Безграничная Вселенная





Древнейшие люди нисколько не сомневались, что мир состоит из одной Земли, расположенной в центре всего сущего. Шли тысячелетия, и изредка мыслители начинали подвергать эту догму сомнению. Греческий философ Аристарх Самосский высказал мысль, что Земля обращается вокруг центрального светила - Солнца. Но его современники не были готовы к восприятию столь крамольной идеи, и мысль Аристарха пропала втуне. Тщетно высказывали ту же мысль впоследствии некоторые другие мыслители. И лишь в эпоху Возрождения, преодолев средневековую ограниченность, человечество утратило веру, что вся Вселенная создана исключительно ему в угоду. Голос великого Коперника был услышан. Гелиоцентрические взгляды произвели переворот в умах последующих поколений.

Если в лице Птолемея астрономия, как созидательница, впервые в истории человечества выработала великую научную теорию, то в лице Коперника именно астрономии пришлось впервые в истории пережить крах предшествующей великой научной теории.

Дотоле полагали, что научная деятельность заключается в постоянном приращении новых истинных знаний. Храм науки, казалось, подобен зданию, которое можно лишь, достраивать и украшать. И то, что единожды хорошо построено, переделке не подлежит. А если какие-то прежние знания оказываются ложными, то это, очевидно, следствие недобросовестности или скверной работы их творца И лишь гораздо позднее к ученым пришло осознание той закономерности, что на смену одним научным представлениям неизбежно идут другие, более глубокие. Крушение астрономической теории Птолемея радикально отозвалось на всем естествознании. Коперник открыл естествознанию глаза на то, что научная истина еще отнюдь не составляет истины абсолютной. Наука не открывает вечных истин, - они могут серьезно изменяться.

После Коперника астрономия совершила ряд следующих гигантских шагов. Выяснилось, что и Солнце вовсе не представляет собой центр мироздания. Это обыкновенная звезда среди миллиардов других звезд обыкновенной звездной системы. А эта система сущ/10ествует среди мириадов других подобных ей звездных систем.

Астрономы погрузились в пучину безграничной Вселенной.

Созвездия

С глубочайшей древности люди отличали на небе характерные группы ярких звезд, которые называли созвездиями и присваивали им собственные имена. К числу наиболее древних, с возрастом, возможно, не менее 10-15 тысяч лет, относится самое известное созвездие северного неба Большая Медведица. В наши дни созвездиями называют уже не группы звезд, а участки неба. Современному астроному созвездия помогают ориентироваться среди россыпи звезд.

На обычных небесных картах отмечаются видимые звездные величины светил. Астрономы же для своих научных целей пользуются абсолютными звездными величинами, т.е. таким блеском, который имели бы звезды, если бы все они были поставлены на одни и те же расстояния от Земли: близкие отодвинуты, а далекие придвинуты к Земле. Вид ковша Большой Медведицы в этом случае резко отличался бы от того, как он наблюдается на самом деле.

Знаки Зодиака -двенадцать созвездий, расположенных вдоль линии, по которой движется в ежегодном круговороте среди звезд наше Солнце. Той же дорогой движутся и Луна, и планеты. В течение месяца Солнце находится в одном из знаков Зодиака, так что каждому месяцу соответствует свой зодиакальный знак. Вот полный перечень знаков Зодиака: Рыбы, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей.

Древние астрономы считали, что звезды, словно серебряные гвозди, вбиты в небесный купол, и при его вращении узоры, составленные огоньками звезд, не нарушаются. На самом деле звезды движутся в пространстве, и на нашем небосклоне они поэтому тоже перемещаются друг относительно друга, хотя заметить эти едва заметные перемещения очень трудно. Но через многие тысячелетия характерные контуры созвездий могут изменяться.

В 1919 г. Международным астрономическим Союзом был окончательно утвержден список из 88 созвездий. Этот список приводится в порядке русского алфавита на четырех страницах атласа. Вегу, как самую яркую звезду северного полушария, астрономы выбрали в качестве стандарта при измерении различных характеристик других звезд. Например, при классификации цвета звезд Вега считается нейтрально белой (т.е. все показатели цвета у нее равны нулю). Все остальные звезды называют голубыми, желтыми, красными относительно цвета Веги.

Давным-давно греческий астроном Гиппарх ввел деление звезд по, так называемым, звездным величинам. Он разделил все видимые на небесном своде звезды по блеску на несколько классов. Самые яркие звезды он назвал звездами первой величины. Собственные имена имеют лишь некоторые наиболее яркие звезды. По древней традиции все видимые невооруженным глазом звезды обозначаются буквами греческого алфавита в порядке убывания их яркости в данном созвездии. Например, самая яркая звезда созвездия Малой Медведицы будет обозначаться как (Альфа) Малой Медведицы, - она же имеет собственное имя Полярная. Следующая по яркости -(Бета), потом следуют -(Гамма), (Дельта) и т.д.

