Строение вселенной - Воронцов-Вельяминов Борис Александрович - Страница 3

Например, для этой цели один астроном наблюдает светило на севере Европы, а другой в то же время наблюдает его в Южной Африке. Современная техника дает в руки ученых приборы, которые позволяют измерять углы между направлениями телескопа с точностью до одной сотой доли секунды дуги, а ведь секунда дуги в 3600 раз меньше, чем градус (в полной окружности, как мы знаем, содержится 360 градусов).

Зная расстояние между наблюдателями и угол между направлениями, по которым они видят предмет, можно высчитать расстояние до предмета. Это позволяет сделать тот отдел математики, который называется тригонометрией.

Но и не зная тригонометрии, можно убедиться в том, что это так. Проделайте, например, такой опыт. Поставьте на конце длинного стола маленькую чернильницу. Возьмите транспортир, разделенный на градусы. Приложите его к углу стола на противоположном его конце и, приложив линейку, измерьте угол между направлением на другой угол короткой стороны стола и направлением, по которому видна чернильница. Потом перейдите к другому углу короткой стороны стола и сделайте такое же измерение.

Теперь измерьте линейкой длину короткой стороны стола.

На листе клетчатой бумаги нарисуйте отрезок прямой, изображающий короткую сторону стола в уменьшенном масштабе. Например, если эта длина 80 сантиметров, нарисуйте линию длиной 8 сантиметров. Пристройте к ней по транспортиру два измеренных вами угла и продолжите их стороны до пересечения. В получившемся треугольнике измерьте линейкой расстояние до пересечения этих линий. Полученное расстояние в масштабе чертежа и будет расстоянием до чернильницы, которое вы таким образом и определите, не измеряя его непосредственно. Результат будет тем точнее, чем точнее измерите вы нужные углы. Подобно этому землемеры определяют ширину реки, а ученые определяют расстояния до далеких небесных тел.

Производя наблюдения с противоположных сторон земного шара, исследователи вселенной — астрономы — установили расстояние до наиболее близких к нам небесных тел. Ими являются Луна, Солнце и планеты — небесные тела, сходные с Землей и подобно ей вращающиеся около Солнца, но на разных расстояниях и с различной скоростью. Планеты, как и Земля, не имеют собственного света. Их освещает Солнце, а отраженные от них солнечные лучи позволяют нам видеть планеты, делают их похожими на звезды. В действительности вокруг Земли обращается только Луна — ее вечный спутник, шар, меньший, чем Земля, в четыре раза по поперечнику.

ВСЕМИРНОЕ ТЯГОТЕНИЕ

Между небесными телами существует взаимное притяжение, и планеты именно потому обращаются вокруг Солнца, что они им притягиваются. Чем больше количество вещества, или масса, данного тела, тем больше сила его притяжения, но эта сила притяжения быстро убывает с увеличением расстояния между телами. Это свойство всех тел в мире притягиваться друг к другу названо всемирным тяготением и проверено на опытах.

Один из таких опытов демонстрировался в Московском планетарии. На тонкой, но крепкой нити подвешивается горизонтально за середину легкий стержень, на концах которого находятся маленькие свинцовые шарики. Если к этим шарикам приблизить два больших и тяжелых свинцовых шара, то притяжение ими маленьких шариков заставляет стержень поворачиваться. Стержень поворачивается до тех пор, пока нить, на которой он подвешен, не закрутится настолько, что не позволит ему поворачиваться дальше. Удалите большие свинцовые шары — и стержень вернется в свое обычное положение, нить, на которой он подвешен, раскрутится.

Все предметы, в том числе люди, притягиваются друг к другу. Но мы без своей воли не падаем в объятья друг другу потому, что еще сильнее нас притягивает к себе земля, а между подошвами наших ног и землей существует трение, которое препятствует нам сближаться. Если бы Земля была абсолютно скользким шаром, то-есть если бы не существовало трения, то близкие друг к другу предметы непременно собрались бы в кучу. Два человека под действием взаимного тяготения стали бы понемногу сближаться друг с другом. Если бы они находились сначала на расстоянии нескольких шагов друг от друга, то, сближаясь, столкнулись бы примерно через час.

