Расстояние, яркость, энергия — ключи к познанию

Оглавление статей
Расстояние, яркость, энергия — ключи к познанию
Страница 2
Страница 3
Страница 4

Страница 1 из 4

 

 

 

Расстояние, яркость, энергия — ключи к познанию

Наши знания о Вселенной тесно связаны со способностью человека определять расстояния в пространстве. С незапамятных времен вопрос «как далеко?» играл первостепенную роль для астронома в его попытках познать свойства Вселенной, в которой он живет. Но как бы ни было велико стремление человека к познанию, оно не могло быть осуществлено до тех пор, пока в распоряжении людей не оказались высокочувствительные и совершенные инструменты. Таким образом, хотя на протяжении веков представления о физическом мире непрерывно развивались, завесы, скрывавшие верстовые столбы пространства, оставались нетронутыми. Во все века философы и астрономы размышляли о космических расстояниях и усердно искали способы их измерения. Но все было напрасно, так как необходимые для этого инструменты не могли быть изготовлены. И наконец, после того как телескопы уже в течение многих лет использовались астрономами и первые гении посвятили свой талант изучению богатств, добытых этими телескопами, настало время союза точной механики и совершенной оптики, который позволил создать инструмент, способный разрешить проблему расстояний. Барьеры были устранены, и многие астрономы объединили свои знания, мастерство и интуицию с целью определить те колоссальные расстояния, которые отделяют от нас звездные миры.

В 1838 г. три астронома (в разных частях света) успешно измерили расстояния до некоторых звезд. Фридрих Вильгельм Бессель в Германии определил расстояние до звезды Лебедь 61. Выдающийся русский астроном Василий Струве установил расстояние до прекраснейшей звезды летнего неба — Веги. На мысе Доброй Надежды в Южной Африке Томас Гендерсон измерил расстояние до ближайшей к Солнцу звезды — альфа Центавра. Во всех названных случаях астрономы измеряли невообразимо малое угловое расстояние, чтобы определить так называемый параллакс. Их успех был обусловлен тем, что звезды, до которых они измеряли расстояния, находились относительно близко к Земле.

Известна забавная история, рассказанная одним астрономом. После лекции к нему обратилась милая пожилая дама и сказала: «Я очень хорошо поняла, как вы определяете, сколь далеки звезды, как велики и горячи они и как быстро они движутся, но, ради бога, скажите, как астрономы узнают их названия?».

После того как требующие особой точности измерения выполнены, определение расстояния до звезд сводится к относительно простой тригонометрической задаче. Оно основано на явлении параллакса — кажущемся смещении положения объекта при изменении положения наблюдателя. Более точно следует говорить только об изменении направления на объект, так как именно оно меняется при перемещении наблюдателя.

В планетарии Института им. Франклина эффект параллакса часто демонстрируют следующим образом. Посетителя просят поставить перед собой палец и посмотреть на него одним глазом, например правым. При этом палец проектируется на какую-то звезду. Затем ему предлагают, не двигая палец, закрыть правый глаз и открыть левый. Проделывая это, он обнаруживает смещение положения своего пальца относительно звезды. Вы можете сами пронаблюдать этот эффект, на мгновение оторвавшись от чтения этой книги. Поставьте палец перед лицом и смотрите на него поочередно то одним, то другим глазом. Вам покажется, что палец прыгает на фоне стены. Изменение его положения и есть параллакс, и вы видите параллактическое смещение.

Можно усовершенствовать этот эксперимент: сначала поставить палец ближе к лицу и смотреть на него поочередно то одним, то другим глазом, а затем посмотреть так же, отодвинув палец на расстояние вытянутой руки. Чем дальше палец от вашего лица, тем меньшими кажутся его скачки на фоне стены.

Топограф использует этот принцип для того, чтобы определить ширину реки, не пересекая ее. Он точно измеряет расстояние между двумя точками на берегу, где он стоит, а затем выбирает какое-либо дерево на другом берегу реки. Устанавливая теодолит или другой угломерный инструмент поочередно в каждой из выбранных точек, он измеряет угол между направлением на дерево и направлением на вторую точку. Таким образом, он однозначно определяет треугольник по известной стороне и двум углам, прилежащим к ней, и этого вполне достаточно для измерения ширины реки. Именно этот метод и применяется для измерения расстояния до звезд.

Земля делает полный оборот вокруг Солнца за один год по орбите диаметром 300 млн. км. Пусть в какой-то день, скажем 1 января, мы находимся в одной точке орбиты. Шесть месяцев спустя мы окажемся на расстоянии в 300 млн. км от этой точки. Если мы наблюдаем какую-то звезду из двух положений, мы опять имеем дело с однозначно определенным треугольником, у которого основанием является диаметр земной орбиты, а углы измеряются при положении Земли 1 января и 1 июля. Располагая такими данными, мы без труда можем найти интересующее нас расстояние. Однако углы настолько малы, что измерять их нужно с высочайшей точностью. Эти углы определяются по смещению выбранной нами звезды на фоне очень слабых звезд, которые в среднем более удалены от нас, и оказываются меньше 1″ (угловой секунды) даже для ближайшей звезды, расстояние до которой составляет 40 триллионов километров.


Предыдущая — След. »


Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все о космосе
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: