаемых миров во Вселенной.

Ломоносов всю жизнь неустанно боролся с религией, отсталостью и невежеством, за торжество науки. Он утверждал, что Вселенная ·бесконечна, а обитаемых миров в ней бесчисленное множество, что как наша Земля, так

М. В. Ломоносов ведет астрономические наблюдения.

и все существующее в природе не неизменно, а непрерывно меняется и развивается.

Ломоносов был великим ученым-патриотом. В науке он видел могучую силу для улучшения жизни народа. Он прекрасно понимал, какое большое значение имеет мореплавание для нашей огромной страны с ее большой морской границей. А для того чтобы правильно вести корабль и не заблудиться в безбрежном океане, надо точно знать широту и долготу тех мест, где проходит корабль. Поэтому Ломоносов проявлял особый интерес к созданию таких приборов, которые помогали бы морякам лучше ориентироваться в пути по звездам и с наибольшей точностью определять время. Много внимания он уделял и распространению среди моряков необходимых в морском деле астрономических знаний. В помощь морякам Ломоносов изобрел «ночезрительную трубу», в которую можно было наблюдать за кораблями и скалами на море в ночное время. Тогда это изобретение не вошло в обиход. И только в наше время стали применяться «ночезрительные» бинокли: в них можно ночью следить за движением самолетов и различными явлениями на небе.

Стремясь вооружить астрономов лучшими инструментами для проникновения в глубины Вселенной, Ломоносов разработал новую конструкцию отражательного телескопа-рефлектора. У применявшихся в то время телескопов-рефлекторов, изобретенных Ньютоном, было два зеркала. Второе зеркало, устанавливавшееся с наклоном, предназначалось для более удобного рассматривания изображений, но яркость изображения при этом терялась. В телескопе Ломоносова было только одно зеркало, оно располагалось с наклоном и давало более яркое изображение предмета, так как свет не терялся, как при отражении от второго зеркала.

Во времена Ломоносова загадкой была физическая природа Солнца. Далеко опережая современную ему науку, Ломоносов первым из ученых разгадал, что поверхность Солнца представляет собой бушующий огненный океан, в котором даже «камни, как вода, кипят».

Загадкой была и природа комет. Ломоносов высказал смелую мысль, что хвосты комет образуются под действием электрических сил, исходящих от Солнца. Позднее было выяснено, что в образовании хвостов комет действительно участвуют солнечные лучи.

В последние годы жизни Ломоносов вплотную подошел к решению таких вопросов, как

Прибор Ломоносова для определения полуденной линии. (Рисунок М. В. Ломоносова.)

определение блеска звезд при помощи прибора, над изобретением которого он работал, и точное определение расстояний до звезд. В то время было известно, что расстояния до звезд по сравнению с расстоянием до Солнца и планет непомерно велики, но точному определению они не поддавались. Ломоносов был близок к решению и этих вопросов, таких важных для раскрытия тайн Вселенной. Но смерть помешала ему довести эти свои исследования до конца.

До Ломоносова, в его время и долго после его смерти астрономы занимались изучением только формы и движения небесных тел. Ломоносов одним из первых поставил задачу постигнуть подлинную физическую природу далеких небесных тел - Солнца, планет, комет, бесконечно далеких звезд. Никто не заботился так, как Ломоносов, о практическом применении астрономии. М. В. Ломоносов справедливо считается одним из крупнейших астрономов своего времени.

ВИЛЬЯМ ГЕРШЕЛЬ

XVII век ознаменован блестящими успехами в астрономии. Они связаны с открытиями Галилея, Кеплера, Гюйгенса, Гевелия, Ньютона и других выдающихся астрономов. Но и на рубеже XVII и XVIII вв. астрономия ограничивалась лишь знаниями о солнечной системе. О природе звезд, о расстояниях между ними, об их распределении в пространстве и движении еще ничего не было известно. Первые открытия в этом направлении были сделаны только в начале XVIII в. Английский астроном Э. Галлей (1656-1742) обнаружил движение трех звезд. Потом было обнаружено движение и многих других звезд.

Соотечественник Галлея астроном Дж. Брадлей (см. стр. 193), хотя и потерпел неудачу в попытках точно измерить расстояния до звезд, пришел к правильному выводу, что даже ближайшие звезды отстоят от нас на многие десятки триллионов километров.

В середине XVIII в. английский ученый Т. Райт (1711-1786), немецкие ученые И. Кант (1724-1804) и И. Ламберт (1728-1777) впервые высказали предположение, что Млечный Путь - не случайное собрание звезд, а целостная система, в которой движения звезд совершаются вокруг общего центра притяжения (таким центром будто бы является исполинское «центральное Солнце»).

Но все это были догадки - смелые и для своего времени ценные, а подкрепить их данными наблюдений было невозможно. Имевшиеся в распоряжении астрономов телескопы были для этого еще слишком слабы. Первые попытки глубже проникнуть в тайну строения Вселенной путем тщательных наблюдений при помощи более сильных телескопов связаны с именем знаменитого астронома Вильяма Гершеля (1738-1822).

Гершель родился и вырос в Ганновере (Германия) в семье военного музыканта. С юных лет он увлекался музыкой и проявил выдающиеся способности. В возрасте 19 лет он переехал в Англию и стал здесь известным музыкантом-педагогом. Но музыка была только его профессией, а не главным призванием. Все свое свободное время Гершель посвящал изучению астрономии, математики и физики. Еще в молодости у него обнаружились незаурядные способности к конструированию и изготовлению астрономических инструментов, особенно телескопов-рефлекторов. Для них Гершель сам шлифовал зеркала. Сперва он изготовил небольшой телескоп с трубой длиной всего 2,1 м, а затем делал телескопы все больших и больших размеров. Вершиной его достижений в этой области был построенный в 1789 г. телескоп-гигант (по тому времени) с трубой длиной 12 м и зеркалом диаметром 122 см. Этот телескоп оставался самым крупным до 1845 г., когда ирландский астроном В. Парсонс (1800-1867) построил телескоп длиной почти 18 м с зеркалом диаметром 183 см.

С 1775 г. Гершель начал систематически наблюдать небо. В 1781 г. он открыл новое светило, которое вначале ошибочно принял за комету. Но, как доказали в том же году петербургский астроном академик А. И. Лексель и французский ученый Лаплас, это была новая

планета Уран. Позднее Гершель открыл два спутника Урана и два спутника Сатурна. Таким образом, с его именем связано открытие нескольких небесных тел в солнечной системе. Но не в этом главное значение его деятельности.

И до Гершеля было известно несколько десятков двойных звезд, однако предполагалось, что это случайно сблизившиеся звезды.

Гершель был первым в истории науки астрономом, систематически изучавшим двойные звезды. На протяжении многих лет он тщательно исследовал разные участки неба и открыл свыше 400 двойных звезд. Он занимался также определением расстояний между ними (в угловых мерах), исследовал их цвет и видимый блеск. В отдельных случаях звезды, считавшиеся ранее двойными, оказывались тройными и четверными (кратные звезды). Гершель пришел к выводу, что двойные и кратные звезды - это системы звезд, физически связанные между собой и, как он убедился, обращающиеся вокруг общего центра тяжести в соответствии с законом всемирного тяготения.

С давних времен были известны видимые невооруженным глазом яркая туманность в созвездии Ориона и туманность в созвездии Андромеды. Но только в XVIII в., по мере совершенствования телескопов, астрономы открыли много других туманностей. Кант и Ламберг считали, что туманности - это целые звездные системы, но они удалены от нас на колоссальные расстояния и поэтому отдельные звезды в них различить нельзя.

Гершель проделал огромную работу, открывая и изучая новые туманности. Он использовал для этого все увеличивающуюся силу своих телескопов. Достаточно сказать, что составленные им на основе своих наблюдений каталоги насчитывают свыше 2500 туманностей. Но Гершель ставил своей задачей не простое отыскание туманностей, а раскрытие их природы. В его мощные телескопы во многих туманностях отчетливо были видны отдельные звезды. Таким образом выяснилось, что эти туманности представляют собой далекие от солнечной системы звездные скопления. В некоторых случаях туманность оказывалась звездой, окруженной туманным кольцом. Но большинство туманностей не разделялось на звезды даже при помощи мощного 122-сантиметрового телескопа.

Сперва Гершель пришел к заключению, что почти все туманности - это скопления звезд и самые дальние из них в будущем, при наблюдении их в более мощные телескопы, также окажутся звездными скоплениями. При этом он допускал, что некоторые из этих туманностей - именно те, которые расположены на небе вне полосы Млечного Пути, - самостоятельные звездные системы. Дальнейшие исследования заставили Гершеля углубить и дополнить свои взгляды. Мир туманностей оказывался более сложным и многообразным, чем это ранее можно было предполагать.

Продолжая неутомимо наблюдать и размышлять, Гершель признал, что многие из наблюдаемых туманностей вообще нельзя разложить на звезды, так как они состоят не из звезд, а из гораздо более разреженного, чем звезды, туманного вещества - «светящейся жидкости», как думал Гершель.

В дальнейшем Гершель пришел к выводу, что туманное вещество, как и звезды, широко распространено во Вселенной. Возникал вопрос о роли этого вещества во Вселенной.

Еще в 1755 г. И. Кант выдвинул гипотезу об образовании целых звездных систем из первоначально существовавшего рассеянного вещества. Гершель независимо от Канта высказал смелую мысль, что различные виды неразложимых туманностей представляют собой разные стадии образования звезд. Путем уплотнения туманности из нее постепенно образуется либо целое скопление звезд, либо одна звезда, которая в начале своего существования еще окружена туманной оболочкой.

Кант считал, что все звезды Млечного Пути когда-то образовались одновременно. Гершель же впервые предположил, что звез-

ды имеют разный возраст и образование звезд продолжается непрерывно.

Эта идея Гершеля была потом забыта, и ошибочное мнение о единовременном происхождении в далеком прошлом всех звезд долго господствовало в науке. Только в последние десятилетия на основе огромных успехов астрономии XX в. и в особенности благодаря трудам советских ученых установлено, что звезды имеют различный возраст. Изучены целые классы звезд, бесспорно существующих миллионы лет, в отличие от других звезд, возраст которых определяется миллиардами лет. Взгляды Гершеля на природу туманностей в общих чертах подтверждены современной наукой, установившей, что газовые и пылевые туманности широко распространены в нашей и в других галактиках. Природа этих туманностей оказалась еще сложнее, чем предполагал Гершель.

Вместе с тем Гершель и в конце жизни был убежден, что некоторые туманности - далекие звездные системы, которые со временем будут разложены на отдельные звезды. И в этом он, так же как Кант и Ламберт, оказался прав.

Раньше было сказано, что в XVIII в. астрономы обнаружили собственное движение многих звезд. Гершелю путем расчетов удалось в 1783 г. убедительно доказать, что и наше Солнце со всеми своими планетами движется по направлению к созвездию Геркулеса.

Главной своей задачей Гершель считал выяснение строения нашей Галактики, ее формы и размеров. Этим он занимался несколько десятилетий. В его распоряжении не было тогда данных ни о расстояниях между звездами, ни о размещении их в пространстве, ни об их светимости. Не имея этих данных, Гершель предположил, что все звезды в среднем имеют одинаковую светимость и распределены в пространстве приблизительно равномерно, так что расстояния между ними более или менее одинаковы, а Солнце находится около центра системы. При этом Гершель не знал явления поглощения света в мировом пространстве и считал, кроме того, что его телескопу, которым он пользовался для этой работы (длиной в 6 м и с зеркалом 50 см), доступны даже самые далекие звезды Галактики. С помощью этого телескопа он производил подсчеты звезд в различных участках неба и пытался определить, как далеко в том или ином направлении простирается наша Галактика. Таким путем он пытался выяснить форму и размеры Галактики.

Но исходные предположения Гершеля были ошибочны. Мы знаем теперь, что звезды в очень больших пределах различаются между собой по светимости и что распределены они в Галактике неравномерно. Галактика настолько велика, что границы ее были недоступны даже телескопу-гиганту Гершеля. Поэтому он не мог прийти к правильным выводам о форме Галактики и о положении в ней Солнца. Гершель полагал, что Солнце находится близко от центра Галактики. На самом деле оно расположено далеко от него.

Размеры Галактики Гершель сильно приуменьшил. В 40-х годах XIX в. В. Я. Струве правильнее подошел к решению этих вопросов. Но Струве справедливо назвал Гершеля первым астрономом, который смело поставил перед собой такую сложную задачу.

Гершель занимался и другими вопросами астрономии. Между прочим; он разгадал сложную природу солнечного излучения и сделал вывод, что в состав его входят световые, тепловые и химические лучи (излучение, не воспринимаемое глазом). Иначе говоря, Гершель предвосхитил открытие инфракрасных и ультрафиолетовых лучей, выходящих за пределы обычного солнечного спектра.

Свое увлечение астрономией Гершель передал родным и близким. Его сестра Каролина Гершель (1750-1848) много помогала ему в научных работах. Она сама вела наблюдения неба и открыла несколько комет. Сын

Вильяма Гершеля - Джон Гершель (1792- 1871) был одним из наиболее выдающихся английских астрономов XIX в. Его популярная книга «Очерки астрономии», переведенная на русский язык, сыграла большую роль в распространении астрономических знаний в нашей стране.

ПЬЕР СИМОН ЛАПЛАС

В истории науки о Вселенной XVIII столетие - это век развития математической астрономии. Законы Кеплера и закон всемирного тяготения Ньютона были положены в основу астрономии как науки. Стало незыблемой истиной, что планеты обращаются вокруг Солнца, а спутники - вокруг планет приблизительно по эллиптическим орбитам, в соответствии с этими законами.

Однако астрономические наблюдения показывали, что движение планет и их спутников, в том числе Луны - спутника Земли, в действительности гораздо сложнее. Каждое тело солнечной системы, обращаясь вокруг своего центра притяжения (каким является Солнце для планет, Земля для Луны или иная планета для своих спутников), испытывает не только могучее притяжение Солнца - властелина всей системы, но и притяжение всех других тел той же системы. Таким образом, в движении каждого из этих тел обнаруживаются «возмущения» - отклонения от движения по законам Кеплера.

Уже в первой и в начале второй половины XVIII в. русский математик, академик, швейцарец по происхождению, Эйлер (1707-1783) и французские математики Клеро (1713-1765) и Д'Аламбер (1717-1783) разработали теорию сложного движения Луны, исследовали движение некоторых планет и создали новые способы учета «возмущений». Такую же работу осуществил во второй половине того же века французский математик Лагранж (1736-1813). Необходимо было распространить эти исследования на солнечную систему в целом и показать, что движения всех тел этой системы, при очень большой их сложности, подчиняются общим закономерностям, в основе которых незыблемо лежит закон тяготения. Эту задачу решил выдающийся французский математик и астроном Пьер Симон Лаплас (1749-1827).

Лаплас родился в Нормандии (область на северо-западе Франции). Он был сыном

крестьянина-фермера, и ему с большим трудом удалось получить элементарное образование. Но пытливого юношу неодолимо влекло к точным наукам; он самостоятельно изучил математику, механику, астрономию. Его научные интересы с самого начала сосредоточились на небесной механике, призванной объяснить закономерности в движениях тел солнечной системы. Первые же работы юного Лапласа в этом направлении принесли ему известность в ученом мире. Переехав затем в Париж, Лаплас всю свою долгую жизнь посвятил занятиям наукой в избранном им направлении.

Венцом научной деятельности Лапласа был его бессмертный труд «Трактат о небесной механике», вышедший в пяти томах в 1798-1825 гг. В этом труде, основанном на сложнейших математических расчетах, Лаплас показал, что, как ни сложны движения тел солнечной системы, они связаны едиными и непреложными математическими закономерностями, вытекающими из закона всемирного тяготения. Лаплас подробно исследовал «возмущения» в движениях Луны, Юпитера и Сатурна и дал им научное объяснение. Он показал, что солнечная система - очень устойчивое образование.

Со времени ее возникновения движения входящих в нее тел совершаются лишь с небольшими изменениями, и эти движения так будут совершаться и дальше миллионы и миллиарды лет. В солнечной системе нет таких сил, которые

могли бы ее разрушить и изменить закономерность движений входящих в нее небесных тел, в том числе и Земли.

Лаплас был не только великим исследователем-математиком, но и блестящим писателем-популяризатором. Все то, что в его время было известно о строении солнечной системы, он описал в популярной книге «Изложение системы мира». Она была издана в 1796 г. и пользовалась широкой известностью. В ней Лаплас изложил и свои взгляды на происхождение солнечной системы.

До середины XVIII в. в науке господствовало мнение, что Земля и все небесные тела - словом, природа, с тех пор как она возникла, существует в навсегда данном виде, без каких-либо изменений. В середине века М. В. Ломоносов и И. Кант впервые четко высказали мысль об изменяемости природы. Во Вселенной нет ничего неизменного. Солнце, Земля, планеты, все другие небесные тела когда-то возникли из каких-то иных форм вещества и с тех пор непрерывно развиваются и изменяются. И возникли они миллионы, может быть, многие миллиарды лет назад, а не несколько тысяч, как утверждалось в религиозных легендах.

Кант, в частности, выдвинул гипотезу образования звезд с окружающими их планетами и целых звездных систем из рассеянной материи, некогда заполнявшей всю бесконечную Вселенную. Но он не был математиком и обосновать свою гипотезу расчетами не мог. Книга, в которой он изложил свои взгляды на строение и развитие Вселенной, не получила в свое время широкого распространения.

Лаплас, не зная о труде Канта, совершенно самостоятельно разработал свою гипотезу, которая с тех пор называется космогонической гипотезой Лапласа. В отличие от Канта, Лаплас хотел выяснить происхождение не звездных систем вообще, а именно солнечной системы. Но так как Солнце - одна из звезд, то он полагал, что и другие звезды и окружающие их планеты произошли так же, как и солнечная система. По гипотезе Лапласа, солнечная система образовалась из первичной туманности.

Лаплас ставил своей задачей создать такую гипотезу происхождения солнечной системы, которая объясняла бы все наблюдаемые в ней явления и закономерности. Для своего времени он блестяще решил эту задачу. Его гипотеза была общепризнанной в науке в течение столетия. Однако к концу XIX в. она пришла в противоречие с вновь открытыми закономерностями в солнечной системе и была оставлена.

Но основное положение ее - что звезды (в их числе и Солнце) и планеты произошли из рассеянной материи, существующей во Вселенной в виде бесчисленных газовых и пылевых туманностей, - разделяется и современной наукой.

Круг своей деятельности Лаплас не ограничивал занятиями математикой и астрономией. В годы Великой французской революции он активно участвовал в разработке метрической системы мер и в реформе народного образования.

Лаплас был ученым-материалистом. Сохранился такой рассказ. Наполеон, ознакомившись с трудом Лапласа «Изложение системы мира», спросил у него, почему в этом труде нет упоминания о боге. Лаплас ответил, что его система мира не нуждается в этой гипотезе. Тем самым он утверждал, что все явления в природе объясняются законами самой природы и нет необходимости привлекать к их объяснению какие-то сверхъестественные, божественные силы.

ДЖЕМС БРАДЛЕЙ

В начале XVIII в. английский астроном Э. Галлей сделал выдающееся открытие. Он установил, что звезды, которые с древности считались неподвижными, на самом деле движутся в пространстве. Правда, Галлей установил такое движение только для трех звезд. Но уже в следующие десятилетия его обнаружили у многих звезд. Становилось несомненным, что движение в глубинах мирового пространства присуще всем звездам.

У. астрономов не вызывало сомнений и то, что звезды находятся на самых различных расстояниях от солнечной системы, что расстояния даже до близких звезд невообразимо огромны.

Однако определить их оказывалось невозможным - слишком малы были параллаксы¹ звезд и измерить их не удавалось. Перед астрономами XVIII в. настойчиво вставала задача - добиться в наблюдениях такой точности, которая позволила бы определить расстояния до звезд и изучить их движения. Это составило бы основу для выяснения строения звездного мира, в чем астрономы правильно усматривали свою главную цель.

¹ Параллакс звездный угол, - под которым с той или иной звезды был бы виден радиус земной орбиты (149 500 тыс.км). Знание параллакса позволяет вычислить расстояние до звезды.

В определении расстояний до звезд наука многим обязана английскому астроному Джемсу Брадлею (1693-1762).

Брадлей еще в молодые годы увлекся астрономией и изучил ее под руководством своего дяди - известного тогда астронома Паунда. Позднее, уже профессором Оксфордского университета, он получил в свое ведение обсерваторию, основанную Паундом в Уанстете.

С 1740 г., после Галлея, Брадлей возглавлял старейшую английскую обсерваторию в Гринвиче. Но многие важные свои наблюдения Брадлей проводил еще в 20-х и 30-х годах в Уанстете.

Долго и упорно Брадлей наблюдал звезду гамма Дракона, чтобы определить ее параллакс. Он подметил периодические смещения этой звезды, но они оказались иного характера, чем смещения параллактические. После долгих повторных наблюдений и размышлений Брадлей пришел к выводу, что открыл явление аберрации - изменение видимого положения звезды на небе, происходящее из-за движения Земли вместе с наблюдателем вокруг Солнца.

К этому времени учение Коперника давно уже господствовало в науке, его подтверждало все развитие астрономии. Но открытие аберрации явилось первым прямым доказательством движения Земли, а тем самым и полной истинности учения Коперника.

Хотя Брадлею так и не удалось измерить параллакс звезды (это смог сделать только В. Я. Струве спустя сто лет), но он пришел к твердому выводу, что даже у ближайших

звезд параллаксы меньше 1", 0, следовательно, и расстояния их выражаются в десятках триллионов километров.

Позже, в Гринвиче, Брадлей занимался определениями положений ярких звезд и достиг в этом большей точности, чем все его предшественники. Эти наблюдения Брадлея явились ценнейшим материалом для последующих исследователей. Самым выдающимся из них был немецкий астроном Фридрих Вильгельм Бессель (1784-1846).

ФРИДРИХ ВИЛЬГЕЛЬМ БЕССЕЛЬ

Свой жизненный путь Фридрих Вильгельм Бессель, уроженец Мюнхена, начал мелким торговым служащим. Усердно занимаясь самообразованием, он быстро и успешно овладел знаниями по математике и астрономии, которую избрал своей специальностью. 20-летним юношей Бессель самостоятельно вычислил орбиту кометы Галлея.

Большое значение для Бесселя имело знакомство с Генрихом Ольберсом (1758-1840) - врачом из Бремена. Ольберс еще в молодости был любителем астрономии, а потом стал одним из крупнейших астрономов своего времени. По его рекомендации Бессель стал ассистентом у другого крупного астронома из среды любителей - Иоганна Шретера (1745-1816). Занимая должность судьи в городе Лилиентале, близ Бремена, Шретер построил себе обсерваторию и приобрел широкую известность своими наблюдениями Луны и планет. Бессель, работая на обсерватории Шретера, занялся исключительно наблюдениями звезд. Его занятия в этом направлении шли настолько успешно, что вскоре принесли ему репутацию астронома-наблюдателя и вычислителя-математика.

В 1810 г. Бессель стал профессором астрономии в Кёнигсбергском университете. Здесь под его руководством вскоре была построена обсерватория, директором которой он оставался до конца своей жизни.

Бессель обработал наблюдения звезд, проведенные в свое время Брадлеем в Гринвиче. При этом он поставил задачу - «освободить» наблюдения от всех ошибок, которые в них содержатся.

При астрономических наблюдениях такие ошибки неизбежны. Они происходят из-за несовершенства инструментов, из-за всякого

рода помех в земной атмосфере, даже из-за особенностей зрения и нервной системы самого наблюдателя. В совокупности эти ошибки сильно влияют на результаты наблюдений. Но если вскрыть их, тщательно изучить и исправить полученные данные наблюдений, то можно достигнуть исключительной точности. Астрономы и раньше старались устранить влияние ошибок при наблюдениях, но Бессель разработал математические методы исправления наблюдений и, поправив таким образом наблюдения Брадлея, издал их в виде каталога 3200 звезд.

По своей точности каталог оказался образцовым для того времени.

В дальнейшем Бессель сам вел наблюдения положений звезд. Он определил положения для 75 тыс. звезд и таким образом создал огромные звездные каталоги, которые стали основой современных знаний о звездном небе.

Бессель был одним из первых астрономов, измеривших параллаксы, а тем самым и расстояния до звезд. Вслед за В. Я. Струве, который в 1835 -1836 гг. впервые определил расстояние до звезды Веги в созвездии Лиры, Бессель в 1838 г. измерил расстояние до звезды 61 в созвездии Лебедя. Эта звезда оказалась одной из ближайших к солнечной системе.

Занимаясь изучением собственных движений звезд, Бессель обнаружил в движении ярких звезд - Сириуса и Проциона-такие особенности, которые можно было объяснить только тем, что эти звезды имеют спутников, но таких слабых, что их нельзя было в то время увидеть в телескопы. Впоследствии их обнаружили.

Бессель вошел в историю науки как замечательный ученый, отдавший все свои силы, весь свой талант совершенствованию методов астрономических наблюдений, без чего невозможен был прогресс астрономии.

ВАСИЛИЙ ЯКОВЛЕВИЧ СТРУВЕ

Современная передовая наука достигла больших успехов в изучении глубин Вселенной. Установлено, что наше Солнце входит в грандиозную звездную систему - Галактику, состоящую более чем из 100 млрд. звезд, а Галактика - одна из бесчисленных звездных систем в бесконечной Вселенной.

Наша Галактика, имеющая форму линзы, или чечевицы, настолько огромна, что луч света проходит от одного ее конца до другого примерно за сто тысяч лет. Расстояния до других далеких галактик, доступных современным астрономическим инструментам, составляют миллионы и даже миллиарды световых лет. Однако полтораста лет назад астрономы не знали точных расстояний даже до ближайших звезд. Почти ничего не знали они и о строении нашей звездной системы, а предположения о существовании других звездных систем, высказывавшиеся передовыми мыслителями, были только гениальными догадками. Подтвердить их наука еще не могла.

В развитии знаний о нашей звездной системе огромное значение имели важные открытия, сделанные в конце первой половины XIX в. выдающимся русским астрономом Василием Яковлевичем Струве (1793-1864).

Струве родился в немецком - в то время датском - городе Альтоне и провел в нем свои школьные годы. Пятнадцати лет он поступил в университет в Дерпте (ныне г. Тарту Эстонской ССР) и с этого времени всю свою жизнь и деятельность всецело связал с нашей страной, с нашей наукой, которую обогатил своими трудами. Отец и старший брат Струве были педагогами-языковедами, под их влиянием и он вначале избрал себе ту же специальность. Но потом его вниманием всецело завладели точные науки, и особенно астрономия.

Блестящая одаренность Струве в соединении с редкой настойчивостью и трудолюбием помогли ему очень быстро овладеть новой для него областью знаний. Работая на Дерптской университетской обсерватории, Струве велико-

лепно освоил методы астрономических наблюдений. В 1814 г. он уже издал свое первое астрономическое сочинение о точном определении широты и долготы Дерптской обсерватории. Скоро Струве стал астрономом-наблюдателем этой обсерватории. В 1818 г., в возрасте 25 лет, он стал профессором астрономии и директором Дерптской обсерватории.

В то время обсерватория была очень плохо оборудована. Но скоро благодаря стараниям Струве она получила наилучшие инструменты, в том числе рефрактор с объективом в 9 дюймов¹ - для той поры самый лучший в мире. Его создал выдающийся немецкий оптик Фраунгофер.

На Дерптской обсерватории Струве провел поистине гигантскую работу по исследованию двойных звезд. В то время изучение звездных пар имело в астрономии особенно важное значение. Изучение движений звезд, входящих в пары, давало возможность определить их орбиты и установить, что движения по орбитам происходят в строгом соответствии с законом всемирного тяготения. А это означало, что закон тяготения действует не только в нашей солнечной системе, но и в далеких глубинах мирового пространства.

Исследования Струве позволяли также «взвесить» звезды, входящие в пары, и определить их массы.

Работая упорно и систематически, Струве исследовал 120 тыс. звезд и установил двойственность около 2500 из них. Это был крупнейший вклад в науку. При исследовании звезд Струве очень тщательно измерял угловые расстояния между звездами, входящими в пары, и определял их точное положение на небе.

В свое время Коперник указал на огромные расстояния до звезд, в сравнении с которыми ничтожно малы размеры солнечной системы. В конце первой половины XVIII в. исследования Дж. Брадлея и И. Ламберта привели к бесспорному выводу, что расстояния даже до ближайших звезд измеряются десятками триллионов километров. Но попытки астрономов точно определить эти расстояния успеха не имели. Решил эту задачу Струве. В 1835-1836 гг. он определил расстояние до звезды Веги. Оно оказалось равным 250 триллионам км, или 26,5 светового года. Это примерно в 90 тыс. раз превышает расстояние от Солнца до Урана. Подавляющее же большинство звезд находится гораздо дальше, чем Вега. Работа Струве убедительно показала могущество науки и открыла неограниченные перспективы дальнейшего проникновения в глубь Вселенной.

Вслед за Струве в 1838 г. Бессель измерил расстояние до звезды 61 в созвездии Лебедя, а вскоре английский астроном Гендерсон (1798- 1842) определил расстояние до звезды альфа Центавра (4,3 светового года). Она оказалась ближе других звезд. Так было положено начало точным определениям расстояний до звезд.

Еще наблюдения двойных звезд создали Струве славу крупнейшего астронома. В 1832 г. его избрали академиком, но он продолжал работать в Дерпте, потому что Академия наук тогда не имела хорошей обсерватории.

Когда было принято решение о строительстве большой обсерватории в окрестностях Петербурга, к этому делу привлекли В. Я. Струве как самого выдающегося русского астронома. Он стал организатором и руководителем строительства Пулковской обсерватории. Оборудованная лучшими по тому времени инструментами, обсерватория была открыта в 1839 г. Струве составил план работы обсерватории на многие годы и почти четверть века являлся ее директором. Под его руководством она стала лучшей обсерваторией мира.

Кипучая организаторская работа не помешала Струве проводить и научные исследования. В Пулкове он продолжал изучение двойных звезд и начал исследования строения

нашей звездной системы - Галактики. До Струве только Гершель занимался этим вопросом. Но он сделал лишь первые предположения о форме и размерах Галактики, о распределении в ней звезд и о положении Солнца. Да и эти предположения были еще очень далеки от действительности. Исследования Струве имели большое значение для науки: изучая распределение звезд в Галактике, Струве установил, что они располагаются неравномерно и чем дальше от центра Галактики, тем больше расстояния между ними. При этом Солнце находится не вблизи центра Галактики, как думали некоторые ученые, а, наоборот, очень далеко от него.

Одновременно Струве указал, что в нашей звездной системе существуют облака темного рассеянного вещества, которые ослабляют свет находящихся за ним звезд. Он сделал первые попытки определить величину этого ослабления света. Существованием межзвездного вещества Струве объяснял то обстоятельство, что до нас не доходит свет от многих слабых звезд, расположенных в глубинах Галактики.

На протяжении многих десятилетий после Струве астрономы обсуждали вопрос: существует или не существует поглощение света (или «межзвездное поглощение», как его назвали)? И только в 1930 г. было точно установлено, что оно существует.

Таким образом, больше ста лет назад, опережая свою эпоху, Струве глубоко и продуманно решил основные для звездной астрономии вопросы о распределении звезд в Галактике и о межзвездном поглощении света.

