Новая занимательная астрономия

Комаров Виктор Ноевич

Другая трудность, с которой сталкиваются исследователи Вселенной при поиске новых фактов, характерна не только для астрономии, но и для таких наук, как, скажем, физика и математика. Речь идет о соотношении между нашими наглядными представлениями и реальной действительностью.

Весь опыт познания природы и, частности, история астрономии убедительно доказывают, что «наглядность» — весьма ненадежный советчик при решении научных вопросов. Например, философы древности рассуждали так. Представим себе, что у Вселенной есть край и человек достиг этого края. Однако стоит ему только вытянуть руку —

и она окажется за границей Вселенной. Но тем самым рамки материального мира раздвинутся еще на некоторое расстояние. Тогда можно будет приблизиться к новой границе и повторить ту же самую операцию еще раз. И так без конца… Значит, Вселенная бесконечна.

«Нет никакого конца ни с одной стороны у Вселенной, ибо иначе края непременно она бы имела», — писал Лукреций Кар в своей поэме «О природе вещей».

Но, к сожалению, подобные рассуждения не могут служить основанием для серьезных научных выводов. Мы многое не можем себе представить, но это само по себе еще ничего не доказывает. Рассуждение же Лукреция, хотя внешне и логично, на самом деле как раз опирается на наши привычные земные представления, молчаливо предполагая, что они справедливы везде и всегда.

Можно вспомнить хотя бы о тех возражениях, которые вызывала в свое время идея кругосветного путешествия, выдвинутая Магелланом. Его противники апеллировали именно к наглядности. «Как можно, — восклицали они, — двигаясь все время по прямой в одном направлении, вернуться в ту же точку?» Возможность такого результата противоречила общепринятым житейским представлениям. Но, как известно, действительность подтвердила предположения Магеллана.

Аналогичные возражения встречала идея антиподов: если Земля шарообразна, то как могут люди жить на другой ее стороне? — Ведь им приходится ходить вниз головой…

При астрономических же наблюдениях наглядность отказывает буквально на каждом шагу. Ежедневно мы видим, например, как в дневное время Солнце, а ночью Луна и звезды перемещаются по небу с востока на запад. Зрительно нам кажется, что Земля неподвижна, а небесные светила вращаются вокруг нее. Так и думали люди в древности, принимая это кажущееся движение за действительное. Сегодня же любому школьнику известно, что видимое суточное перемещение небесных светил — всего лишь отражение собственного вращения Земли.

Весьма замысловаты и видимые перемещения планет среди звезд, происходящие за длительные промежутки времени. Планеты то движутся с запада на восток, то вдруг останавливаются и начинают движение в обратном направлении — к западу. А затем, описав на небе своеобразную петлю, вновь устремляются к востоку.

В действительности же, петлеобразное движение планет — это движение кажущееся, иллюзорное. Оно возникает вследствие того, что мы наблюдаем за планетами с Земли, которая сама обращается вокруг Солнца. Коперник не только понял природу этого явления, но и ввел в естествознание важнейший методологический принцип: мир может быть не таким, каким мы его непосредственно наблюдаем. И поэтому задача науки состоит в том, чтобы выяснять подлинную сущность явлений, скрытую за их внешней видимостью.

Этот принцип не только лег в основу гелиоцентрической системы мира, разработанной Коперником, но и по существу стал фундаментом

всего современного естествознания.

Еще один пример, наглядно иллюстрирующий принцип Коперника. Солнце представляется нам на небе сравнительно небольшим диском, почти таким же, как диск Луны. Однако и это всего лишь иллюзия — результат того, что Солнце расположено в 400 раз дальше от Земли, чем наше ночное светило. Если бы мы наблюдали Солнце с орбиты Плутона, самой далекой планеты Солнечной системы, оно показалось бы нам точкой.

А звезды? Мы видим их точками даже при наблюдении в самые мощные телескопы. А среди них есть гиганты, в миллионы и миллиарды раз превосходящие Солнце по своим объемам. Все дело в огромных расстояниях.

Расстояния привносят свои коррективы и в наблюдаемые нами яркости звезд. Одни звезды представляются более яркими, другие — менее яркими. Но само по себе это еще ничего не говорит о количестве света, которое они действительно излучают. Приведем пример. Вот четыре всем известные звезды: Солнце — самая яркая наша звезда, Сириус — ярчайшая звезда ночного неба, звезда Вега из созвездия Лиры (в 4 раза слабее Сириуса) и Полярная звезда — самая слабая из этих четырех светил (в 6 раз слабее Веги).

Но если бы мы могли расположить эти четыре звезды на одинаковом расстоянии от Земли, то нам пришлось бы произвести полную «переоценку ценностей». На первое место вышла бы Полярная звезда, Вега и Сириус поменялись бы местами, а Солнце оказалось бы в самом конце…

Рис. 1. Зависимость видимой яркости звезд от расстояния.

И вообще внешний вид небесного светила может быть довольно обманчивым. Вот хотя бы Луна. Поэты издавна величают нашу космическую спутницу серебристой. В ясные ночи в период полнолуния земные предметы отбрасывают в лучах Луны вполне четкие тени…

В действительности же лунная поверхность отражает всего около семи процентов падающего на нее солнечного света.

В обычных земных условиях предмет, который отражает меньше одной десятой части световых лучей, мы называем черным или, во всяком случае, темно-серым.

И действительно, лунная поверхность — темная. Об этом свидетельствуют телевизионные изображения, переданные с Луны советскими и американскими автоматическими станциями. Это подтверждают и наблюдения американских космонавтов.

Впрочем, справедливость требует отметить, что не все лунные породы черные. Есть и желтые, и коричневые. Кроме того, цвет лунной поверхности во многом зависит от угла падения солнечных лучей. Кстати сказать, объективно измеренный цвет Луны — темно-желтый.

Почему же при всем этом Луна на земном небе кажется нам ярким светилом? Только по контрасту с окружающим черным фоном ночного неба…

И еще одна астрономическая иллюзия. Каждый, разумеется, не раз наблюдал на небе красавицу Венеру, утреннюю или вечернюю «звезду». Ярко сияющей точкой видна она на восходе или на закате… Но посмотрим на Венеру в телескоп. Чаще всего мы увидим серпик, напоминающий лунный «месяц»…