ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЙ ДО НЕБЕСНЫХ СВЕТИЛ
Строение вселенной
Школьная библиотека –
Б. А. Воронцов‑Вельяминов
СТРОЕНИЕ ВСЕЛЕННОЙ
К ЧИТАТЕЛЯМ
Отзывы об этой книге просим присылать по адресу: Москва 47, ул. Горького, 43, Дом детской книги.
КАК ЛЮДИ УЗНАЛИ МЕСТО ЗЕМЛИ ВО ВСЕЛЕННОЙ
В нашей стране человек сейчас является хозяином и повелителем природы. Великие стройки коммунизма, сооружаемые советскими людьми по плану преобразования природы, указанному товарищем Сталиным, меняют лицо нашей Родины. Воды стали орошать бывшие бесплодные пустыни, вырастают новые леса, меняется лик земли.
А вот в далеком прошлом человек был рабом природы. Не понимая причин грозных и величественных явлений природы, он считал их происходящими по воле могущественных и невидимых существ – богов. Даже самые небесные светила – Солнце и Лука – считались тогда то божествами, то вестниками богов.
В честь солнца строились храмы, и ему приносились жертвы. Луна и сейчас в мусульманской религии имеет священное значение. Ее изображение – полумесяц – возносится над мечетями и минаретами.
Символические описания изменений в положении солнца над горизонтом в течение года нашли отражение и в христианской религии. Так, праздник пасхи был праздником воскресения природы после зимнего сна под действием живительных лучей солнца. Праздник рождества был праздником прихода солнца в такое положение на небе, когда дни начинают прибывать, а ночи – укорачиваться.
|
|
|
Четыре апостола‑святых, будто бы описавших жизнь легендарного Христа, соответствуют четырем временам года, а двенадцать его учеников соответствуют двенадцати месяцам года, в течение которых солнце делает по небу полный кругооборот.
Религиозные, суеверные представления людей, выросшие на почве их невежества, перешли в века и, записанные в так называемых «священных книгах», выдавались за истину, не подлежащую обсуждению, а тем более оспариванию. Религия учила, будто Земля неподвижна и находится в центре мира, занимая особое положение во вселенной. Религия утверждала, будто жизнь существует только на Земле и что небесные светила специально созданы богом или богами на пользу людям или для их удовольствия – они освещают дни и ночи и украшают собой небо.
Когда смелые мыслители пытались впоследствии подойти научно к изучению вселенной, служители церкви ополчались на них и подвергали их гонениям и казням. Церковники понимали, что если наукой будет опровергнуто религиозное представление об устройстве вселенной, изложенное в «священных книгах», то будут опровергнуты и все другие утверждения религии и в конце концов рухнет эксплоататорский строй общества, который церковью поддерживался.
|
|
|
Около трех веков назад итальянский ученый Галилей, знаменитый своими открытиями в области астрономии, физики и механики, был подвергнут пыткам и заточению за то, что осмелился поддерживать открытие великого славянина Коперника.
Коперник считал, что Земля движется и не занимает центрального места во вселенной, то‑есть не находится в том исключительном положении, которое ей приписывает всякая религия. Есть много небесных шаров, подобных Земле, – планет, и все они вращаются около Солнца, говорил Коперник.
Галилей, впервые изучавший небесные светила при помощи телескопа, подтвердил гипотезу Коперника. То, что утверждал Галилей, подрывало веру в священное писание, веру в истинность древних легенд о происхождении мира и человека. Даже открытие Галилеем гор на Луне вызывало неудовольствие и опасение князей церкви: узнав о том, что на Луне, как и на Земле, есть горы и долины, кто‑нибудь подумает, что тогда на Луне должны быть и люди. Но ведь в «священном писании» говорится, что первые люди во всем мире произошли от Адама и Евы, которых сотворил бог, и ничего не говорится о происхождении людей на Луне. Получилось бы, что священное писание либо неверно, либо неполно, и в обоих случаях доверие ко всем утверждениям религии упало бы. Церковь решила пресечь опасную для нее деятельность Галилея. Ученому было запрещено не только свободно печатать свои книги, но даже принимать гостей.
|
|
|
На Руси изучение небесных светил также преследовалось церковью. Например, в начале XVI века несколько новгородцев и москвичей были казнены по требованию духовенства за то, что они читали книги, в которых говорилось, как можно предсказывать затмения Солнца по таблицам, описывающим движение Луны. Изучение науки о небесных светилах объявлялось «богомерзостным».
Однако развитие мореходства было невозможно без развития астрономии, говорившей о том, как по положениям светил на небе корабль может находить свое положение в море и держать верное направление. Поэтому купеческое сословие не было заинтересовано в полном подавлении науки церковью.