Струве был не только непревзойденным исследователем неба. Как передовой ученый и патриот, он использовал свои знания и организаторский талант для решения очень важных практических задач, связанных с картографией

нашей страны. Еще в 20-х годах прошлого века под его руководством была измерена дуга земного меридиана в Прибалтике, а в 1844-1852 гг. он руководил грандиозным мероприятием - измерением дуги меридиана на огромном пространстве от Дуная до Ледовитого океана, общим протяжением более 2 800 км. К участию в этой работе он привлек лучших русских астрономов и геодезистов. В результате проведенной работы были получены ценнейшие материалы для составления точных карт России.

Струве был прекрасным педагогом. Еще на Дерптской обсерватории под его руководством работали молодые русские астрономы из разных университетов. Многие из них потом стали крупными учеными.

Позднее, в Пулкове, Струве неизменно руководил работой сотрудников обсерватории.

Научная деятельность Струве необычайно плодотворна. Своими исследованиями двойных звезд и строения нашей Галактики он оказал огромное влияние на развитие русской и мировой астрономии. В историю науки Струве вошел как один из самых выдающихся астрономов XIX в.

Лучшим памятником Струве является созданная им Пулковская обсерватория. Ее история - одна из самых ярких страниц развития астрономии в XIX и XX вв.

Созданная для разработки звездной астрономии, обсерватория внесла выдающийся вклад в эту область науки. Составленные на ней звездные каталоги по своей точности превосходили каталоги всех других обсерваторий. На Пулковской обсерватории не только завершали свое научное образование многие русские ученые-астрономы. Ее посещали для заимствования опыта работы крупнейшие астрономы Европы и Америки. По этой причине ее стали называть астрономической столицей мира».

Династия астрономов

Русский астроном Василий Яковлевич Струве был родоначальником целой династии астрономов. Сын его Отто Васильевич (1819-1905) был, так же как и его отец, директором Пулковской обсерватории и выдающимся исследователем двойных звезд. Сыновья Отто Васильевича Струве Герман Оттович (1854-1920) - астроном Пулковской обсерватории, а потом директор обсерваторий в Кенигсберге (ныне Калининград) и в Берлине и Людвиг Оттович (1858-1920) - профессор астрономии и директор обсерватории Харьковского университета.

Герман Оттович Струве был крупным ученым в области астрометрии, наблюдений больших планет и их спутников. Людвиг Оттович Струве занимался главным образом изучением движений звезд.

Сын Германа Оттовича Струве и правнук Василия Яковлевича Струве - Георг Струве - также был астрономом. Он работал в Германии.

Сын Людвига Оттовича Струве, тоже правнук Василия Яковлевича Струве - Отто Людвигович (1897-1963) - учился в Харькове, потом работал в США и стал одним из крупнейших астрофизиков нашего времени.

Потомки Василия Яковлевича Струве работали и работают и в других областях научной и практической деятельности. Правнук его, академик Василий Васильевич Струве, - выдающийся советский ученый в области истории Древнего Востока.

После В. Я. Струве Пулковской обсерваторией более четверти века руководил его сын О. В. Струве. При нем в программу обсерватории вошли также астрофизические исследования и была построена астрофизическая лаборатория.

В 1890-1895 гг. обсерваторию возглавлял выдающийся русский астроном Ф. А. Бредихин (см. стр. 199). Он не только расширил астрофизические исследования, но и привлек в Пулково многих молодых русских ученых.

Преемником Бредихина был О. А. Баклунд (1846-1916). При нем были основаны отделения обсерватории в Николаеве и Симеизе.

Особенно широко деятельность обсерватории развернулась в советскую эпоху. На обсерватории выросли новые кадры астрономов, появились новые инструменты, выполнялись важнейшие исследования по всем отраслям астрономии.

В первые годы Советской власти обсерваторию возглавлял выдающийся астрофизик А. А. Белопольский. Потом ее директорами были крупные астрономы А. А. Иванов, Б. П. Герасимович, С. И. Белявский, Г. Н. Неуймин. С 1947 г. директор Пулковской обсерватории - академик А. А. Михайлов.

В годы Великой Отечественной войны немецко-фашистские захватчики разрушили обсерваторию до основания.

Заново построенная после войны Пулковская обсерватория вновь заняла достойное место среди основных обсерваторий мира.

Состоявшееся 21 мая 1954 г. торжественное открытие обсерватории явилось праздником не только советской, но и мировой науки. Представители 17 государств прибыли на торжество и приветствовали возрожденное Пулково. Сейчас на обсерватории снова ведутся научные исследования по всем отраслям астрономии.

МАРИАН АЛЬБЕРТОВИЧ КОВАЛЬСКИЙ

Среди русских астрономов, обогативших своими трудами науку о Вселенной, выдающееся место занимает Мариан Альбертович Ковальский (1821-1884). До недавнего времени это имя было мало известно широкому кругу читателей. Только в советскую эпоху установлен приоритет Ковальского в решении

вопросов, имевших большое значение в истории астрономии.

М. А. Ковальский был сыном мелкого чиновника, рос в тяжелых материальных условиях и поэтому с большим трудом смог пробить себе дорогу к образованию. Сильная воля, настойчивость в преодолении трудностей - таковы отличительные черты этого ученого. Он смело выбирал самые трудные вопросы науки и успешно решал их.

Астрономией Ковальский заинтересовался еще студентом Петербургского университета. Окончив в 1845 г. университет, он работал на Пулковской обсерватории, где совершенствовался в астрономических наблюдениях и вычислениях под руководством В. Я. Струве. В 1847 г. Русское географическое общество снарядило большую экспедицию для исследования Северного, главным образом Заполярного, Урала. Астрономом экспедиции по предложению Струве был назначен Ковальский.

В то время огромная территория Заполярного Урала была совершенно не исследована. Путь экспедиции лежал через труднопроходимые горы и дремучие леса. До этой экспедиции на всем Заполярном Урале знали координаты только одного географического пункта, а остальная территория была «белым пятном» на карте. Астроному экспедиции предстояло определить долготы, широты и высоты над уровнем моря возможно большего числа географических пунктов.

Здесь-то и проявилась удивительная работоспособность Ковальского. Совершая труднейшие переходы пешком и на лыжах, в сорокаградусные морозы и во время сильных ветров, молодой ученый определил координаты почти 200 географических пунктов. Одновременно он производил метеорологические и магнитные наблюдения.

Так в самом начале своей научной деятельности М. А. Ковальский проявил себя и как талантливый астроном, и как путешественник-исследователь.

В 1850 г. Ковальского пригласили на должность профессора астрономии в Казанский университет, с которым он затем не расставался до самой смерти. Обладая блестящими математическими способностями, Ковальский сосредоточил свое внимание на вопросах теоретической астрономии, изучающей движение небесных тел под действием силы тяготения.

В 1846 г. была открыта новая планета - Нептун. Требовалось достаточно точно определить орбиту этой планеты, иначе она могла

скоро исчезнуть из поля зрения астрономов, затеряться в небе; кроме того, необходимо было разработать теорию ее движения на долгие годы вперед.

Задача была очень трудная, так как в своем движении вокруг Солнца Нептун, кроме мощного солнечного притяжения, испытывает

еще притяжение больших планет - Юпитера, Сатурна, Урана. Большие планеты вызывают неправильности, или, как принято говорить, «возмущения», в движении Нептуна, а это сильно затрудняло определение его действительной орбиты. Однако Ковальский проделал огромную вычислительную работу и создал теорию движения Нептуна.

Но особенно большое значение имели труды Ковальского о собственных движениях звезд. Эти исследования привели его к важнейшим выводам о строении нашей звездной системы -Галактики.

В. Я. Струве в 40-х годах прошлого века установил, что звезды наиболее близко друг к другу располагаются в центре Галактики, а по мере приближения к ее краям расстояния между ними увеличиваются.

На основании изучения движения звезд Ковальский выдвинул и обосновал теорию вращения всей нашей звездной системы вокруг ее центрального звездного сгущения. Он решительно отверг мнение некоторых астрономов о существовании колоссального «центрального Солнца», которое одно своим притяжением управляет движением всех звезд, подобно тому как наше Солнце управляет движением планет

и других тел солнечной системы. Одновременно он пришел к выводу, что размеры Галактики гораздо больше, чем думали астрономы в его время.

В этих трудах Ковальский на много десятилетий опередил свое время. Только в 1927 г. голландский ученый Оорт окончательно установил вращение Галактики. Выяснилось, что нет «центрального Солнца», которое управляло бы движением миллиардов звезд в Галактике. В нашей звездной системе есть звезды-великаны, в миллионы и даже миллиарды раз превышающие по объему Солнце, но вещество в них чрезвычайно разрежено, и по своей массе, а значит, и по силе притяжения они не так уж сильно отличаются от Солнца.

Много труда потратил М. А. Ковальский на разработку новых методов астрономических вычислений. Определение времени наступления солнечных и лунных затмений, их продолжительности и условий видимости всегда отнимало у астрономов много времени и не всегда было достаточно точным. Ковальский разработал новые методы предвычисления затмений, требующие гораздо меньше времени и обеспечивающие необходимую точность. Он разработал также новые и более совершенные способы определения орбит двойных звезд. Это давало возможность определять массы этих звезд.

М. А. Ковальский известен не только как крупнейший теоретик, но и как неутомимый наблюдатель. На Казанской обсерватории он много лет определял точные положения звезд избранного им для изучения обширного участка неба. Ковальский подготовил каталог определенных им положений более 4200 звезд, изданный уже после его смерти.

Ковальский был не только ученым, но и прекрасным педагогом. Самые трудные вопросы он излагал в своих лекциях всегда просто и ясно. Он воплощал в себе все лучшие черты русских ученых, которые в тяжелых условиях царского режима смело двигали науку вперед.

ФЕДОР АЛЕКСАНДРОВИЧ БРЕДИХИН

С древнейших времен люди наблюдали невооруженным глазом не только Солнце, планеты и наиболее яркие звезды, но и кометы.

Неожиданное появление комет с их причудливыми по форме хвостами нарушало при-

вычные представления о «неизменном» состоянии неба и наводило страх на суеверных людей, которые видели в кометах предвестниц грядущих бедствий.

Передовые ученые еще в древности пытались объяснить появление комет и разгадать их природу. Но подлинно научное объяснение природы комет, происхождения кометных хвостов и причудливого разнообразия их форм дал только во второй половине XIX в. выдающийся русский астроном, основоположник астрофизики в нашей стране Федор Александрович Бредихин (1831 - 1904).

Бредихин родился в г. Николаеве в семье, давшей нашей стране много отважных моряков. В юности он и сам собирался посвятить себя службе на флоте. Но в Московском университете Бредихин серьезно заинтересовался астрономией. Этот интерес особенно усилился, когда он стал посещать Московскую обсерваторию.

Окончив в 1855 г. университет, Бредихин всецело посвятил себя астрономии. В 1857 г. он стал преподавателем, а с 1863 г. - профессором астрономии Московского университета. Преподавание астрономии в старейшем русском университете он поставил на очень высокий научный уровень. Ф. А. Бредихин был одним из тех передовых русских ученых, которые не только развивали науку, но и всячески заботились о распространении научных знаний в народе. Он читал публичные лекции и писал популярные статьи о достижениях астрономии. У него учились многие русские астрономы.

В 60-х годах Бредихин начал свои замечательные исследования комет и продолжал их до последних дней своей жизни.

Давно уже было известно, что хвосты комет обычно направлены в сторону, противоположную Солнцу. Отсюда некоторые ученые делали вывод, что вещество хвоста отталкивается от Солнца под влиянием какой-то силы, противоположной силе тяготения. Эту силу стали называть отталкивательной, но природа ее оставалась для ученых загадочной.

Ф. А. Бредихин путем точных расчетов показал, что решающее значение в образовании хвостов комет имеет исходящая от Солнца отталкивательная сила. По разработанной им теории, хвост кометы образуется при ее приближении к Солнцу. Под воздействием солнечных лучей центральная часть кометы - ядро- нагревается. Выброшенные из ядра кометы частицы материи подвергаются действию отталкивательной силы. Если солнечное тяготение притягивает частицу вещества к Солнцу, то давление падающих на эту частицу солнечных лучей отталкивает ее от Солнца. При этом для очень малых частиц отталкивательная сила превышает силу солнечного тяготения. В результате этого выброшенные частицы «отгоняются» в сторону от Солнца и образуют хвост кометы, который вытягивается нередко на миллионы, а иногда на десятки и сотни миллионов километров.

В начале XX в. виднейший русский физик П. Н. Лебедев блестяще проведенными в лаборатории опытами доказал, что в мировом пространстве, кроме силы тяготения, действует еще сила светового давления. После того как подтвердилось существование давления света на твердые тела и газы, световое давление было признано той силой, которая играет роль в образовании хвостов комет.

Формы кометных хвостов различны и, как показал Бредихин, зависят от отталкивательной силы Солнца. У одних комет они почти прямые, у других сильно изогнуты. Ф. А. Бредихин пришел к выводу, что у комет образуются хвосты трех типов. К первому типу он отнес хвосты, которые образуются под действием отталкивательной силы, во много раз превышающей силу тяготения. Эти хвосты обычно почти прямые. Сильно искривленные хвосты образуются при отталкивательной силе, примерно равной силе тяготения или превышающей ее не более чем в 2-2,5 раза. Это хвосты второго типа. И, наконец, хвосты третьего типа образуются под действием отталкивательной

силы, значительно меньшей, чем сила тяготения. Они поэтому не «бегут» от Солнца, а, наоборот, отклоняются в его сторону.

Формы кометных хвостов Бредихин связывал также с химическим составом комет. Он предполагал, что чем легче частицы веществ, образующие хвост, тем больше воздействие на них отталкивательной силы. Бредихин считал, что хвосты первого типа состоят из самых легких газов, второго типа - из углеводородов и паров легких металлов и, может быть, пыли, а в хвостах третьего типа присутствуют тяжелые металлы (в газообразном состоянии) и, возможно, также пыль. Позднейшие исследования спектров комет подтвердили многие предположения Ф. А. Бредихина и значительно углубили представления о природе хвостов комет.

Неутомимо занимаясь исследованием комет, Ф. А. Бредихин продолжал свою профессорскую деятельность в университете. С 1873 по 1890 г. он был директором Московской обсерватории и направлял ее деятельность по новому тогда пути астрофизических исследований. Благодаря трудам Бредихина и его ближайших учеников - В. К. Цераского и А. А. Белопольского, тоже ставших крупнейшими учеными, Московская обсерватория приобрела мировую известность.

В число важных научных достижений Бредихина вошла разработанная им теория образования метеорных потоков. Эти потоки он рассматривал как результат распада комет.

Ф. А. Бредихин выдвинул также гипотезу происхождения периодических комет. Он считал, что эти кометы образуются путём отделения частей от кометы-родоначальницы. Эта гипотеза объясняла существование «семейств комет», т. е. групп комет, имеющих очень сходные между собой орбиты.

Бредихин плодотворно работал и в других областях астрономии. Он организовал и вел спектральные наблюдения Солнца - тогда это было совсем новым делом. Много лет он занимался наблюдениями планеты-гиганта Юпитера и загадочного красного пятна на его поверхности.

В 1890 г. Ф. А. Бредихина избрали академиком и назначили директором Пулковской обсерватории. Здесь он расширил круг астрофизических исследований и привлек к работе в обсерватории талантливых молодых ученых из различных университетов России. Любовь к молодежи и вера в ее творческие силы всегда были характерными чертами Бредихина. Он

охотно поручал молодым ученым разработку ответственных научных тем, чем давал им возможность выйти на самостоятельный путь исследования. Большую помощь он оказывал также другим отечественным обсерваториям и работавшим на них отдельным ученым.

В 1895 г. Бредихин оставил руководство Пулковской обсерваторией, но научными исследованиями продолжал заниматься до конца своей жизни.

АРИСТАРХ АПОЛЛОНОВИЧ БЕЛОПОЛЬСКИЙ

Луч света, приходящий к нам от далеких звезд, - главный источник наших знаний о них. Разложенный призмой спектроскопа в разноцветную полоску, испещренную темными линиями, он позволяет делать важные выводы о химическом составе, физическом состоянии и движении далеких небесных тел, которые даже в сильнейшие телескопы видны только как светящиеся точки.

В этой увлекательнейшей области астрономии особое значение имеют труды выдающегося русского ученого Аристарха Аполлоновича Белопольского.

Белопольский родился в 1854 г. в Москве. Еще в детстве он увлекался природой: его интересовали и звездное небо, и камни на Земле, и животные, и растения. Он увлекался также художественной литературой и музыкой. Любовь к книгам сочеталась у него с любовью к физическому труду - он рано научился конструировать и мастерить разного рода механизмы.

По окончании гимназии Белопольский поступил на физико-математический факультет Московского университета. Здесь он слушал лекции крупнейших русских ученых-Ф. А. Бредихина по астрономии и А. Г. Столетова по физике. Тогда он еще не думал о деятельности ученого, а предполагал изучить математические науки, чтобы стать инженером. Но именно увлечение техникой привело его к астрономии. Ф. А. Бредихин пригласил Белопольского работать механиком на обсерватории. Оказавшись в тесном общении с такими учеными, как Бредихин и Цераский, молодой студент еще больше заинтересовался астрономией и по окончании университета стал научным работником обсерватории.

польский работал 11 лет и занимался различными исследованиями. Самая значительная его работа этого периода посвящена изучению вращения Солнца. По сделанным многочисленным фотографиям перемещения солнечных пятен на поверхности Солнца он уточнил закон изменения скорости вращения Солнца на разных широтах. Оказалось, что на солнечном экваторе вращение происходит быстрее, а по мере удаления от экватора - медленнее. Было

известно, что твердое однородное тело так вращаться не может. Поэтому Белопольский сделал вывод, что Солнце состоит из газов разной плотности и разной температуры.

В 1888 г. А. А. Белопольский перешел на Пулковскую обсерваторию. Здесь он работал непрерывно 46 лет - до конца жизни. В Пулкове он занимался спектральными исследованиями, которые принесли ему мировую славу.

Спектральный анализ и фотография пришли на помощь астрономам в начале второй половины XIX в. Они стали основой новой области астрономии - астрофизики. Основы изучения физической природы небесных тел заложили известные ученые: англичане Хеггинс (1824- 1910) и Локьер (1836-1920), француз Жансен (1824-1907), итальянец Секки (1818-1878), немец Фогель (1842-1907) и русский астроном Бредихин. Белопольский был их достойным продолжателем и открывателем новых путей в науке. Получив в свое ведение огромный, 76-сантиметровый пулковский телескоп, он приспособил к нему сконструированный им спектрограф - прибор для фотографирования спектров. В дальнейшем Белопольский тщательно продумывал и совершенствовал конструкции применявшихся им приборов и приспособлений.

Еще до начала астрофизических исследований Белопольского астрономы знали, что если в спектре какого-либо небесного тела, например далекой звезды, наблюдается смещение спектральных линий к фиолетовому концу, то звезда движется по направлению к нам; если, наоборот, замечено смещение линий к красному концу, значит, звезда удаляется от нас. Это явление называется принципом Доплера, по имени австрийского физика, в свое время высказавшего это положение.

Принцип Доплера помог Белопольскому обнаружить движения многих небесных тел в сторону приближения к нам или удаления от нас (так называемое движение по лучу времени). Ему же принадлежит заслуга применения принципа Доплера для решения других важнейших научных вопросов. Особенное значение имели его исследования переменных звезд типа цефеид (см. стр. 123).

Белопольский открыл, что изменения блеска цефеид происходят в соответствии с их движением по лучу зрения. Это движение обнаруживается по смещению линий в спектре. Таким образом, цефеиды то приближаются, то удаляются от нас. Белопольский сначала предположил, что цефеиды - это спектрально-двойные звезды. Однако в дальнейшем он выяснил, что загадка цефеид сложнее и не объясняется их двойственностью.

На основании исследований Белопольского другой замечательный русский ученый - физик Н. А. Умов (1846-1915) высказал мнение, ставшее потом общепринятым, что цефеиды - не двойные звезды, а одиночные, но размеры их непостоянны. Они «пульсируют»: периодически то расширяются, то сжимаются под влиянием внутренних физических причин. Когда звезда расширяется, ее поверхность приближается к нам, вызывая смещение линии спектра к фиолетовому концу. При сжатии звезды происходит обратное явление. С расширениями и сжатиями звезды связаны изменения ее блеска и температуры.

С помощью принципа Доплера А. А. Белопольский решал и другие задачи. В свое время на основании математических расчетов ученые предположили, что кольцо Сатурна не может быть сплошным, а должно состоять из множества мелких тел. Белопольский решил спектральными наблюдениями проверить выводы математиков. Измерив смещения линий в спект-

ре более близких и более далеких к планете частей кольца, он убедился, что кольцо вращается так, как может вращаться только тело, не имеющее сплошной массы: более близкие к планете части кольца вращаются быстрее, более далекие - медленнее. А это значит, что кольцо состоит из множества мелких тел.

Одновременно с Белопольским это открытие сделали американский астроном Килер (1857- 1903) и французский астроном Деландр (1853- 1948).

Таким образом, применяя принцип Доплера, Белопольский достиг замечательных научных успехов. Но принцип Доплера по отношению к световым колебаниям еще не был проверен опытами в лаборатории. Большинство ученых вообще считало такую проверку невозможной, так как смещение спектральных линий небесных тел вызывается их движением с огромными скоростями, которые невозможно воспроизвести в лаборатории. Казалось, нечего было и мечтать об опытной проверке. Но многие ученые сомневались в возможности по смещению линий в спектре делать выводы о приближении к нам или удалении от нас небесных тел. Поэтому проверка принципа Доплера была необходима.

А. А. Белопольский был не только теоретиком, но и искусным изобретателем и конструктором. Это и помогло ему провести опыты, окончательно подтвердившие принцип Доплера, а стало быть, и правильность полученных с его помощью астрономических выводов. Он построил прибор, в котором луч солнечного света после многократного отражения от нескольких зеркал, вращающихся навстречу одно другому, попадал в щель спектрографа, а оттуда на фотографическую пластинку. Отражение света от движущихся зеркал должно было дать тот же эффект - в смысле смещения линий спектра, как если бы перемещался сам источник света (в данном случае Солнце). Так именно и произошло, и принцип Доплера подтвердился опытом.

Многие труды А. А. Белопольского посвящены спектральным исследованиям новых звезд, вспыхивавших в конце XIX и в первой четверти XX в., определению времени вращения Юпитера и Венеры, изучению комет и другим вопросам.

В Пулкове Белопольский до последних дней продолжал начатые еще в Москве исследования вращения Солнца. С помощью спектрографа и руководствуясь принципом Доплера он определил приближение и удаление отдельных точек солнечной поверхности. Этим он подтвердил свои прежние выводы о замедлении вращения Солнца от экватора к полюсам (вблизи полюсов период вращения Солнца доходит до 34 суток, тогда как на экваторе он составляет всего 25 суток). Белопольский подметил также, что вращение Солнца вообще со временем несколько замедляется.

В 1900 г. А. А. Белопольского избрали академиком. С 1917 по 1919 г. он работал директором Пулковской обсерватории. Великую Октябрьскую революцию Белопольский встретил уже в преклонном возрасте. Но это не помешало ему с юношеской энергией принять участие в создании советской науки. Почти в 80-летнем возрасте он неутомимо работал в составе экспедиции, выбиравшей место для постройки большой астрофизической обсерватории на юге нашей страны. Умер Белопольский в 1934 г.

Всю свою жизнь А. А. Белопольский провел в напряженном труде. Он сам создавал инструменты, с которыми работал. Им опубликовано более 270 научных работ, у него училось несколько поколений астрофизиков.

Аристарх Аполлонович Белопольский принадлежал к числу передовых ученых-материалистов, которые считали, что в природе нет неразрешимых задач, и смело искали и находили новые пути для проникновения в далекие глубины Вселенной.

ЭДУАРД ЧАРЛЗ ПИКЕРИНГ

К концу XIX в., после того как на помощь астрономии пришли спектральный анализ и фотография, изучение мира звезд вступило в новую фазу. К этому времени уже стали известны точные положения многих тысяч звезд и изучались их собственные движения. Открылись также широкие возможности для изучения спектров звезд, выяснения их температур, а отсюда - и состояния вещества в них.

Изменения блеска звезд - у одних строго периодические, у других, наоборот, неправильные - свидетельствовали о том, что в звездах происходят какие-то сложные физические процессы. Для разгадки их надо было изучать переменные звезды и спектры звезд. Такую задачу поставил перед собой американский астроном Эдуард Чарлз Пикеринг (1846-1919). Пикеринг сначала был физиком. .Благодаря своим выдающимся способностям в 22 года он стал уже

профессором физики в технологическом институте в Бостоне. Затем он перешел работать на первую американскую обсерваторию, созданную при Гарвардском университете. В 1877 г. Пикеринг стал директором этой обсерватории и профессором астрономии в университете.

Когда начали изучать спектры звезд, то оказалось, что они чрезвычайно разнообразны,

хотя химический состав всех звезд примерно одинаковый. Различия в спектрах звезд характеризуют различия в их температуре, а отсюда и в состояниях вещества. Первую классификацию звезд по характеру их спектров предложил итальянский астроном А. Секки. По этой классификации звезды разделялись на белые - самые горячие, желтые - менее горячие (к ним относится и Солнце) и красные - холодные звезды. Классификация Секки не отличалась совершенством. Потом эту классификацию развил несколько подробнее немецкий астроном Г. Фогель. Но и классификация Фогеля была неполноценной, так как основывалась на изучении спектров еще немногих звезд.

Пикеринг со своими учениками и сотрудниками провел огромную работу по собиранию данных о спектрах значительно большего количества звезд. На основе этих данных была создана новая, гарвардская, классификация звездных спектров, в которой дана подробная «лестница» звезд от самых горячих до самых холодных. В этой классификации вся совокупность звезд разделяется по спектральным классам, каждый из которых охватывает звезды,

близкие между собой по температуре и по характеристике спектра. Эта гарвардская классификация звездных спектров прочно вошла в науку, и астрономы пользуются ею до настоящего времени.

Особое внимание Пикеринг уделил переменным звездам. Их изучение он справедливо считал основой для выводов о строении и развитии звездного мира. Пикеринг организовал на обсерватории систематические работы по отысканию новых, т. е. ранее неизвестных, переменных звезд. В этом деле на помощь ему пришла фотография. Тщательное изучение фотопластинок с одними и теми же участками неба, заснятыми в разное время, позволяет подметить изменение блеска той или иной звезды и установить, что это переменная звезда. Дальнейшие наблюдения данной звезды дают возможность выяснить период изменения ее блеска или неправильный характер этого изменения.

В ходе своих исследований Пикеринг открыл существование так называемых спектрально-двойных звезд. Это далекие от нас звездные пары (а иногда кратные системы). Составляющие их звезды расположены так близко друг от друга, что их двойственность невозможно рассмотреть даже в самые сильные телескопы.

В России систематическую работу по отысканию и изучению новых переменных звезд организовал на Московской обсерватории ее директор - крупный русский астрофизик В. К. Цераский (1849-1925). Поисками переменных звезд на фотографиях более четверти века занималась здесь жена В. К. Цераского - Л. П. Цераская, по специальности педагог-языковед. Исследовал же эти звезды крупный астроном С. Н. Блажко (1870-1956), позднее возглавлявший обсерваторию. В советскую эпоху исследования переменных звезд приобрели особенно широкий размах, и Московская обсерватория (ныне Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга) стала мировым центром в этой области науки.

Изучение переменных звезд, начатое Пике-рингом, имело большое значение для науки.

ГЕНРИХ НОРРИС РЕССЕЛ

Крупнейшие заслуги в изучении звезд принадлежат американскому астроному Генриху Норрису Ресселу (1877-1957). Его научная деятельность протекала в г. Принстоне, на се-

веро-востоке США. Здесь Рессел с 1906 г. был профессором астрономии и директором обсерватории Принстонского университета.

В результате долгих исследований Рессел установил связь между спектрами звезд и их светимостью. При этом определились большие различия в светимостях звезд. Оказалось, что белые и голубые, т. е. самые горячие, звезды отличаются и огромной светимостью. Звезды же желтые и красные резко разделяются на две группы: звезды с большой светимостью, в сотни и тысячи раз большей, чем у Солнца, и звезды со сравнительно малой светимостью - такой, как у Солнца, или меньшей. Так было установлено, что по светимости звезды подразделяются на гигантов и карликов. Позднее выяснилось, что гиганты и карлики по светимости являются гигантами и карликами также по размерам и по массе, хотя различия в массах гигантов и карликов не столь велики, как различия в светимостях и размерах. Наше гигантское Солнце с его колоссальным излучением - всего только желтый карлик, рядовая звезда в нашей Галактике.

Так было установлено, что большинство звезд - это гиганты и карлики, причем карликов несравненно больше, чем гигантов. Стало также известно, что, кроме гигантов и карликов, во Вселенной имеются сверхгиганты (горячие - бело-голубые и холодные - красные), субгиганты и субкарлики (т. е. звезды, по светимости приближающиеся либо к гигантам, либо к карликам) и, наконец, белые карлики.

Рессел и датский астроном Э. Герцшпрунг (род. в 1873 г.) построили специальную диаграмму, на которой показана связь между

спектрами звезд и их светимостью. Эта диаграмма (ее называют диаграмма «спектр-светимость» или диаграмма Герцшпрунга - Рессела) играет огромную роль в изучении звездного мира. Она все время дополняется и исправляется в свете новых данных.

Рессел явился основоположником современных представлений о природе и путях развития звезд. Он считал, что звезды с разными спектрами находятся на разных стадиях развития. Хотя ему и не удалось построить правильную схему развития звезд, эта его идея была верной. Теперь установлено, что существующие ныне звезды имеют самый различный возраст и что самые горячие и яркие из них - белые и голубые - являются молодыми.

Рессел много работал и в других областях астрономии, особенно в области космогонии солнечной системы. Многие крупные американские астрономы были его учениками.

КАРЛ ШВАРЦШИЛЬД И АРТУР СТЭНЛИ ЭДДИНГТОН

В начале XX в. разные страны дали миру многих выдающихся астрономов-исследователей мира звезд. Но пределы данной статьи не позволяют рассказать о них, поэтому ограничимся сведениями о деятельности еще двух астрофизиков - немецкого ученого Карла Шварцшильда (1873-1916) и английского Артура Стэнли Эддингтона (1882-1944).

Карл Шварцшильд учился в Мюнхенском университете. Его учителем здесь был Г. Зеелигер (1849-1924) - крупный немецкий астроном, много занимавшийся изучением строения Млечного Пути. Влияние Зеелигера определило и направление научных интересов Шварцшильда. С 1901 по 1909 г. Шварцшильд состоял профессором и директором обсерватории Гёттингенского университета и с 1909 г. возглавлял Потсдамскую астрофизическую обсерваторию. Шварцшильд много сделал в области изучения блеска звезд, где применил фотографические методы исследования. Составленный им каталог точнейших определений блеска 3500 звезд явился ценнейшим приобретением для науки.

Особенно много Шварцшильд работал в области изучения движения звезд в нашей Галактике. Эти его исследования очень много дали

для познания строения Галактики и выяснения закономерностей движений звезд в ней. Шварцшильд одним из первых среди ученых по-настоящему занялся изучением строения звездных атмосфер и внутреннего строения звезд. Известно, что строение солнечной атмосферы сложное. Но Солнце - рядовая звезда.

