Занимательно об астрономии
Шрифт:
Сейчас мощные оптические системы современных телескопов позволяют выуживать на фотопластинку звезды, блеск которых во столько раз слабее солнечного, что число этих «разов» записывается цифрой с сорока нулями. Так, звезда 23-й звездной величины имеет блеск в 8,71•10 40раз слабее солнечного.
Самые яркие звезды на нашем небе — Сириус и Канопус. Астрономы обозначают их звездные величины
Менее яркие звезды, до второй величины, считаются уже на десятки — их 41. Звезд от второй до третьей величины — 138, от третьей до четвертой — 357, до пятой — 1030! Шестую величину разглядит уже не каждый, и потому тут число спорное. В общем всего около пяти-шести тысяч в обоих полушариях. Немного. Но стоит приставить к глазам хотя бы бинокль, их число возрастет в десятки раз. Телескоп же средней силы заставляет нас вести счет на миллионы.
Точно сказать, сколько всего звезд во вселенной, трудно. В одном только Млечном Пути — светлой полосе, пересекающей ночное небо, — их примерно около 100 миллиардов. Конечно, число это грубо приближенное, дающее лишь порядок величины. Ручаться за его точность в пределах даже 10 миллиардов нельзя. Млечный Путь — это наша звездная система, наша Галактика. Если внимательно присмотреться, на небе можно обнаружить и другие галактики, ничем не уступающие нашей. Сейчас их число оценивается примерно сотней миллионов. Ну-ка, помножьте 100 миллионов на 100 миллиардов. Что, страшновато?
Но вернемся к Гиппарху и его звездным величинам. Видимые звездные величины хороши до тех пор, пока астрономия не перешагивает порог звездочетства. Дальше — хуже. Приходит время, наука требует сравнить звезды между собой. Легенда о хрустальной сфере оказалась несостоятельной, и звезды рассеялись на разные расстояния. Так что, прежде чем говорить о сравнении, их неплохо бы выстроить в одну шеренгу: перенести на одинаковое расстояние от Солнца и тогда уж оценивать действительную, или, как говорят астрономы, абсолютную, звездную величину. Абсолютная звездная величина — это блеск звезды со стандартного расстояния в 10 парсеков от солнечной системы. Надо признать, что при таком удалении само Солнце выглядело бы довольно жалко, как звезда пятой величины.
Так задача определения звездных расстояний оказалась ключевой проблемой астрономии. Выражаясь высоким стилем, вполне приличествующим книгам, рассказывающим о науке, мы могли бы сказать так: «Блуждая на ощупь по сумрачному дворцу Урании, люди очутились перед дверью, за которой сиял свет истины».
Дверь эту надо было открыть любыми способами, хоть взломать.
2. Первые «взломщики» во дворце Урании
Еще землемеры Египта, нарезая участки после разливов Нила, помнили теорему: «Основание и два угла при нем позволяют построить весь треугольник». А не пригодна ли эта теорема и для целей «звездомеров»? Взять, например, в качестве основания треугольника диаметр земной орбиты. Измерить углы между диаметром и направлениями на звезду. Тогда третий угол —
Сначала телескопов не было. Углы мерили трикветриумом — несколькими деревянными линейками на шарнирах. Вся конструкция подносилась к глазам, и измерения производились тоже на глазок. Позже угломерным инструментом стал служить квадрант. При этом чем больше и тяжелее было само деревянное сооружение, тем выше оказывалась точность наблюдений. И лишь много позже появился телескоп с перекрестьем из двух туго натянутых нитей да еще с микрометрическим винтом.
Первым, кто пришел к мысли, что звездные расстояния нужно и можно мерить, был Коперник. Увы, единственным инструментом Коперника был как раз трикветриум, на линейках которого деления были нанесены от руки чернилами. Точность же требовалась до долей секунды. Для усиления впечатления напомним, что угловая секунда — это 1/ 324 000(одна трехсотдвадцатичетырехтысячная) доля прямого угла. Попробуйте уловите…
После многих попыток, придя все же к выводу, что до звезд расстояние по меньшей мере раз в тысячу больше, чем до Солнца, почтенный каноник оставил непосильную задачу.
Эстафету подхватил Тихо Браге. Помните, с каким благоговением принял заносчивый аристократ в подарок грубую линейку Коперника? Как был счастлив, несмотря на свой несносный характер и непомерное самомнение. Инструменты датского астронома были изготовлены из дуба лучшими мастерами Европы. Когда Тихо Браге вместе с многочисленным семейством покидал Ураниенборг, его стенной квадрант занимал целую повозку.
Но дубовые инструменты давали и «дубовый» результат. Увеличив Коперниково расстояние до звезд в три раза, Тихо Браге тоже сдался, отказавшись от измерений.
Были и еще попытки, такие же неудачные. Кое-кто стал подозревать сам метод. Конечно, дескать, землемеров он устраивает, но земные расстояния — не небесные. Чем дальше звезда, тем параллакс меньше. Ах, если бы знали они, трудолюбивые предки наши, что параллакс даже ближайшей звезды, Альфы Центавра, составляет всего три четверти угловой секунды, а расстояние в 270 тысяч раз больше, чем от Земли до Солнца. Нет, хорошо, что они не знали этого.
Берясь за непосильные задачи, люди учатся.
А известно, что и ошибки приносят новые знания.
В 1725 году английский астроном Джеймс Брадлей приступил к определению параллакса Гаммы Дракона. Работы, которые проводились до него, он знал неплохо и выбрал Гамму Дракона специально, чтобы избежать прошлых ошибок. Эта звезда проходила через меридиан в Англии точно в зените (над головой), а значит, атмосферные помехи при ее наблюдении сводились к минимуму. Кроме того, Брадлей решил в момент прохождения ее через меридиан, намертво приколотить трубу телескопа к стене. Сделать это было нетрудно — трубы телескопов в те времена делали из досок. Польза от этого хитроумного хода очевидна — инструмент остается неподвижен, а положение звезды в поле его зрения, за счет движения Земли, будет все время меняться. В течение года она опишет маленький эллипс, измерив который он, сэр Брадлей, вычислит параллакс звезды, а потом и расстояние до нее.