К тому же смелая человеческая мысль все настойчивее рвалась из религиозных оков. Пытливый ум людей, особенно расширивших свой кругозор знакомством с другими странами и обычаями, убеждался, что мир широк и разнообразен, и стремился сам понять окружающую его природу. Не находя ответа на свои вопросы в «священных книгах», люди, невзирая на опасности и угрозы, рвались к знанию, к изучению мира собственными средствами.
|
|
|
Религиозный гнет не смог пресечь развитие материалистической науки, отрицавшей чудесное и необъяснимое. Задерживая развитие науки, церковь все же не могла ее подавить совсем. Человеческое знание развивалось лучшими мыслителями человечества, подобно Галилею не раз страдавшими за свои убеждения, но смело звавшими вперед, к свету и знанию, к отказу от предрассудков и суеверий – пережитков древнего невежества.
К числу таких мыслителей‑борцов принадлежал и наш величайший ученый Михаил Васильевич Ломоносов. В царской России церковь имела большое влияние и запрещала распространение книг, излагавших идеи Коперника. Ломоносов смело выступил против церковников и добился издания ряда книг, говоривших об истинном устройстве мира. Ломоносов встал на защиту учения Коперника. В остроумных стихах он высмеивал защитников теории древнегреческого ученого Птоломея о неподвижности Земли. Учение Птоломея, как не противоречащее священному писанию, было одобрено церковью.
М. В. Ломоносов.
Ломоносов писал:
Случились вместе два астронома в пиру
И спорили весьма между собой в жару.
Один твердил: Земля, вертясь, круг Солнца ходит;
Другой, что Солнце все с собой планеты водит:
Один Коперник был, другой слыл Птоломей.
Тут повар спор решил усмешкою своей.
Хозяин спрашивал: ты звезд теченье знаешь?
Скажи, как ты о сем сомненье рассуждаешь?
Он дал такой ответ: что в том Коперник прав,
Я правду докажу, на Солнце не бывав.
Кто видел простака из поваров такого,
Который бы вертел очаг кругом жаркого?
Ломоносов называл церковников бородатыми жрецами, писал о их готовности и в его время сжигать всех свободомыслящих людей.
Духовенство ненавидело Ломоносова, требовало у правительства расправы над ученым, настаивало на том, чтобы его сочинения были публично сожжены.
Таким образом, подлинные научные знания и у нас на Руси и в других странах распространялись с трудом.
Но ошибкой было бы думать, что истинное устройство мира было нетрудно понять и доказать.
Нелегко было людям познать истинное устройство бесконечной вселенной, частью которой является наш земной шар, потому что другие миры, подобные Земле и даже гораздо большие, чем она, находятся от нас чрезвычайно далеко. Гигантские солнца, по сравнению с которыми наше Солнце – карлик, представляются нам крохотными искорками света, слабыми звездочками, потонувшими в бездне ночного неба, потому что удалены от нас на огромное расстояние.
Движение небесных светил, или мировых тел, представляется нам совсем не таким, каково оно на самом деле, потому что мы, рассматривая их с Земли, совершаем в пространстве вместе с нею множество сложных движений, сами того не замечая. Вспомните, например, что мы вместе с земным шаром каждые сутки делаем оборот вокруг земной оси, отчего нам кажется, что все небесные светила, в том числе Солнце и Луна, вращаются вокруг нашей планеты, восходят и заходят.
Это вращение Земли происходит гораздо более плавно, чем движение лодки, уносимой речным течением, когда сидящему на ней человеку кажется, что он неподвижен, а мимо него плывут речные берега. Кроме вращения вокруг оси, земной шар, как мы знаем, вместе с нами обегает длинный путь (орбиту) вокруг Солнца на расстоянии 150 миллионов километров от него.
Кружась около Солнца, мы смотрим на него то с одной, то с другой стороны, то по одному, то по другому направлению. Поэтому Солнце своим ярким светом поочередно затмевает слабое сияние расположенных за ним (в данное время) звезд. В результате оказывается, что летом ночью видны одни группы звезд, а зимой – другие. А те звезды, которые были видны летом, зимой расположены за Солнцем и невидимы[1].
Видеть их мешает яркое голубое небо, представляющее собой воздух, освещенный солнечными лучами. Если взойти на высокую гору или подняться на воздушном шаре, когда над головой остается более разреженный слой воздуха, небо выглядит гораздо темнее, и на нем становятся видны даже в дневное время наиболее яркие из звезд. В редких случаях, когда происходят полные солнечные затмения, то‑есть когда Луна временно загораживает от нас Солнце и его прямые лучи не освещают воздух, яркие звезды становятся видны днем не только с высоких гор.
Созвездия, видимые в южной части горизонта в начале осени.
Размеры кружков, изображающих звезды, соответствуют их блеску.
