Расширяя границы Вселенной: История астрономии в задачах - Гусев Евгений Иванович (читать книги онлайн бесплатно серию книг TXT) 📗
Студент МГУ Сергей Шугаров, открывший Новую Лебедя 1975 г., на фоне башни 2,6–метрового рефлектора им. Г. А. Шайна Крымской астрофизической обсерватории.
Стихотворение это было опубликовано в самом популярном в те годы журнале «Юность» с тиражом в 2,7 млн. экз. и принесло студенту Шугарову всесоюзную славу (хотя и не понравилось самому «непристойному свистуну», поскольку в комментарии к стихотворению поэт перепутал как дату открытия, так и фамилию первооткрывателя). Кстати, упомянутый в последней строчке аспирант — также фигура реальная: он был в момент вспышки звезды в обсерватории, видел её, но, озабоченный аспирантскими проблемами, не обратил внимания. Ныне он известный профессор.
Итак, два юных любителя науки — гимназист и студент — не достигнув ещё статуса учёного и не просиживая штаны над сложными проблемами, смогли сделать полноценные и важные для науки открытия. Может быть именно это и имел в виду Аристотель, говоря о «проницательности» учёного?
5.69. Приведённое высказывание Леонардо можно толковать так: он считает положение Солнца и Луны во Вселенной равноценными, а значит, ни тот, ни другой космические объекты не могут служить центром мира. В другом месте учёный утверждает, что Земля не находится «ни в центре солнечной орбиты, ни в центре Вселенной». Следует заметить, что Леонардо умер до появления труда Коперника.
5.70. Главный аргумент Галилея в пользу шарообразности Луны — форма терминатора:
Луна и Земля сходны, конечно, по форме, которая, несомненно, шарообразна, как это неизбежно следует из того, что диск Луны виден совершенно круглым, и из того, как она воспринимает свет Солнца. Если бы поверхность её была плоской, то вся она одновременно одевалась бы светом, а потом равным образом в одно и то же мгновение вся лишалась бы света, но не освещались бы сперва те её части, которые обращены к Солнцу, а за ними постепенно и все следующие, так что, только достигнув противостояния, и не раньше, весь её видимый диск оказывается освещённым; и обратно, совершенно противоположное этому происходило бы, если бы её видимая поверхность была вогнута, а именно: освещение начиналось бы с частей, противоположных Солнцу.
5.71. Гаусс обращает внимание на ограниченность нашего знания; современные естествоиспытатели формулируют это положение так: «Всё, что не запрещено [фундаментальными законами], то разрешено». В связи с этим учёные предполагают, что жизнь может иметь различные биохимические основания и сильно варьировать свою форму в зависимости от внешних условий, по Гауссу — быть «иначе организованной». Пример последних лет: глубоководные гидротермальные сообщества — почти замкнутые оригинальные биосферы в миниатюре. Уверенность Гаусса в наличии и многообразии жизни во Вселенной сегодня разделяется многими учёными.
5.72. Если высота Луны и Солнца над горизонтом одинакова, то атмосферное поглощение света, падающего на гору и приходящего от Луны, также будет одинаковым. Это понимал и сам Дж. Гершель, который далее в цитированном отрывке пишет: «Солнце и Луна находились на одинаковой высоте, в атмосфере не было ни облаков, ни паров, и последняя действовала одинаково на оба светила».
По современным данным, Луна и целый ряд других спутников планет имеют низкую отражательную способность. В визуальных лучах альбедо материков Луны составляет около 0,09, лунных морей — чуть более 0,04. Опыт Гершеля, демонстрирующий весьма низкое альбедо лунной поверхности, можно повторить, если сравнивать яркость почти полной Луны и белой стены, освещённой лучами заходящего Солнца.
5.73. Под «философами» раньше понимали учёных вообще, и астрономов — в частности. Лучше всего рельеф Луны виден в то время, когда тени от гор и кратеров наибольшие, что имеет место во время первой и последней четвертей близ терминатора. Вывод, сделанный Галилеем, возможен только при наблюдениях в телескоп.
5.74. В настоящее время доказано, что лунные кратеры возникли в результате ударного взаимодействия с Луной метеоритов разного размера.