Следовательно, атмосферы других звезд не менее сложны, а у звезд-гигантов, например, атмосферы и гораздо обширнее, чем у рядовых звезд. Шварцшильд впервые разработал теорию строения звездных атмосфер. Во второй половине XX в., когда данных о физической природе звезд было накоплено гораздо больше, чем имелось в распоряжении Шварцшильда, ученые развивают и углубляют представления о звездах и их атмосферах.

Жизнь и деятельность Шварцшильда оборвалась рано. В 1914 г. его призвали в армию, и он погиб на фронте.

В настоящее время в США работает видный исследователь строения и развития звезд Мартин Шварцшильд. Это сын К. Шварцшильда.

Артур Стэнли Эддингтон учился в Кембриджском университете (Англия). С 1906 по 1913 г. он был ассистентом старейшей в Англии Гринвичской обсерватории, а с 1913 г. - профессором и директором обсерватории Кембриджского университета.

Эддингтон также много занимался изучением движений звезд. Но главная его заслуга в том, что он впервые разработал теорию внутреннего строения звезд. Поскольку физические знания тогда были далеки от их современного уровня, предположения и расчеты Эддингтона могли быть только приближением к современным представлениям о строении звезд и о происходящих в них физических процессах.

Шварцшильд и Эддингтон заложили основу наших знаний о строении звезд. Теперь мы знаем об этом гораздо больше.

ЭДВИН ХАББЛ

XVIII в. Кантом, Ламбертом и некоторыми другими учеными предположения, что наша Галактика - одна из бесчисленных звездных систем в бесконечной Вселенной, были в свое время только смелыми догадками. Подтвердить их правильность наука не могла, так как не располагала еще никакими сведениями о форме и размерах самой Галактики. Передовые ученые конца XVIII и первой половины XIX в. разделяли эти предположения, хотя также не могли подкрепить их никакими доказательствами.

Изучение Галактики далеко продвинулось вперед благодаря трудам В. Гершеля и В. Я. Струве. В середине XIX в. ирландский астроном В. Парсонс при помощи своего гигантского телескопа обнаружил, что многие из туманностей, которые не разделяются на отдельные звезды, имеют спиральную форму. После открытия спектрального анализа и применения его к изучению небесных тел оказалось, что у многих туманностей, в особенности у спиральных, спектр не отличается от обычного спектра звезд. Этим как будто подтверждалось, что такие туманности могут быть далекими звездными системами. Но во второй половине

XIX в. большинство ученых не разделяло мнения о существовании множества звездных систем. Эти ученые полагали, что во Вселенной существует одна звездная система - это наша Галактика, а сама Вселенная имеет конечные размеры.

В начале XX в. новые открытия пробудили у ученых больший, чем раньше, интерес к природе спиральных и других «неразложимых» туманностей. В некоторых из них (в частности, в туманности в созвездии Андромеды) были замечены вспыхнувшие новые звезды. Когда удалось при помощи спектрального анализа из-

мерить скорости движения некоторых туманностей, они оказались огромными - тысячи километров в секунду. В то же время все попытки измерить непосредственно перемещение туманностей на фоне неба оказались безуспешными. А это означало, что туманности находятся на расстояниях, во много раз превосходящих расстояния до самых далеких звезд Млечного Пути.

Сколько-нибудь точному определению эти расстояния долго не поддавались. В 1920 г. шведский астроном Лундмарк показал, что расстояние до туманности в Андромеде составляет не менее 650 тыс. световых лет. В том же году американский астроном Кёртис привел важные доводы в пользу того, что спиральные туманности представляют собой звездные системы, удаленные от нас на сотни тысяч, миллионы и десятки миллионов световых лет. Однако многие астрономы возражали против выводов Лундмарка и Кёртиса. Они все еще считали, что спиральные туманности принадлежат к нашей звездной системе, а сами звездными системами не являются.

В 1924 г. весь мир облетела весть, что американский астроном Эдвин Хаббл при помощи только что вошедшего в строй гигантского телескопа обсерватории Маунт-Вильсон (в Калифорнии) с зеркалом 250 см в диаметре окончательно доказал, что туманность в Андромеде и некоторые другие туманности имеют звездное строение и находятся далеко за пределами Млечного Пути.

Таким образом, впервые было доказано, что наша Галактика - не единственная звездная система во Вселенной. В истории астрономии началась новая эпоха. - эпоха открытия и изучения других звездных систем и исследования безграничных просторов Вселенной. Начало этой эпохи и многие ее последующие достижения связаны с именем Эдвина Хаббла.

Хаббл родился в 1889 г. в штате Миссури (США). Он учился в Чикагском университете, а потом продолжал свое образование в Оксфордском университете в Англии. В 1914 г. Хаббл вернулся в Чикаго и стал ассистентом Йеркской обсерватории (близ Чикаго), где имеется крупнейший в мире рефрактор с объективом в 102 см. Однако успешно начатая Хабблом научная работа прервалась. Шла первая мировая война, и его призвали в действующую армию. По возвращении из армии Хаббл стал астрономом обсерватории Маунт-Вильсон - одной из крупнейших астрофизических обсерваторий мира.

Уже первые свои труды Хаббл посвятил фотографическому изучению слабых туманностей. В этих трудах он утверждал, что спиральные туманности состоят из звезд. Хаббл назвал их внегалактическими туманностями, т. е. находящимися за пределами нашей Галактики.

Сделанное в 1924 г. Хабблом открытие принесло ему мировую известность. Суть открытия заключалась в том, что на полученных Хабблом при помощи 250-сантиметрового рефрактора фотографиях крайние (менее яркие) области трех туманностей - в Андромеде, в Треугольнике и еще одной, обозначенной в каталоге номером 6822,- отчетливо разлагались на звезды. Исследование фотографий показало, что среди этих звезд много переменных - цефеид. Это обстоятельство имело огромное значение.

Еще в конце XIX в. выдающийся американский астроном Э. Пикеринг начал на обсерватории Гарвардского университета обширные исследования переменных звезд. В 1908 г. сотрудница Пикеринга - Ливитт (1868 - 1921) открыла замечательную особенность переменных звезд - цефеид; чем больше период изменения блеска у них, тем больше их светимость, т. е. их истинная сила света. Это значит, что если из наблюдения той или иной цефеиды установлена величина периода изменения ее блеска, то по определенной формуле вычисляется и ее сила света по сравнению с Солнцем. А после этого уже легко рассчитать, на каком расстоянии от нас должна находиться эта цефеида, если она при установленной светимости представляется с Земли звездой данной видимой звездной величины. Так как цефеиды - звезды огромной светимости (все они

гиганты или сверхгиганты), то их в первую очередь и обнаружили астрономы во внегалактических туманностях, звездное строение которых было открыто Хабблом.

Таким образом, Хаббл определил расстояние до исследованных им внегалактических туманностей. Расстояние до туманности в созвездии Андромеды оказалось, по его вычислениям, огромным - около миллиона световых лет. В настоящее время это расстояние в свете новых данных принимается в полтора миллиона световых лет.

Примерно таким же оказалось и расстояние до туманности в созвездии Треугольника. Таким образом, расстояния от нас до близких туманностей в десятки раз больше размеров нашей звездной системы.

Но это было только началом. В последующие годы Хаббл исследовал очень много внегалактических туманностей. Они теперь называются галактиками (в отличие от них наша Галактика пишется с прописной буквы). Оказалось, что далеко не все эти галактики имеют спиральную форму. Многие из них эллиптической, а некоторые неправильной формы. Таковы, между прочим, Магеллановы Облака (Большое и Малое) - огромные скопления звезд, видимые невооруженным глазом в южном полушарии неба.

Хаббл составил подробную классификацию галактик по их форме и по другим особенностям.

В течение последующих лет, благодаря трудам Хаббла и других астрономов, быстро расширились границы изученной части Вселенной. При помощи фотографии (на пластинках) астрономы открыли миллионы галактик, находящихся от нас на все более и более далеких расстояниях, и обнаружили скопления и целые «облака» галактик.

В 1941 г. работы Хаббла вновь прервались: ученого привлекли к военно-техническим делам. После второй мировой войны Хаббл возобновил свои исследования на обсерватории Маунт-Вильсон и одновременно принял деятельное участие в проектировании новой обсерватории на горе Паломар. Здесь в послевоенные годы установлен величайший в мире рефлектор (с зеркалом диаметром 508 см).

Хаббл скончался в 1953 г. Он был одним из самых выдающихся и талантливых астрономов нашей эпохи и пионером изучения далеких звездных систем, похожих на нашу.

Наше время - эпоха непрерывного и необычайно быстрого расширения знаний о Вселенной и проникновения во все более далекие

ее глубины с помощью не только спектрального анализа и фотографии, но и нового мощного средства - радиоисследований.

ГРИГОРИЙ АБРАМОВИЧ ШАЙН

Жизнь Григория Абрамовича Шайна (1892-1956) - выдающегося советского ученого, одного из крупнейших астрофизиков - ярчайший пример неустанного творческого научного труда, увенчанного важными и плодотворными достижениями.

Г. А. Шайн родился и вырос в Одессе. Он был сыном бедного ремесленника. С ранних лет интересуясь различными областями науки и искусства, Шайн с большим трудом прокладывал себе путь к образованию. Материальная необеспеченность семьи лишила будущего ученого возможности учиться в гимназии, и он учился самостоятельно. В возрасте 19 лет Шайн сдал экстерном экзамен за полный курс гимназии. Но еще до этого он начал успешно заниматься своей любимой астрономией. Стремясь глубже овладеть этой наукой, он с исключительной настойчивостью изучал математику и физику. Уже тогда Шайн с особенным увлечением вел наблюдения за небесными светилами с крыши дома при помощи простейших астрономических приборов. Шайн познакомился с астрономами Одесской университетской обсерватории, и они допустили его к работе на ней. Ко времени сдачи экзаменов за среднюю школу он имел уже печатную работу - исследование орбиты одного из метеорных потоков.

С 1912 г. Г. А. Шайн учился в Юрьевском университете. Потом работал ассистентом профессоров астрономии в Пермском и Томском университетах. В 1921 г. Г. А. Шайн стал астрономом Пулковской обсерватории, а с 1923 г. работал в ее Симеизском отделении, в Крыму.

В эти годы определилось основное направление последующих трудов Г. А. Шайна. Он поставил своей целью исследование физической природы звезд, туманностей и строения звездных систем. Шайн в совершенстве овладел методами спектрального анализа и фотографирования небесных тел. Учителем его был А. А. Белопольский.

В 1924 г. на Симеизской обсерватории установили рефлектор с зеркалом в 102 см, долгое

время остававшийся одним из крупнейших в Европе. Г. А. Шайн руководил установкой его и использовал этот мощный инструмент для спектральных исследований звезд. Вместе с другим симеизским астрономом - В. А. Альбицким (1891 -1952) - он определил лучевые скорости многих звезд.

В свое время еще Галилей, наблюдая в телескоп перемещение пятен на диске Солнца, сделал правильный вывод, что Солнце вращается вокруг своей оси. чем и объясняется

перемещение пятен на нем. Но Солнце - одна из бесчисленных звезд. Следовательно, и звезды должны вращаться. Но даже и в крупнейшие современные телескопы звезды представляются светящимися точками. Поэтому нечего было и думать о возможности увидеть на звездах какие-либо детали, подобные солнечным пятнам, по перемещениям которых можно было бы установить вращение звезд. Оно могло быть установлено только путем тончайших спектральных исследований, основанных на применении принципа Доплера (см. стр. 202). Такие исследования и выполнил Г. А. Шайн одновременно и в контакте с работавшим в США правнуком В. Я. Струве известным астрономом О. Л. Струве (1897-1963). Они не только установили, что звезды вращаются, но и измерили скорость этого вращения. При этом оказалось, что самые горячие звезды на их экваторах вращаются со скоростью, исчисляемой сотнями километров в секунду, тогда как скорость вращения Солнца на его экваторе составляет только 2 км/сек.

Открытие вращения звезд и исследование их лучевых скоростей наряду с другими трудами, выполненными Шайном в те же годы, создали ему широкую известность среди астрономов всех стран. В 1939 г. Г. А. Шайна избрали академиком, а затем членом старейшего в мире Лондонского астрономического общества.

Работу Г. А. Шайна в Симеизе прервала Великая Отечественная война. Заняв Крым, немецко-фашистские захватчики разрушили Симеизскую обсерваторию. Ее 102-сантиметровый рефлектор не удалось эвакуировать, и он попал в руки врагов, которые вывезли его в Германию и привели в полную негодность.

В грозные годы войны, несмотря на все трудности, Г. А. Шайн продолжал свои исследования в Абастумани, на обсерватории Академии наук Грузинской ССР. После освобождения Крыма он вместе с другими астрономами вернулся в Симеиз. В послевоенные годы Симеизскую обсерваторию не только восстановили, но и построили вблизи нее, в селе Партизанском, новую мощную обсерваторию. Обе они составили одно научное учреждение - Крымскую астрофизическую обсерваторию Академии наук СССР, одну из крупнейших в мире. Академика Г. А. Шайна назначили директором новой обсерватории. Ему выпала труднейшая задача: он должен был руководить строительством обсерватории и оборудовать ее первоклассными инструментами и приборами.

Как только вновь были установлены на обсерватории первые инструменты, Шайн развернул исследовательскую работу на ней.

В первой половине XX в. изучение звезд раскрыло многообразие звездного мира. Астрономы установили, что звезды по размерам и силе света делятся на гиганты и карлики, уточнили различия звезд по особенностям их спектров, собрали много данных о массах и температурах звезд, движениях и распределении их в пространстве. Все это привело ученых к неоспоримому выводу, что существующие ныне звезды имеют различный возраст и возникли неодновременно. Возникновение звезд продолжается и теперь.

Но из чего возникают звезды? Очевидно, из таких форм вещества, которые имеются в нашей и других звездных системах. Ими могут быть газовые и газово-пылевые туманности. В нашей Галактике (как и в других) они обнаружены в большом количестве. Их плотность ничтожна, но размеры по сравнению с размерами звезд огромны, а общая

масса сравнима с массой всех звезд Галактики. Следовательно, для решения вопроса о происхождении звезд и самих туманностей необходимо было тщательно изучить газовые туманности. Огромный вклад в это дело внес Г. А. Шайн.

Академик Шайн не ограничился исследованием уже известных газовых туманностей. Он обнаружил в нашей и других галактиках множество новых газовых туманностей, состоящих из разреженного водорода. Они не видны глазом в телескоп и улавливаются только путем фотографирования их особыми способами. Шайн со своими сотрудниками открыл свыше 300 таких туманностей. Выяснилось, что некоторые туманности - не бесформенные массы газа, а имеют ярко выраженное волокнистое строение и в них происходят разнообразные физические (в частности, магнитные) явления. Оказалось, что многие туманности имеют огромные массы - в тысячи раз большие, чем масса Солнца. Многие свои исследования, посвященные туманностям, Григорий Абрамович выполнил вместе со своей сотрудницей - талантливым астрономом Верой Федоровной Газе (1899-1954).

Большое значение имеют и другие исследования Шайна. В особенности важны его труды по изучению звезд с обильным содержанием углерода. Шайн много и успешно занимался также изучением спектрально-двойных звезд и другими вопросами.

В 1952 г. Григорий Абрамович Шайн по состоянию здоровья вынужден был отказаться от поста директора обсерватории, но научную работу он продолжал вести до последних дней своей жизни.

УЧЕНЫЙ-РЕВОЛЮЦИОНЕР ПАВЕЛ КАРЛОВИЧ ШТЕРНБЕРГ

Далеко не все знают, что Павел Карлович Штернберг, имя которого носит Государственный астрономический институт Московского государственного университета, был не только видным астрономом, но и замечательным революционером, активным участником Великой Октябрьской социалистической революции.

Штернберг родился в 1865 г. в г. Орле. Настойчивость и упорство в работе, стремление каждое начатое дело доводить до конца были свойственны ему с юных лет. Он рано заинтересовался астрономией. Еще гимназистом

он сам изготовил штатив для подаренной ему астрономической трубы, установил ее на крыше дома, в котором жил, и регулярно наблюдал небо.

Окончив гимназию, Штернберг в 1883 г. поступил в Московский университет. Здесь на физико-математическом факультете он стал учеником Ф. А. Бредихина. В 1887 г., по окончании университета, Штернберга пригласили работать на Московской обсерватории. В первые годы он был рядовым сотрудником и помогал Бредихину в исследованиях комет, а с 1890 г. стал астрономом-наблюдателем и одновременно начал преподавать в университете.

Молодой ученый принимал активное участие в перестройке обсерватории и расширении ее научной работы.

Для своих научных трудов П. К. Штернберг всегда выбирал темы, требовавшие особенно тщательных наблюдений и измерений. Его труды по точности выполнения всегда служили образцом для астрономов.

В 90-х годах XIX в. и в начале XX в. Штернберг занимался точным определением широты Московской обсерватории в связи с движением полюсов. Земные полюсы - не неподвижные точки; они перемещаются по земной поверхности, и, как ни ничтожны эти перемещения, измеряемые немногими метрами, они все же вызывают изменение широт различных мест на Земле.

Тщательные исследования привели Штернберга к выводу, что движение полюсов очень сложно и для полного уяснения его нужны наблюдения в обоих полушариях Земли. Он указывал и на возможную связь между движением полюсов и такими явлениями в истории Земли, как ледниковые эпохи и неоднократно происходившие наступления моря на сушу.

Много внимания П. К. Штернберг уделял также работам по определению силы тяжести в разных местах Европейской России. Эти работы имеют большое практическое значение: они помогают обнаруживать залежи полезных ископаемых. В советскую эпоху такие исследования развернулись на территории нашей страны в огромных масштабах. Но на рубеже XIX- XX вв. Штернберг был смелым новатором в этом деле.

Немало времени Штернберг уделял преподавательской работе, и не только в университете, но и в средней школе. Он умел живо и увлекательно передавать учащимся знания по математике и физике. Когда в 1900 г. передовые московские профессора, несмотря на

препятствия со стороны властей, добились восстановления в Москве Высших женских курсов с университетской программой, П. К. Штернберг стал профессором астрономии на этих курсах.

Штернберг жил и работал в то время, когда рабочий класс России готовился к великой борьбе с самодержавием и капитализмом. Изучение трудов Маркса и Ленина и наблюдение в фабричном районе за жизнью и борьбой рабочих определили политические взгляды ученого. Он решил идти с партией Ленина, бороться за свержение капитализма и установление социалистического строя.

Штернбергу не пришлось быть в Москве в дни Декабрьского вооруженного восстания 1905 г. Он находился в заграничной командировке и вернулся только в начале 1906 г., после подавления восстания. По возвращении он включился в работу большевистской организации. Это было время, когда от революции отходили соглашатели и колеблющиеся, а партия сплачивала свои ряды, чтобы организованно отступить после поражения и собрать силы для подготовки победоносной революции. Штернберг, оставаясь астрономом обсерватории, выполнял ответственные поручения партии. Ему, например, поручили сохранить оставшееся после Декабрьского восстания оружие, и часть его долго хранилась на обсерватории.

Свою революционную работу Штернберг проводил в условиях строжайшей конспирации; даже его ближайшие товарищи по обсерватории не подозревали, что он революционер-большевик.

Для подготовки вооруженного восстания необходим был подробный план Москвы со всеми ее извилистыми улицами и переулками, проездами и проходными дворами. Такого плана Москвы не имели и царские власти. Благодаря энергии и изобретательности Штернберга московская организация большевиков создала такой план на глазах у властей и даже с их помощью. В научных кругах Москвы хорошо знали, что Штернберг много занимался исследованиями напряжения силы тяжести. Поэтому никого не удивило, когда он поставил в университете вопрос о необходимости получить от московских властей разрешение проводить такие исследования со студентами на территории самой Москвы. Штернберг ссылался на то, что наблюдения на обсерватории и педагогическая работа не дают ему возможности организовать экспедицию за пределы Москвы.

Университет выхлопотал Штернбергу такое разрешение, и вскоре на улицах Москвы появились студенты с непривычными для глаз обывателей приборами. Все, кто хотел узнать, что это за приборы и что с их помощью делают, получали разъяснение, что измеряется напряжение силы тяжести с целью узнать, нет ли под Москвой залежей железа или других металлов.

Полиция получила указание не мешать работам.

В действительности же производилась съемка детального плана Москвы, а выполняли это отчаянно смелое дело не столько студенты, сколько переодетые рабочие, которых Штернберг заранее научил обращаться с геодезическими приборами. Заснятые планы районов города тщательно хранились и потом были использованы во время октябрьских боев 1917 г.

Выполняя разные партийные поручения, П. К. Штернберг не ослаблял и научной деятельности. После перестройки Московской обсерватории он работал с самым крупным ее инструментом - 15-дюймовым астрографом. Штернберг использовал его для применения фотографии к точным измерениям в астрономии, так как поставил перед собой задачу - подметить движение в пространстве одной из далеких туманностей.

Как ни огромны небесные тела, для обнаружения их движения нужны точнейшие измерения на фотографиях, тщательно заснятых в разное время. Штернберг и здесь оказался

мастером несравненной точности. За эту работу он получил ученую степень доктора и звание профессора, а когда в 1916 г. директор обсерватории В. К. Цераский по болезни оставил работу, Штернберг заменил его.

В стране назревали события всемирно-исторического значения. 12 марта 1917 г. было свергнуто царское правительство. В первые месяцы после Февральской революции П. К. Штернберг участвовал в легальной работе московской большевистской организации. Он много работал по организации Красной гвардии, сыгравшей важную роль в октябрьских боях 1917 г.

Но летальная работа партии продолжалась недолго. В июле 1917 г. Временное правительство стало преследовать партию большевиков.

После ареста многих деятелей партии, разгрома партийных организаций и газет большевики вынуждены были уйти в подполье. Состоявшийся вскоре VI съезд партии взял курс на подготовку вооруженного восстания для свержения власти капиталистов и помещиков.

Вместе с другими членами партии П. К. Штернберг готовился к решающим революционным боям. Но и в самое напряженное время он не оставлял научной работы.

В боях за победу пролетарской революции в Москве Штернберг принимал самое активное участие. Выделенный Московским комитетом партии большевиков боевой партийный центр назначил его своим уполномоченным в Замоскворецкий район Москвы. Отсюда должен был начаться обстрел Кремля, в котором находился штаб контрреволюции.

П. К. Штернберг проявил качества подлинного большевистского руководителя. Имея перед собой хорошо вооруженного и опытного в военном отношении противника, он понимал, что успех дела могут обеспечить только смелые наступательные действия. По его инициативе и под его руководством осуществлялся артиллерийский обстрел Кремля. Это обеспечило победоносный штурм и окончательный разгром засевших в Кремле белогвардейских войск.

После победы Октябрьской революции П. К. Штернберг некоторое время был комиссаром Московской губернии, а. затем по поручению правительства работал над перестройкой системы высшего образования. Предстояла задача сделать доступными для рабочих и крестьян университеты и другие высшие учебные заведения, где до революции получали образование представители имущих классов. Это было трудное дело. Оно еще осложнялось тем, что реакционная часть профессуры и буржуазное студенчество всячески противодействовали этой перестройке.

При ближайшем участии П. К. Штернберга было разработано новое положение о высшей школе, широко открывшее ее двери людям из народа. В этой работе его горячо поддерживал проф. К. А. Тимирязев.

Наступали трудные дни для молодой Советской республики: все силы контрреволюции, поддерживаемые иностранными империалистами, объединились в борьбе против власти Советов. Партия направила Штернберга на Восточный фронт против Колчака. Как член Реввоенсовета одной из армий Восточного фронта, а потом Реввоенсовета всего фронта, Павел Карлович участвовал в организации первых побед над армией Колчака, а затем и в окончательном ее разгроме. Даже тяжело больной, он оставался на фронте, пока его не заставили уехать в Москву для лечения. Вылечить Штернберга от тяжелого легочного заболевания не удалось. 1 февраля 1920 г. он скончался.

К. А. Тимирязев справедливо назвал Штернберга ученым-героем. Советские астрономы и весь советский народ чтут память крупного ученого, большевика Павла Карловича Штернберга.

ЛЮБИТЕЛЯМ АСТРОНОМИИ

Из прочитанных статей вы узнали о далеком от нас мире небесных тел. Узнали о строении Вселенной, о звездах и звездных системах, о планетах, кометах, метеорах и других небесных телах и явлениях. Получили также представление о том, как складывалась наука астрономия, каких успехов она достигла, какое значение имеет познание Вселенной для прогресса человечества.

Вероятно, некоторые из вас заинтересовались астрономией и будут с увлечением читать рекомендуемые книги. А некоторые, может быть, не ограничатся одним чтением книг и пожелают практически чем-либо быть полезными для астрономии. Наука о Вселенной развивалась трудами не только астрономов-профессионалов. В разные времена и в разных странах любители астрономии - люди самых различных профессий - отдавали этой науке свое свободное время и вносили в нее серьезный вклад.

Читая о замечательных достижениях астрономии в нашу эпоху, о гигантских телескопах и других совершенных и сложных инструментах, при помощи которых осуществляются эти достижения, вы можете подумать, что в наше время любители уже не могут играть активную роль в науке и делать ценные открытия. В самом деле, разве доступно рядовому любителю иметь мощный телескоп и сложнейшие приборы современной астрофизики? Ведь их сооружение требует огромных затрат и применения таких знаний и опыта, которыми обладают только люди, всецело посвятившие себя астрономии и овладевшие всеми методами и средствами исследования.

И тем не менее, в наше время перед любителями астрономии, и особенно юными, открываются очень широкие возможности не только приобретать астрономические знания, но и приносить большую пользу науке.

Во многих областях астрономии, таких, как наблюдения метеоров, исследование переменных звезд, изучение Луны, больших планет, да и в других областях, можно получать ценные результаты с самыми скромными средствами. В умелых руках и при живом интересе к делу обычный бинокль, небольшой телескоп, простая фотографическая аппаратура дают возможность проводить наблюдения, а в иных случаях и делать открытия, нужные и ценные для науки.

Для занятий юных любителей у нас созданы самые благоприятные условия. Обсерватории и астрономические кружки при дворцах пионеров и планетариях, юношеские секции при отделениях Всесоюзного астрономо-геодезического общества всемерно помогают юным любителям. Они объединяют их усилия и направляют на решение наиболее увлекательных и важных в научном отношении задач.

В нашей стране осуществляется грандиозная программа построения коммунистического общества, начертанная XXII съездом Коммунистической партии Советского Союза. Партия провозгласила, что нынешнее поколение советских людей будет жить при коммунизме. А человек коммунистического общества должен быть с широкими интересами, глубоко и разносторонне образованным. Программа строительства коммунизма предусматривает дальнейшее сокращение рабочего дня. Тем самым неизмеримо будут улучшаться имеющиеся уже и сейчас условия к тому, чтобы каждый гражданин, независимо от своей профессии (будь он рабочий или инженер, работник сельского хозяйства, врач, педагог и т. д.), являясь полноценным специалистом в своем основном деле, имел бы достаточно времени для занятий в любой

области науки, искусства, практической деятельности, которая помимо специальности, его глубоко заинтересует. Для одних такой областью есть и будет музыка или театр, для других - изобразительное искусство, для третьих - спорт, для четвертых - техника. А некоторые (может быть, их будет и не так мало) пожелают быть любителями астрономии и в этом найдут большое удовлетворение и источник творческой радости.

Можно не сомневаться и в том, что иные из вас, юные читатели, станут астрономами-специалистами, будут работать на больших обсерваториях, примут участие в будущих научных экспедициях на Луну и на близкие планеты. Но это дело каждого - в надлежащее время сознательно и продуманно выбрать себе специальность. Быть же активными любителями астрономии могут все те из вас, кто интересуется этой наукой и хочет быть для нее полезным.

Вашему вниманию предлагаются две статьи, из которых вы почерпнете самые начальные знания о том, как сделать любительский телескоп, как оборудовать астрономическую площадку, как и что систематически наблюдать на небе.

ТЕЛЕСКОП АСТРОНОМА-ЛЮБИТЕЛЯ

Каждому, вероятно, известно, что важнейший прибор, главное орудие астронома - это телескоп. Но в чем состоит основное преимущество телескопа перед невооруженным глазом, ясно далеко не всем.

Принято думать, что главное свойство телескопа - увеличивать изображения небесных светил. Подходя к телескопу, школьники обычно спрашивают: «А во сколько раз он увеличивает?» На самом деле мощность телескопа определяется не увеличением, а диаметром его объектива. Ведь чем больше диаметр объектива, тем больше его площадь, а значит, и количество света, которое он собирает. Даже небольшой школьный телескоп с диаметром объектива 80 мм собирает света в 250 раз больше, чем глаз. Это объясняется тем, что диаметр зрачка глаза - 5 мм, т. е. в 16 раз меньше диаметра школьного телескопа, а 16² = 256. Поэтому в школьный телескоп мы увидим звезды в 250 раз более слабые, чем невооруженным глазом. Нужно помнить, что звезды даже в самый сильный телескоп кажутся светящимися точками, поэтому к их наблюдениям термин «увеличение» неприменим.

Иное дело - Солнце, Луна, планеты, кометы, туманности и другие так называемые протяженные небесные тела. Благодаря сочетанию в оптической системе телескопа объектива и окуляра можно получить увеличенные изображения этих светил. Посмотрим, как они получаются.

Объектив телескопа - это система линз, задача которой - построить действительное изображение светила. Это изображение, получаемое в главном фокусе объектива, можно принять на экран, сфотографировать, поставив здесь фотопластинку, или же рассматривать в специальную сложную лупу - окуляр. Расстояние от объектива или окуляра до главного фокуса называется его фокусным расстоянием. Окуляр имеет свое фокусное расстояние, обычно во много раз меньшее, чем у объектива. Увеличение телескопа равно отношению фокусных расстояний объектива и окуляра.

Можно подумать, что следует добиваться как можно больших увеличений телескопа. Тогда мы сможем рассмотреть мельчайшие подробности на Луне, Марсе и других планетах. На самом деле это далеко не так. Возможность рассматривать те или иные мелкие подробности (разрешающая сила телескопа) определяется опять-таки не увеличением, а диаметром объектива. Чтобы узнать, какие наименьшие детали можно различить в данный телескоп, надо разделить число 120 на диаметр объектива, выраженный в миллиметрах. Мы получим видимые размеры наименьших различимых деталей в секундах дуги. Напомним, что одна секунда дуги - ¹/₃₆₀₀ часть градуса. Это угол, под которым видна обычная спичка с расстояния 400 м. На расстоянии Луны одной секунде дуги соответствует линейный размер детали в 2 км, на расстоянии Марса (в период великого противостояния) - в 300 км. Такие детали можно различить в телескоп с объективом в 120 мм и более.

Конечно, применение больших увеличений позволяет лучше рассматривать мелкие детали поверхности Луны или планет. Но оно имеет и отрицательные стороны. При больших увеличениях изображение становится бледным, неясным, так как собранное объективом количество света распределяется на большую площадь изображения. Кроме того, при больших увеличениях во столько же раз возрастают колебания изображения, вызванные колебаниями атмосферы, а также искажения, связанные с несовершенством оптики телескопа

(аберрации). Поэтому не следует гнаться за большими увеличениями, а лучше выбрать такое увеличение, при котором светило в данный телескоп видно наиболее четко.

Телескопы бывают различных типов. Основные типы - это рефракторы, рефлекторы и менисковые телескопы.

Рефрактор - наиболее старый тип телескопа. Слово «рефрактор» означает «преломляющий». Объектив рефрактора состоит из линз, преломляющих падающие на них лучи. Устройство оптической системы рефрактора было описано выше.

