|
ЮНОМУ ЛЮБИТЕЛЮ АСТРОНОМИИ
Тайны Вселенной всегда привлекали к себе внимание молодежи. Но наше время особенное — ведь нам выпало счастье быть современниками первых лет космической эры. Невозможно не интересоваться астрономией в стране, прославившейся многими достижениями в освоении космоса. Невозможно оставаться равнодушным, когда весь мир с волнением следит за полетом космонавтов или ждет вестей от автоматических устройств, доставленных на Луну и другие планеты.
Успехи космонавтики важны для многих отраслей народного хозяйства, науки и техники. Эти успехи не только порождены невиданным ранее научно-техническим прогрессом, но и служат ему. Благодаря космонавтике «вторую молодость» переживает древнейшая из наук — наука о Вселенной.
Один из ведущих разделов современной астрономии — астрофизика. Изучая природу небесных тел и процессов в космосе, человек узнает о новых источниках энергии, об удивительных свойствах вещества при сверхвысоких и сверхнизких температурах, давлениях, плотностях. В «космической лаборатории» можно наблюдать проявление гигантских сил тяготения, исследовать вещество в условиях неосуществимых на Земле гравитационных и магнитных полей. Вместе с тем изучение мира звезд и галактик обогащает нас новыми знаниями о строении Вселенной, а это имеет важное значение для формирования научного мировоззрения.
Перед вами не учебник, а книга для чтения. Она написана не по учебной программе, но с учетом ее основных идей.
Эта книга познакомит бас с основами фундаментальных теорий и принципов астрофизики, с эволюционными идеями, которые, по словам выдающегося советского астрофизика В. А. Амбарцумяна, буквально пронизывают современную астрофизику. Вы узнаете о методах наблюдений и теоретических исследований, например, получите представление о методе «моделей». И конечно, в книге не забыты те замечательные и неожиданные открытия, которые находятся на переднем крае астрофизики 70-х годов XX в., о которых вы наверняка кое-что слышали и желаете узнать больше...
Читать придется внимательно, так как в книге почти не повторяется то, о чем можно узнать из школьного учебника, и, кроме того, по ходу чтения вам п-ридется выполнить немало упражнений. Не пропускайте эти вопросы и задачи: они включены в текст не случайно, ибо «пока нет вопроса, нет работы мысли». Очень возможно, что для ответа на вопросы вам придется заглянуть в учебники по астрономии и физике. Еще лучше, если, не ограничиваясь чтением и решением задач, вы, пользуясь рекомендуемой литературой, сами начнете выполнять астрономические наблюдения. Все вместе взятое поможет вам углубить свои знания по астрономии и физике, а главное — будет способствовать дальнейшему развитию у вас интереса к науке, интереса к изучению природы. Ради этого и написана книга.
Автор глубоко признателен доценту МГУ А. В. Засову и учительнице физики и астрономии школы № 397 Москвы Т. А. Таскиной за помощь в работе над рукописью этой книги.
Автор
ЛИТЕРАТУРА
I. Учебная, справочная, пособия и руководства для наблюдений
Воронцов-Вельяминов Б. А. Астрономия. Учебник для 10 класса средней школы. Изд. 10-е. М., «Просвещение», 1976.
Бакулин П. И., Кононович Э. В., Мороз В. И. Курс общей астрономии. Изд. 3-е. М., «Наука», 1974.
Да гаев М. М. Наблюдения звездного неба. Изд. 2-е. М., «Наука», 1973.
Куликовский П. Г. Справочник любителя астрономии. Изд. 4-е. М., «Наука», 1971.
Зигель Ф. Ю. Сокровища звездного неба. Изд. 3-е. М., «Наука», 1976.
Цесевич В. П. Что и как наблюдать на небе. Изд. 5-е. М., «Наука», 1973.
Школьный астрономический календарь (ежегодник). М., «Просвещение».
II. Научно-популярные книги, брошюры, статьи
Воронцов-Вельяминов Б. А. Очерки о Вселенной. Изд. 6-е. М., «Наука», 1969.
Гинзбург В. Л. Современная астрофизика. М., «Наука», 1970.
Гурштейн А. А. Извечные тайны неба. М., «Просвещение», 1973.
Зельдович Я. Б., Новиков И. Д., Старобинский А. А. Черные и белые дыры.— «Природа», 1976, № 1.
Зигель Ф. Ю. Лунные горизонты. М., «Просвещение», 1976.