Среди примечательных созвездий, помимо Большой Медведицы, очень харктерными очертаниями выделяются на небе созвездия Волопаса, Кассиопеи и Андромеды.

Над полярной звездой, в стороне, противоположной Большой Медведице, расположены пять звезд в виде расплющенной буквы "М" - это основная часть созвездия Кассиопеи. Летом Кассиопея и Большая Медведица меняются местами: перевернутый ковш будет у нас над головой, а Кассиопея опустится к горизонту и станет похожа на букву "W".

Одно из ярчайших звездных скоплений на северном небе можно наблюдать в бинокль в созвездии Гончих Псов, примерно там, где это созвездие граничит с Волопасом и Волосами Вероники. В этом скоплении собрано около миллиона звезд. Это скопление приближается к нам со скоростью 153 км/сек. В августе можно также наблюдать несколько метеоритных потоков. Иногда метеоритный поток может превратиться в настоящий метеоритный дождь.

88 созвездий:

Андромеда, Близнецы, Большая Медведица, Большой Пес, Весы, Водолей, Возничий, Волк, Волопас, Волосы Вероники, Ворон, Геркулес, Гидра, Голубь, Гончие Псы, Дева, Дельфин, Дракон, Единорог, Жертвенник, Живописец, Жираф, Журавль, Заяц, Змееносец, Змея, Золотая Рыба, Индеец, Кассиопея, Киль, Кит, Козерог, Компас, Корма, Лебедь, Лев, Летучая Рыба, Лира, Лисичка, Малая Медведица, Малый Конь, Малый Лев, Малый Пес, Микроскоп, Муха, Насос, Наугольник, Овен, Октант, Орел, Ормон, Павлин, Паруса, Пегас, Персей, Печь, Райская Птица, Рак, Резец, Рыбы, Рысь, Северная Корона, Секстант, Сетка, Скорпион, Скульптор, Столовая, Гора, Стрела, Стрелец, Телескоп, Телец, Треугольник, Тукан, Феникс, Хамелеон, Центавр, Цефей, Циркуль, Часы, Чаша, Щит, Эридан, Южная Гидра, Южная Корона, Южная Рыба, Южный Крест, Южный Треугольник, Ящерица.

Солнце - наша Звезда

Солнце - центральное светило нашей планетной системы - по объему превосходит Землю в 1300 000 раз. Температура внутри Солнца достигает 15 млн градусов. Оно служит для Земли неиссякаемым источником света и тепла. Под его влиянием из года в год происходят геологические изменения поверхности, формируется климат, рождаются штормы в океане и смерчи в атмосфере. В результате переработки солнечной энергии на нашей планете развивается растительная и животная жизнь. Пища, которую мы едим, это по существу "консервированные" солнечные лучи. Уголь, нефть, газ - все употребляемые нами энергоносители тоже "консервы" из солнечной энергии.

Будь Солнце просто раскаленным газовым шаром, оно остыло бы всего за несколько десятков миллионов лет. Но оно существует миллиарды лет. Существует потому, что в глубоких недрах Солнца при колоссальных температурах и давлениях идет термоядерная реакция превращения одного химического элемента в другой, превращения водорода в гелий.

Обходя Землю, Луна несколько раз в году оказывается точно на той же самой прямой линии, которая соединяет центры Солнца и Земли. Когда Луна попадает на эту линию между Солнцем и Землей наступает полное солнечное затмение. Из-за равенства видимых с Земли угловых размеров Солнца и Луны полное затмение длится всего минуты, и в эти считанные минуты земной наблюдатель невооруженным глазом видит светящиеся внешние области Солнца, так называемую, солнечную корону.

Когда Луна попадает на линию Солнце-Земля с дальней от Солнца стороны наступает полное лунное затмение. Для земного наблюдателя полностью освещенный диск Луны вдруг начинает окутываться темной пеленой, часто подсвеченной красновато-коричневыми тонами. Лунные затмения гораздо продолжительнее солнечных и наблюдаются с огромных территорий.

Звезды - далекие Солнца

Солнце по своим характеристикам относится к числу обыкновенных звезд. Но среди звезд можно отыскать множество экзотических примеров. Есть звезды-гиганты и звезды-карлики. Есть звезды, находящиеся в таком чудовищно уплотненном состоянии, что чайная ложка их вещества весила бы на Земле миллиард тонн, т.е. была бы эквивалентна по массе 200 миллионов слонов. Если бы Земля уплотнилась до такого состояния, ее поперечник составил бы всего 100 метров. Зато плотность иных звезд-гигантов в сотни тысяч раз меньше плотности воздуха у поверхности Земли. Существуют звезды, регулярно меняющие свой блеск в очень широких пределах, и звезды взрывающиеся.