В СССР для школ выпускаются два типа школьных телескопов-рефракторов. Большая модель (рис. 1) - телескоп с объективом диаметром 80 мм, фокусным расстоянием 800 мм и тремя окулярами, дающими увеличение в 28, 40 и 80 раз.

Рис. 1. Школьный телескоп-рефрактор с объективом 80 мм (большая модель) на экваториальной установке.

Телескоп смонтирован на так называемой экваториальной установке. Она позволяет, когда телескоп наведен на светило, следить за ним длительное время, поворачивая телескоп только вокруг одной оси. Эта ось, называемая полярной, должна быть направлена на Полярную звезду. Наклон полярной оси к горизонту должен быть равен широте места, которую можно определить по географической карте. Перпендикулярно полярной оси проходит ось склонений. Поворотом трубы телескопа вокруг обеих осей мы наводим его на светило, после чего закрепляем зажимными винтами, и дальше, следя за светилом в окуляр, медленно поворачиваем телескоп с помощью микрометрического ключа.

Малая модель школьного телескопа-рефрактора (рис. 2) имеет диаметр объектива 60 мм, фокусное расстояние 600 мм, снабжена окулярами, дающими увеличения в 30 и 60 раз. В отличие от большой модели малая модель школьного телескопа имеет азимутальную установку. В ней труба телескопа может поворачиваться вокруг двух осей: вертикальной и горизонтальной. Чтобы следить за светилом, телескоп приходится поворачивать одновременно вокруг обеих осей, а это представляет большое неудобство¹. Ведь суточный путь светила по небу обычно расположен под углом к горизонтальному направлению. К тому же этот угол в течение суток меняется.

Рис. 2. Школьный телескоп - рефрактор с объективом 60 мм (малая модель) на азимутальной установке.

К обоим телескопам прилагаются различные дополнительные приспособления: солнечный экран, зенит-призма, темные стекла и светофильтры и др.

Часто юный любитель астрономии не имеет возможности приобрести фабричный телескоп, но с удовольствием готов взяться за изготовление небольшого телескопа своими силами.

Как же сделать самодельный телескоп и что в него можно будет наблюдать?

Можно предложить два варианта самодельного телескопа: для начинающих любителей - рефрактор из очковых стекол, для более опытных - самодельный рефлектор.

Изготовление самодельного рефрактора - очень простое дело, доступное любому школьнику. Прежде всего нужно достать оптику: объектив и окуляр. В качестве объектива придется использовать простую двояковыпуклую линзу - очковое стекло «конвекс» в 1 диоптрию (фокусное расстояние его равно 1 м). Такие

линзы можно достать в оптических магазинах и в аптеках. Если не будет линзы в 1 диоптрию, можно взять в 0,75 или 1,25 диоптрии (их фокусные расстояния будут равны соответственно 133 и 80 см). Линза должна быть непременно круглая и иметь по возможности большой диаметр (до 50 мм).

В качестве окуляра можно взять сильную лупу (небольшого диаметра), окуляр от микроскопа (в том числе школьного, имеющегося в продаже в магазинах), от старого теодолита, нивелира или бинокля.

Чтобы определить, какое увеличение даст наш телескоп, нужно измерить фокусное расстояние окуляра (фокусное расстояние объектива равно 100 см, деленным на число диоптрий очковой линзы). Сделать это можно так. Наведем в ясный день окуляр на Солнце и расположим за ним лист белой бумаги. Будем приближать и удалять лист, пока не получим самого маленького и яркого изображения Солнца (чтобы бумага не загорелась, окуляр нужно прикрыть засвеченной пленкой или пластинкой). Расстояние между центром окуляра и изображением и будет равно его фокусному расстоянию. Поделив фокусное расстояние объектива на фокусное расстояние окуляра, получим увеличение телескопа. Для самодельного рефрактора оно может составлять 20-50 раз.

Трубу телескопа (рис. 3) можно сделать из бумаги или картона (бумажная труба даже лучше и ее проще изготовить). Для этого нужно подобрать несколько листов бумаги большого формата (не меньшего, чем длина будущей трубы) и изготовить деревянную круглую болванку такой же длины, диаметром на 2-3 мм большим, чем линза объектива. На эту болванку лист бумаги надо намотать несколько раз, пока не получится труба необходимой прочности и толщины. При наматывании бумаги необходимо промазывать слои ее клеем. Клей годится и обычный конторский, и казеиновый, и клейстер из картофельной или пшеничной муки грубого помола. Наружную поверхность трубы надо хорошо покрыть лаком, а внутреннюю - вычернить тушью, чтобы

Рис. 3. Схема самодельного телескопа-рефрактора из очковых стекол: 1 - главная труба, 2 - окулярная трубка, 3 - объектив, 4 - оправа объектива, 5 - окуляр, 6 - оправа окуляра, 7 - диафрагма.

¹ О том, как избежать этого неудобства в случае азимутальной установки, рассказано в книге П. Г. Куликовского «Справочник любителя астрономии» (Физматгиз, 1961, стр. 246).

избежать вредных отражений света от стенок трубы. Сделать это лучше всего до начала проклеивания трубы.

Для окуляра таким же образом делается выдвижная трубка меньшего диаметра (рис. 3). Для изготовления этой трубки подбирается внутренний диаметр ее в зависимости от внешнего диаметра оправы окуляра и делается вторая деревянная болванка такого же диаметра.

Длина главной трубы (1) должна быть сантиметров на десять меньше фокусного расстояния объектива, длина окулярной трубки - около 40 см. Окулярная трубка (2) должна плотно на трении вдвигаться и выдвигаться, чтобы можно было наводить телескоп на фокус («на ясное зрение»). Звезды в телескоп при установке на фокус должны казаться яркими точками, а не размытыми дисками.

Объективная линза (3) вставляется в передний конец трубы с помощью оправы (4), состоящей из двух картонных колец с разрезом и двух коротких бумажных трубок чуть меньшего диаметра, чем линза. С помощью этих трубок линза плотно зажимается между кольцами.

Разумеется, трубу можно сделать и из других подручных материалов: из листовой жести, дюраля и т. д.

Наблюдать, держа трубу в руках, очень неудобно. Поэтому надо изготовить для нашего телескопа простой, но удобный штатив. Проще всего сделать деревянный азимутальный штатив, на котором труба может поворачиваться вокруг двух осей: вертикальной и горизонтальной (рис. 4). Однако при такой конструкции штатива трубу нельзя будет наводить на области неба близ зенита.

Рис. 5. Усложненный азимутальный штатив с противовесом.

Рис. 4. Простой деревянный азимутальный штатив для самодельного телескопа.

Устранить это неудобство можно. Надо только слегка изменить конструкцию штатива, как показано на рис. 5. Трубу на другом конце горизонтальной оси нужно уравновесить грузом. Чтобы не поддерживать все время трубу рукой, надо сделать стопорный винт, а еще лучше - два: для вертикальной и горизонтальной оси.

Вполне по силам любителю и изготовление экваториального штатива по типу показанного на рис. 1. В этом случае полярная ось делается круглого сечения и закрепляется в двух втулках под углом к горизонтальной плоскости, равным широте места. Вторая ось (так называемая ось склонений) устанавливается перпендикулярно ей, как показано на рис. 5.

Самодельный рефрактор позволит любителю наблюдать горы на Луне, пятна на Солнце (обязательно прикрывать окуляр темным стеклом!), кольцо Сатурна, фазы Венеры, диск и полосы Юпитера, четыре его спутника, диск Марса, двойные звезды, некоторые звездные скопления (Плеяды, Ясли, хи( c) и аш( h) Персея). Но для сложных наблюдений этот инструмент, разумеется, будет недостаточен.

При известном запасе терпения и умении любитель астрономии может изготовить собственными силами хороший телескоп-рефлектор с диаметром главного зеркала в 100- 150 мм (а после приобретения необходимого опыта - и большего размера).

Рефлектор отражательный телескоп. В нем роль объектива играет вогнутое зеркало. Если придать отражающей поверхности зеркала форму параболоида вращения, лучи от светила, падающие на зеркало параллельным пучком, после отражения сойдутся в его главном фокусе, где и получится действительное изображение светила. Чтобы

его можно было наблюдать и фотографировать, не загораживая падающий пучок лучей, между зеркалом и фокусом, ближе к последнему, ставится под углом 45° плоское дополнительное зеркало, отражающее пучок лучей вбок. В такой системе, называемой системой Ньютона (рис. 6), окуляр находится сбоку трубы. Существуют и другие системы рефлекторов, но они более сложны и для любителя трудноосуществимы.

На первых порах можно ограничиться изготовлением сферического главного зеркала. Оно вполне заменит параболическое, и не понадобятся сложные шлифующие машины. Достаточно будет лишь небольшого, но прочного круглого столика или тумбочки, двух одинаковых стеклянных дисков диаметром 100- 150 мм и толщиной 10-18 мм, некоторого запаса шлифующих материалов (абразивов) и ряда несложных деревянных приспособлений.

Стеклянные диски можно сделать на заводах автомобильного стекла, иллюминаторного корабельного стекла, в мастерских, изготовляющих зеркала. Но можно взять толстое зеркальное стекло и попросить в мастерской выточить из него диски нужного диаметра¹.

В качестве абразива лучше всего подходит карборунд (карбид кремния), несколько хуже - корунд и наждак. Абразив состоит из множества зерен. Понадобятся абразивы с зернами различной величины, они обычно обозначаются номерами - от № 40 (самый крупнозернистый) до № 200 (самый мелкозернистый). Нужно следить за однородностью абразива и не допускать засорения мелкозернистых сортов более крупными зернами или смешивания разных сортов абразива.

В ходе работы придется приготовить еще более мелкие сорта абразивов; они называются минутниками. Для приготовления их берется стеклянная банка высотой 30 см, наливается в нее вода и высыпается смесь отработанных абразивов. Через 5 минут вода осторожно сливается в другую посуду, а осевшие зерна собираются - это будет пятиминутник. Таким же способом (он называется отмучиванием) выделяются 10-, 20-, 40-, 60-, 120- и 240-минутники. Последняя фракция (часть) абразива - самая мелкая: ее зерна имеют диаметр около 0,001 мм.

При шлифовке один из дисков прочно закрепляется на столе, тумбе или бочке с помощью небольшой деревянной доски и трех гвоздей с насаженными на них пробками ( рис. 7). Ко второму диску с помощью смолы приклеивается деревянная рукоятка, за которую работающий будет двигать верхний диск по нижнему.

Шлифовка начинается самым крупным сортом абразива (№ 40). Порошок абразива замешивается в воде, пока не образуется довольно густая кашица, которая тонким слоем наносится на нижний диск и прикрывается верхним диском.

Процесс шлифовки такой. Достаточно осторожно, без нажима, сдвигаем верхний диск к себе и от себя так, чтобы центры дисков смещались на¹ /₃ - ¹/₂ их радиуса. Проделав такое движение (штрих), повернемся немного относительно стола, не выпуская из рук рукоятку верхнего диска, и сделаем новый штрих. Потом еще раз подвинемся вокруг стола, но на этот раз отпустим рукоятку и сделаем третий штрих. Так, чередуя движения вокруг стола с рукояткой и без нее, мы добьемся того, что оба диска будут поворачиваться

¹ Если в качестве материала для дисков взято бывшее зеркало, с его задней поверхности необходимо удалить лак и серебряный слой.

друг относительно друга, а работающий двигаться вокруг стола и обоих дисков, делая штрихи по различным радиальным направлениям.

В результате такого процесса, как показывают теория и опыт, верхний диск (будущее зеркало) получит точно сферическое углубление, а нижний диск (шлифовальник) - такую же выпуклость.

По мере приближения углубления к величине, заданной расчетом, нужно переходить ко все более и более мелким сортам абразива, от грубой шлифовки к тонкой. После окончания шлифовки производится полировка зеркала.

Полирующим материалом служит обычно крокус (хуже - мумия), а полировальником - шлифовальник. На шлифовальник при этом наносится слой смолы, который делится потом на квадратные ячейки - фасетки.

Мы не можем здесь подробно описывать весь процесс шлифовки и полировки зеркала, а также его серебрения и испытания, изготовления диагонального плоского зеркальца, трубы и штатива.

Наша задача заключалась лишь в том, чтобы познакомить юных любителей астрономии с этим процессом, показать, что в нем нет ничего сложного или недоступного школьнику.

Всем, кто пожелает изготовить себе самодельный телескоп-рефлектор, нужно достать книгу М. С. Навашина «Телескоп астронома-любителя» (Физматгиз, 1962), где весь процесс постройки телескопа описывается очень подробно, или же «Инструкцию к изготовлению самодельного рефлектора», составленную тоже М. С. Навашиным (Изд-во АН СССР, 1962).

Третий тип телескопа - менисковый. Он изобретен в 1941 г. советским ученым, членом-корреспондентом Академии наук СССР Д. Д. Максутовым. В этом телескопе, как и в рефлекторе, свет собирает вогнутое зеркало, но не параболическое, а сферическое. Главная особенность телескопа Максутова состоит в том, что на пути падающих лучей ставится мениск - вогнуто-выпуклая линза; она предназначена исправлять искажения, создаваемые главным зеркалом.

Менисковый телескоп имеет ряд преимуществ перед другими типами телескопов. Помимо хорошего качества изображений и большой светосилы, в менисковом телескопе пучок лучей как бы складывается втрое (рис. 8). От этого труба получается очень короткой, а сам телескоп - портативным.

Для школ выпускается так называемый школьный менисковый телескоп с диаметром зеркала 70 мм (рис. 9). Длина его трубы всего 220 мм, хотя фокусное расстояние составляет 704 мм. Два окуляра дают увеличения в 25 и 70 раз. Установка этого телескопа - азимутальная, настольная, поэтому для наблюдений его надо каждый раз выносить и ставить на небольшой, но высокий стол или кирпичный столб.

Рис. 9. Школьный менисковый телескоп на настольном штативе.

Любитель, имеющий школьный менисковый телескоп, может улучшить его установку. Для этого надо приделать к горизонтальной оси металлический стержень с противовесом (как на рис. 5), удалить основание штатива с тремя лапами и укрепить вертикальную ось на фотографическом или геодезическом штативе-треножнике (рис. 10).

Рис. 10. Установка школьного менискового телескопа на фотографическом штативе с противовесом и солнечным экраном.

В современных астрономических наблюдениях большую роль играют дополнительные приборы, присоединяемые к телескопу. Обычно это или фотокамера, или спектрограф, или фотоэлектрическое приспособление. Астроному-любителю тоже не следует ограничиваться простым рассматриванием небесных светил в телескоп. Ведь каждому будет приятно получить и показать товарищам собственные снимки Солнца, Луны, звездного неба, метеоров. Некоторые фотографии могут иметь и научную ценность. Поэтому обладателю телескопа - школьного рефрактора, менискового телескопа или самодельного рефлектора - нужно подумать об установке на телескоп фотокамеры.

Здесь можно использовать два пути. Можно сделать из фанеры легкую, но прочную камеру для насадки на окулярный конец телескопа. В задней части камеры нужно сделать пазы для кассет, рассчитанных на фотопластинки 6x9 см. Камера должна быть внутри зачернена тушью, а то место, которым она присоединяется к телескопу, оклеено внутри черным бархатом, чтобы не проникал посторонний свет. Фотографирование в этом случае производится на пластинках.

Второй путь - использование имеющихся у многих школьников фотоаппаратов типа «ФЭД», «Зоркий», «Зенит». Особенно удобны зеркальные фотоаппараты типа «Зенит», так как их оптическая система позволяет непосредственно видеть светило в момент фотографирования, и притом с использованием оптики телескопа. Объектив фотоаппарата удаляется, и с помощью переходной трубки, которую нужно заказать механику или сделать самому в

школьных мастерских, аппарат присоединяется к окулярному концу телескопа. Преимущество такого аппарата - наличие затвора, быстрая смена кадров пленки, удобство в обращении.

Фотографировать можно либо в фокусе объектива, либо с окулярным увеличением. В первом случае окуляр из телескопа нужно вынуть. Изображения светил получатся в сравнительно небольшом масштабе, но четкие и яркие (при фотографировании в телескоп с фокусным расстоянием 800 мм диски Солнца и Луны будут иметь в диаметре около 7 мм), Во втором случае окуляр остается на месте. Изображения будут иметь большой масштаб, но станут более бледными из-за уменьшения освещенности. Можно, конечно, увеличить экспозицию, но тогда дрожание инструмента и колебания воздуха смажут, испортят изображение.

О том, как фотографировать небесные тела, подробнее рассказывается в следующей статье - «Астрономические наблюдения любителя астрономии» (см. стр. 222). Здесь уместно лишь напомнить, что всякое дополнительное приспособление, присоединяемое к телескопу (фотокамера, солнечный экран), уравновешивается, например, с помощью металлических колец, надеваемых на объективную часть трубы. Усиливается и общий противовес, находящийся на другом конце оси склонений (или горизонтальной оси).

Все насадки должны быть жесткими и прочными. Расстояние между камерой и объективом должно изменяться (для наводки на фокус), поэтому камеру надо крепить к окулярной трубке, а не к главной трубе. Различные способы прикрепления фотокамер к любительским телескопам показаны на рис. 11-14.

Если имеется возможность, для телескопа надо построить небольшой павильон с откидывающейся крышей (рис. 15). Особенно желательно это для установки самодельного рефлектора, перенос которого каждый раз из помещения на улицу и обратно весьма сложен и нежелателен по многим причинам (изменяется форма зеркала из-за разности температур, каждый раз заново производится установка по Полярной звезде и т. д.).

Павильон строится из досок и обшивается фанерой. Части крыши укрепляются на петлях и при наблюдении откидываются, открывая горизонт и все небо. Сам телескоп должен быть смонтирован на прочном кирпичном или деревянном столбе в центре павильона. Высота

Рисунки 11, 12, 13, 14. Четыре способа крепления фотокамер к любительским телескопам.

столба должна быть такой, чтобы точка пересечения осей телескопа была примерно на уровне верхнего края стен павильона. Ширина павильона не менее чем на метр должна превосходить длину трубы телескопа, чтобы можно было вести наблюдения почти при горизонтальном положении трубы. Прежде чем строить павильон, надо сделать его чертежи и по ним небольшой макет павильона из бумаги или картона в масштабе, чтобы проверить, правильно ли подогнаны друг к другу створки крыши и другие детали.

Во избежание порчи телескопа от пыли, осадков и других причин трубу надо всегда закрывать крышкой, а весь инструмент - чехлом из водонепроницаемого материала. Верхние створки крыши павильона следует обить листовым железом, чтобы внутрь не проникали капли дождя.

Кроме телескопа, в павильоне должны находиться столик или тумбочка и стул или лесенка для наблюдателя. Столик нужен для записей, зарисовок и для хранения во время работы журналов наблюдений, звездных атласов, астрономического календаря, альбома для зарисовок, карандашей, часов и других вещей, необходимых при наблюдениях. На стенах павильона можно повесить подвижную карту звездного неба, карту Луны, рисунки и фотографии небесных светил. Для освещения павильона ночью можно использовать на первых порах карманный фонарик, а затем освещение от батарей или аккумуляторов или же подвести переменный ток от сети.

Вот и все оборудование астрономического павильона.

Некоторые наблюдения (например, метеоров) потребуют установки фотоаппаратов и других приспособлений, не связанных с телескопом. Это можно сделать вне павильона, оборудовав астрономическую площадку. Как ее устроить и как проводить наблюдения небесных светил, рассказано в упоминавшейся выше статье «Астрономические наблюдения любителя астрономии» (см. стр. 222).

За последние годы, особенно в Чехословакии, широко развернулось движение за организацию на местах народных обсерваторий. Большинство этих обсерваторий сооружается любителями астрономии, их организациями и органами народного просвещения. К настоящему времени в Чехословакии создано около 50 народных обсерваторий. Такие же обсерватории возникают в Германской Демократической Республике, Румынии, Болгарии.

Рис. 15. Павильон-обсерватория с открывающейся крышей.

В Советском Союзе создано несколько десятков народных обсерваторий. Большинство из них находится при дворцах культуры (например, при Дворце культуры Московского автозавода им. Лихачева), при домах Пионеров, планетариях, в парках и т. д. Некоторые народные обсерватории построены методом народной стройки. Среди них - детская обсерватория при Крымской станции юных техников в г. Симферополе, народные обсерватории при школе поселка Новая Прага Кировоградской области, при Херсонском мореходном училище и др. Куйбышевское отделение Всесоюзного астрономо-геодезического общества построило обсерваторию в Зубчаниновке, Эстонское отделение - близ г. Тарту.

Во всех народных обсерваториях любители астрономии ведут активную наблюдательскую работу и распространяют астрономические знания среди населения.

АСТРОНОМИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ ЛЮБИТЕЛЯ АСТРОНОМИИ

Самое увлекательное из всего, чем можно занять свой досуг, это, пожалуй, наблюдения природы, а из них наиболее заманчивы наблюдения небесных светил и явлений. Астрономические наблюдения лучше вести со специально оборудованной площадки или на обсерватории. В условиях города такой наблюдательный пункт можно оборудовать во дворе или на балконе своего дома, но лучше это

сделать при школе, доме пионеров, станции юных техников. В сельской местности условия для любительских наблюдений неба гораздо лучше: там легче выбрать место, с которого хорошо обозревается небосвод. На нем и оборудуется площадка или обсерватория.

Организация наблюдательного пункта, будь то открытая площадка или павильон-обсерватория, начинается с определения полуденной линии и приближенных географических координат данного пункта. Они отсчитываются по географической карте. Полуденная линия определяется по тени от вертикального столба в местный истинный полдень. Она проводится на ровной площадке, и на ней устанавливается либо деревянный, либо кирпичный столб высотой около 1 м. На расстоянии 1-2 м от него к северу, югу, востоку и западу устанавливаются еще 4 столба, к верхним концам которых строго горизонтально прикрепляются доски. На эти столбы-столики устанавливаются необходимые для наблюдений приборы - переносные телескопы, фотокамеры и др. (рис. 1).

Рис. 1. Так устанавливаются на площадке столбы-столики для астрономических приборов.

При благоприятных условиях лучше соорудить павильон-обсерваторию.

После общего ознакомления со звездным небом и отдельными небесными светилами и явлениями любитель астрономии разрабатывает программу своих наблюдений. В нее включается то, что можно наблюдать с помощью имеющихся приборов и что представляет познавательный и научный интерес. Это могут быть прежде всего наблюдения Солнца и солнечной активности, наблюдения метеоров и искусственных спутников Земли, наблюдения Луны, планет, комет, переменных звезд¹.

¹ Консультацию по вопросам организации наблюдений любитель астрономии может получить во Всесоюзном астрономо-геодезическом обществе (Москва, К-9, п/я 1268).

Разрабатывая программу индивидуальных или коллективных астрономических наблюдений, надо ставить задачи практического и научного значения, помня, что даже со скромными возможностями любителя при большом желании можно сделать немало полезного для науки. В истории астрономии известны имена многих любителей, которые обогатили науку о Вселенной важными открытиями.

Вместе с тем не следует думать, что стоит только приступить к наблюдениям, как открытия посыплются одно за другим. В настоящее время наука о физических свойствах небесных тел - астрофизика - достигла такой высокой степени развития, что только длительные и систематические наблюдения могут, после их обработки, дать полезные для науки результаты. Поэтому в дальнейшем мы будем прямо указывать, какие наблюдения могут представлять научную ценность, а какие будут иметь лишь познавательное значение для самого любителя или для астрономического кружка.

Наблюдения Солнца и солнечных затмений

Наблюдать Солнце целесообразно в телескоп с диаметром объектива не менее 60 мм. Наблюдения можно производить визуально или фотографически.

Наблюдая Солнце, надо постоянно иметь в виду, что смотреть на него простым глазом, а тем более в телескоп нельзя, так как можно мгновенно и навсегда потерять зрение.

Для визуальных наблюдений Солнца либо применяется специальный солнечный окуляр, либо диафрагмируется объектив до ¹/₃ диаметра, а на окуляр надевается колпачок с темным стеклом или светофильтром. Но лучше всего использовать солнечный экран - устройство для проецирования увеличенного изображения солнечного диска на экран-бумагу и последующей зарисовки. Для этого заранее готовят листы чертежной бумаги. На каждом из них вычерчивается окружность диаметром 100 мм и во время наблюдения с ней совмещается изображение солнечного диска (рис. 2). Такие зарисовки легче обрабатывать, пользуясь координатными сетками и вспомогательными таблицами (см. кн.: В. В. Шаронов. Солнце и его наблюдение. Изд. 2. Гостехиздат, 1953). К фабричным телескопам-рефракторам солнечный экран прилагается, для самодельных теле-

Рис. 2. Наблюдение Солнца в школьный телескоп-рефрактор с солнечным экраном.

скопов его нетрудно изготовить самому. Экран должен скользить на опорной штанге (или двух штангах), прикрепляемой к трубе телескопа. В нужном положении (когда изображение Солнца имеет диаметр 100 мм) экран закрепляется с помощью винта.

Для фотографирования Солнца к телескопу приспосабливается специальная фотокамера с затвором и кассетой (рис. 3) или пленочный фотоаппарат типа «Зенит» (в зеркальную систему без темного стекла смотреть нельзя!). В последнем случае надо использовать переходную трубку и снимать с окулярным увеличением, чтобы добиться увеличения солнечного диска до² /₃ или³ /₄ ширины кадра. При фото-

Рис. 3. Школьный менисковый телескоп с самодельной фотокамерой.

графировании с помощью самодельной фотокамеры на пластинки изображение солнечного диска на негативе должно иметь диаметр 50- 75 мм (в зависимости от формата пластинок), и печатание на фотобумагу производится контактно. С пленки «Зенита» изображение увеличивается до диаметра 100 мм.

Пластинки и пленки для фотографирования Солнца надо применять самой малой чувствительности. Продолжительность экспозиции определяется опытным путем, но начинается фотографирование с наименьшей экспозиции, которую дает затвор. Чтобы шторка затвора не сгорела, в переходную трубку вставляется достаточно темный светофильтр или объектив телескопа диафрагмируется настолько, чтобы было неяркое, но четкое изображение солнечного диска. Наводится телескоп с фотокамерой на Солнце по тени, отбрасываемой прибором на подставленный экран. Наводку на фокус рекомендуется делать ночью по звездам и раз навсегда заметить положение кремальеры, соответствующее точному фокусу.

Рис. 4. Диск Солнца с пятнами. Группы пятен обозначены римскими цифрами.

По полученным зарисовкам и фотографиям Солнца можно вести систематическую регистрацию солнечной активности. Для этого каждый раз надо считать количество пятен и групп пятен на диске Солнца. Нужно помнить, что за группу считается не только несколько близко расположенных пятен, но и одинокое пятно. Индексом (показателем) солнечной активности считается сумма удесятеренного числа групп и общего числа пятен. Эта величина называется относительным числом солнечных пятен или числом Вольфа. Так, например, на рис. 4 на диске Солнца имеются 3 группы, содержащие 10 пятен. Значит, число Вольфа равно 30 + 10, т. е. 40.

Любителям астрономии следует иметь в виду, что в 1965 г. солнечная активность проходит через очередной минимум и будет немало дней, когда на Солнце не удастся заметить ни одного пятна. В этом случае число Вольфа равно нулю. Но если появится хотя бы одно пятно, это число будет равно 11 (ведь одиночное пятно считается группой!).

Ввиду того что в СССР хорошо налажена Служба Солнца, которая пользуется для наблюдений мощными современными телескопами, любительские наблюдения солнечной активности не имеют научной ценности. Но они представляют прекрасный материал для самостоятельного изучения этого явления природы. Наблюдая Солнце в течение нескольких лет, можно построить график солнечной активности, вывести средние месячные и годовые числа Вольфа и сравнить их с публикуемыми в «Астрономическом календаре»; можно также сопоставить их ход с годовыми числами гроз, полярных сияний и с другими явлениями, связанными с солнечной активностью.

Наблюдения полярных сияний как одной из форм влияния солнечной активности на состояние верхних слоев земной атмосферы представляют особый интерес для любителей, живущих в северных районах страны. При подробном описании этого явления особое внимание обращается на изменения в окраске и форме сияния, а также отмечается направление движения отдельных его частей и продолжительность всего явления с указанием времени начала, наибольшей интенсивности и конца сияния. К описанию обязательно прилагаются зарисовки или фотоснимки полярного сияния.

Наблюдения солнечных затмений представляют для любителя астрономии исключительный интерес. Полное солнечное затмение - это сравнительно редкое явление. Оно позволяет видеть внешние слои атмосферы Солнца - хромосферу и корону, которые обычно нельзя наблюдать из-за ослепительного блеска самого Солнца. Кроме того, во время затмения можно с успехом наблюдать многие геофизические явления в атмосфере и на поверхности Земли. Опытному любителю астрономии и особенно астрономическому кружку вполне доступны визуальные наблюдения и фотографирование

Рисунки 5, 6. Любительские фотографии солнечной короны, сделанные во время полного солнечного затмения.

солнечной короны (рисунки 5 и б), хромосферы, протуберанцев, а во время частного затмения- фотографирование Солнца, актинометрические и метеорологические наблюдения (см. кн.: Солнечные затмения и их наблюдения. Сб. статей под ред. А. А. Михайлова. Физматгиз, 1960). Ближайшее полное солнечное затмение, видимое в СССР только в труднодоступных районах Сибири и Арктики, будет в 1968 г.

Наблюдения искусственных спутников Земли и метеоров

Наблюдать искусственные спутники Земли может каждый любитель астрономии. При наблюдении можно отмечать путь движения шутника по звездной карте и время его прохождения около какой-нибудь яркой звезды. С помощью обычного фотоаппарата, закрепленного на струбцинке, можно сфотографировать видимую трассу движения спутника. Камера наводится на возможно более высокий участок трассы движения спутника (что делается при его появлении над горизонтом), и объектив остается открытым в течение всего времени прохождения спутника по фотографируемому участку неба (рис. 7). Для фиксации моментов времени можно каждую минуту закрывать объектив фотоаппарата на 10 секунд крышкой.

В результате следы спутника на негативе будут иметь перерывы (марки времени). Моменты перерывов и поправки часов с точностью до секунды записываются в журнал наблюдений. (Подробнее см. в кн.: С. А. Каплан. Как увидеть, услышать и сфотографировать искусственные спутники Земли. Физматгиз, 1958.)

Наблюдения метеоров представляют особый интерес для любителя астрономии. Их можно провести на высоком уровне, и при сравнительно скромных возможностях и правильной организации они могут иметь большое значение для науки.

Наблюдателю метеоров надо хорошо знать расположение на небосводе всех созвездий и ярких звезд, звездные величины и цвета возможно большего количества звезд, угловые расстояния между наиболее примечательными звездами. Начинающему наблюдателю необходимо также научиться определять продолжительность очень малых интервалов времени (долей секунды), в течение которых может быть виден метеор. Для этого надо тренироваться в счете секунд, принимая на слух удары секундного маятника или следя за движением секундной стрелки.

Простейший вид визуальных наблюдений - это счет метеоров. Наблюдатель избирает определенную область неба и в течение нескольких часов обозревает ее, учитывая количество замеченных метеоров, скажем, по пятиминутным интервалам времени. Более серьезные наблюдения предусматривают определение блеска метеора в звездных величинах, его цвета, длины видимого пути и расстояния

Рис. 7. Фотография пути искусственного спутника Земли.

середины траектории метеора от центра обозреваемой области неба в градусах. Желательно определять и угол положения метеора, т. е. угол между видимым путем метеора и отвесной линией, проходящей через начало его пути. Отсчет ведется по часовой стрелке.