Все предметы падают на землю, потому что их притягивает к себе огромная и тяжелая Земля. Куда нас притягивает — там для нас низ.

Когда-то церковники, ссылаясь на «священное писание», оспаривали шарообразность Земли. Если бы Земля была шарообразна, говорили они, тогда на противоположной стороне Земли «ходили бы вниз головой». Но наука посрамила церковников. Мы знаем теперь хорошо, что во вселенной нет ни верха, ни низа.

Чем дальше планеты находятся от Солнца, тем слабее их притягивает Солнце, но все же этой силы достаточно для того, чтобы планеты обращались вокруг него.

Притяжение между планетами несравненно слабее, чем притяжение между каждой из них и Солнцем, потому что масса Солнца почти в тысячу раз больше массы всех планет, вместе взятых. Другими словами, на весах Солнце весило бы больше, чем Земля, во столько раз, во сколько раз ведро зерна весит больше, чем одно зернышко. Вблизи другой звезды, подобной нашему Солнцу, ее планета повинуется тяготению к этой звезде, а ее тяготение к нашему Солнцу на таком расстоянии практически неощутимо.

Движение планеты препятствует ее падению на Солнце. Тяготение же к Солнцу препятствует планете двигаться прямолинейно и навсегда удалиться от Солнца. Сила тяготения непрестанно искривляет путь планеты и заставляет ее описывать свою орбиту. По этой же причине и Луна обращается вокруг Земли и является ее спутником. Масса Луны в восемьдесят один раз меньше, чем масса Земли. Масса каждой планеты значительно больше, чем масса ее спутников.

У планет, более близких к Солнцу, чем Земля — у Меркурия и Венеры, — спутники неизвестны, так же как и у самой далекой планеты — Плутона.

У планеты Марс две луны — два спутника, но больше всего спутников у Юпитера: целая свита из одиннадцати штук. Немного беднее спутниками Сатурн — у него их девять. У Урана — пять, а у Нептуна — два спутника.

РАССТОЯНИЕ ОТ ЗЕМЛИ ДО БЛИЖАЙШЕЙ ЗВЕЗДЫ

Самые тщательные попытки, предпринимавшиеся в течение столетий, не могли описанным выше способом привести к определению расстояний до звезд. Поперечник земного шара оказывался недостаточным, чтобы, наблюдая с концов его, можно было заметить различие в направлениях на звезды.

Всего лишь около ста лет назад русский ученый В. Я. Струве установил расстояние до яркой звезды Беги, одной из ближайших к нам. Но для этого ему пришлось наблюдать ее не с концов земного диаметра, а с концов линии, в 23 600 раз более длинной. Где же взять такую длинную линию, да еще прямую, которая на земном шаре никак не может уместиться? Эту линию можно взять в пространстве, в солнечной системе. Чтобы проехать от одного конца этой линии до другого на курьерском поезде, идущем со скоростью 100 километров в час, пришлось бы затратить более трехсот двадцати лет.

В. Я. Струве

Но этого не нужно делать. За полгода земной шар переносит нас по другую сторону от Солнца, на другой конец поперечника земной орбиты, имеющей форму, близкую к кругу. Поперечник земной орбиты составляет 300 миллионов километров, и, лишь наблюдая с концов его, можно заметить ничтожное различие в направлениях, по которым видны ближайшие звезды. Правда, наблюдения при этом приходится производить не одновременно, а в моменты, отделенные друг от друга промежутком в полгода. Но это не играет большой роли, потому что за это время изучаемая звезда хотя и перемещается в пространстве на огромное расстояние (вследствие своего движения), но оно ничтожно мало в сравнении с расстоянием от нас до звезды.