5.75. Представление о разумных жителях Луны — селенитах — было распространено в средние века, когда ещё не знали о неблагоприятных для жизни условиях на поверхности нашего спутника. Отражающая способность поверхности Земли из‑за облаков, снега и светлых грунтов примерно на порядок превышает альбедо поверхности Луны. В сочетании с большим угловым диаметром диска Земли на небе Луны это даёт значительно большую освещённость на Луне от Земли, чем на Земле от Луны при аналогичных фазах. Из‑за равенства периода обращения Луны вокруг Земли и периода вращения Луны вокруг собственной оси Земля почти неподвижна на лунном небе. Однако из‑за оптических либраций Луны Земля в течение месяца описывает на небе нашего спутника небольшой эллипс. Период вращения Земли для лунного наблюдателя (24h50m) определяется как суточным вращением Земли относительно звёзд (23h 56m), так и обращением Луны вокруг Земли (27,32 сут.).
5.76. Плотность горных пород на Луне не превышает плотности вещества гор на Земле. Поверхность Луны покрыта толстым слоем сыпучего материала — реголита. Этот вывод был сделан уже современными учёными из астрофизических наблюдений, и он был подтверждён контактными исследованиями лунной поверхности. Горы на Луне, особенно кратеры, не являются особенно крутыми. Эффект крутизны гор возникает при наблюдениях рельефа вблизи терминатора. Посередине крупных кратеров, действительно, имеются центральные горы, а вещество внутри больших кратеров обычно тёмное.
5.77. Пылинки, находящиеся в воздухе, опускаются медленно, особенно мелкие, так как на них, кроме силы притяжения, действует сила сопротивления среды (сила Стокса), направленная вверх. Медленно опускающийся космический корабль садится на струе газа, вырывающегося из сопла реактивного двигателя. Скорость истечения газа должна быть велика, чтобы создать достаточный импульс посадочному отсеку. Газ, ударившись о поверхность Луны, придал частицам реголита большую скорость. Низкие траектории пылевых частиц возникли при сдувании пыли с поверхности камней, которыми был усеян район посадки. Дальность полёта частиц пыли из‑за малого ускорения свободного падения и отсутствия сопротивления среды была существенно больше, чем в условиях Земли.
5.78. При ходьбе скорость перемещения определяется амплитудой и частотой (ν) свободных колебаний ног как физических маятников при данном значении ускорения свободного падения (g). Для шагов умеренной амплитуды (линейные колебания маятника) эта зависимость хорошо известна: ν~g½. А поскольку ускорение свободного падения на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле, то и скорость ходьбы у космонавтов была в 2,5 раза меньше их скорости на Земле при прочих равных условиях. Напротив, при прыжках дальность полёта должна быть в 6 раз больше, чем на Земле, но реально скорость передвижения таким методом не достигала максимального теоретического значения из‑за того, что движение космонавта во время прыжков стесняли скафандр и неуверенность, связанная с незнакомой обстановкой.
5.79. О неизвестных в то время спутниках Марса написал в своём фантастическом произведении «Путешествия Гулливера» (1726 г.) английский писатель Джонатан Свифт. О них же упоминает и французский философ Вольтер в своём произведении «Микромегас» (1752 г.). Оба автора, вероятно, основывались на идеях Кеплера, который предполагал наличие у Марса двух спутников, исходя из возможной пропорции: у Земли один спутник, у Юпитера — четыре (известных в то время).
Указанные Свифтом периоды обращений спутников Марса оказались близки к истине, так как Фобос обращается вокруг Марса за 7,65 часов, а Деймос за 30,3 часов. Но действительные ареоцентрические расстояния спутников оказались заметно меньше: Фобос удалён от центра планеты на 1,4 её диаметра, а Деймос — на 3,5. Московский астроном И. Ф. Полак (1939) считал, что Свифт, по всей вероятности, взял для расстояний предполагаемых спутников Марса округлённые расстояния I и II спутников Юпитера, которые равны 3,0 и 4,7 диаметра планеты (Юпитера, не Марса), а периоды их обращения, составляющие 42 часа и 85 часов, уменьшил в 4 раза.