Ефремов Ю. Н. В глубины Вселенной. М., «Наука», 1972.
Жарков В. Н. Внутреннее строение Земли, Луны и планет. М., «Знание», 1973.
Каплан С. А. Физика звезд. Изд. 2-е. М., «Наука», 1970.
Ксанфомалити Л. В. Меркурий — брат Луны.— «Земля и Вселенная», 1976, № 1.
Левитан Е. П. Физика Вселенной. М., «Наука», 1976.
Маров М. Я. Венера: что о ней известно сегодня.—«Земля и Вселенная», 1976, № 3.
Маров М. Я. Новое о Марсе и Юпитере.— «Земля и Вселенная», 1977, № 2.
Шкловский И. С. Вселенная, жизнь, разум. Изд. 3-е. М., «Наука», 1973.
III. Научно-популярная периодическая литература
«Земля и Вселенная» — научно-популярный журнал АН СССР, пропагандирующий достижения астрономии, космонавтики и геофизики.
«Наука и жизнь» — научно-популярный журнал, в котором, кроме больших проблемных статей, интересующимся астрономией адресован постоянный раздел «Любителям астрономии».
«Космонавтика, астрономия» — серия брошюр, выпускаемых Всесоюзным обществом «Знание». Брошюры выходят ежемесячно.
СОЛНЦЕ—НАША ЗВЕЗДА
Когда бы смертным толь высоко
Возможно было возлететь,
Чтоб к Солнцу бренно наше око
Могло, приблизившись, воззреть,
Тогда б со всех открылся стран
Горящий вечно Океан.
Там огненны валы стремятся
И не находят берегов;
Там вихри пламенны крутятся,
Борющись множество веков;
Там камни, как вода, кипят,
Горящи там дожди шумят.
М. В. Ломоносов
Солнце — центральное тело Солнечной системы — играет исключительную роль в жизни Земли. Несколько миллиардов лет назад вокруг него сформировались планеты и в их числе Земля. Впоследствии весь органический мир нашей планеты стал обязан Солнцу своим существованием. Солнце не только источник света и тепла, но и первоначальный источник многих других видов энергии (энергии нефти, угля, воды, ветра). С ним не связаны лишь сейсмические процессы на Земле, небольшой приток тепла из недр Земли, энергия, выделяющаяся в результате лунных приливов и при падении метеоритов, а также ничтожное количество энергии, поступающей на Землю от других небесных тел.
НЕМНОГО ИСТОРИИ
Солнце—самое знакомое каждому небесное тело. Некоторые из вас даже думают, что они уже давно о Солнце знают все. Это, конечно, совсем не так! Солнце всегда привлекало к себе внимание людей, но и сегодня ученым приходится признавать, что Солнце таит в себе немало загадок...
Издавна у разных народов Солнце было предметом поклонения. Используя очевидную роль Солнца как источника жизни на Земле, представители церкви способствовали развитию поклонения Солнцу, культу Солнца. Солнце обожествлялось различными народами (Гелиос — греческий бог Солнца, Митра — бог Солнца у персов, Ра — у египтян, Яр или Ярило — у наших предков славян, Молох —у древних карфагенян и др.). Чтобы задобрить могущественного бога Солнца, люди приносили ему в жертву богатые дары, а нередко и человеческие жизни.