Каждый может и должен убедиться сам в том, что вид звездного неба меняется так, как мы описали. Обратите поздно вечером внимание на какие‑либо яркие звезды, которые видны в западной части неба вблизи горизонта, запомните их вид и расположение. Заметьте точно по часам, в котором часу та или другая звезда зашла за крышу дома, за лес или другой предмет у горизонта.
Если через две недели вы придете точно на то же место, откуда смотрели на звезды в первый раз, то убедитесь, что звезда ваша зашла уже на час раньше. Через месяц же она будет заходить на два часа раньше, и т. д. Это происходит потому, что солнце смещается по отношению к звездам справа налево. За месяц оно приблизится к звезде, которую вы наблюдаете, на двенадцатую долю окружности. Поэтому от захода солнца до захода звезды стало проходить меньше времени. Через некоторое время звезда эта скроется совсем в солнечных лучах, а потом станет появляться на востоке перед восходом солнца. Через некоторое время она будет приходить в южную сторону горизонта к полуночи.
Так движение Земли вокруг Солнца, складываясь с движением солнечной системы в пространстве, дает движение по винтовой линии.
Обегая Солнце, земной шар поочередно наклоняется к нему то своим Северным, то Южным полюсом, и вследствие этого происходит смена времен года, изменяется высота солнца над горизонтом в полдень. Летним днем солнце высоко поднимается в небе, а зимой скользит вблизи горизонта и тогда слабо нагревает почву.
Кроме этих двух движений, Земля совершает еще множество других, иногда весьма сложных движений по отношению к другим небесным телам. Всего этих движений можно насчитать по крайней мере четырнадцать. Каждое из них влияет на видимое положение небесных светил, которые сами по себе тоже не остаются неподвижными, а движутся в мировом пространстве по определенным направлениям. Часто они несутся в тысячи раз быстрее, чем курьерский поезд, но эти движения для нас почти незаметны, потому что мы видим их с огромного расстояния. Кто не знает, что тот же курьерский поезд, проносясь вдалеке от нас, кажется идущим очень медленно.
Много веков прошло, прежде чем люди убедились в том, что ежесуточные и годичные изменения в видимом расположении светил относительно друг друга и относительно горизонта происходят не потому, что вся вселенная вращается вокруг Земли, не потому, что Солнце будто бы обегает Землю. Только установив, что виновником этих кажущихся перемещений является движение самой Земли, люди смогли подойти к определению истинных расстояний до небесных светил, размеров светил и их движений.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЙ ДО НЕБЕСНЫХ СВЕТИЛ
Расстояния до небесных светил ученые определяют подобно тому, как артиллеристы определяют расстояние до цели, как зенитчики определяют расстояние до самолета, который надо сбить. Для этого применяются разные приборы (например, дальномеры), но сущность всех способов определения расстояний одна и та же. Предмет, расстояние до которого надо определить, рассматривают одновременно с двух разных мест, откуда он бывает виден по разным направлениям.
Если, например, два человека, стоящие на расстоянии 10 метров друг от друга, будут целиться из ружей в один и тот же предмет, удаленный от них на 100 метров, то их ружья не будут параллельны друг другу, как параллельны друг другу рельсы железных дорог. Направления ружей образуют между собой угол, и этот угол будет тем меньше, чем дальше находится цель.
Ученые «целятся» на звезды, наводя на них не ружье, а телескоп. Направление телескопа определяется по точно разделенным кругам, по которым отсчитываются градусы и их доли – углы поворота телескопа, определяющие его направление. Небесные светила находятся так далеко, что, для того чтобы заметить различие в направлениях, по которым видно светило, ученые должны находиться почти на противоположных сторонах земного шара.
Например, для этой цели один астроном наблюдает светило на севере Европы, а другой в то же время наблюдает его в Южной Африке. Современная техника дает в руки ученых приборы, которые позволяют измерять углы между направлениями телескопа с точностью до одной сотой доли секунды дуги, а ведь секунда дуги в 3600 раз меньше, чем градус (в полной окружности, как мы знаем, содержится 360 градусов).
Зная расстояние между наблюдателями и угол между направлениями, по которым они видят предмет, можно высчитать расстояние до предмета. Это позволяет сделать тот отдел математики, который называется тригонометрией.
Но и не зная тригонометрии, можно убедиться в том, что это так. Проделайте, например, такой опыт. Поставьте на конце длинного стола маленькую чернильницу. Возьмите транспортир, разделенный на градусы. Приложите его к углу стола на противоположном его конце и, приложив линейку, измерьте угол между направлением на другой угол короткой стороны стола и направлением, по которому видна чернильница. Потом перейдите к другому углу короткой стороны стола и сделайте такое же измерение.
Теперь измерьте линейкой длину короткой стороны стола.