С помощью стеклянной призмы или дифракционной решетки излучение, приходящее от небесных светил, раскладывается в спектр. Передвигаясь вдоль спектра мы исследуем излучение с разными длинами волн: вы уже знаете, что каждому кусочку спектра соответствует своя строго определенная длина волны излучения. Излучение с длиной волны от 390 нм до 760 нм воспринимается человеком как видимый свет. По интенсивности отдельных участков спектра, по структуре линий излучения или поглощения, наконец, по местонахождению этих линий узнают температуры звезд, их плотность, химический состав и даже скорость движения по лучу зрения от наблюдателя или к наблюдателю. Виды спектров: 1 -непрерывный спектр; 2-4 - линейчатые эмиссионные спектры; 5 - непрерывный спектр Солнца с многочисленными линиями поглощения.

Очень многие имена звезд были даны средневековыми арабоязычными астрономами мусульманских стран, которые называли их по местоположению в созвездии. Например, красивые названия звезд Бетельгейзе и Ригель из созвездия Ориона означают в переводе с арабского подмышка великана и нога.

Для измерения межзвездных расстояний используется единица длины с необычным названием световой год - это путь, который свет проходит за время в один год.

А движется свет со скоростью 300 тыс. км в секунду. Протяженность светового года, тем самым, составляет округленно 9 триллионов 460 миллиардов километров. Ближайшая к Солнцу звезда находится в созвездии Центавра. Эта слабая звездочка на самом деле входит в систему из трех звезд. К числу очень близких соседей Солнца принадлежит самая яркая звезда нашего неба Сириус.

Эволюция Звезд

Звезда рождается из холодного межзвездного облака пыли и газа с массой, примерно равной массе нашего Солнца, и размерами, достигающими размеров современной Солнечной системы. Температура поверхности звездного "эмбриона" достигает еще только 4 тыс. градусов, но суммарная светимость всей огромной поверхности облака в сотни раз превосходит светимость Солнца.

Постепенно размеры формирующейся звезды сокращаются до размеров Солнца, температура недр достигает критического значения в 10 млн. градусов, и термоядерная реакция превращения водорода в гелий несколько миллиардов лет становится основным источником ее энергии. По мере сгорания водорода температура и давление в недрах звезды увеличиваются. В звезде начинают выделяться очень плотное гелиевое ядро и разреженная оболочка. Остатки водорода "выгорают" на границе ядра и оболочки. Звезда превращается в красный гигант.

Неэкономно расходуя энергию, красный гигант в короткий срок растрачивает остатки водорода. Подогрев оболочки прекращается, и в дальнейшем она рассеивается в пространстве. Небольшое ядро, теперь наблюдается как очень плотная и горячая звезда - белый карлик.

Какие бывают звезды

Среди звезд много таких, которые в силу особенностей строения то распухают, то сжимаются, и вследствие пульсации в несколько раз меняют мощность своего излучения. Их называют цефеидами. Другие звезды меняют светимость не регулярно, а внезапно. Такие звезды называют вспыхивающими. Если светимость звезды во время вспышки внезапно увеличивается в десятки тысяч раз, мы называем ее Новой. А изредка попадаются звезды, светимость которых во время вспышек может достигать суммарной светимости сотен миллиардов обычных звезд вместе взятых. Такое фантастическое явление мы называем вспышкой Сверхновой.

Старинные китайские летописи сохранили для потомков весть о "звезде-гостье", вспыхнувшей летом 1054 г. в созвездии Тельца. Сначала звезда была исключительно яркой и ее видели днем. Потом блеск ее стал спадать, и через два года она совсем исчезла.

В XVIII в. французский "ловец комет" Мессье, чтобы легче было отыскивать кометы, составил подробный список видимых в телескоп "туманных пятен". Под номером один в список попал объект необычной формы, напоминающий растопыревшего ноги краба. Впоследствии этот объект назвали Крабовидной туманностью. Она находится в созвездии Тельца.

Звездные скопления

Наиболее разработанная теоретическая модель объясняет загадочные источники рентгеновского излучения на небе близким соседством нормальной звезды с крохотной и сверхплотной нейтронной звездой. Газ из окрестностей нормальной звезды перетекает к крохотной, но могущественной соседке. Вокруг сверхплотной звезды возникает бешено вращающийся вихрь, так называемый, аккреционный диск, нагретый до 100 млн градусов. Этот диск, по мнению теоретиков, и становится наблюдаемым за сотни тысяч световых лет источником мощного рентгеновского излучения.

На звездном небе наблюдаются "кучи" звезд, которые астрономы называют скоплениями. Звезды скоплений связаны друг с другом общим происхождением. Россыпи звезд неправильной конфигурации, насчитывающие не более нескольких сотен, называют рассеянными скоплениями. Наблюдаются на небе и скопления довольно правильной сферической формы, насчитывающие сотни тысяч звезд. Их называют шаровыми. По своему возрасту они относятся к числу наиболее старых звездных образований.