Наиболее ценным способом визуальных наблюдений метеоров считается метод группового счета. При этом методе наблюдения ведут несколько (от 4 до 6) независимых друг от друга наблюдателей в одной и той же строго ограниченной области. Для этого перед каждым наблюдателем устанавливается проволочный круг диаметром 1 ж на расстоянии 1 м от глаз наблюдателя. Плоскость круга располагается перпендикулярно линии, идущей от глаз наблюдателя к центру Избранной области неба. В этом случае наблюдатель сосредоточивает свое внимание только на участке неба, который виден через круг (рис. 8). В случаях, когда

ведутся наблюдения метеорных потоков, центр обозреваемой области неба выбирается вблизи радианта (см. стр. 108) данного потока. Положение радиантов указывается в «Школьном астрономическом календаре». Во всех остальных случаях наблюдают область, близкую к зениту (тогда наблюдать приходится лежа, а круг устанавливается горизонтально), либо около полюса мира (центром области будет тогда Полярная звезда).

При наблюдениях метеоров методом группового счета надо иметь секретаря, который ведет все записи под диктовку наблюдателей. У секретаря должен быть заранее разграфленный журнал наблюдений, куда после пролета каждого метеора вписываются (в строгой очередности) данные всех наблюдателей. Наблюдения должны быть совершенно независимы, нельзя обсуждать их во время работы, а тем более спорить, чья оценка блеска или другой характеристики метеора правильнее.

В журнале наблюдений каждый наблюдатель в отдельности записывает и сообщает порядковый номер метеора, момент полета (с точностью до 1 секунды), оценку звездной величины (с точностью до 0,5) и длину видимого пути метеора. Остальные данные (угол положения, наличие следа, время его видимости и характеристику его изменений) сообщает один наблюдатель.

Метод группового счета дает возможность определить общее число метеоров каждой звездной величины, в том числе и тех метеоров, которые не заметил ни один из наблюдателей. Дело в том, что из-за свойств нашего глаза мы не можем заметить все слабые метеоры, пролетающие внутри избранной области неба. Для каждой звездной величины есть определенная «зона видимости». Яркие метеоры (1-й величины и ярче) замечают обычно все наблюдатели. Но уже метеоры 2-й величины замечают не все. Наблюдателей, одновременно видевших более слабые метеоры, будет еще меньше.

По числу одновременно наблюдаемых метеоров можно рассчитать зоны видимости и величины, на которые надо умножить количество наблюдавшихся метеоров, чтобы получить их истинное число. Эти величины называются коэффициентами замечаемости.

По мере приобретения опыта в ведении визуальных наблюдений метеоров можно переходить к нанесению наблюдаемых метеоров на специально заготавливаемые копии звездных карт.

Метеоры изображаются стрелками, и на конце каждой стрелки указывается порядковый номер, под которым метеор заносится в журнал наблюдений.

Большой научный интерес представляют телескопические наблюдения метеоров. Для их ведения лучше всего использовать хороший полевой бинокль. Прибор направляется в одну из избранных точек небосвода (зенит или полюс мира) или в точку, расположенную в 3-5° от радианта метеорного потока. В последнем случае выбирается какая-нибудь не очень яркая звезда, и ее держат в центре поля зрения бинокля в течение всего времени наблюдения. В журнал наблюдений записывается то же, что и при наблюдениях с проволочным кругом. Но длина пути метеора оценивается в десятых долях диаметра поля зрения бинокля и обязательно указываются основные данные прибора. Как и при наблюдении с кругом, наблюдения в бинокль ведут также 4-6 наблюдателей с совершенно одинаковыми биноклями, а записи ведет секретарь.

Наибольший интерес для любителя представляют фотографические наблюдения метеоров (рис. 9). Фотографировать метеоры можно любым фотоаппаратом, но лучше с более светосильной оптикой. Пластинки или пленки выгоднее брать изопанхроматические с наибольшей чувствительностью. При фотографировании метеоров аппарат направляется либо в зенит, либо в область радианта метеорного потока и устанавливается неподвижно. Его надо оберегать от воздействия постороннего света.

Продолжительность экспозиции в безлунную ночь может быть до двух часов. При ярком лунном свете снимать нельзя. Полет

яркого метеора в области неба, куда направлена фотокамера, регистрируется в журнале наблюдений; при этом указывается время полета и примерное расположение метеора на небе. Можно наносить метеоры на звездную карту. Чтобы удобнее было отождествлять звезды на фотоснимке, надо во время экспозиции через каждые 15-20 минут делать десятисекундные перерывы, закрывая объектив крышкой или картонкой. Время перерывов надо тоже записывать в журнал. (Подробнее о наблюдении метеоров см. кн.: И. Т. Зоткин. Инструкция для наблюдений метеоров. Изд-во АН СССР, 1961.)

Наблюдения болидов (очень ярких метеоров), полет которых нередко завершается выпадением на земную поверхность метеоритов, должны подробно описываться с приложением зарисовок. В этих случаях обязательно указываются место и время наблюдения, направление полета болида, его яркость и цвет, отмечаются звуковые явления, если они наблюдались, характеризуется остающийся после болида след.

Наблюдения серебристых облаков

Серебристые облака - интереснейшее, но еще мало изученное явление природы, и поэтому любительские наблюдения их имеют большую ценность. По-видимому, серебристые облака, плавающие на высоте 80-85 км, имеют такую же природу, как и перистые, т. е. состоят из кристалликов льда. Считается, что водяные пары могут попадать в высокие слои атмосферы вследствие переноса их из приземных слоев восходящими токами воздуха и в результате сильных вулканических извержений. Возможно образование паров воды непосредственно в верхних слоях атмосферы и путем соединения водорода и кислорода. Метеорные или вулканические пылинки могут служить ядрами конденсации, на которых происходит вымерзание водяных паров с образованием ледяных кристалликов. Произведенные недавно американскими учеными сборы проб частиц серебристых облаков с помощью высотных ракет подтвердили эту гипотезу.

Серебристые облака наблюдаются в летнее полугодие и в ограниченной полосе широт - от 50 до 65° в северном и южном полушариях. Они видны только во время сумеречного осве-

Рис. 10. Фотография серебристых облаков. Получена в Москве любителем астрономии II. К. Семакиным.

щения стратосферы, когда угол погружения Солнца под горизонт составляет от 5 до 18°. В это время солнечные лучи не освещают земную поверхность, но продолжают освещать верхние слои атмосферы, где на высоте 80-85 км и образуются серебристые облака. Поэтому, в отличие от обычных облаков, которые в сумерки кажутся темными, серебристые облака, освещенные Солнцем, ярко светятся. Они наблюдаются на фоне сумеречного сегмента неба, в северной стороне, невысоко над горизонтом.

Серебристые облака имеют небольшую плотность (сквозь них видны звезды) и быстро изменяют очертания, постепенно перемещаясь относительно горизонта. Они могут иметь вид размытой бледноватой пленки («флер») или полос и гребешков, которые иногда пересекаются под небольшими углами. Реже в серебристых облаках наблюдаются завихрения. Наблюдая серебристые облака, надо подробно описывать их вид и изменения, происходящие в их форме, отмечать направление движения, время появления и исчезновения. Еще лучше через равные интервалы времени зарисовывать и фотографировать их. Звезды на рисунке должны быть в таком же положении относительно видимого горизонта, как и на небе в момент наблюдений. Горизонт тоже зарисовывается в виде силуэтной линии. На рисунке важно отметить резко выделяющиеся детали облаков и приложить к рисунку подробное описание их.

Особую ценность имеют фотоснимки серебристых облаков. Фотографировать серебристые облака можно любым аппаратом, но лучше аппаратом с более светосильной оптикой. Если светосила объектива будет 1 : 2 или 1 : 3,5 и чувствительность пленки 90-200 единиц по ГОСТ, то хорошие снимки можно получить при экспозиции в несколько секунд. Камеру надо направлять так, чтобы на снимке вышла основная часть поля облаков, а в нижней части фотоснимка были бы видны четко выделяющие-

ся силуэты строений или деревьев (рис. 10). После съемки определяются азимуты этих объектов и высота облаков над горизонтом в градусах.

Наблюдения Луны и планет

Наблюдения Луны можно вести при помощи самодельных и школьных телескопов заводского изготовления и даже биноклей. Если же любитель астрономии имеет хороший самодельный рефлектор, то наблюдения Луны при правильной организации могут иметь и научную ценность. Особый интерес представляют наблюдения лунных затмений.

Наблюдая Луну, можно учиться зарисовывать отдельные детали. Умение зарисовывать виденное в трубу пригодится наблюдателю и при наблюдениях планет. Ознакомление с деталями лунной поверхности, с различными формами лунного рельефа даст любителю много интересного. Перед наблюдениями необходимо ознакомиться с лунной топографией по картам Луны, запомнить вид и названия основных лунных «морей» и крупнейших кратеров и цирков. Наблюдения Луны нужно вести при разных ее фазах, т. е. при разных условиях освещения. Для наблюдения нужно выбрать одну или несколько небольших областей на Луне и систематически зарисовывать их при разных углах падения солнечных лучей, указывая момент наблюдения. По этим наблюдениям можно будет установить рельеф местности, определить высоту лунных гор, отдельных пиков и валов кратеров.

Еще лучше фотографировать Луну. Для этого к телескопу, так же как и при фотографировании Солнца, приспосабливается специальная фотокамера. Если съемка производится без окулярного увеличения, то экспозиция дается моментальная; при окулярном увеличении экспозиция будет от 1 до 5 секунд, и в этом случае телескоп должен иметь часовой механизм (см. кн.: Н. Н. Сытинская. Луна и ее наблюдение. Гостехиздат, 1956).

Наблюдения планет (Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна) могут представлять интерес для любителя, если производятся в телескоп с диаметром объектива не менее 80 мм. Визуальные наблюдения заключаются в зарисовках и описаниях видимых деталей поверхности и атмосферы планет. Очень важно при наблюдениях выбрать наиболее подходящее

увеличение (не обязательно самое большое), которое обеспечивает наибольшую четкость изображения, и терпеливо ожидать момента успокоения воздуха. В такой момент хорошо видны детали поверхности наблюдаемой планеты; одну из таких деталей надо запомнить и тут же изобразить на рисунке. Затем приходится вновь ожидать подходящего момента для зарисовки другой детали. Время от времени надо сравнивать рисунок с видом планеты. Так в течение некоторого времени (не более 15 минут) можно получить рисунок всей видимой части планеты. Ценность таких зарисовок увеличивается, если они делаются независимо друг от друга несколькими наблюдателями. Это позволяет исключить индивидуальные ошибки каждого наблюдателя и при окончательной обработке рисунка, т. е. при определении широт и долгот деталей, получить более достоверную картину того, что наблюдалось.

Возможности для наблюдения различных планет у любителя астрономии различны. Всего легче наблюдать Юпитер благодаря сравнительно большим размерам его диска и хорошо заметным полосам, параллельным экватору планеты. В полосах иногда наблюдаются детали: темные и светлые пятна, перемычки (мостики) между полосами и др. Диск планеты надо изображать с помощью заранее приготовленного картонного шаблона в виде эллипса с осями 50 и 47 мм.

Сатурн внешне похож на Юпитер, но полосы на нем бледнее и видны не всегда. Зато большой интерес представляет кольцо Сатурна, вернее, три кольца, разделенные темными промежутками. Иногда можно наблюдать тень кольца на планете и тень планеты на кольце.

На диске Венеры не обнаруживаются никакие заметные детали, но ее фазы часто отличаются от теоретических, а рога серпа бывают удлиненные. Поэтому при наблюдениях Венеры надо обратить главное внимание на форму ее терминатора (границы светлой и темной частей диска). Зарисовки Венеры надо делать на шаблонных кругах диаметром 50 мм.

Наблюдения и зарисовки Марса можно делать лишь с помощью телескопов диаметром в 100 мм и более.

Приспособив фотоаппарат типа «Зенит» к окулярному концу телескопа, можно получить и фотоснимки планет с окулярным увеличением, но для этого телескоп должен иметь часовой механизм (см. кн.: В. А. Бронштэн. Планеты и их наблюдение. Гостехиздат, 1957).

Наблюдения комет

Наблюдения комет возможны, если есть светосильный рефлектор, школьный телескоп-рефрактор или менисковый телескоп и даже бинокль. Если наблюдатель хорошо знает звездное небо и терпеливо систематически просматривает его в свой телескоп, то не исключена возможность, что ему удастся даже открыть новую комету. Вдали от Солнца комета имеет вид туманного пятнышка, которое отличается от туманностей тем, что за несколько часов заметно смещается относительно звезд. По мере приближения к Солнцу у кометы развивается светящийся хвост и она становится более заметной.

Задача наблюдателя состоит в определении точного положения кометы среди звезд и в изучении видимой структуры головы и хвоста кометы. Точное положение кометы определяется с помощью достаточно подробного звездного атласа.

Любитель может даже сфотографировать яркую комету. Для этого нужен фотоаппарат типа «ФЭД», который при помощи струбцинки насаживается на ось склонений или прикрепляется к трубе телескопа, снабженного часовым механизмом или хорошим микрометрическим ключом. При помощи ключа наблюдатель, смотря в окуляр, ведет телескоп вслед за кометой. Экспозиция (при полном отверстии объектива и чувствительных пленках) может составлять от 1 до 5 минут.

Наблюдения переменных звезд

Наблюдения переменных звезд наиболее доступны и перспективны для любителя астрономии и имеют научное значение. Их можно вести, имея хотя бы шестикратный бинокль и звездный атлас. Цель наблюдений состоит в определении блеска переменной звезды в звездных величинах в каждый момент наблюдения и в построении графика изменения блеска за

возможно более длительный период времени. Анализ такого графика позволяет вскрыть основные закономерности изменения блеска переменной звезды, на основании которых можно судить о ее физической природе.

Программу наблюдений переменных звезд надо составлять после ознакомления с литературой, указанной в данной статье и в библиографическом указателе раздела «Мир небесных тел», и определения условий видимости заинтересовавших наблюдателя звезд. Для приобретения необходимого опыта лучше начинать с наблюдений хорошо изученных переменных звезд и лишь потом переходить к наблюдениям недостаточно изученных и совсем не изученных.

Блеск переменной звезды определяется путем сравнения с блеском соседних (не переменных) звезд. Удобнее всего это делать по методу Нейланда - Блажко. Метод этот заключается в следующем. Зная (хотя бы приблизительно) пределы изменения блеска переменной звезды, наблюдатель выбирает в ее окрестностях звезды сравнения. Блеск некоторых из них должен быть примерно такой, какой бывает у переменной в максимуме ее блеска, у других - примерно такой, как блеск переменной в минимуме, у третьих - соответствующий промежуточным значениям ее блеска. После этого составляется карта окрестностей данной переменной с обозначением звезд сравнения (рис. 12). В каждый момент наблюдений переменная может быть либо равна по блеску одной из звезд сравнения, либо несколько ярче одной и

Рис. 12. Карта окрестностей переменной звезды. Вокруг переменной звезды V находятся звезды сравнения а, b, с, d, e.

слабее другой звезды сравнения. В первом случае переменной приписывается та звездная величина, которую имеет звезда сравнения, равная по блеску переменной. Во втором случае блеск переменной сравнивается с блеском двух звезд сравнения посредством условных единиц блеска - степеней. Степенью называется мини-

мальная разность блеска, которую может заметить наблюдатель.

Если переменная, например, ярче звезды сравнения d, но слабее звезды сравнения с и при этом разность блеска между переменной и d в 2 раза больше, чем разность блеска между переменной и с, то запись может иметь вид: civ 2 d, где буквой v обозначается переменная звезда. Зная блеск звезд сравнения в звездных величинах (с =6^m,8; d =7^m, 1), определяем разницу в их блеске, также выраженную в звездных величинах: d - с = 7^m,1- 6^m,8 = 0^m ,3. Что же касается разности в блеске между данными звездами сравнения в условных степенях, то она равна сумме степеней, записанных слева и справа от переменной, т. е. 1 + 2 = 3. Теперь находим значение условной степени, выраженное в звездных величинах: 0^m,3 : 3 =0^m, 1. И, наконец, прибавив к звездной величине с ¹/₁₀ звездной величины или вычтя из d² /₁₀, получим блеск переменной звезды в звездных величинах. В данном случае он будет 6^m, 9.

В журнале наблюдений данной переменной звезды записываются порядковый номер наблюдения, дата и время наблюдения, оценка блеска переменной в степенях. В примечании характеризуются условия наблюдений. Пример: 121.1963 г. апрель, 21, 22 часа 45 мин. с 1 v 2 d. Хорошо.

При обработке наблюдений дата и время пересчитываются в дни так называемого юлианского периода¹, счет которым ведется с 4713 г. до н. э. Приведенная выше дата соответствует 2 438 141 дню юлианского периода, а декретное время после пересчета в мировое (время нулевого меридиана) и в доли суток составит 0,3229 суток. Таким образом, указанные дата и время в сутках и долях суток юлианского периода составят 2 438 141^d, 3229, и, следовательно, наблюдение в обработанном виде будет записано так: 2438 141^d, 3229. б^m, 9. Такая запись момента наблюдения удобна, так как позволяет легко определять промежуток времени, прошедший между двумя моментами, путем вычитания меньшего из большего.

Рис. 13. График изменения блеска переменной звезды.

По мере накопления наблюдений строится график изменения блеска переменной и уточняются или заново определяются амплитуда (размах колебаний) и период изменения блеска данной звезды (рис. 13).

Области неба, где много переменных звезд, можно фотографировать и исследование вести по снимкам, но для этого нужны телескоп с часовым механизмом и фотокамера со светосильным объективом большого диаметра.

Очень многие переменные звезды еще мало изучены или даже совсем не изучались. Астрономам-специалистам не под силу охватить все эти звезды систематическими наблюдениями. Поэтому помощь любителей астрономии, овладевших методикой и техникой наблюдений переменных звезд, будет весьма ценной.

Подробнее о переменных звездах рассказано в книге: П. П. Паренаго и Б. В. Кукаркин. Переменные звезды и способы их наблюдения. (Изд. 2. Гостехиздат, 1947.) Детальные указания о наблюдении переменных звезд можно найти в «Инструкции для наблюдений переменных звезд», составленной Н. Е. Курочкиным (Изд-во АН СССР, 1962).

Данные выше советы по проведению любительских наблюдений неба содержат лишь первые, самые общие указания. Поэтому любителю астрономии необходимо изучить указанные в данной статье пособия и книги, рекомендованные в указателе научно-популярной литературы данного раздела тома, особенно руководства для астрономических наблюдений.

По вопросам обработки и использования результатов научно-любительских наблюдений неба необходимо обращаться во Всесоюзное астрономо-геодезическое общество по адресу: Москва, К-9, п/я 1268, Астрономическая секция ВАГО. Оттуда же можно получить инструкции для наблюдений, звездные карты для нанесения метеоров и другие издания ВАГО.

¹ Юлианским периодом называется непрерывный счет дней в течение 7980 лет. Это наименьшее кратное трех циклов: солнечного в 28 лет, лунного в 19 лет и римского индиктиона в 15 лет (индикт - единица старинного церковного летосчисления, равная 15 годам). Таблицу пересчета в дни юлианского периода см. в «Справочнике любителя астрономии» или в «Постоянной части Астрономического календаря».

ЧТО МОЖНО УВИДЕТЬ В ПЛАНЕТАРИИ

Хотите побывать на полюсе или на экваторе? Хотите умчаться на Луну или на Марс? Много увлекательных путешествий по Земле и в космическом пространстве можно совершить, сидя в удобном кресле в зале планетария.

Медленно погружается в темноту круглый, как цирк, зрительный зал с его полотняным куполом в виде вогнутого полушария. Величаво звучит торжественная мелодия, и вдруг в непроглядном мраке над вашей головой разом вспыхивают сотни звезд.

Казалось бы, кого удивит звездное небо! Мы к нему привыкли с детства, и все же это зрелище в планетарии производит незабываемое впечатление. Вы словно вознеслись на вершину высокой горы, где ни здания, ни деревья не заслоняют безоблачное, искрящееся алмазной россыпью небо.

Сердце этой искусственной Вселенной - аппарат «планетарий» - точно воспроизводит все видимые невооруженным глазом светила и их движение. Но самое интересное, что аппарат может в сотни раз ускорить неуловимо медленное перемещение звезд и планет, Солнца и Луны. Быстро плывут «хоры стройные светил», совершая свой суточный оборот по небу планетария за четыре и даже за одну минуту.

Чудесный аппарат дает еще большую «власть над временем», показывая движение Солнца, Луны и планет за долгие промежутки времени. Вы можете «прожить» в планетарии целый год всего лишь за одну минуту или даже за несколько секунд. Благодаря этому ускорению движений - в сотни тысяч и миллионы раз!- многие небесные явления раскрываются с такой убедительной наглядностью, какая недоступна при непосредственных наблюдениях.

Разве уследить, как день за днем изменяется видимый путь Солнца над горизонтом? Разве так уж проста и понятна привычная смена фаз нашего вечного спутника - Луны? Еще труднее уяснить себе странные перемещения планет, как будто блуждающих среди звезд.

Полотняное небо планетария позволяет сравнить то, что мы видим, наблюдаем, с тем, что происходит в действительности. И тогда понятными становятся небесные «тайны», которые раньше смущали астрономов и породили тысячелетние заблуждения, суеверия и предрассудки.

Аппарат показывает, как видно движение небесных светил для наблюдателя на любой географической широте, и словно переносит вас в любую точку земного шара, притом в любое время года, дня и ночи. Такое воображаемое путешествие вы совершите с быстротой, которой могли бы позавидовать даже наши славные космонавты.

Вы улетаете из Москвы в самом начале лета, 22 июня, и мчитесь на север со скоростью 100 км/сек. Передвижная географическая карта в центре полотняного неба помогает следить за трассой вашего путешествия. Не пройдет и 38 секунд, как вы уже на Северном полюсе, разумеется, в тот же день - 22 июня.

В это время там Солнце на небе так низко, как в Москве зимой, но движется оно совсем необычно; нигде не опускаясь, совершает полный круг над горизонтом.

Планетарий позволяет прожить целый год на полюсе за одну минуту. Вы увидите, как незаходящее Солнце Арктики совершает свои круги все ниже, а 23 сентября опускается под горизонт и снова покажется лишь через 6 месяцев - 21 марта.

Только один раз в год восходит и заходит Солнце на полюсе: там день и ночь - год прочь! А звезды никогда не восходят и не заходят: каждая из них круглый год движется на одном и том же расстоянии от горизонта.

Полгода царит на полюсе ночь, но мрак ее рассеивают не только звезды: ежемесячно две недели светит незаходящая Луна. А нередко на небе загораются полярные сияния в виде разноцветных лучей или прихотливо извивающихся занавесей. Об этом странном, непривычном для нас мире и замечательных достижениях советской науки в полярных районах можно услышать на лекциях в планетарии.

За 2 минуты вы можете переселиться с полюса на экватор. Никогда так высоко не поднимается Солнце в Москве, как на экваторе, а в полдень 21 марта и 23 сентября оно стоит прямо над головой, в зените. День здесь всегда равен ночи, и ежедневно в течение 12 часов Солнце опаляет Землю своими знойными лучами.

На ночном небе экватора вы увидите многие знакомые вам созвездия. И движутся все звезды не с востока на юг и с юга на запад, как

у нас, а поднимаются с востока вверх и так же круто опускаются к горизонту. Здесь звезды ведут себя совсем не так, как на полюсе: все они в течение ночи восходят и заходят.

В планетарии вы можете совершить еще более увлекательное путешествие по планетам солнечной системы. Каждая из них - особый мир со своими, необычными для нас природными условиями. У Меркурия одна сторона всегда обращена к Солнцу, и там вечный день с испепеляющей жарой в 400°, а противоположная сторона, где царит вечная ночь, скована жестоким морозом, доходящим до 250°. На самой отдаленной планете, Плутоне, Солнце кажется лишь очень яркой звездой.

Вот появилось небольшое туманное пятнышко у горизонта. Оно быстро растет, светлеет и превращается в яркую звезду с длинным шлейфом-хвостом. Это - знаменитая комета Галлея. Последний раз эта редкая гостья приблизилась к Солнцу в 1910 г. и снова вернется из глубин солнечной системы лишь в 1986 г.

Мало кому посчастливилось увидеть «хвостатые звезды», но вовсе не нужно ждать очередного визита Галлеевой кометы - вам покажут ее в планетарии. Здесь в любое время вы можете наблюдать метеоры, болиды, «звездные дожди», солнечные и лунные затмения.

Без астрономических знаний и наблюдений нельзя ориентироваться в пространстве и времени, находить верный и кратчайший путь для морских и воздушных кораблей, создавать географические карты, необходимые для всех отраслей хозяйства, изучать магнитное поле Земли и предвидеть его изменения. Обо всем этом увлекательно рассказывает в планетарии лекция «Звезды служат людям».

Еще недавно многим казалось, что наука о небе стремится удовлетворить лишь жажду познания и далека от земных дел. Это неверно. Как и другие науки, астрономия всегда была помощницей человека, расширяя его власть над природой и облегчая покорение могучих ее сил. А в наше время перед астрономией открылось новое, беспредельное в прямом смысле этого слова, поле практической деятельности.

В 1957 г. поднялся в небо первый в истории человечества искусственный спутник Земли; за ним последовали другие, потом корабли-спутники и автоматические межпланетные станции. Само небо приблизилось к нам, когда проник в космос первый космический капитан Юрий Гагарин и увидел Солнце одновременно со звездами в черной бездне мирового пространства.

Теперь вы можете совершить космическое путешествие в планетарии и полюбоваться, будто издалека, нашей планетой, окруженной голубым ореолом атмосферы. В планетарии вы увидите, сколько строгих экзаменов и труднейших тренировок должны выдержать будущие космонавты, чтобы заслужить право на подвиг. Не удивительно, что больше всего привлекают многочисленных гостей планетария лекции, посвященные освоению космоса. На них посетители узнают, как советские ученые тщательно и предусмотрительно, можно сказать придирчиво, готовили эту величественную победу человека над природой.

Человечество пока только на пороге новой, космической эры. Сбываются заветные мечты гениального Циолковского, и теперь не за горами путешествия на Луну и на Марс. Это уже не фантазия, и в планетарии вы можете увидеть полет на Марс, давно уже привлекающий внимание астрономов.

В 1929 г. открылся первый в СССР Московский планетарий. Теперь у нас свыше сорока постоянных и еще больше передвижных планетариев. Они уже не в диковинку. Обновляется непрерывно программа их лекций, совершенствуется вся работа.

Многочисленна семья наук, и ни одна из них не замыкается в себе, не отгораживается от других крепостной стеной. Напротив, все теснее становится их дружба и взаимопомощь. Астрономия еще в древности была тесно связана с математикой и механикой, а теперь также с физикой, химией, метеорологией, геологией, геофизикой, географией, биологией. Астрономия обогащает другие науки и в свою очередь пользуется их достижениями.

Вот почему планетарии не ограничиваются лекциями только на астрономические темы, а знакомят посетителей с использованием солнечной и атомной энергии, полупроводников и ультразвука, радиолокации и ракетной техники, радиоэлектроники и кибернетики, показывают, как астрономические знания помогают преобразовывать природу, подчинять ее силы и богатства воле человека.

Если вы знакомы с астрономией, в планетарии все равно вам интересно будет послушать лекции и посмотреть кинофильмы, показывающие методы изучения Вселенной, ее строение, «рождение» и развитие звезд, происхождение Земли и других планет.

Планетарии проводят, кроме популярных, еще и учебные лекции. Они помогают школьникам лучше усвоить многие разделы географии, физики, астрономии. А для тех, кто особенно интересуется увлекательной небесной наукой, при планетариях созданы и работают кружки юных любителей астрономии.

Планетарии в разных городах нашей страны не только знакомят с основами астрономии, но все больше становятся подлинно народными университетами.

Как устроен аппарат «планетарий»

Эта своеобразная «машина времени» внешне напоминает огромную гимнастическую гирю с двумя шарами. В центре каждого шара горит ослепительно-яркая лампа силой в тысячу свечей; снаружи она не видна, блестят только стекла - объективы 16 проекционных фонарей. Под этими стеклами укреплены тончайшие металлические пластинки с круглыми отверстиями, некоторые из них меньше острия иглы. Сквозь эти отверстия проходят лучи лампы и создают на искусственном небе светлые кружки - изображения небесных светил. Но это совсем не так просто.

Каждый фонарь ведает только своим «небесным районом», а на металлической пластинке просверлено больше сотни отверстий. Нужно разместить их точь-в-точь так же, как расположены на небе настоящие звезды, да еще точно рассчитать величину каждого отверстия: чем оно крупнее, тем ярче светит «его» звезда на небе планетария.

«Звездам числа нет»,- писал Ломоносов, и это верно. Но даже при очень остром зрении на ясном небе невооруженным глазом в одном полушарии можно увидеть около 3000 звезд. Их и показывает аппарат при помощи одного шара. Для чего же второй шар?

Ночью каждый из нас не раз любовался Большой и Малой Медведицами, Цефеем, Кассиопеей и другими созвездиями. Но есть и такие созвездия, которые никогда не видны в нашем, северном полушарии - их можно наблюдать только в южном полушарии или в планетарии: эти невидимые у нас созвездия и показывает второй шар аппарата.

На каждом из больших шаров виден маленький. В нем также 16 фонарей. Когда загорается лампа внутри маленького шара, на

искусственном небе возникают названия созвездий - небесный свод превращается в наглядную звездную карту.

Аппарат показывает, как движутся небесные светила в течение суток или года. При этом взаимное расположение звезд, как и в действительности, не изменяется. Поэтому все 16 фонарей, которые дают изображения видимых звезд, помещены в одном шаре.

А как быть с Солнцем? Подобно звездам, оно в течение суток движется по небу с востока на запад. Но на протяжении года Солнце совершает еще одно движение: перемещается на фоне звезд в противоположном направлении - с запада на восток. Солнце каждый месяц переходит из одного 12 созвездий зодиака в другое (см. стр. 67).

Ясно, что для Солнца нужен свой, особый фонарь, не зависящий от больших шаров аппарата, ведающих только звездами. Однако это не мешает показывать в планетарии наше дневное светило и ночью, среди звезд, и наблюдать годовое путешествие Солнца по созвездиям зодиака.

Еще сложнее наблюдаемые с Земли движения Луны и 5 планет, видимых невооруженным глазом: Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна. Для каждого из этих светил также необходимы отдельные фонари, они установлены между большими шарами аппарата. Особенно сложен фонарь, «командующий» Луной: он показывает не только движение Луны, но и смену ее фаз.

Около двухсот фонарей в аппарате «планетарий», а в центре его - своя «электростанция»: семь моторов управляют движением отдельных частей или всего аппарата. Он может вращаться с различной скоростью и в разных направлениях: сверху вниз, справа налево, по часовой стрелке и против ее движения.

С помощью одного мотора можно показать, как передвигаются по небу светила в течение суток, всего лишь за 4 минуты, а с помощью другого даже за одну минуту, т. е. в 1440 раз быстрее, чем на самом деле. Но и это еще не все возможности аппарата.

Движениями Солнца, Луны и планет управляют 3 мотора: один сокращает годовое движение до 4 минут, другой - до 1 минуты, а третий - даже до 7 секунд. Течение времени словно ускоряется более чем в 4 ¹/₂ млн. раз!

Шестой мотор поворачивает аппарат вокруг его горизонтальной оси, и таким образом можно показать вид небесного свода на любой гео-

Астрономическая площадка Московского планетария.