На листе клетчатой бумаги нарисуйте отрезок прямой, изображающий короткую сторону стола в уменьшенном масштабе. Например, если эта длина 80 сантиметров, нарисуйте линию длиной 8 сантиметров. Пристройте к ней по транспортиру два измеренных вами угла и продолжите их стороны до пересечения. В получившемся треугольнике измерьте линейкой расстояние до пересечения этих линий. Полученное расстояние в масштабе чертежа и будет расстоянием до чернильницы, которое вы таким образом и определите, не измеряя его непосредственно. Результат будет тем точнее, чем точнее измерите вы нужные углы. Подобно этому землемеры определяют ширину реки, а ученые определяют расстояния до далеких небесных тел.
Производя наблюдения с противоположных сторон земного шара, исследователи вселенной – астрономы – установили расстояние до наиболее близких к нам небесных тел. Ими являются Луна, Солнце и планеты – небесные тела, сходные с Землей и подобно ей вращающиеся около Солнца, но на разных расстояниях и с различной скоростью. Планеты, как и Земля, не имеют собственного света. Их освещает Солнце, а отраженные от них солнечные лучи позволяют нам видеть планеты, делают их похожими на звезды. В действительности вокруг Земли обращается только Луна – ее вечный спутник, шар, меньший, чем Земля, в четыре раза по поперечнику.
ВСЕМИРНОЕ ТЯГОТЕНИЕ
Между небесными телами существует взаимное притяжение, и планеты именно потому обращаются вокруг Солнца, что они им притягиваются. Чем больше количество вещества, или масса, данного тела, тем больше сила его притяжения, но эта сила притяжения быстро убывает с увеличением расстояния между телами. Это свойство всех тел в мире притягиваться друг к другу названо всемирным тяготением и проверено на опытах.
Один из таких опытов демонстрировался в Московском планетарии. На тонкой, но крепкой нити подвешивается горизонтально за середину легкий стержень, на концах которого находятся маленькие свинцовые шарики. Если к этим шарикам приблизить два больших и тяжелых свинцовых шара, то притяжение ими маленьких шариков заставляет стержень поворачиваться. Стержень поворачивается до тех пор, пока нить, на которой он подвешен, не закрутится настолько, что не позволит ему поворачиваться дальше. Удалите большие свинцовые шары – и стержень вернется в свое обычное положение, нить, на которой он подвешен, раскрутится.
Все предметы, в том числе люди, притягиваются друг к другу. Но мы без своей воли не падаем в объятья друг другу потому, что еще сильнее нас притягивает к себе земля, а между подошвами наших ног и землей существует трение, которое препятствует нам сближаться. Если бы Земля была абсолютно скользким шаром, то‑есть если бы не существовало трения, то близкие друг к другу предметы непременно собрались бы в кучу. Два человека под действием взаимного тяготения стали бы понемногу сближаться друг с другом. Если бы они находились сначала на расстоянии нескольких шагов друг от друга, то, сближаясь, столкнулись бы примерно через час.
Все предметы падают на землю, потому что их притягивает к себе огромная и тяжелая Земля. Куда нас притягивает – там для нас низ.
Когда‑то церковники, ссылаясь на «священное писание», оспаривали шарообразность Земли. Если бы Земля была шарообразна, говорили они, тогда на противоположной стороне Земли «ходили бы вниз головой». Но наука посрамила церковников. Мы знаем теперь хорошо, что во вселенной нет ни верха, ни низа.
Чем дальше планеты находятся от Солнца, тем слабее их притягивает Солнце, но все же этой силы достаточно для того, чтобы планеты обращались вокруг него.
Притяжение между планетами несравненно слабее, чем притяжение между каждой из них и Солнцем, потому что масса Солнца почти в тысячу раз больше массы всех планет, вместе взятых. Другими словами, на весах Солнце весило бы больше, чем Земля, во столько раз, во сколько раз ведро зерна весит больше, чем одно зернышко. Вблизи другой звезды, подобной нашему Солнцу, ее планета повинуется тяготению к этой звезде, а ее тяготение к нашему Солнцу на таком расстоянии практически неощутимо.
Движение планеты препятствует ее падению на Солнце. Тяготение же к Солнцу препятствует планете двигаться прямолинейно и навсегда удалиться от Солнца. Сила тяготения непрестанно искривляет путь планеты и заставляет ее описывать свою орбиту. По этой же причине и Луна обращается вокруг Земли и является ее спутником. Масса Луны в восемьдесят один раз меньше, чем масса Земли. Масса каждой планеты значительно больше, чем масса ее спутников.
У планет, более близких к Солнцу, чем Земля – у Меркурия и Венеры, – спутники неизвестны, так же как и у самой далекой планеты – Плутона.
У планеты Марс две луны – два спутника, но больше всего спутников у Юпитера: целая свита из одиннадцати штук. Немного беднее спутниками Сатурн – у него их девять. У Урана – пять, а у Нептуна – два спутника.
Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 105; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!