Расширяя границы Вселенной: История астрономии в задачах - Гусев Евгений Иванович (читать книги онлайн бесплатно серию книг TXT) 📗
Роль Сверхновой 1572 г. в истории астрономии чрезвычайно велика: её появление раз и навсегда разрушило древнее заблуждение о неизменности звёздного неба, а также окончательно определило судьбу Тихо Браге как астронома, работы которого дали толчок рождению новой науки.
5.25. Максимум излучения Сириуса лежит в ультрафиолетовой области спектра, поэтому в синей области его излучение больше, чем в жёлтой и зелёной. «Дерзким» Сириус, вероятно, назван за свой блеск: это ярчайшая звезда ночного неба.
Цвет Альдебарана, определяемый его температурой (3500 К), считается в астрономии оранжевым, иногда красноватым, что соответствует цветам рубина, разновидности которого имеют цвета от розового до красного. Под «цепью» Ориона, по-видимому, надо понимать звёзды так называемого «пояса» Ориона: ζ, ε, δ. Эти звёзды голубоватые, с показателем цвета B‑V около —0,2m и звёздной величиной около 2m. Их яркость и голубой оттенок вызвали у поэта ассоциацию с алмазом, основное свойство которого — высокий показатель преломления (n=2,4).
«Арго» — это прежде существовавшее созвездие южного полушария «Корабль Арго». Сейчас это звёздное поле поделено между четырьмя созвездиями: Киль, Корма, Компас и Парус. В северных средних широтах зимой над южной частью небосвода видны частично только Компас и Корма, не содержащие ярких звёзд. Слабые звёзды глаз воспринимает ахроматическими светоприемниками — палочками, и поэтому цвет таких звёзд фиксируется как беловатый (серебристый).
5.26. Действительно, за пределом атмосферы, в космосе, звёзд видно больше, и они не мерцают (по выражению одного из путешественников «они… мертвенны»). Ночное небо выглядит темнее, чем при наблюдении с поверхности Земли, поскольку отсутствует рассеяние света и собственное свечение атмосферы. Звёзд видно больше не потому, что их яркость намного усилилась (поглощение света в атмосфере, близ зенита, составляет 25–30 %), а потому, что фон неба стал более тёмным. Рисунок созвездий, разумеется, остался тем же самым.
А вот по поводу «разноцветности» звёзд Циолковский ошибся. Наш глаз вообще плохо воспринимает цвет слабо светящихся объектов, поскольку ночное, «палочковое» зрение не чувствительно к цвету. К тому же, излучение звёзд в основном носит тепловой характер, а распределение энергии в спектре чёрного тела весьма плавное. Поэтому, скажем, фиолетовых, синих и зелёных звёзд ни в космосе, ни на Земле увидеть нельзя. Все горячие звёзды кажутся нам белыми или чуть голубоватыми; и только относительно холодные звёзды могут иметь красный или оранжевый оттенок, да и то лишь в том случае, если они достаточно яркие (см. задачу 5.25).
5.27. В 1859–1860 гг. Р. Бунзен и Г. Кирхгоф в Германии изобрели метод спектрального анализа света. С 1860 года началась история солнечной и звёздной спектроскопии (Д. Донати и А. Секки в Италии, У. Хёггинс в Англии, Г. Кирхгоф в Германии).
5.28. Во второй половине XIX века возникла астрофизика — наука о природе небесных тел и физике космоса. В наше время это основной раздел астрономии. А. Кларк: «Эта наука даёт возможность изучать здесь на Земле строение звёзд, а сущность земных явлений постигать лучше после сравнения со звёздными мирами».
5.29. Предположение Бесселя подтвердилось: среди звёзд и остатков их эволюции оказалось довольно много слабосветящихся и даже совершенно тёмных тел (в том числе и чёрных дыр). Спутники Сириуса и Проциона — это звёзды малой светимости. Спутник Сириуса, белый карлик, был обнаружен американским оптиком А. Кларком в 1862 г. при испытании 46–см рефрактора. Спутник Проциона, тоже белый карлик, был открыт в 1896 г. Дж. М. Шеберле при наблюдении в большой рефрактор Ликской обсерватории.