графической широте. Благодаря этому вы, спокойно сидя в зрительном зале, совершаете то путешествие от полюса к экватору, о котором было рассказано.

С помощью последнего, седьмого мотора демонстрируется удивительное небесное явление, которое наблюдать непосредственно нельзя: для этого нужно прожить много тысячелетий.

Дело в том, что направление земной оси в мировом пространстве не всегда одинаково, а неуловимо медленно изменяется. Только астрономы «уловили» - измерили ничтожно малую величину ежегодного отклонения земной оси. Но пройдут десятки веков, и Полярная звезда, которая сейчас находится почти над Северным полюсом, будет все больше удаляться от него.

Для наших далеких потомков, через 13 тыс. лет, «полярной» будет уже яркая звезда Вега в созвездии Лиры. Тогда в северном полушарии можно будет любоваться созвездием Южного Креста, которое сейчас невидимо у нас. А еще через 13 тыс. лет ось нашей планеты вновь вернется к нынешнему положению. Это медленное перемещение земной оси в течение 26 тысячелетий аппарат при помощи седьмого мотора «уплотняет» до 4 минут, словно ускоряя течение времени в 3,4 млрд. раз!

СПРАВОЧНЫЙ ОТДЕЛ

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ О НЕБЕСНЫХ ТЕЛАХ

КРАТКАЯ ХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА ПО ИСТОРИИ АСТРОНОМИИ И КОСМОНАВТИКИ

Около 3000 лет. Первые записи астрономических наблюдений в Египте и Вавилоне.

585. Первое предсказание в Греции солнечного затмения Фалесом.

IV в. Изложение Аристотелем (Греция) своих представлений о шарообразности Земли и об устройстве Вселенной с Землей в центре.

III в. Первое определение размеров земного шара греческим ученым Эратосфеном.

III в. Первые попытки определения расстояния до Луны и Солнца Аристархом Самосским (Греция).

II в. Составление первого систематического звездного каталога и открытие медленного перемещения небесного полюса Гиппархом (эллинистический Египет).

II в. Попытка обоснования геоцентрической системы мира греческим ученым Птолемеем (эллинистический Египет).

1515-1543. Обоснование гелиоцентрической системы мира Н. Коперником (Польша).

1609-1619. Открытие законов движения планет И. Кеплером (Австрия).

1609-1633. Первое применение зрительной трубы в астрономических наблюдениях; открытие пятен на Солнце, фаз Венеры, гор на Луне, спутников Юпитера, звездного строения Млечного Пути Галилеем (Италия).

1672. Первое достаточно точное определение расстояния Земли от Солнца Дж. Кассини (Франция).

1687. Опубликование закона всемирного тяготения И. Ньютоном (Англия).

1718. Открытие движения звезд в пространстве Галлеем (Англия).

1725. Основание обсерватории Академии наук в Петербурге.

1755. Опубликование первой научной гипотезы о происхождении небесных тел И. Кантом (Германия).

1761. Открытие атмосферы у планеты Венера М. В. Ломоносовым (Россия).

1781. Открытие Гершелем планеты Уран (Англия).

1801. Открытие первой малой планеты - Цереры Дж. Пиацци (Италия).

1836. Первое измерение расстояния до звезд В. Я. Струве (Россия).

1839. Открытие Пулковской обсерватории в России.

1846. Открытие И. Галле (Германия) планеты Нептун по вычислениям Леверье (Франция).

1847. Опубликование труда «Этюды звездной астрономии» В. Я. Струве, в котором заложены основы современных знаний о строении нашей Галактики.

1859. Начало применения спектрального анализа в астрономии.

1868. Открытие Жансеном (Франция) и Локьером (Англия) способа наблюдать солнечную атмосферу и протуберанцы вне затмения.

1877-1904. Разработка теории комет Ф. А. Бредихиным (Россия).

1908. Открытие соотношения между периодом изменения блеска переменных звезд - цефеид и их истинной силой света Г. Ливиттом (США).

1924. Открытие существования других звездных систем, подобных нашей Галактике, Э. Хабблом (США).

1927. Открытие вращения нашей звездной системы - Галактики Я. Сортом (Голландия).

1927. Открытие вращения звезд Г. А. Шайном (СССР) и О. Л. Струве (США).

1941. Изобретение менискового телескопа Д. Д. Максутовым (СССР).

40-е годы XX в. Начало развития радиоастрономии.

1957-1958. Запуск первых искусственных спутников Земли (СССР, США).

12 сентября 1959 г. Запуск советской космической ракеты «Луна-2», доставившей на Луну вымпел с изображением Герба СССР.

4 октября 1959 г. Запуск советской космической ракеты «Луна-3» с автоматической межпланетной станцией, сфотографировавшей обратную сторону Луны.

12 апреля 1961 г. Первый в мире полет в космос человека - советского летчика-космонавта Ю. А. Гагарина.

6 августа 1961 г. Полет в космос советского летчика-космонавта Г. С. Титова.

20 февраля 1962 г. Полет в космос американского летчика-космонавта Джона Гленна.

24 мая 1962 г. Полет в космос американского летчика-космонавта Малькольма Скотта Карпентера.

11-12 августа 1962 г. Групповой полет в космос советских летчиков-космонавтов А. Г. Николаева и П. Р. Поповича.

3 октября 1962 г. Полет в космос американского летчика-космонавта Уолтера Ширра.

14-16 июня 1963г. Совместный полет в космос советских летчиков-космонавтов В. Ф. Быковского и В. В. Терешковой.

3 июля 1964 г. Запуск американской космической ракеты серии Рейнджер с автоматической межпланетной станцией, получившей 4 тыс. фотографий Луны.

12 октября 1964 г. Полет советского трехместного космического корабля «Восход» с экипажем в составе В. М. Комарова, К. П. Феоктистова и Б. Б. Егорова.

ЧТО ЧИТАТЬ ПО АСТРОНОМИИ

Задача предлагаемого краткого указателя научно-популярной литературы - помочь читателям Детской энциклопедии, ознакомившимся с материалом раздела «Мир небесных тел», расширить и углубить свои знания по астрономии. Поэтому в указатель включены преимущественно такие книги и брошюры, в которых более глубоко, но доступно для учащихся среднего и старшего возраста изложены те же вопросы, что и в астрономических статьях данного тома. Вместе с тем для школьников, интересующихся астрономией и близкими к ней науками и располагающих большими знаниями по математике и физике, рекомендованы и более сложные книги. Кроме того, в указатель включены руководства для любительских астрономических наблюдений.

Вся рекомендованная литература разбита на тематические разделы, а книги внутри разделов расположены по степени их трудности.

Селешников С. И. Азбука звездного неба. Л., 1963. 64 стр. с илл.; 1 л. карт. (Об-во «Знание» РСФСР, Ленинградское отд.)

Книга более широко, чем ДЭ, знакомит читателя с небесной сферой, небесными координатами и основными созвездиями северного неба.

Левин Б. Ю. Происхождение Земли и планет. Изд. 4, доп. М., «Наука», 1964. 84 стр. с илл. (Популярные лекции по астрономии.)

Советский ученый рассказывает о строении солнечной системы и развитии идей о происхождении ее, начиная с гипотез Канта и Лапласа. Наибольшее внимание уделено изложению гипотезы происхождения Земли и планет, разработанной академиком О. Ю. Шмидтом (1891 -1956) при участии других ученых, в том числе и автора книги.

Воронцов-Вельяминов Б. А. Очерки о Вселенной. Изд. 5. М., «Наука», 1964. 552 стр. с илл.

Книга написана советским астрономом и педагогом-популяризатором, состоит из трех разделов. В разделе «Глаза и руки астронома» рассказывается о работе астрономов и о том, как делаются астрономические открытия. Раздел «Мир твердого вещества» посвящен большим и малым планетам солнечной системы, метеорам, кометам. Раздел «Мир газа» раскрывает «великое многообразие звезд» и безграничный мир галактик, удаленных от нас на миллионы и миллиарды световых лет. Специальные главы в конце книги посвящены успехам радиоастрономии и вопросам происхождения и развития небесных тел.

Комаров В. Н. Космос, бог и вечность мира. М., Госполитиздат, 1963. 251 стр. с илл.

Рассказ о том, как успехи естествознания, в частности астрономии, опровергают религиозные измышления о сотворении мира, о божественных силах, будто бы создавших Вселенную и управляющих ею. Книга способствует борьбе против религиозных предрассудков.

Перельман Я. И. Занимательная астрономия. Изд. 10. М., Физматгиз, 1961. 212 стр. с илл.

Книга известного популяризатора науки Я. И. Перельмана давно приобрела широкую известность. Она построена по принципу четко и остроумно поставленных вопросов и развернутых ответов на них.

Рябов Ю. А. Движения небесных тел. Изд. 2, доп. М., Физматгиз, 1961. 215 стр. с илл.

Небесная механика (раздел астрономии, изучающий законы движения тел в солнечной системе) сложилась на основе разработанных в конце XVII в. Ньютоном и Лейбницем дифференциального и интегрального исчислений и последующих достижений математики. Книга Ю. А. Рябова - первый и удачный опыт изложения этих проблем, доступного для читателей со школьной подготовкой по математике.

Опарин А. И. и Фесенков В. Г. Жизнь во Вселенной. М., Изд-во АН СССР, 1956. 224 стр. с илл. (Научно-популярная серия.)

Что жизнь существует не только на Земле, но и в разных «уголках» бесконечной Вселенной,- это в наше время представляется бесспорным. Но насколько часто или насколько редко встречаются во Вселенной обитаемые планеты и могут ли быть обитаемы, кроме Земли, другие планеты нашей солнечной системы - эти волнующие вопросы пока еще являются спорными, требующими дальнейших исследований. В книге, написанной двумя выдающимися учеными (биохимиком и астрономом), освещаются современные взгляды на эти вопросы.

Шепли X. Звезды и люди. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1962. 152 стр. с илл.; 2 л. илл.

Шкловский И. С. Вселенная, жизнь, разум. М., Изд-во АН СССР, 1962. 239 стр. с илл.; 9 л. илл. (Научно-популярная серия.)

Первая из этих книг написана американским астрономом, вторая - советским астрофизиком-радиоастрономом. В обеих книгах в живом, увлекательном изложении рассматриваются вопросы о распространенности во Вселенной органической жизни, в частности разумной жизни. Эти волнующие вопросы еще не решены наукой, но высказываемые в обеих книгах гипотезы и предположения вызывают огромный интерес.

Перель Ю. Г. Развитие представлений о Вселенной. Изд. 2. М., Физматгиз, 1962. 391 стр. с илл.

В книге освещается история познания Вселенной, начиная с примитивных представлений людей древности о строении видимого мира до современных достижений науки. Наибольшее внимание уделяется развитию представлений о строении и развитии Вселенной в XVIII - XX вв. и особенно современным представлениям о Вселенной. Специальная глава в конце книги посвящена вопросу о жизни во Вселенной.

Кононович Э. В. Солнечная корона. М., Физматгиз, 1958. 88 стр. с илл. (Популярные лекции по астрономии.)

Это беседа о Солнце вообще. В ней изложены современные представления о Солнце как о ближайшей к нам звезде, о строении Солнца и источниках его энергии, о грандиозных физических процессах, происходящих в недрах Солнца и его атмосфере, о влиянии этих процессов на явления, происходящие на Земле. Наиболее подробно описаны загадки солнечной короны - самой внешней оболочки Солнца.

Пикельнер С. Б. Солнце. М., Физматгиз, 1961. 84 стр. с илл. (Популярные лекции по астрономии.)

Мензел Д. Наше Солнце. Пер. с англ. М., Физматгиз, 1963. 328 стр. с илл.

Авторы обеих книг - астрофизики (советский и американский) - в доступной форме излагают современные знания о природе Солнца и о его влиянии на Землю. В книге С. Б. Пикельнера изложение сжатое, в книге Д. Мензела - более подробное.

Фесенков В. Г. Разгадывая тайны планет. М., Воениздат, 1962. 96 стр. с илл.; 1 л. карт. (Научно-популярная б-ка.)

В первых главах книги автор знакомит читателя со строением солнечной системы и законами движения планет, в последующих - излагает выводы и гипотезы современной науки о природе Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна и спутника нашей планеты - Луны. Ряд страниц посвящен радиоастрономическим наблюдениям планет.

Барабашов Н. П. Луна. М., «Советская Россия»,

Паршин И. А. Луна. М., Физматгиз, 1960. 56 стр. с илл.; 2 л. илл. (Популярные лекции по астрономии.)

Сытинская Н. Н. Природа Луны. М., Физматгиз,

Луна - ближайшее к нам небесное тело, и полеты на Луну бесспорно явятся первым этапом на пути к завоеванию солнечной системы. Поэтому вопросы о природе Луны и устройстве ее поверхности приобретают в наше время особый интерес.

В последних трех книгах изложены современные знания о Луне. В книге И. А. Паршина даны также сведения и об обратной стороне Луны, заснятой советской автоматической межпланетной станцией в конце 1959 г.

Барабашов Н. П. Венера. М., «Советская Россия»,

Венера - ближайшая к нам из больших планет. И тем не менее мы еще очень мало знаем о ее природе. Неизвестно пока, как быстро Венера вращается вокруг своей оси (иначе говоря, какова продолжительность ее суток), как устроена поверхность этой планеты и какая на ней температура, каков состав нижних слоев ее атмосферы. Нельзя, следовательно, ответить и на волнующий вопрос о возможности жизни на Венере. В брошюре, написанной советским астрономом, изложено то, что уже известно о Венере, и те предположения о ее природе, которыми располагает современная наука.

Сытинская Н. Н. Планета Марс. М., Физматгиз,

1962. 64 стр. с илл. (Популярные лекции по астрономии.) Загадки Марса нередко служат поводом для различных домыслов и фантастических предположений. Открытие на Марсе в конце XIX в. необычных образований, названных «каналами», дало повод для предположений о возможности существования на этой планете разумных обитателей. И в наше время иногда высказываются абсурдные мнения о космических кораблях, будто бы прилетавших на Землю с Марса. Однако научные исследования Марса показывают, что климат этой планеты очень суров, а в атмосфере его не обнаружено необходимого для жизни кислорода. В книге советского исследователя Луны и планет Н. Н. Сытинской изложены наши современные знания о Марсе.

Тейфель В. Г. Планеты-гиганты. М., «Наука», 1964. 86 стр. с илл. (Популярные лекции по астрономии.)

Природа планет-гигантов (Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна) резко отличается от природы Земли и «ближних» к ней планет (Венеры, Марса). Размеры планет-гигантов, их низкая температура, наличие обширных атмосфер из ядовитых газов - все это свидетельствует о том, что развитие этих планет шло иными путями, чем развитие планет «земной» группы. В книге излагаются современные знания о планетах-гигантах и их многочисленных спутниках.

Зигель Ф. Ю. Кометы. Изд. 2. М., Гостехиздат, 1955. 72 стр. с илл. (Популярные лекции по астрономии.)

Хотя кометы наблюдались еще в глубокой древности, научное объяснение их природы дано только за последние сто лет и в значительной степени в последние десятилетия. Автор рекомендуемой книги рассказывает о строении и движении комет, о физических явлениях, происходящих в кометах, о происхождении комет и их связи с другими «малыми телами» солнечной системы.

Федынский В. В. Метеоры. М., Гостехиздат, 1956. 112 стр. с илл. (Популярные лекции по астрономии.)

Изучение метеоров, заполняющих межпланетное пространство и постоянно сталкивающихся с Землей,- одна из тех увлекательных областей астрономии, где любители, располагающие самыми скромными средствами наблюдения, могут принести большую пользу науке. Для этого необходимо ознакомиться с природой метеоров. Известный ученый В. В. Федынский рассказывает о роли метеорного вещества в солнечной системе, о происхождении метеорных потоков и связи их с кометами и малыми планетами, о значении изучения метеоров для выяснения общих вопросов, связанных с происхождением солнечной системы.

Кринов Е. Л. Метеориты. М., Физматгиз, 1958. 108 стр. с илл. (Популярные лекции по астрономии.)

Метеориты - единственные небесные тела, попадающие на Землю и доступные для непосредственного исследования в земных лабораториях. Известный исследователь метеоритов Е. Л. Кринов изложил в своей книге современные данные о строении и химическом составе метеоритов, об условиях их падения, о происхождении метеоритов, которое тесно связано с происхождением других тел солнечной системы. В книге подробно рассказывается также о гигантских метеоритах нашего века - Тунгусском метеорите-комете и Сихотэ-Алинском метеорите и о результатах их изучения.

Каплан С. А. Физика звезд. М., Физматгиз, 1961. 152 стр. с черт.

Исследование звезд, их строения, объяснение грандиозных физических процессов, происходящих в недрах звезд,- это сложнейшая область науки. В рекомендуемой книге кратко освещаются основные этапы развития науки о звездах и вклад в нее советских и зарубежных ученых. В интересах глубины изложения автор пользуется формулами, требующими от читателя элементарных знаний по математике и физике.

Бок Б, и Бок П. Млечный Путь. Пер. с англ. М., Физматгиз, 1959. 264 стр. с илл.

Млечный Путь - это гигантская звездная система, состоящая из многих миллиардов звезд, множества газовых и пылевых туманностей. Их изучение раскрывает великое многообразие мира звезд и туманностей и является основой для более общих выводов о происхождении и путях развития звезд и звездных систем. В книге, написанной американскими астрономами, излагаются современные знания о Млечном Пути.

Воронцов-Вельяминов Б. А. Просторы галактик. М., «Знание», 1963. 48 стр. с илл.

Оптические и радиоастрономические средства современной астрономии позволяют глубоко изучить галактики, отстоящие от нас на миллиарды световых лет. В брошюре рассказывается о природе галактик (в том числе и о нашей Галактике), об их звездном «населении»; описываются некоторые близкие к нам галактики. В конце брошюры сообщаются новейшие данные исследования галактик, приводящие к интереснейшим выводам об их возникновении и путях развития.

Куликов К. А. Астрономия на службе народного хозяйства. М., Гостехиздат, 1957. 79 стр. с илл. (Популярные лекции по астрономии.)

Астрономия является научной основой для многих важнейших практических дел. Велико значение этой науки в определении географических координат и в картографии, в исследовании силы тяжести в разных местах, а отсюда и в разведке полезных ископаемых, в решении многих других практических задач.

Селешников С. И. История календаря и его предстоящая реформа. Изд. 3, доп. и перераб. Л., Лениздат, 1962. 131 стр. с илл.

Шур Я. И. Рассказы о календаре. М., Госполитиздат, 1962. 216 стр. с илл.

В последних двух книгах излагаются астрономические основы календарного счета времени, освещается история календаря и летосчисления с древнейших времен. Рассказывается об истории современного, григорианского календаря, о его достоинствах и недостатках, о проекте реформы календаря.

Баев К. Л. Создатели новой астрономии. Коперник, Бруно, Кеплер, Галилей. Изд. 2. М., Учпедгиз, 1955. 125 стр. с илл. и карт.

Это книга о жизни и деятельности великих ученых - революционеров в науке, решительно отбросивших устарелые представления о Земле как о неподвижном центральном теле Вселенной и создавших основы новой науки, которая, развиваясь на протяжении последних веков, раскрывает грандиозную картину Вселенной.

Воронцов-Вельяминов Б. А. Очерки истории астрономии в СССР. М., Физматгиз, 1960. 228 стр. с илл. Библиогр.: «Важнейшая литература по истории астрономии в СССР» (стр. 225-227).

Леонов Н. И. Научный подвиг самаркандских астрономов XV века. М., Физматгиз, 1960. 118 стр. с илл.; 1 л. илл.

Самаркандский правитель, выдающийся астроном Улугбек в первой половине XV в. построил грандиозную научную обсерваторию. О ней, о самаркандских ученых и их выдающихся трудах - звездном каталоге и планетных таблицах, которые долго оставались непревзойденными, рассказывает Н. И. Леонов. Автор также знакомит читателей с жизнью и деятельностью выдающихся ученых Средней Азии IX - XIV вв., которые были достойными предшественниками самаркандских астрономов XV в.

Руководства для астрономических наблюдений

Цесевич В. П. Что и как наблюдать на небе. Руководство к организации и проведению любительских научных наблюдений небесных светил. Изд. 3. М., Физматгиз, 1963. 462 стр. с илл.

Куликовский П. Г. Справочник любителя астрономии. Изд. 3, перераб. и доп. М., Физматгиз, 1961. 494 стр. с илл. Приложения: карты звездного неба и др. - всего 18 л. карт. «Астрономическая библиография» (стр. 328-338).

Задача этих книг - вооружить любителя астрономии необходимыми знаниями для ведения самостоятельных систематических наблюдений неба.

В обеих книгах даются общие сведения о солнечной системе и о Вселенной, необходимые для любителя астрономии сведения по математике и обстоятельные указания для проведения наблюдений Солнца, Луны, больших планет, комет, метеоров и переменных звезд.

Шаронов В. В. Солнце и его наблюдения. Изд. 2. М., Гостехиздат, 1953. 220 стр. с илл.; 3 л. илл.; 8 л. карт.

Сытинская Н. Н. Луна и ее наблюдение. М., Гостехиздат, 1956. 254 стр. с илл.

Бронштэн В. А. Планеты и их наблюдение. М., Гостехиздат, 1957, 207 стр. с илл.; 1 л. карт, 5 л. координатных сеток.

Все три книги являются руководством для любителей астрономии, желающих заняться систематическими наблюдениями Солнца, Луны, планет.

Набоков М. Е. Астрономические наблюдения с биноклем. М., Гостехиздат, 1948. 184 стр. с илл.

В книге рассказывается об астрономических наблюдениях при помощи бинокля. Наибольшее внимание уделено наблюдениям метеоров и переменных звезд.

Навашин М. С. Телескоп астронома-любителя. М., Физматгиз, 1962. 376 стр. с илл.

В книге изложены принципы устройства телескопа, основы оптических конструкций, техники изготовления главного и вспомогательного зеркал, монтировка телескопа, работа и обращение с ним.

«Астрономический календарь». Основан в 1895 г. любителями астрономии в Нижнем Новгороде. Теперь издается Всесоюзным астрономо-геодезическим обществом в Москве в издательстве «Наука». Делится на постоянную и переменную (выходящую ежегодно) части. С 1895 г. вышло 68 выпусков переменной части.

«Постоянная часть Астрономического календаря». Изд. 5. М., Физматгиз, 1962. 772 стр. с илл.

«Постоянная часть» - это написанное коллективом астрономов обширное руководство для любительских наблюдений Солнца, Луны, планет, комет, метеоров, переменных звезд и других небесных светил. В конце книги приведен обширный табличный и справочный материал.

СЛОВАРЬ-УКАЗАТЕЛЬ

Аберрация телескопа - искажения или недостаточная отчетливость изображений, создаваемых оптикой телескопа; связаны со свойствами линз и зеркал и волновой природой света. -215

Аберрация света - изменение видимого положения звезды на небесной сфере, вызываемое движением Земли с находящимся на ней наблюдателем и конечной скоростью распространения света. -194

Абу-ль-Вефа, Мохаммед бен-Мохаммед [940-998 (по другим данным - 997)] - арабский астроном и математик; составил точные таблицы синусов и тангенсов, которые позволили ему усовершенствовать астрономические вычисления. - 24

Автоматическая межпланетная станция «Зонд-1»- запущена в Советском Союзе 2 апреля 1964 г. - 167

Автоматическая межпланетная станция «Венера»- запущена в Советском Союзе 12 февраля 1961 г. - 166

Автоматическая межпланетная станция «Луна-4»- запущена в Советском Союзе 2 апреля 1963 г. -167

Автоматическая межпланетная станция «Маринер- II» - запущена в США 27 августа 1962 г. к Венере; прошла на расстоянии 37 000 км от Венеры и подтвердила данные о высокой температуре ее поверхности. - 166

Автоматическая межпланетная станция «Марс-1»- запущена в Советском Союзе 1 ноября 1962 г. -166

Адамс, Джон Кауч (1819-1892) - английский астроном; на основании теоретических расчетов, независимо от У. Леверье и даже раньше его, установил существование планеты Нептун. -41, 98

Азимутальная установка телескопа - установка, позволяющая производить вращение телескопа вокруг вертикальной и горизонтальной осей. -216

Алголь (бета Персея) - звезда с меняющимся блеском, относится к типу затменных переменных (см.); расположена в созвездии Персея. Блеск ее меняется от 2-й до 3,5-й звездной величины (см.). -122

Али Кушчи (год рожд. неизв. - 1474) - самаркандский астроном и математик., работавший на обсерватории Улугбека (см.). -25, 26

Аль-Баттани, Абу Абдаллах Мохаммед бен-Джабир (858-929) - арабский астроном; произвел новые определения угла наклона эклиптики к экватору, ввел в употребление тригонометрические функции. -24

Альбицкий, Владимир Александрович (1891 - 1952) - советский астроном; совместно с Г. А. Шайном определил лучевые скорости (скорости движения вдоль луча зрения) многих звезд. -209

Альдебаран - самая яркая звезда в созвездии Тельца, 1-й звездной величины, красновато-желтого цвета. -125

Алькор - слабая звезда, 5-й звездной величины; видима невооруженным глазом около звезды Мицар (см.) в созвездии Большой Медведицы. -62, 120, 121

Альфа Центавра - система из трех звезд в созвездии Центавра, наиболее близких к солнечной системе; расстояние 4,3 светового года (см.). -35, 45, 121, 238

Амбарцумян, Виктор Амазаспович (р. 1908) - советский астрофизик, академик, президент Академии наук Армянской ССР; автор важнейших трудов, посвященных изучению физической природы и происхождения звезд, звездных систем и межзвездной среды. - 57, 138

Андромеда - созвездие северного полушария неба, видимое в конце лета, осенью, в начале зимы. -63

Антарес - самая яркая звезда в созвездии Скорпиона, 1-й звездной величины, красного цвета; относится к звездам-сверхгигантам: диаметр более чем в 450 раз превосходит диаметр Солнца, а объем больше объема Солнца в 90 млн. раз. -117, 119, 123, 238

Ариабхата (р. в V в. - дата смерти неизв.) - индийский астроном и математик; в его сочинении «Ариабхатиам» сжато изложены математические сведения, необходимые для астрономических вычислений. -27

Аризонский метеоритный кратер - кратер в США, образовавшийся в результате падения гигантского метеорита; поперечник кратера около 1200 м, глубина 174 м, высота вала 40-50 м. -112

Аристарх Самосский (жил в III в. до н. э.) - один из великих греческих ученых эпохи эллинизма; впервые определил расстояние от Земли до Луны и до Солнца и высказал идею о движении Земли вокруг Солнца. Его называют «Коперником древнего мира». За свое учение был обвинен в безбожии и изгнан из Афин. - 22, 27, 183, 241

Аристотель (384-322 до н. э.) - древнегреческий ученый; обосновал шарообразную форму Земли и других небесных тел; в то же время утверждал, что Земля является неподвижным телом - центром Вселенной, вокруг которого обращаются все небесные тела. -21, 183, 241

Арктур - самая яркая звезда в созвездии Волопаса, нулевой звездной величины, оранжевого цвета; по размерам - звезда-гигант. - 238

Архимед (ок. 287-212 до н. э.) - древнегреческий математик и механик. -183

Астрология - ложное учение, с помощью которого пытались предсказывать судьбу государств, народов и отдельных людей и наступление событий по расположению небесных светил. -20

Астрономическая единица - единица для измерения больших расстояний в солнечной системе, принятая в астрономии; равна среднему расстоянию Земли от Солнца - 149,5 млн.км. -35

Астрономические обсерватории - научно-исследовательские учреждения, в которых при помощи телескопов и других астрономических приборов ведутся наблюдения небесных светил и изучаются законы их движения и развития. -54-59

Астрономия - наука, занимающаяся изучением строения и развития небесных тел и их систем. -15, 183-185

Астрофизика - раздел астрономии, изучающий физические свойства и химический состав небесных тел и межзвездной среды главным образом при помощи спектрального анализа, фотографии и радиоастрономических методов. -55

Ахернар - самая яркая звезда созвездия Эридана, 1-й звездной величины, белого цвета; в СССР не видна. -238

Баклунд, Оскар Андреевич (1846-1916) - русский астроном, швед по происхождению; в 1895-1916 гг. был директором Пулковской обсерватории; основные

научные исследования его относятся к небесной механике и геодезии. -198

Баллистика - наука о движении артиллерийских снарядов, ракет и т. д. -167

Белопольский, Аристарх Аполлонович (1854- 1934) - русский астроном; исследовал законы вращения Солнца, доказал метеоритное строение колец Сатурна, произвел важнейшие исследования спектров звезд и их лучевых скоростей, опытным путем подтвердил правильность принципа Доплера (см.) в применении к свету. -51, 97, 198, 201-203

Белые карлики - звезды, имеющие очень малые размеры и светимость (в сотни и тысячи раз меньшие, чем размеры и светимость Солнца) и вместе с тем высокую температуру; отличаются чрезвычайно большой плотностью вещества (плотнее воды в десятки и сотни тысяч и даже в миллионы раз). -119

Белявский, Сергей Иванович (1883-1953) - советский астроном; открыл 37 малых планет, в том числе Владилену, названную так в честь Владимира Ильича Ленина. -100, 198

Бессель, Фридрих Вильгельм (1784-1846) - немецкий астроном; разработал методы точного определения положений звезд, составил обширные звездные каталоги, вслед за В. Я. Струве положил начало точному определению расстояний до звезд. -194, 195

Бетельгейзе - вторая по блеску звезда в созвездии Ориона, 1-й звездной величины, красноватого цвета; относится к звездам-сверхгигантам; по диаметру в 300 раз, по объему в 27 млн. раз больше Солнца. -49, 117-119, 123, 238

Бируни (972 или 973-1048) - среднеазиатский ученый, астроном, географ, историк; впервые на Среднем Востоке высказал мысль о движении Земли вокруг Солнца; определил размеры Земли. -24-26

Блажко, Сергей Николаевич (1870-1956) - советский астроном, профессор Московского университета, исследователь переменных звезд. -204

Болид - ослепительно яркий метеор; имеет вид светящегося шара с огненным хвостом. После его пролета на небе в течение некоторого времени виден слабо светящийся туманный след. -109, 110, 115

Большая Медведица - созвездие северного полушария неба. Семь его наиболее ярких звезд образуют фигуру, напоминающую ковш с ручкой. -61, 62, 65, 120, 146

Брадлей, Джемс (1693-1762) - английский астроном, один из основоположников современной звездной астрономии. -193, 194, 196

Брамагупта (598-660?) - индийский математик и астроном; в его сочинениях можно найти утверждение о вращении Земли вокруг оси, соображения о размерах Земли и Луны. -27

Бредихин, Федор Александрович (1831 -1904) - русский астроном; наиболее известен как создатель теории образования кометных хвостов и теории происхождения метеорных потоков; с 1890 по 1895 г. руководил Пулковской обсерваторией. -58, 103, 104, 106, 108, 137, 198-201, 241

Бруно, Джордано (1548-1600) - итальянский мыслитель, атеист; развивая учение Коперника, утверждал бесконечность Вселенной и бесчисленность звезд, солнц и обитаемых планет. -30, 31

Быковский, Валерий Федорович (р. 1934) - советский летчик-космонавт, на космическом корабле «Восток-5», запущенном 14 июня 1963 г., совершил за 119 часов полета 81 оборот вокруг Земли и пролетел 3 млн. 300 тыс.км. -18, 166, 241

Варахамихара - индийский математик и астроном VI в. н. э.; в его сочинениях можно найти объяснение затмений, рассуждения о расстояниях до Солнца и Луны. -27

Вега- самая яркая звезда в созвездии Лиры и одна из самых ярких звезд неба, нулевой звездной величины, белого цвета. -45, 61, 117, 238

Великое противостояние Марса - см. Противостояние Марса.

Венера - вторая по расстоянию от Солнца планета солнечной системы; после Солнца и Луны самое яркое светило на небе; бывает видима во время вечерних сумерек на западной стороне неба, рано утром - на восточной; по размерам и массе близка к Земле. - 20, 89-92, 95, 229

Вернадский, Владимир Иванович (1863-1945) - советский естествоиспытатель, минералог и кристаллограф, один из основоположников геохимии и биогеохимии; для астрономии важное значение имеют его работы по изучению химического состава земной коры, океана, атмосферы, исследования о роли радиоактивных элементов в эволюции земного шара; первым обратил внимание на огромную роль живого вещества в истории земной коры. -137

Веста - наиболее яркая из малых планет; бывает видна невооруженным глазом; открыта в 1807 г. немецким астрономом Г. Ольберсом. -100, 237

Видманштеттеновы фигуры - рисунок, наблюдающийся на полированной поверхности железного метеорита, протравленной слабым раствором кислоты; названы по имени австрийского ученого Видманштеттена, впервые получившего эти фигуры в 1808 г. -114

Виноградов, Александр Павлович (р. 1895)- советский биохимик, геохимик и химик-аналитик; основные исследования посвящены изучению закономерностей распределения химических элементов в верхней части земной коры, выяснению состава первичных пород, из которых образовался осадочный покров Земли, и др.; занимается исследованием метеоритов. -115

Воронцов-Вельяминов, Борис Александрович (р. 1904) - советский астрофизик; выполнил ряд важных исследований новых звезд, газовых и планетарных туманностей, межзвездной среды, галактик; автор многих учебников и научно-популярных книг. -137

Время декретное - по декрету Советского правительства в 1930 г. все часы в нашей стране были переведены на 1 час вперед. -157

Время местное - в связи с вращением Земли вокруг своей оси на каждом меридиане Земли свое истинное время - местное. -156, 157

Время поясное - весь земной шар разделен на 24 пояса, отстоящих друг от друга на расстоянии 15^° долготы; внутри каждого пояса гражданское время условились считать одинаковым. -157, 158

Вселенная - окружающий нас мир, бесконечный в пространстве, во времени и по многообразию форм заполняющего его вещества и его превращений. - 130. 132

Всехсвятский, Сергей Константинович (р. 1905)- советский астрофизик, известный исследователь комет,

солнечной короны и солнечного корпускулярного излучения. -58

Вспышки солнечные - резкое и быстрое увеличение яркости какого-нибудь участка хромосферы Солнца, расположенного в активной области; вспышки сопровождаются усилением коротковолнового излучения Солнца и потоков заряженных частиц. -80

Вторая космическая скорость - минимальная скорость тела вблизи поверхности Земли, достижение которой позволяет ему, преодолев земное притяжение, навсегда удалиться от Земли; равна 11,2 км/сек. - 168, 173

Вторая советская космическая ракета («Луна-2») - запущена 12 сентября 1959 г.; впервые в истории человечества достигла другого небесного тела - Луны. - 68, 74, 162, 241

Второй советский искусственный спутник Земли- запущен 3 ноября 1957 г.; просуществовал 163 дня, совершив около 2370 оборотов вокруг Земли. -160

Гагарин, Юрий Алексеевич (р. 1934) - советский летчик-космонавт, первый в мире человек, совершивший космический полет на космическом корабле «Восток» 12 апреля 1961 г. -18, 92, 164, 241

Газе, Вера Федоровна (1899-1954) - советский астроном; совместно с акад. Г. А. Шайном занималась изучением газово-пылевых туманностей. -210

Галактика - звездная система, в которую входят все звезды, видимые в созвездиях невооруженным глазом и в телескоп, и все звезды Млечного Пути. В Галактике насчитывается более 100 млрд. звезд. Диаметр этой звездной системы составляет почти 100 тыс. световых лет. Все звезды в Галактике движутся вокруг ее центра. -129, 130, 191, 195, 197, 199

Галактика в Андромеде - звездная система, сходная с нашей Галактикой по своему строению и многообразию входящих в нее звезд; видна в созвездии Андромеды невооруженным глазом. -130, 131

Галактика в Треугольнике - спиральная звездная система, расположенная в созвездии Треугольника. -131

Галактики (пишутся со строчной буквы) - звездные системы, подобные нашей Галактике. -130-132, 208

Галактический экватор - большой круг на небесной сфере, образуемый при пересечении ее средней плоскостью Млечного Пути (см.). -129

Галилей, Галилео (1564-1642) - итальянский физик, механик и астроном; одним из первых применил телескоп для наблюдений неба; показал, что Млечный Путь - множество звезд; открыл фазы Венеры, вращение Солнца вокруг своей оси, формы рельефа лунной поверхности, четыре больших спутника Юпитера; сделал выдающиеся открытия в физике и механике. -31, 32, 70, 91, 96, 184, 209, 241

Галле, Иоганн Готфрид (1812-1910) - немецкий астроном, специалист по исследованию метеоров и комет; в сентябре 1846 г. обнаружил планету Нептун по данным, предвычисленным Леверье. -41, 98, 100, 241

Галлей, Эдмунд (1656-1742) - английский астроном, открыл собственное движение звезд в пространстве; установил, что комета, потом названная его именем, относится к солнечной системе и появляется периодически. -37, 38, 189, 193, 241

Ганимед - наибольший по размерам и массе из четырех самых ярких спутников Юпитера, открытых Галилеем. -238

Гевелий, Ян (1611-1687) - польский астроном-наблюдатель; построил в г. Гданьске большую обсерваторию, снабженную точными угломерными инструментами; изучал Луну (составил первое подробное описание ее поверхности) и кометы (открыл четыре новые кометы), составил звездный каталог. -34, 185

Гелиоцентрическая система мира (система Коперника) - учение, обоснованное Коперником, согласно которому Земля есть одна из планет, обращающихся вокруг Солнца - центра планетной системы. Это учение стало основой развития новой астрономии. - 28-30, 32

Геоцентрическая система мира (система Птолемея) - ошибочное учение, господствовавшее в древности и в средние века, утверждавшее, что Земля неподвижна, а Солнце, Луна, планеты и звезды обращаются вокруг Земли; опровергнуто Коперником, установившим, что Земля - одна из планет солнечной системы. -23, 24, 27, 32

Гендерсон, Томас (1798-1842)- английский астроном, один из пионеров определения точных расстояний до звезд. В 1840 г. определил расстояние до звезды альфа в созвездии Центавра, оказавшейся ближайшей к солнечной системе звездой. -196

Гераклит (ок. 530-470 до н. э.) - древнегреческий философ-материалист, выдвинул идею об изменяемости в природе. -21

Герцшпрунг, Эйнар (р. 1873) - датский астроном; много занимался изучением звездных скоплений, переменных звезд, проблемой эволюции звезд. -205

Гершель, Вильям (1738-1822) - английский астроном, открыл и исследовал много туманностей, двойных звезд, планету Уран, обнаружил движение Солнца в пространстве среди звезд; впервые на основе наблюдений пытался выяснить строение нашей звездной системы - Галактики. Впервые выдвинул мнение, что возникновение звезд непрерывно продолжается и в нашу эпоху. -97, 185, 189-192, 241

Гершель, Джон (1792-1871) - английский астроном, сын В. Гершеля; продолжая работы отца, он изучал двойные звезды (составил 11 каталогов), туманности, звездное небо южного полушария. - 192

Гершель, Каролина (1750-1848)- любитель астрономии, сестра В. Гершеля; открыла 8 комет и 14 туманностей; помогала брату в проведении наблюдений и их обработке. -191

Гиады - звездное скопление в созвездии Тельца, содержит около 100 звезд. Расположено на небе недалеко от звезды Альдебаран. -125

Гиппарх (II в. до н. э.) - древнегреческий астроном; установил разделение звезд по их видимому блеску на звездные величины (см.), определил расстояние до Луны и ее размеры; составил обширный и для своего времени точный звездный каталог. -22, 241

Гленн, Джон - американский космонавт, совершивший космический полет 20 февраля 1962 г.; за 4 часа 56 мин. сделал 3 оборота вокруг Земли. - 165, 241

Год - единица измерения времени, равная промежутку, соответствующему одному полному обороту Земли вокруг Солнца. В году содержится 365 суток 5 часов 48 минут и 46 секунд с долями. -20, 145-147, 151

Гранулы - газовые образования на солнечной поверхности, имеющие вид зерен. Размеры отдельных гранул измеряются сотнями километров. -78

Григорианский календарь (новый стиль) - введен в 1582 г. папой Григорием XIII; более точный, чем юлианский календарь (см.); в настоящее время принят в большинстве стран земного шара. -151, 152

Гриссом, Вирджил - американский космонавт, совершивший кратковременный полет в космос 27 июля 1961 г. -165

Гудрайк, Джон (1765-1786) - английский любитель астрономии, один из первых исследователей переменных звезд. -122

Гюйгенс, Христиан (1629-1695) - нидерландский механик, физик, математик и астроном; открыл спутник Сатурна - Титан и кольца Сатурна, производил наблюдения Марса и Юпитера, туманности Ориона; работал над усовершенствованием оптики телескопов и маятниковых часов. -35, 96

Давление света - механическое действие света, оказываемое им на частицы, находящиеся на пути его распространения. Давление света на твердые тела и на газы впервые обнаружено и измерено русским физиком П. Н. Лебедевым (см.) в 1899-1909 гг. -106

Д'Аламбер, Жан Лерон (1717-1783) - французский математик и философ; разрабатывал труднейшие вопросы движения небесных тел. -192

Движение полюсов Земли - смещение полюсов, происходящее из-за того, что земной шар не занимает неизменного положения по отношению к своей оси вращения; за движением полюсов следит специальная сеть обсерваторий - широтных станций. -140, 210

Двойные звезды - системы, состоящие из двух звезд, каждая из которых обращается вокруг их общего центра тяжести. Обычно одна из звезд в паре бывает ярче, и ее называют главной звездой, а другую - ее спутником (напр., Мицар и его спутник Алькор). Системы, состоящие из трех, четырех или больше звезд, называются кратными звездами. -120, 121, 190

Декарт, Рене (1596-1650) - французский философ, физик, математик, физиолог. -184

Деландр, Анри (1853-1948) - французский астроном; проводил систематическое фотографирование хромосферы Солнца, получил много фотографий планет и туманностей, исследовал вращение колец Сатурна. - 203

Дельта Цефея - переменная звезда в созвездии Цефея, блеск которой меняется со строгой периодичностью. Период изменения блеска равен 5 суткам 8 часам и 47 минутам. Все переменные звезды такого типа стали называть по имени этой звезды цефеидами (см.). -123

Демокрит (ок. 460-370 до н. э.) - древнегреческий философ-материалист, один из основоположников учения об атомах; считал, что во Вселенной существуют бесчисленные миры, одни из которых формируются, другие достигли расцвета, третьи разрушаются и гибнут. -21

Деферент и эпицикл - окружности, по которым, по мнению Птолемея, движутся планеты; деферент -

большая окружность, центром которой является Земля, эпицикл - меньшая окружность, центр которой обращается по деференту вокруг Земли. -23

Диаграмма Герцшпрунга - Рессела (диаграмма спектр - светимость) - график, на котором нанесены абсолютные величины звезд в зависимости от их спектральных классов; исследование этой диаграммы позволяет сделать важные выводы о природе звезд и об их эволюции. -205

Диггес, Томас (год рожд. неизв. - 1595) - английский ученый, один из первых последователей учения Коперника в Англии; развивая и углубляя учение Коперника, пришел к выводу, что Вселенная бесконечна, а Солнце - одна из бесчисленных звезд. -30

Диффузные туманности - обширные облака рассеянного (газового или состоящего из твердых частиц- пылинок) вещества, расположенные в межзвездном пространстве. Многие ученые полагают, что звезды и планеты возникли из диффузных туманностей в результате их уплотнения. -127, 128

Евклид - древнегреческий математик, работавший в Александрии в III в. до н. э. Обобщил накопленные в древности знания по геометрии. -183

Европа - один из четырех самых ярких спутников Юпитера, открытых Галилеем. -238

Егоров, Борис Борисович (р. 1937) - советский летчик-космонавт, совершивший полет на трехместном космическом корабле «Восход», запущенном 12 октября 1964 г. - 166, 241

Жансен, Пьер (1824-1907) - французский астроном, один из пионеров применения спектрального анализа в астрономии. -202, 241

Задача двух тел - проблема небесной механики, связанная с определением движения двух сферических тел с известной массой, находящихся под действием силы взаимного тяготения. -169

Закон всемирного тяготения - закон, устанавливающий, что любые два тела взаимно притягиваются друг к другу и сила их притяжения прямо пропорциональна массам притягивающихся тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними; открыт английским ученым И. Ньютоном (см.) в 1687 г. -37, 38-41, 172, 184, 241

Законы движения планет Кеплера - три закона, открытые Кеплером, которым подчиняются движения тел солнечной системы. -33, 34, 169, 241

Затменные переменные звезды - очень тесные двойные звезды, орбита которых проходит через луч зрения. При обращении вокруг общего центра тяжести обе звезды попеременно закрывают друг друга, так

что общий блеск системы во время этих затмений ослабевает. Алголь (см.) - первая из обнаруженных звезд такого типа. -122

Звездная величина - принятая в астрономии единица измерения видимого блеска звезд и других небесных тел. Чем слабее светится звезда, тем больше число, обозначающее ее звездную величину. Самые яркие звезды назвали звездами 1-й величины. Самые слабые звезды, видимые невооруженным глазом, относятся к звездам 6-й звездной величины. К действительным размерам и светимости звезд звездная величина не имеет прямого отношения. -61, 116

Звездные скопления - группы звезд, разделенные между собой меньшим расстоянием, чем обычные межзвездные расстояния; звезды в такой группе связаны общим движением в пространстве и имеют общее происхождение. -125, 126

Звезды - гигантские раскаленные, самосветящиеся газовые шары. Солнце - одна из звезд, притом средняя по размерам и светимости. По своим характеристикам звезды многообразны; различаются звезды-гиганты и карлики, одиночные, двойные и кратные, переменные звезды и новые. - 116-125

Зверев, Митрофан Степанович (р. 1903) - советский астроном, зам. директора Пулковской обсерватории. - 55

Зеелигер, Гуго (1849-1924) - немецкий астроном, занимался вопросами теоретической астрономии, строения Млечного Пути и др. - 205

Земля - планета, на которой мы живем. Среднее расстояние Земли от Солнца принято в астрономии в качестве единицы для измерения больших расстояний (см. Астрономическая единица). - 92, 93, 95, 133, 137, 236

Зенит - точка пересечения отвесной линии с воображаемой небесной сферой над головой наблюдателя. - 64

Зодиакальные созвездия - 12 созвездий: Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей, Рыбы, расположенных вдоль пути годичного перемещения Солнца по небу среди звезд. В каждом из созвездий Солнце ежегодно бывает приблизительно в течение месяца. - 67, 237

Ибн-Юнус (950-1009) - арабский астроном; провел обширные наблюдения на обсерватории близ Каира, составил таблицы движения Луны, Солнца и планет. -24

Икар - малая планета, подходящая к Солнцу в своем движении по орбите ближе всех известных тел солнечной системы. - 101, 237

Ио - один из четырех самых ярких спутников Юпитера, открытых Галилеем. - 238

Ионосфера - слой земной атмосферы, атомы и молекулы которого частично ионизованы под влиянием коротковолнового излучения Солнца и корпускулярных потоков. - 174

Искусственные спутники Земли - искусственные небесные тела, научные лаборатории, оснащенные автоматическими приборами для исследования верхних слоев атмосферы и изучения некоторых явлений во внеземном пространстве. - 159-169, 172

Искусственные спутники Земли «Электрон». -167

Казы-заде Ар-Руми - математик и астроном XV в., работавший на самаркандской обсерватории Улугбека (см.). - 25

Календарь - система счета времени. В основе его лежат единицы измерения времени, данные нам самой природой: год и сутки. -20, 22, 141, 145-155

Каллисто - один из четырех самых ярких спутников Юпитера, открытых Галилеем. - 63, 238

Канопус - самая яркая после Сириуса звезда неба; относится к сверхгигантским звездам: по светимости она ярче Солнца в несколько тысяч раз; в наших широтах не видна. -238

Кант, Иммануил (1724-1804) - известный немецкий ученый; утверждал бесконечность звездной Вселенной; в 1755 г. впервые выдвинул научную гипотезу происхождения небесных тел. -133, 189, 190, 193, 241

Капелла - самая яркая звезда в созвездии Возничего, нулевой звездной величины, желтого цвета - 117, 119, 238

Карпентер, Малькольм Скотт - американский космонавт, совершивший космический полет 24 мая 1962 г. (3 оборота вокруг Земли). -166, 241

Кассини, Джованни Доменико (1625-1712) - астроном, итальянец по происхождению, потом работавший во Франции; открыл вращение Юпитера и Марса, четыре спутника Сатурна, деление кольца Сатурна, определил расстояние от Земли до Солнца. - 34, 35, 241

Кассиопея - хорошо знакомое всем созвездие северного полушария неба; в северных районах и средней полосе Советского Союза незаходящее созвездие, в крайних южных районах хорошо видимо летом и осенью. -63 ал-Каши, Джемшид ибн-Масуд (год рожд. неизв. - ум. ок. 1436) - математик и астроном XV в., работавший на Самаркандской обсерватории Улугбека; принимал участие в составлении Самаркандского звездного каталога. -25, 26

Квадратура - взаимное расположение Земли, Солнца и одной из внешних планет (отстоящих от Солнца дальше Земли), при котором направление на планету составляет прямой угол с направлением на Солнце. - 43

Кеплер, Иоганн (1571-1630) - австрийский астроном; установил три основных закона, по которым совершаются движения планет вокруг Солнца. -29, 32-35, 38, 125, 169, 184, 241

Кёртис, Хебер (1872-1942) - американский астроном; утверждал, что многие туманности являются далекими звездными системами, подобными нашей Галактике. Это мнение было подтверждено в 1924 г. открытием Хаббла. -207

Килер, Джемс Эдуард (1857-1903) - американский астроном, исследователь спектров планет, звезд и туманностей; изучал кольца Сатурна. -203

Клеро, Алексис Клод (1713-1765) - французский математик; изучал движение тел солнечной системы. -184, 192

Ковальский, Мариан Альбертович (1821 - 1884) - русский астроном. Наиболее важные его работы посвящены изучению движения звезд, строению Галактики и небесной механике. - 198, 199

Козырев, Николай Александрович (р. 1908) - советский астрофизик, исследователь Луны и планет, внутреннего строения звезд. -56

Кольца Сатурна - образование, окружающее планету Сатурн и состоящее из бесчисленного множества мелких частиц, обращающихся вокруг планеты по законам Кеплера. Толщина колец меньше 15 км, поперечник внешнего края - 275 тыс.км. -96, 202, 203

Комаров, Владимир Михайлович (р. 1927) - советский летчик-космонавт, совершивший полет на трехместном космическом корабле «Восход», запущенном 12 октября 1964 г. -166, 241

Комета Биэлы - комета, которая в XIX в. распалась на части и породила метеорный поток (см.), давший обильные звездные дожди. -104

Комета Галлея - первая комета, у которой была определена орбита и для которой предсказано ее очередное появление. Обращается вокруг Солнца с периодом около 76 лет, очередное появление ожидается в 1986 г. -37, 102

Комета Энке - комета с очень коротким периодом обращения вокруг Солнца (3,3 года), причем этот период постепенно уменьшается; наблюдается с 1786 г. Названа по имени немецкого астронома И. Ф. Энке (1791 -1865). -102, 105

Кометоискатель - специальная астрономическая труба для отыскания комет; отличается большой светосилой и дает большое поле зрения. -102

Кометы - небесные тела, входящие в состав солнечной системы; имеют вид туманных пятнышек с ярким сгустком в центре - ядром. У ярких комет при приближении к Солнцу появляется хвост в виде светящейся полосы. -100-107

Коперник, Николай (1473-1543) - польский ученый; опроверг ложную геоцентрическую систему мира Аристотеля - Птолемея, открыл действительное устройство солнечной системы, в которой Земля - только рядовая планета. -16, 27-30, 32, 35, 64, 91, 184, 196, 241

Космический корабль «Восток» - см. Гагарин Ю. А.

Космический корабль «Восток-2» - см. Титов Г. С.

Космический корабль «Восток-3» - см. Николаев А. Г.

Космический корабль «Восток-4» - см. Попович П. Р.

Космический корабль «Восток-5» - см. Быковский В. Ф.

Космический корабль «Восток-6» - см. Николаева-Терешкова В. В.

Космический корабль «Восход» - см. Комаров В. М.

Космогоническая гипотеза Лапласа. -133-134, 193

Космогоническая гипотеза О. Ю. Шмидта. -134-137

Крабовидная туманность - туманность в созвездии Тельца, образовавшаяся в результате вспышки сверхновой звезды, которая наблюдалась в 1054 г.; является мощным источником радиоизлучения. -125

Красное смещение в спектрах галактик - смещение линий в спектрах далеких галактик к красному концу спектра; по всей вероятности, объясняется принципом Доплера (см.) в связи с удалением галактик от нас. -132

Крылов, Алексей Николаевич (1863 -1945) - советский математик, механик и кораблестроитель. Основные исследования - в области теории кораблестроения, строительной механики корабля, артиллерии и баллистики. -41

Кукаркин, Борис Васильевич (р. 1909) - советский астроном, исследователь переменных звезд, строения и развития звездных систем. - 56

Кулик, Леонид Алексеевич (1883-1942) - советский ученый; занимался изучением метеоритов, в особенности изучением обстоятельств падения Тунгусского метеорита. - 113

Кульминация светила - явление прохождения светила через меридиан небесный (см.). -65

Лагранж, Жозеф Луи (1736-1813) - французский математик и механик. -184, 192

Ламберт, Иоганн Генрих (1728-1777) - немецкий математик, физик и философ; утверждал, что наша звездная система - одна из бесчисленных звездных систем в бесконечной Вселенной. - 189, 190, 196

Лаплас, Пьер Симон (1749-1827) - французский математик и астроном. Основные труды Лапласа посвящены разработке теории движения тел солнечной системы на основе закона всемирного тяготения. Разработал гипотезу образования Солнца и планет (см.). - 133, 134, 184, 189, 192, 193

Лебедев, Петр Николаевич (1866-1912) - русский физик; точнейшими опытами доказал существование давления света (см.), что очень важно для астрономии. -106, 200

Леверье, Урбен Жан Жозеф (1811 - 1877) - французский астроном. На основании его вычислений была в 1846 г. открыта планета Нептун. - 41, 98, 101, 241

Левкипп (предположительно 500-440 до н. э.) - древнегреческий философ, один из основоположников теории атомного строения материи. -21

Лейбниц, Готфрид Вильгельм (1646-1716) - немецкий математик и философ. - 36, 184

Лексель, Андрей Иванович (1740-1784) - русский астроном; исследовал движение кометы, получившей впоследствии его имя; доказал, что открытое В. Гершелем новое небесное тело является не кометой, как это предполагалось, а планетой, названной Ураном. - 189

Ливитт, Генриэтта (1868-1921) - американский астроном; установила зависимость между периодом изменения блеска переменных звезд - цефеид и их светимостью. Это открытие стало основой для определения расстояний до далеких звездных систем. -207, 241

Линия перемены дат - воображаемая линия на земном шаре; проходит преимущественно в Тихом океане по меридиану, имеющему долготу 180°, местами отклоняясь от него. Путешественники, направляющиеся с запада на восток, пересекая эту линию, дважды считают один и тот же день, направляющиеся в обратном направлении - пропускают один день. -158

Локьер, Джозеф Норман (1836-1920)- английский астрофизик, исследователь спектров Солнца и звезд. - 202, 241

Ломоносов, Михаил Васильевич (1711 - 1765) - русский ученый-энциклопедист; был выдающимся астрономом своей эпохи. Он открыл существование атмосферы у Венеры, создал новый тип телескопа, разработал ряд приборов и методов для нужд практической астрономии; много сделал для изучения нашей страны в астрономо-географическом отношении. -17, 22, 91, 106, 116, 187-189, 193, 241

Луна - спутник Земли. Радиус ее немногим более 1/4 земного; объем в 50 раз меньше объема Земли. Луна всегда обращена к нам одной и той же стороной; лишена атмосферы. - 67-75, 94, 95, 236

Лундмарк, Кнут (1889-1958) - шведский астроном; в 1920 г. определил расстояние до туманности

в Андромеде и установил, что она находится далеко за пределами нашей Галактики. -207

Лунно-солнечный календарь - система календаря, в которой была сделана попытка согласовать три естественные единицы времени - год (см.), месяц (см.) и сутки (см.). -147

Лунное затмение - небесное явление, вызываемое тем, что Луна, обращаясь вокруг Земли, попадает в тень, отбрасываемую Землей, и становится невидимой. -87, 88, 240

Лунные кратеры - горный хребет в виде правильного кольца, окружающего ровную и гладкую площадку; в центре этой площадки возвышается коническая гора. -71

Лунные «моря» - обширные равнинные места на Луне, совершенно не содержащие воды. -70

Лунные цирки - кольцевые горы на Луне, отличающиеся от кратеров тем, что не имеют центральной горы. -71

Лунный календарь - система календаря, основой которого является лунный месяц (см.). -147

Магеллановы Облака (Большое и Малое) - ближайшие к нашей Галактике звездные системы; имеют неправильную форму; расположены в южном полушарии неба и в СССР не видны; изобилуют гигантскими и сверхгигантскими звездами, в частности, в Магеллановых Облаках обнаружены звезды (напр., звезда S Золотой Рыбы), излучающие в миллион раз больше света, чем Солнце. -130, 208

Максутов, Дмитрий Дмитриевич (1896-1964) - советский оптик; создал телескоп нового типа - менисковый (см.), обладающий исключительно высокими оптическими качествами. - 48, 55, 219, 241

Малые планеты, или астероиды - небольшие тела, входящие в состав солнечной системы; имеют в поперечнике размеры от 800 км до 1-2 км и менее; движутся вокруг Солнца по тем же законам, по которым обращаются и планеты. Большинство малых планет движется вокруг Солнца в пространстве между орбитами Марса и Юпитера. Некоторые из них (напр., Икар, Гермес) имеют крайне вытянутые орбиты и иногда оказываются ближе к Солнцу, чем Земля и даже Меркурий. - 100, 101, 115, 237

Марс - четвертая по удаленности от Солнца планета солнечной системы; полный оборот вокруг Солнца совершает за один год и 11 месяцев. -20, 93-95. 100, 135, 229

Мартынов, Дмитрий Яковлевич (р. 1906) - советский астроном, исследователь переменных звезд, межзвездной среды и планет. -59

Межзвездная среда - разреженное вещество, заполняющее пространство между звездами; состоит из газа и небольших твердых частиц (пыли), по большей части собранных в туманности. В межзвездную среду входят те же химические элементы, из которых состоят Солнце и звезды. -126-129

Межзвездное поглощение света - ослабление видимого блеска далеких звезд, вызываемое облаками темной пылевой материи, заполняющими значительные области межзвездного пространства. -197

Межпланетный газ - разреженная газовая среда, заполняющая солнечную систему. -175

Менисковый телескоп - зеркально-линзовый телескоп; оптическая система его состоит из сферического вогнутого зеркала и выпукло-вогнутой линзы - мениска; разработан Д. Д. Максутовым. -48, 56, 219

Меридиан небесный - воображаемая линия на небесной сфере, проходящая через полюсы мира и зенит места наблюдения; пересекает линию горизонта в точках севера и юга. -64

Меркурий - ближайшая к Солнцу планета солнечной системы; обращен к Солнцу всегда одной и той же стороной. -20, 89, 94, 95, 101

Месье, Шарль (1730-1817) - французский астроном, исследователь комет; в 1784 г. составил первый каталог туманностей и звездных скоплений. -125

Местлин, Михаэль (1550-1631) - австрийский математик и астроном, учитель Кеплера, последователь системы Коперника. -32

Месяц - период времени, связанный с обращением Луны вокруг Земли; различают сидерический, или звездный, месяц (период обращения Луны вокруг Земли), равный в среднем 27 суткам 7 часам 43 минутам 11 секундам, и синодический месяц (период смены лунных фаз), равный в среднем 29 суткам 12 часам 44 минутам 2 секундам. - 70, 147

Метагалактика - грандиозная совокупность отдельных галактик и скоплений галактик. Все усматриваемые в самые мощные телескопы звездные системы составляют только часть Метагалактики, границы которой пока остаются недоступными для наблюдений. Но и Метагалактика - только ничтожная часть бесконечной Вселенной. -132

Метеоритные кратеры - углубления, нередко большие, в земной поверхности, образовавшиеся от падения гигантских метеоритов (см. Аризонский метеоритный кратер). -112

Метеоритный дождь - выпадение на небольшой площади земной поверхности сразу большого числа отдельных метеоритов, образовавшихся в результате разрыва в воздухе одного крупного метеорита. -112

Метеориты - камни или куски железа, упавшие на Землю из межпланетного пространства. Метеориты состоят из тех же химических элементов, из которых состоит Земля. -104, 110-115

Метеорный поток - периодическое появление на небе большого числа метеоров. Это объясняется встречей Земли с роем метеорных частиц. При некоторых обстоятельствах Земля, пересекая орбиту метеорного роя, попадает в наиболее плотную его часть, и тогда наблюдается звездный дождь. -104, 108

Метеоры - небесные явления, получившие в народе название «падающие звезды». Их появление связано с тем, что в атмосферу Земли из межпланетного пространства влетают мельчайшие твердые частицы, сгорающие в атмосфере. Очень яркие метеоры называются болидами (см.). Наблюдения метеоров имеют большое значение для изучения физического состояния верхних слоев атмосферы. -107-110, 143

Метон (ок. 460 до н. э. - год смерти неизв.) - древнегреческий астроном и математик; его работы имели важное значение для построения календаря. - 148

Мира Кита - звезда омикрон в созвездии Кита, названная Мира, что по-латыни значит «удивительная», за изменения своего блеска; иногда она становится сравнительно яркой звездой, 3-й звездной величины, а иногда можно ее видеть только в телескопы; долго-периодическая переменная, давшая название целому классу переменных звезд; красный сверхгигант. - 123

Михайлов, Александр Александрович (р. 1888) - советский астроном, академик, с 1947 г. директор Пулковской обсерватории. -55, 85, 198

Мицар - средняя звезда в ручке ковша созвездия Большой Медведицы; вместе с Алькором (см.) образует двойную звезду,-62, 120, 121

Млечный Путь - широкая светящаяся полоса, хорошо видимая на небе в темные осенние или зимние ночи; состоит из огромного множества звезд; все они входят в нашу звездную систему - Галактику (см.), одной из звезд которой является Солнце. - 126, 129, 189

Мустель, Эвальд Рудольфович (р. 1911) - советский астрофизик, исследователь звездных атмосфер, новых и сверхновых звезд и Солнца. -55

Наблюдения искусственных спутников Земли. - 225

Народные обсерватории - любительские обсерватории, часто сооружаемые методом народной стройки. -221

Насирэддин Туси, Мухаммед (1201-1274) - азербайджанский астроном и математик; основал обсерваторию в г. Мараге; составил очень важный для своего времени каталог звезд. -24, 25

Небесная механика - раздел астрономии, посвященный изучению движения небесных тел, и в первую очередь тел, составляющих нашу солнечную систему, на основе закона всемирного тяготения. -167, 184, 185

Небесный меридиан - см. Меридиан небесный.