Туманности

Пространство между звездами вовсе не пусто - оно заполнено облаками газа и пыли. Звезды как бы погружены в эти облака вещества, которые астрономы называют межзвездной средой. Соседство молодой горячей звезды с подобным облаком подогревает его, и нагретый газ сам начинает светиться. Такое слабо светящееся облако межзвездного газа мы называем светлой газовой туманностью. Лучшим примером туманности такого типа служит туманность Ориона, которую можно наблюдать зимой с помощью бинокля.

Светящиеся туманности, которые словно охватывают некоторые старые звезды, по их наружности называются планетарными. Их происхождение тоже известно: это следы сброшенных звездами газовых оболочек. Причина свечения планетарных туманностей та же, что и светлых газовых туманностей: подогрев газа излучением центральной звезды.

Темные несветящиеся облака газа с примесью пыли создают впечатление "пустоты": земному наблюдателю кажется, что звезд в этом месте неба нет. Такие участки неба образно называют "угольными мешками". Темные туманности, зачастую имеют очертания, которые могут напоминать хорошо известные предметы. К числу именно таких примечательных темных туманностей принадлежит Конская голова из созвездия Ориона.

Млечный путь - наша Галактика

Тускло светящемся обручем охватывает небесный свод туманная полосу Млечного Пути. Млечный Путь можно увидеть только очень темными ночами, наблюдениям не должны мешать ни зарево городских огней, ни свет Луны. В наших широтах Млечный Путь лучше всего виден на исходе лета и осенью. Он обладает сложной, клочковатой структурой. Очертания его размыты, в различных частях он имеет разную ширину и яркость.

Благодаря кропотливой работе астрономов было выяснено, что Млечный Путь - огромная система звезд, "звездный город", в который входит и наше Солнце. Такие звездные города называют галактиками, а нашу звездную систему, чтобы выделить ее среди остальных, мы называем Галактикой. Всего наша Галактика содержит свыше сотни миллиардов звезд, - по 20 звезд на каждого жителя Земли.

Если смотреть сбоку, то в центре Галактики обращает на себя внимание утолщение, которое соответствует наиболее богатой звездами области - ядру. Наблюдается сгущение звезд также и около всей срединной части Галактики, так называемой, галактической плоскости. Не забывайте, что мы смотрим на нашу Галактику изнутри. И поэтому богатая звездами область собственной галактической плоскости представляется нам широким поясом, охватившим весь небесный свод. Это - Млечный Путь.

Галактики

Наша Галактика занимает лишь крохотную долю от всей наблюдаемой в земные телескопы части Вселенной. В этой же части раскидано несметное количество других "звездных городов" - галактик, каждая из которых, подобно нашей Галактике, насчитывает в своем составе многие десятки и сотни миллиардов звезд. Астрономы располагают ныне фотографиями множества других галактик, близких и далеких, ярких и слабых, повернутых к нам плашмя или видимых с ребра. Для большинства из них характерна, так называемая, спиральная структура -расходящиеся из центра двумя рукавами закрученные спиральные ветви. Наша собственная Галактика -тоже спиральная. В спиральных ветвях сосредоточен межзвездный газ, в котором поныне рождаются молодые звезды.

Также как и в случае с туманностями, внешний вид галактик часто служит астрономам источником вдохновения в поисках их собственных имен. В результате сходства с головным убором латиноамериканцев видимая с ребра галактика МОС4594 из созвездия Девы получила название Сомбреро . Она удалена от Земли в десять раз дальше туманности Андромеды.

Взаимодействие галактик. Радиогалактики. Квазары

В результате прогресса радиотехники сначала были случайно обнаружены радиошумы внеземного происхождения, а во время второй мировой войны - также случайно - радиоизлучение Солнца. Эти открытия послужили толчком к рождению радиоастрономии.

Именно радиоастрономы открыли удивительные создания Природы, которые получили название квазизвездных источников радиоизлучения.

Латинское слово "квази" в научных терминах означает "как бы подобный чему-либо": "квазизвезда" - "как бы звезда", "звездоподобный объект". Слово "звезда" по-английски произносится "стар". От слов "квази" и "стар" появилось сокращение "квазар".

Квазары удаляются от нашей Галактики соскоростями, близкими к скорости света. Самые стремительные из них имеют скорость, равную 80-90% скорости света!

На переднем крае астрономии ученые нащупывают связи между тремя известными ныне группами наиболее необычных небесных объектов. Во-первых, это галактики с аномально большим радиоизлучением. Во-вторых, квазары и в-третьих - галактики, которые из-за их необыкновенных свойств включены в число активных галактик.

(А. А. Гурштейн)