5.30. Если использовать современные термины, то, очевидно, в этой дискуссии речь идёт о явлении аберрации света. За счёт движения Земли по орбите направление приходящих от Солнца лучей смещается на 20,5″.
5.31. На принципы эволюционности и единства физических законов для всей Вселенной.
5.32. Пять блуждающих звёзд — это пять известных в античное время планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Наблюдаемые у них неравенства — это их петлеобразное и неравномерное движение по небесной сфере. По поводу построения теории наблюдаемых движений планет на основе сочетания только круговых равномерных движений Птолемей уже в приведённой цитате говорит, что он опирается на принцип божественного (понимай — математического) совершенства. Но в другом месте «Альмагеста» у него есть и более физическое обоснование:
Поскольку движение небесных тел не встречает никаких препятствий и происходит легче всех других движений, ему должна быть свойственна и наиболее удобоподвижная форма; для плоских фигур это круговое движение, а для пространственных — сферическое.
Хотя задача моделирования наблюдаемых движений планет при помощи комбинации некоторого числа равномерных круговых движений была впервые сформулирована в греческой астрономии ещё Платоном, никому из предшественников Птолемея не удалось достичь столь высокого совершенства в решении этой задачи. Косвенно о высокой оценке труда Птолемея свидетельствует и трансформация названия книги: первоначально «Альмагест» назывался «Мегале синтаксис», что можно перевести как «Великое построение» или как «Великое сочинение», но средневековые арабские астрономы стали употреблять название «Аль Маджисти» («Величайшее»), откуда и получился «Альмагест».
Сам Птолемей хорошо понимал и отмечал в «Альмагесте» трудности предвычисления положений планет на длительный срок, но всё же в течение полутора тысячелетий его теория служила единственным инструментом для решения этой задачи. Вероятно, сам Птолемей был бы удивлён таким долгожительством своей теории. Он писал: «Надлежит применять к небесным движениям, насколько это возможно, гипотезы простейшие; но если их недостаточно, нужно изыскивать другие, более подходящие». Эти «другие» теории оказались востребованы лишь через много веков. Создание математической модели мира, позволяющей давать правильные положения планет на небесной сфере, считается большинством историков научным подвигом Птолемея.
Но следует заметить, что существует и другая точка зрения на работу Птолемея. Она изложена в книге современного специалиста по небесной механике Роберта Ньютона «Преступление Клавдия Птолемея» (1985) и состоит в том, что большинство наблюдательных данных было Птолемеем подделано, а основные достижения античной астрономии изложены в «Альмагесте» неполно и необъективно, в выгодном для автора этого сочинения свете.
Проделав детальный анализ содержания «Альмагеста» (который он предпочитает именовать «Синтаксисом») и сопоставив данные Птолемея с результатами современных расчётов движения планет, Роберт Ньютон пришёл к следующим выводам:
Все собственные наблюдения Птолемея, которыми он пользуется в «Синтаксисе», насколько их можно было проверить, оказались подделкой. Многие наблюдения, приписанные другим астрономам, также часть обмана, совершённого Птолемеем. Его работа изобилует теоретическими ошибками и недостатком понимания… Его модели для Луны и Меркурия противоречат элементарным наблюдениям и должны рассматриваться как неудачные. Само существование «Синтаксиса» привело к тому, что для нас потеряны многие подлинные труды греческих астрономов. А вместо этого мы получили в наследство лишь одну модель, да и то ещё вопрос, принадлежит ли этот вклад в астрономию самому Птолемею. Речь идёт о модели экванта, использовавшейся для Венеры и внешних планет. Птолемей существенно уменьшает её значение не совсем правильным использованием.
Становится ясно, что никакое утверждение Птолемея не может быть принято, если только оно не подтверждено авторами, полностью независимыми от Птолемея. Все исследования, в истории ли, в астрономии ли, основанные на «Синтаксисе», надо проделать заново.
Я не знаю, что могут подумать другие, но для меня существует лишь одна окончательная оценка: «Синтаксис» нанёс астрономии больше вреда, чем любая другая когда‑либо написанная работа, и было бы намного лучше для астрономии, если бы этой книги вообще не существовало.
Таким образом, величайшим астрономом античности Птолемей не является, но он является ещё более необычной фигурой: он самый удачливый обманщик в истории науки.