Современному представлению о Солнце предшествовал трудный многовековой путь человека от незнания к знанию, от явления к сущности, от обожествления Солнца к практическому использованию его энергии. Было время, когда люди ничего не знали о размерах Солнца и его температуре, состоянии вещества Солнца и т. д. Не зная о расстоянии до Солнца, древние принимали видимые размеры за действительные. Гераклит, например, полагал, что «Солнце имеет ширину в ступню человеческую», Анаксагор весьма неуверенно допускал, что Солнце может быть большим, чем оно кажется, и сравнивал его... с Пелопоннесским полуостровом. Совершенно неясной оставалась картина физической природы Солнца. Пифагорейцы, например, его относили к планетам и наделяли хрустальной сферой. Один из учеников Пифагора — Филолай (V в. до н. э.), допускавший мысль о движении Земли, считал, что Солнце не имеет никакого отношения к «центральному огню», вокруг которого оно, по его мнению, само вращается вместе с Землей, Луной и пятью планетами (и вымышленным небесным телом — «противоземлей») и который остается невидимым для жителей Земли. Следует отметить, что подобные выдуманные представления о движении Земли нельзя смешивать с первыми научными догадками о движении Земли, принадлежащими, по-видимому, Аристарху Самосскому (III в. до н. э.), который впервые дал метод определения сравнительных расстояний до Солнца и Луны. Несмотря на неудовлетворительность полученных результатов (было найдено, что Солнце находится в 19—20 раз дальше от Земли, чем Луна), мировоззренческое и научное значение их очень велико, так как впервые был научно поставлен и отчасти решен вопрос об определении расстояния до Солнца. Без принципиально правильного разрешения этого вопроса не могло быть и речи о выяснении истинных размеров Солнца. Во II в. до н. э. Гиппарх находит, что параллакс Солнца (т. е. угол, под которым с расстояния Солнца виден радиус Земли) равен 3', что соответствует расстоянию до него в 1200 земных радиусов, и это считалось верным почти восемнадцать веков — до работ Кеплера, Гевелия, Галлея, Гюйгенса. Последнему (XVII в.) принадлежит наиболее точное определение расстояния до Солнца (160 млн. км). В дальнейшем исследователи отказываются от непосредственного определения параллакса Солнца и применяют косвенные методы. Так, например, довольно точное значение горизонтального параллакса получали из наблюдений Марса в противостоянии или Венеры во время ее прохождения по диску Солнца.
В XX в. успешные измерения солнечного параллакса выполнялись при наблюдениях астероидов. Была достигнута значительная точность в определении параллакса Солнца. Солнечный параллакс измеряли и разнообразными другими методами, из которых наиболее точными оказались радиолокационные наблюдения Меркурия и Венеры выполненные советскими и американскими учеными в начале 60-х годов.
В настоящее время принято считать, что (...). Ему соответствует расстояние до Солнца, вычисленное по известной вам формуле (...)
где — экваториальный радиус Земли; D = 149,6 x 10 в 6ст. км (современное значение астрономической единицы расстояний). Знать с большой точностью величину астрономической единицы важно не только для определения размеров Солнца. Астроно-мическая единица — основная масштабная единица расстояний в Солнечной системе, она имеет фундаментальное значение для астрономии и космонавтики. Сегодня мы знаем ее величину с очень большой точностью. Достоверность наших знаний подтверждается тем, что результаты получены многими различными и независимыми методами.
К началу XVII в. относятся знаменитые телескопические наблюдения Галилеем солнечных пятен, его борьба за доказательство того, что пятна находятся на поверхности Солнца. Было открыто вращение Солнца, накоплены данные о ядрах и полутени пятен, обнаружены пятнообразовательные зоны на Солнце. Тем не менее пятна еще долгое время принимали за вершины гор или продукты вулканических извержений. Более полувека признавалась фантастическая теория Вильяма Гершеля, предложенная им в 1795 г., которая основывалась на подтвердившихся впоследствии представлениях А. Вилсона о том, что пятна — это углубления в солнечной поверхности. Согласно теории Гершеля, внутреннее ядро Солнца — холодное, твердое, темное тело, окруженное двумя слоями: внешний облачный слой — это фотосфера, а внутренний — играет роль защитного экрана (защищающего ядро от действия огнедышащей фотосферы). Тень пятна — это просвет холодного ядра Солнца сквозь облачные слои, а полутень — просветы внутреннего облачного слоя. Гершель сделал следующий общий вывод из своей теории: «С этой новой точки зрения Солнце представляется мне необычно величественной, огромной и яркой планетой; очевидно, это первое или, точнее говоря, единственное первичное тело нашей системы... всего вероятнее, что оно обитаемо, подобно остальным планетам, существами, органы которых приноровлены к особенным условиям, господствующим на этом громадном шаре». Как не похожи эти наивные представления о Солнце на гениальные мысли Ломоносова о природе нашего дневного светила!
Давно ушло в прошлое религиозное поклонение светилу. Сейчас ученые изучают природу Солнца, выясняют его влияние на Землю, работают над проблемой практического применения
неиссякаемой солнечной энергии. Важно и то, что Солнце — ближайшая к нам звезда, единственная звезда в Солнечной системе. Поэтому, изучая Солнце, мы узнаем о многих явлениях и процессах, присущих звездам и недоступных детальному наблюдению из-за огромной удаленности звезд.
KOHEЦ ГЛАВЫ И ФPAГMEHTA КНИГИ
|