Неделя - промежуточная единица измерения времени между сутками и месяцем; возникла в древних государствах Востока. -150

Неймановы линии - узор из тонких прямых линий, появляющийся на протравленных кислотой поверхностях некоторых железных метеоритов; названы по имени исследователя метеоритов немецкого ученого Неймана. -114

Непер, Джон (1550-1617) - шотландский математик, изобретатель логарифмов. -184

Нептун - восьмая от Солнца планета солнечной системы; открыта в 1846 г. немецким астрономом Галле на основании вычислений Леверье. -98, 101, 199

Неуймин, Григорий Николаевич (1886-1946) - советский астроном; в 1944-1946 гг. - директор Пулковской обсерватории; открыл 63 малые планеты и 7 комет. -100, 198

Николаев, Андриян Григорьевич (р. 1929) - советский летчик-космонавт; на космическом корабле «Восток-3», запущенном 11 августа 1962 г., совершил за 94 часа 22 минуты полета более 64 оборотов вокруг Земли, пролетев около 2640 тыс.км. - 18, 164, 241

Николаева-Терешкова, Валентина Владимировна

(р. 1937) - первая в мире женщина, совершившая космический полет; на космическом корабле «Восток-6», запущенном 16 июня 1963 г., за 71 час сделала 48 оборотов вокруг земного шара и пролетела около 2 млн.км. - 18, 166, 241

Николай Кузанский (1401 - 1464) - философ и ученый эпохи Возрождения, высказавший мнение о движении Земли и о том, что она не является центром Вселенной. Кузанский был одним из предшественников Коперника. -27

Никонов, Владимир Борисович (р. 1905) - советский астроном, исследователь цветов и спектров звезд, конструктор ряда астрономических приборов, один из пионеров применения электронных приборов в астрономии. -56

Новые звезды - звезды, излучение которых внезапно увеличивается в тысячи раз, а затем медленно уменьшается. Иногда в нашей и в других галактиках наблюдаются вспышки сверхновых звезд. При таких вспышках звезды излучают свет в миллионы и сотни миллионов раз интенсивнее, чем Солнце. Причины таких вспышек наукой полностью еще не выяснены. - 124, 125

Ньютон, Исаак (1643-1727) - английский математик, физик, астроном; открыл закон всемирного тяготения, впервые объяснил причину явлений приливов и отливов. -27, 35-41, 67, 143, 167, 169, 184, 241

Обсерватории астрономические - см. Астрономические обсерватории.

Объектив - оптическая система, состоящая из одной или нескольких линз, с помощью которой можно получить увеличенное изображение предмета. Используется в телескопах-рефракторах. - 46, 214, 215

Окуляр - часть телескопа; служит для рассматривания изображения, образуемого объективом; состоит обычно из нескольких линз. -46, 215, 216

Ольберс, Генрих Вильгельм (1758-1840) - немецкий астроном, исследователь комет и малых планет; высказал гипотезу о происхождении малых планет в результате разрыва большой планеты, располагавшейся между орбитами Марса и Юпитера. -194

Оорт, Ян Хендрик (р. 1900) - голландский астроном; в 1927 г. окончательно доказал вращение нашей звездной системы - Галактики - вокруг ее центрального звездного сгущения (ядра Галактики). -107, 125, 241

Орлов, Александр Яковлевич (1880-1954)- советский астроном; основные его работы относятся к небесной механике, исследованиям силы тяжести и движения полюсов Земли (см.). -59

Орлов, Сергей Владимирович (1880 -1958)- советский астроном; исследовал физическую природу комет, их происхождение и связь с малыми планетами и метеорами. -58, 104

Ось мира - воображаемая прямая линия, вокруг которой происходит видимое суточное вращение неба. Она параллельна оси вращения Земли. -64

Паллада - вторая по размерам малая планета, открытая Ольберсом (см.) в 1802 г. -100, 237

Даллас, Петр Симон (1741 - 1811) - русский естествоиспытатель, привез в Петербург найденный в Сибири метеорит, получивший название «Палласово железо». -110

Параллакс звездный, пли годичный - угол, под которым с той или иной звезды был бы виден радиус земной орбиты (149 500 тыс.км). Расстояние, на котором этот угол равен одной секунде (приблизительно 31 триллион км), называется парсеком и является мерой расстояний до далеких глубин Вселенной. Пар-сок равен 3,26 световых лет. - 193

Паренаго, Павел Петрович (1906-1960) - советский астроном, выполнил ряд важных исследований строения Галактики, переменных звезд, динамики звездных систем, провел комплексное исследование области туманности в созвездии Ориона. -56

Парсонс (лорд Росс), Вильям (1800-1867) - английский астроном, построивший в 1845 г. гигантский по тому времени рефлектор, с диаметром зеркала 182 см, и исследовавший при его помощи многие внегалактические туманности. -185, 206

Пегас - созвездие, расположенное в северном полушарии неба; видимо в конце лета, осенью и ранней зимой. -63

Пепельный свет - слабое свечение не освещенной непосредственно Солнцем части лунного диска; объясняется освещением Луны солнечным светом, отраженным от поверхности Земли. -69, 92

Первая космическая скорость - скорость тела вблизи поверхности Земли, достижение которой позволяет ему превратиться в искусственный спутник с круговой орбитой; равна 7,9 км/сек. -168, 172

Первая советская космическая ракета («Мечта» или «Луна-1») - запущена 2 января 1959 г., прошла на расстоянии 5-6 тыс.км от Луны и превратилась в искусственную планету; при запуске ее впервые в истории человечества была превышена вторая космическая скорость (см.). - 68, 161, 168, 176

Первый групповой полет в космос - совершен летчиками-космонавтами Советского Союза А. Г. Николаевым и П. Р. Поповичем 11 -15 августа 1962 г. -164, 241

Первый советский искусственный спутник Земли - запущен 4 октября 1957 г. - 159

Переменные звезды - звезды, блеск которых со временем меняется. В зависимости от характера этого изменения и причин, его вызывающих, они подразделяются на различные типы (см. Цефеиды, Затменные переменные звезды, Новые звезды). -122, 123, 230, 231

Персей - созвездие, расположенное в северном полушарии неба; видимо почти весь год, кроме поздней весны. В него входит переменная звезда Алголь (см.). - 62, 63

Пиацци, Джузеппе (1746-1826) - итальянский астроном; открыл первую малую планету - Цереру. - 99,241

Пикар, Жан (1620-1682) - французский астроном; измерил дугу земного меридиана между Парижем и Амьеном, что позволило более точно определить размеры Земли. -39

Пикеринг, Эдуард (1846-1919) - американский астроном; занимался исследованием переменных звезд.

Ему принадлежит также принятая всеми астрономами классификация спектров звезд. -203, 204

Пифагор (ок. 580 до н. э. -500 до н. э.) - древнегреческий математик и философ. -21

«Планетарий» - проекционный аппарат, с помощью которого воспроизводят картины звездного неба и движения небесных тел. Планетариями называются также научно-просветительные учреждения, в которых устанавливаются аппараты «планетарий» и ведется работа по распространению астрономических знаний среди населения. -232-235

Планетарные туманности - туманности круглой формы, видимые в телескоп в виде маленьких дисков, напоминающих диск планеты; иногда имеют вид кольца с яркой звездой в центре; состоят из очень разреженного газа. Внутри такой газовой туманности всегда есть горячая звезда. -128

Планеты - небесные тела, входящие в состав солнечной системы и, несомненно, имеющиеся в системах других звезд; имеют шарообразную форму. Планеты солнечной системы светят отраженным от их поверхности солнечным светом. -88-101

Плеяды - звездное скопление; относится к типу рассеянных скоплений; расположено в созвездии Тельца. -125, 127

Плутон - девятая и самая далекая от Солнца планета солнечной системы; открыт в 1930 г. астрономом Томбо (США). -98, 99, 135

«Полет-1» - маневрирующий космический аппарат, запущенный в Советском Союзе 1 ноября 1963 г. - 166

«Полет-2» - маневрирующий космический аппарат, запущенный в Советском Союзе 12 апреля 1964 г. -166

Полюс мира - пересечение воображаемой оси мира с воображаемой небесной сферой. Северный полюс находится в созвездии Малая Медведица, вблизи Полярной звезды, Южный полюс - в созвездии Октанта. -64

Полярная звезда - самая яркая звезда в созвездии Малой Медведицы. Названа Полярной, так как расположена вблизи северного полюса мира. По блеску относится к звездам 2-й звездной величины. -61, 64

Полярные сияния - электрическое свечение неба ночью, происходящее чаще всего в полярных областях Земли. -224

Попович, Павел Романович (р. 1930) - советский летчик-космонавт; на космическом корабле «Восток-4», запущенном 12 августа 1962 г., совершил за 70 часов 57 минут более 48 оборотов вокруг Земли и пролетел около 1980 тыс.км. - 18, 164, 241

Прикладной час - величина, выражаемая в часах и минутах и характеризующая среднее запаздывание наивысшего уровня прилива относительно кульминации (см.) Луны. -42

Приливы и отливы - периодическое наступание и отступание воды у берегов океанов. Вызываются действием притяжения Луны и Солнца на Землю. - 41-44, 143

Принцип Доплера - изменение частоты колебаний или длины волны при движении источника этих колебаний относительно наблюдателя; выдвинут австрийским физиком Христианом Доплером (1803-1853) в 1842 г.; по отношению к свету доказан в лабораторных условиях А. А. Белопольским (см.); в астрономии используется для определения скоростей звезд и галактик по лучу зрения и для исследования вращения небесных тел. -202, 203

Противостояние Марса - положение Марса на орбите, когда он и Земля находятся по одну сторону от Солнца и приблизительно на одной прямой линии. Если противостояние случится в тот момент, когда это расстояние наименьшее (55,5 млн.км), то его называют великим; оно создает наиболее благоприятные условия для наблюдения Марса. Великие противостояния повторяются через каждые 15-17 лет. -93

Протуберанцы - громадные выступы причудливой и иногда быстро изменяющейся формы в солнечной атмосфере; состоят из раскаленных газов. -81

Процион - самая яркая звезда в созвездии Малого Пса. Звезда эта двойная, имеет спутника, являющегося белым карликом. -195, 238

Птолемей, Клавдий - древнегреческий астроном, работавший в Александрии во II в. н. э.; разработал геоцентрическую систему мира, господствовавшую в науке вплоть до великого открытия Коперника, опубликованного в его книге в 1543 г. -23, 24, 27, 241

Пулковская обсерватория - главная астрономическая обсерватория Академии наук СССР; одна из крупнейших обсерваторий мира - «астрономическая столица мира», как ее называли; открыта в 1839 г. - 17, 55, 196, 198, 241

Радиант - точка на небесной сфере, откуда (как представляется для наблюдателя с Земли) вылетают метеоры при встрече Земли с метеорным потоком. -108

Радиационные пояса Земли - пояса заряженных частиц, окружающих Землю; открыты с помощью искусственных спутников Земли и космических ракет. - 175, 176

Радиоастрономия - новый метод исследования небесных тел и глубин Вселенной, основанный на изучении радиоволн, приходящих на Землю из мирового пространства. -53

Радиолокация Луны и планет - метод исследования, при котором к этим небесным телам направляется узкий пучок коротких радиоволн; отраженные ими радиолучи регистрируются, и по ним можно определять расстояния, а также устанавливать некоторые физические свойства Луны и планет; уже проведены радиолокации Луны, Меркурия, Венеры, Марса и Юпитера. - 54, 92

Радиолокация метеоров - метод исследования метеоров, аналогичный радиолокации Луны и планет; этот метод позволяет изучать метеоры в любое время суток, независимо от погоды. -54, 109

Радиотелескопы - приборы для исследования космического радиоизлучения; представляют собой радиоприемник чрезвычайно высокой чувствительности, присоединенный к антенне, принимающей излучение. Антенны радиотелескопов по назначению сходны с зеркалами рефлекторов и иногда достигают гигантских размеров; например, подвижная антенна исследовательской станции в Джодрелл Бэнк (Англия) представляет собой металлическое зеркало поперечником в 76 м. - 52, 53

Райт, Томас (1711-1786) - английский астроном; высказал свои идеи о строении нашей звездной системы. -189

Регмаглипты - углубления на поверхности метеорита, образующиеся в результате воздействия на него атмосферы. -110

Рессел, Генри Норрис (1877-1957) - американский астроном; автор ряда важных исследований по астрофизике, звездной астрономии, космогонии; окончательно установил зависимость между светимостью звезд и их спектральным классом. -204, 205

Рефлектор - телескоп, в котором изображения небесных светил получаются с помощью отражения от вогнутого зеркала. -47, 48, 188, 189, 217

Рефрактор - телескоп, в котором изображения небесных светил получают с помощью линзового объектива, создающего изображение, которое может быть рассмотрено глазом в окуляр или сфотографировано. В последнем случае рефрактор называют астрографом. - 48, 215

Ригель - самая яркая звезда в созвездии Ориона, нулевой звездной величины, белого цвета; по светимости сверхгигант: ее светимость в 23 тыс. раз превосходит светимость Солнца. -238

Сарос - период повторяемости солнечных и лунных затмений (по-древнеегипетски «сарос» означает «повторение»); равен 18 годам и 11 дням (либо 10 дням, если за это время было 5 високосных лет); был известен еще астрономам древности. -85, 88

Сатурн - шестая по расстоянию от Солнца планета солнечной системы; имеет девять спутников, наибольший из них - Титан. -20, 96-97, 101, 135, 229

Светимость звезд - величина, принятая в астрономии для выражения мощности излучения звезды в сравнении с излучением Солнца. По своей светимости звезды разделяются на гиганты и карлики. Гиганты излучают свет в сотни и даже тысячи раз сильнее Солнца. Есть звезды-сверхгиганты, излучающие свет в десятки и сотни тысяч раз интенсивнее, чем Солнце. Звезды-карлики излучают свет как Солнце или во много раз слабее его. -117

Световой год - единица расстояния в астрономии; обозначает расстояние, которое свет, распространяясь со скоростью 300 тыс.км/сек, проходит за один год. Световой год равен 63 290 астрономическим единицам, или 9,5 триллиона километров. -238

Северный, Андрей Борисович (р. 1913) - советский астроном; основные его работы посвящены физике Солнца и внутреннему строению звезд; директор Крымской астрофизической обсерватории Академии наук СССР. -55

Секки, Анджело (1818-1878)- итальянский астроном; одним из первых изучал спектры звезд, Солнца и планет. -202, 204

Серебристые облака - облака, наблюдающиеся летом во время сумерек и плавающие в атмосфере на высоте 80-85 км; очень неплотные (сквозь них видны звезды) и изменчивые; по всей вероятности, состоят из ледяных кристалликов. -227

Сигналы времени - передаются по радио для проверки часов; помимо специальных сигналов, переда-

ваемых для проверки очень точных часов, каждый час передаются широковещательные сигналы - шесть точек (заключительная точка дается ровно в целое число часов, нуль минут, нуль секунд с точностью до сотых долей секунды). -52, 140, 141

Сидерический (или звездный) месяц - см. Месяц.

Сириус - самая яркая по видимому блеску звезда неба; имеет спутника, являющегося белым карликом. - 35, 61, 117, 121, 148, 149, 195

Система мира Коперника - см. Гелиоцентрическая система мира.

Система мира Птолемея - см. Геоцентрическая система мира.

Сихотэ-Алинский метеорит - железный метеорит, упавший 12 февраля 1947 г. в районе горного хребта Сихотэ-Алинь на Дальнем Востоке; собрано около 23 Т вещества этого метеорита. -112, 113

Скиапарелли, Джованни Вирджинио (1835-1910)- итальянский астроном, исследователь комет, метеоров и планет; широко известны его наблюдения планеты Марс, на которой он открыл сеть тонких прямых линий, названных им каналами. -104, 108

Служба времени - работы, связанные с определением точного времени путем астрономических наблюдений, хранением времени с помощью точных астрономических часов и сообщением времени посредством радиосигналов. -52, 140, 141

Служба движения полюсов - сеть широтных станций, следящих за перемещениями полюсов по земной поверхности. -140

Снеллиус, Виллеброрд (1580-1626) - голландский математик и астроном; создал способы измерения дуги меридиана, применяемые и теперь. -39

Созвездия - участки, на которые разделяют звездное небо по фигурам, образуемым яркими звездами. Всего насчитывается 88 созвездий; ими пользуются для ориентировки на звездном небе. Принадлежность звезд к одному созвездию - это их «видимая», или перспективная, близость. На самом деле звезды, причисляемые к одному созвездию, находятся на самых различных расстояниях от нас. -61-63

Солнечная корона - самая внешняя часть атмосферы Солнца. Во время полных солнечных затмений корона наблюдается в виде серебристо-жемчужного сияния, окружающего закрытый Луной диск Солнца. - 78, 79, 86

Солнечная система, или планетная система - совокупность небесных тел - планет, астероидов, комет и т. д., обращающихся вокруг Солнца под действием силы его тяготения. -67-115

Солнечное затмение - небесное явление, обусловленное тем, что Луна, обращаясь вокруг Земли, проходит между нею и Солнцем и закрывает собой солнечный диск. Затмения бывают полные, кольцеобразные и частные. -82-87, 239

Солнечные пятна - представляют собой воронкообразные области более холодных газов на поверхности Солнца, находящихся под действием магнитных сил. Число пятен в году меняется. Наименьшее число пятен бывает приблизительно через каждые 11 лет. -79, 80

Солнечные установки - сооружения, использующие непосредственно солнечную энергию для нужд народного хозяйства. -143

Солнечный календарь - система календаря, в основу которой кладется продолжительность солнечного года, в настоящее время действует в большинстве стран земного шара. -149

Солнце - ближайшая к нам звезда, центральное тело нашей солнечной системы; отстоит от Земли на расстоянии 149,5 млн.км. (По последним радиолокационным данным 149 599 000 + 500 км.) - 50, 75-81,117, 119, 121, 133-136, 138, 143, 185, 202, 203

Спектрально-двойные звезды - тесные пары звезд, ·которые нельзя увидеть раздельно при помощи современных оптических средств; двойственность их обнаруживается по периодическим смещениям линий в их спектрах. -121, 204

Спектральный анализ - метод в астрофизике, позволяющий изучать химический состав светил с помощью исследования их спектров. -50, 118, 143, 184

Спектроскоп - прибор для визуального изучения спектров. -50

Спутники планет - небесные тела, обращающиеся вокруг планет под действием силы их тяготения; светят отраженным от их поверхности солнечным светом. Спутником Земли является Луна. -95-98, 238

Стандартный коронограф - прибор для фотографирования солнечной короны во время полных солнечных затмений. -86

Струве, Василий Яковлевич (1793-1864) - русский астроном, основатель и первый директор Пулковской обсерватории; исследовал двойные звезды и заложил основы современных представлений о строении нашей звездной системы - Галактики. -16, 29, 45, 195-199, 241

Струве, Отто Васильевич (1819-1905) - русский астроном, сын В. Я. Струве; исследовал двойные звезды, измерил параллаксы некоторых звезд, наблюдал планеты, их спутники, кометы и туманности. - 197, 198

Струве, Отто Людвигович (1897-1963) - американский астроном, правнук В. Я. Струве; известен своими работами в области изучения спектров звезд и эволюции небесных тел; совместно с Г. А. Шайном (см.) открыл вращение звезд. -197, 209, 241

Субботин, Михаил Федорович (р. 1893) - советский астроном, директор Института теоретической астрономии Академии наук СССР, автор многих исследований по небесной механике. -56

Сутки - единица измерения времени, равная периоду вращения Земли вокруг своей оси. -145-147

Суточное вращение неба - кажущееся вращение неба вокруг полюса мира. В действительности вращается Земля вокруг своей оси, а наблюдателю на Земле кажется, что перемещаются звезды на небе. - 63, 64

Тектиты - стекловидные образования, находимые в почве в разных местах земного шара. Некоторые исследователи относят их к особому типу стеклянных метеоритов, однако природа тектитов окончательно еще не установлена. -114

Телескоп - инструмент с оптическим устройством для наблюдений небесных светил. -46-48, 188, 189, 214-222

Терминатор - линия, отделяющая на Луне (или планете) освещенную часть от неосвещенной. -69

Титан - самый большой из спутников Сатурна, по размерам примерно равный Меркурию. На Титане обнаружена атмосфера. -97, 238

Титов, Герман Степанович (р. 1935) - советский летчик-космонавт; на космическом корабле «Восток-2», запущенном 6 августа 1961 г., в течение 25 часов 18 минут совершил 17 оборотов вокруг Земли и пролетел свыше 700 тыс.км. - 18, 92, 164, 241

Тихо Браге (1546-1601) - датский астроном-наблюдатель; в своих исследованиях достиг наибольшей точности, которую можно было получить без телескопов. Его наблюдения использовал Кеплер для установления законов движения планет. -33, 125

Тихов, Гавриил Адрианович (1875-1960)- советский астрофизик; известен своими исследованиями планеты Марс и цвета небесных светил. -58

Трансплутон - планета за орбитой Плутона, существование которой предполагают некоторые ученые. -98

Третий советский искусственный спутник Земли - запущен 15 мая 1958 г.; представлял собой целую космическую лабораторию, с помощью которой были получены важные сведения о верхних слоях атмосферы, метеорных телах, магнитном поле Земли и др.; просуществовал 691 сутки, совершив 10 037 оборотов вокруг Земли. -160

Третья советская космическая ракета («Луна-3») - вывела 4 октября 1959 г. на заданную орбиту автоматическую межпланетную станцию, которая облетела Луну и сфотографировала ее обратную сторону. Полученные изображения с помощью телевизионной системы были переданы на Землю. - 68, 73, 162, 163, 170, 241

Тритон - спутник Нептуна, один из крупнейших спутников в солнечной системе. -98, 238

Тунгусский метеорит - космическое тело, вторгшееся в атмосферу Земли 30 июня 1908 г. и взорвавшееся на некоторой высоте над земной поверхностью в сибирской тайге, в районе р. Подкаменная Тунгуска. Полагают, что это было столкновение Земли с ядром небольшой кометы. -113, 114

Улугбек, Мухаммед (1394-1449) - правитель Самарканда, узбекский астроном и математик; построил в Самарканде замечательную обсерваторию; совместно с другими выдающимися астрономами того времени составил звездный каталог и таблицы движения планет, наиболее точные для своей эпохи. -25, 26, 47

Умов, Николай Алексеевич (1846-1915) - русский физик; провел важные исследования земного магнетизма, электричества, диффузии водных растворов и оптики мутных сред; первым высказал мысль, что цефеиды - пульсирующие звезды. -202

Уран - седьмая по расстоянию от Солнца планета солнечной системы; открыт в 1781 г. В. Гершелем; имеет пять спутников. -98, 99, 134, 190

Фазы Луны - различные формы видимой части Луны. Различают четыре основные фазы: новолуние - Луна невидима; первая четверть - видна половина лунного диска; полнолуние - диск Луны освещен полностью; последняя четверть - видна опять половина диска Луны. -68-70, 146

Факелы - более яркие, чем окружающая фотосфера, участки на Солнце. - 80

Фалес (конец VII - начало VI в. до н. э.)- древнегреческий ученый; сделал ряд открытий в арифметике, геометрии и астрономии; впервые предсказал солнечное затмение 585 г. до н. э. - 21, 241

Феоктистов, Константин Петрович (р. 1926) - советский летчик-космонавт, совершивший полет на трехместном корабле «Восход», запущенном 12 октября 1964 г. -166, 241

Фесенков, Василий Григорьевич (р. 1889) - советский астроном, автор важных исследований по разным вопросам астрофизики, в том числе и по проблемам происхождения и эволюции небесных тел. -58, 135, 137, 138

Флоренский, Кирилл Павлович (р. 1915) - советский геохимик, руководитель трех экспедиций, исследовавших место падения Тунгусского метеорита. -114

Фогель, Герман Карл (1842-1907) - немецкий астроном; известен исследованиями спектров звезд, разработкой спектральной классификации и применением фотографии в астрономии. -202, 204

Фотосфера Солнца - видимая поверхность Солнца. - 78

Хаббл, Эдвин (1889-1953) - американский астроном; впервые в 1924 г. установил, что далекие туманности, в частности туманность в Андромеде, являются звездными системами, равноправными с нашей Галактикой. Тем самым было доказано, что наша звездная система - не единственная во Вселенной. - 206-208, 241

Хайям, Омар (ок. 1040-1123) - среднеазиатский поэт, математик и философ, автор интересной системы календаря. -24, 25, 26

Харадзе, Евгений Кириллович (р. 1907) - советский астроном, академик АН Грузинской ССР, директор Абастуманской астрофизической обсерватории. -56

Хёггинс, Вильям (1824-1910) - английский астрофизик; один из первых изучал спектры звезд. -202

Хладни, Эрнст Флоренс Фридрих (1756 - 1827) - чешский ученый; впервые показал, что метеориты имеют внеземное (космическое) происхождение. -110

Хондры - округлые зерна, встречающиеся в каменных метеоритах (от греческого «хондрос»- зерно). - 114

ал-Хорезми, Мухаммед бен-Муса (ок. 780-ок. 850) - среднеазиатский математик и астроном. Астрономические работы его посвящены солнечным часам, измерительным приборам, астрономическим таблицам. Автор известного в свое время руководства по алгебре. -24, 26

Хромосфера - нижние слои атмосферы Солнца, непосредственно примыкающие к фотосфере (см.); простираются до высоты 15 тыс.км над фотосферой. - 78, 86

Цераская, Лидия Петровна (1855-1931) - первая женщина-астроном в России; работая на Московской обсерватории, открыла 219 переменных звезд. -204

Цераский, Витольд Карлович (1849-1925) - русский астрофизик. -201, 204

Церера - первая по времени открытия и самая крупная из малых планет; открыта итальянским астрономом Пиацци в 1801 г. -99, 100, 237

Цесевич, Владимир Платонович (р. 1907) - советский астрофизик, исследователь переменных звезд. -59

Цефеиды - разновидность переменных звезд. Все цефеиды являются звездами-гигантами и сверхгигантами. Изменение блеска у них происходит строго периодически. Открытие зависимости между периодом изменения блеска у цефеид и их светимостью имело выдающееся значение. Оно дало возможность определить расстояния до очень далеких звездных систем, если в них имеются цефеиды. -123, 126, 202, 207

Цефей - созвездие, расположенное вблизи северного полюса мира, а поэтому видимое у нас круглый год. В нем находится переменная звезда дельта Цефея. - 62, 63, 65

Циолковский, Константин Эдуардович (1857- 1935) - русский ученый, основоположник космонавтики, сделал ряд крупных открытий в области ракетной техники и теории межпланетных сообщений. -159

Часы - прибор для хранения и измерения времени. Часы бывают солнечные, маятниковые, механические, кварцевые, атомные и др. -51

Числа Вольфа - одна из характеристик солнечной активности; число Вольфа равно удесятеренному числу групп пятен, наблюдающихся в данное время на диске Солнца, плюс общее число пятен. -224

Шайн, Григорий Абрамович (1892-1956) - советский астрофизик. Его основные труды посвящены изучению спектров звезд и структуры диффузных туманностей. Установил совместно с американским астрономом О. Струве вращательное движение звезд. -56, 208- 210, 241

Шаровые скопления - см. Звездные скопления.

Шварцшильд, Карл (1873 -1916) - немецкий астроном; провел важные исследования в области звездной астрономии и теоретической астрофизики, разработал теорию звездных атмосфер. -205, 206

Шварцшильд, Мартин - американский астроном, сын Карла Шварцшильда. Основные его работы посвящены теории внутреннего строения звезд. -206

Шепард, Аллан - американский космонавт, совершивший кратковременный (15 минут) полет в космос 5 мая 1961 г. -165

Ширра, Уолтер - американский космонавт, совершивший космический полет 3 октября 1962 г.; за 9 часов 13 минут сделал 6 оборотов вокруг Земли. -166, 241

Шкловский, Иосиф Самуилович (р. 1916) - советский астрофизик, провел важные радиоастрономические исследования, исследования солнечной короны, межзвездной среды и др. -56

Шмидт, Отто Юльевич (1891 -1956) - советский ученый, академик; разработал гипотезу образования Земли и планет из холодных пылинок и газов, окружавших в свое время Солнце. -134-137

Шретер, Иоганн (1745-1816) - немецкий любитель астрономии, ставший одним из крупных астрономов своего времени. Основные исследования посвящены планетам: Меркурию, Венере, Марсу. -194

Штернберг, Павел Карлович (1865-1920)-астроном и революционный деятель; работал во многих областях астрономии, активный участник Великой Октябрьской социалистической революции и гражданской войны. - 210-212

Эддингтон, Артур Стэнли (1882-1944) - английский астроном; его исследования посвящены главным образом изучению движения звезд, их внутреннего строения, теории относительности. -205, 206

Эйлер, Леонард (1707-1783) - математик, механик и физик, работавший более 30 лет в Петербургской академии наук. Многие его труды посвящены исследованию движения тел солнечной системы. -184, 192

Экватор небесный - воображаемая линия на небесной сфере, образованная пересечением с небесной сферой плоскости, перпендикулярной к оси мира. -65

Экваториальная установка телескопа - установка, позволяющая осуществлять вращение телескопа вокруг двух осей: оси, параллельной оси мира (полярная ось), и оси, параллельной плоскости небесного экватора (ось склонения). -215

Эклиптика - большой круг небесной сферы, по которому происходит движение Солнца среди звезд. - 67

Эратосфен (ок. 276-194 гг. до н. э.) - древнегреческий ученый; первым определил размеры земного шара, заложил основы математической географии; в математике изучал простые числа. -22, 24, 241

Эрос - малая планета неправильной формы, иногда приближающаяся к Земле на расстояние 23 млн.км; наблюдения Эроса во время такого приближения в 1931 г. позволили с большой точностью установить величину астрономической единицы (см.). -237

Юлианский календарь (старый стиль) - солнечный календарь, введенный римским императором Юлием Цезарем в 46 г. до н. э. и разработанный александрийскими астрономами во главе с Созигеном; в большинстве стран применялся до конца XVI в. -150, 151

Юнона - третья по времени открытия малая планета; открыта в 1804 г. -100, 237

Юпитер - пятая по расстоянию от Солнца планета солнечной системы. -20, 95-97, 102, 103, 135, 229

Том 1. Земля	[1) ...]	[2) ...]
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры	[1) ...]	[2) ...]
Том 3. Вещество и энергия	[1) ...]	[2) ...]
Том 4. Растения и животные	[1) ...]	[2) ...]
Том 5. Техника и производство	[1) ...]	[2) ...]
Том 6. Сельское хозяйство	[1) ...]	[2) ...]
Том 7. Человек	[1) ...]	[2) ...]
Том 8. Из истории человеческого общества	[1) ...]	[2) ...]
Том 9. Наша советская Родина	[1) ...]	[2) ...]
Том 10. Зарубежные страны	[1) ...]	[2) ...]
Том 11. Язык. Художественная литература	[1) ...]	[2) ...]
Том 12. Искусство	[1) ...]	[2) ...]
- Список томов

Мирнебесныхтел

АСТРОНОМИЯ — НАУКА О ВСЕЛЕННОЙ