Стивен Маран - Астрономия для "чайников"

• Название: Астрономия для "чайников"
• Автор: Стивен Маран
• Издательство: Диалектика
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2004
• ISBN: 5-8459-0612-1

В этой книге в простой и доступной форме излагаются основы астрономических знаний. Вы совершите увлекательное путешествие по Вселенной и узнаете, как определять планеты и звезды, как исследовать солнечную систему, Млечный Путь и Вселенную за его пределами, что такое Большой Взрыв, квазары, антиматерия и многое другое, как присоединиться к Программе поиска внеземного разума (SETI). Вам станет понятнее смысл современных исследований Космоса. Вы также узнаете, с чего начать при наблюдении неба и какое оборудование для этого необходимо.

Книга предназначена для широкого круга читателей.

---

Разобраться в том, что такое RA и Dec и как читать звездную карту, вам помогут несколько простых правил (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Обозначения на небесной сфере

 Северный небесный полюс (North Celestial Pole — NCP) — это точка на небе, на которую указывает ось Земли, продленная в северном направлении. Если стоять на географическом северном полюсе Земли, то NCP будет прямо над головой.

 Южный небесный полюс (South Celestial Pole — SCP) — это точка на небе, на которую указывает ось Земли, продленная в южном направлении. Если стоять на географическом южном полюсе Земли, то SCP будет прямо над головой. Только нужно одеваться тепло, это ведь в Антарктиде!

 Воображаемые линии, соответствующие равным значениям RA, проходят через NCP и SCP и представляют собой полуокружности, центр которых находится в центре Земли. Они воображаемые, но, тем не менее, отмечены на большинстве звездных карт, чтобы облегчить людям задачу нахождения звезд с определенными значениями RA.

 Воображаемые линии, соответствующие равным значениям Dec, например, 30 к северу, проходят в небе прямо над головой на соответствующей географической широте. Поэтому, если вы находитесь в Нью-Йорке, т. е. на 41° северной широты, то прямо над головой у вас будет точка с координатой Dec 41 к северу, хотя ее координата RA будет постоянно меняться по мере вращения Земли. Эти воображаемые линии тоже отмечены на звездных картах, и называются они окружностями склонений (declination circles).

Астрономия в домашних условиях

Если в вашем дворе есть место, с которого хорошо видно небо (где деревья и соседние дома не мешают обзору), — этого вполне достаточно. Ясной ночью установите телескоп или возьмите бинокль и начинайте определять звезды. Если вы живете в центре крупного города, огни которого мешают наблюдению ночного неба, то вступите в астрономический клуб. Обычно члены клуба вместе отправляются туда, где можно без помех заниматься наблюдениями. Иногда достаточно выехать за город.

Если вы, в основном, интересуетесь наукой — открытиями, которые делают астрономы, — можете узнавать новости из журналов, специально ориентированных на астрономов-любителей. А еще лучше посещать бесплатные Web-сайты, где вам расскажут все, что вы всегда хотели знать о космосе, и еще то, о чем вы даже не подозревали.

Астрономия — это идеальное хобби для всей семьи. Стоит только установить телескоп, как всем вокруг захочется в него заглянуть хоть краешком глаза. Вам не с кем оставить детей? Оденьте их потеплее и возьмите с собой на "астрономическую вечеринку". Они даже помогут вам нести телескоп. Захватите одеяла и спальные мешки. Самый лучший способ поразмыслить об окружающем мире — это, борясь со сном, любоваться потрясающим зрелищем звездного неба.

Предположим, вы хотите найти NCP. Станьте лицом точно к северу и ищите точку, расположенную над горизонтом под углом X градусов, где X — ваша географическая широта. (Я предполагаю, что вы живете в Северной Америке, Европе или в какой-либо другой точке Северного полушария. Если же вы живете в Южной Америке, Южной Африке, Австралии или в любом месте Южного полушария, то не сможете найти NCP, потому что вместо этого вам нужно искать SCP. Для этого станьте лицом точно к югу и ищите точку, расположенную над горизонтом под углом, равным значению вашей географической широты.)

Но хочу вас успокоить: если вы хотите только научиться находить на небе созвездия и планеты, то можно обойтись без RA и Dec (если они вас напугали). Нужно только сравнить звездную карту для соответствующего времени года и ночи (такие карты печатают в астрономических журналах и календарях) с тем, что вы видите на небе. Но если вы хотите понять, как пользоваться звездными картами и каталогами и как найти с помощью своего телескопа далекую галактику, то постарайтесь все-таки разобраться с этими координатами.

Если же вы приобрели новый, шикарный и на удивление не слишком дорогой телескоп с компьютерным управлением (о нем подробно говорится в главе 3), то сможете ввести координаты RA и Dec только что обнаруженной кометы и телескоп будет направлен прямо на нее. (Обычно в каждом сообщении об обнаружении кометы приводится небольшая таблица, или эфемериды, в которой указываются расчетные координаты кометы RA и Dec, ночь за ночью, на протяжении ее пути по небу.)

Тяготение: то, с чем надо считаться

Со времен Исаака Ньютона все в астрономии вертится вокруг тяготения. Как объяснил Ньютон, это сила, возникающая между двумя объектами и зависящая от массы и расстояния. Чем больше масса объекта, тем сильнее сила его притяжения. И наоборот, чем больше расстояние, тем слабее сила притяжения.

Альберт Эйнштейн разработал более совершенную теорию гравитации, подтвержденную экспериментами, которых не выдержала старая теория Ньютона. Теория Ньютона хороша для описания тяготения в обычных условиях, например, как силы, заставляющей яблоко упасть ему на голову (если это, конечно, не вымысел). А теория Эйнштейна позволяет предсказать, что происходит рядом с объектами очень большой массы, где сила притяжения чрезвычайно велика. С точки зрения Эйнштейна, в действительности тяготение — это не сила, а искривление пространства и времени объектом большой массы, таким как звезда. Говоря об искривлении, я не имею в виду форму.

Теория Ньютона объясняет следующее.

 Почему Луна вращается вокруг Земли, Земля — вокруг Солнца, Солнце — вокруг центра Млечного Пути и т. д.

 Почему звезды и планеты круглые.

 Почему газ и космическая пыль притягиваются и образуют новые звезды.

Теория Эйнштейна, или общая теория относительности, объясняет следующее.

 Почему звезды, наблюдаемые недалеко от Солнца во время его полного затмения, кажутся расположенными немного "не на месте".

 Почему возможно существование черных дыр.

 Почему Земля, вращаясь, "тащит" за собой искривленное пространство и время. (Одни ученые заявляют, что у них есть данные, подтверждающие существование этого эффекта, а другие считают, что нужно подождать более доказательных фактов.)

О черных дырах мы поговорим в главе 10, но общую теорию относительности, пожалуй, оставим в покое (так что можете вздохнуть спокойно). Разумеется, прочитывая главу за главой, вы будете становиться все умнее и умнее. Но вряд ли друзья назовут вас Эйнштейном; для этого нужно отрастить волосы, везде ходить в грязном старом свитере и показывать язык, когда вас фотографируют.

Но следует отметить, что теория относительности оказала влияние на то, как ученые изучают Вселенную сегодня. Знание о том, что "все относительно" и понимание парадоксальности природы Вселенной (да, свет — это одновременно и частица, и волна) открыли ящик Пандоры с сокровищами астрономических гипотез и фантастических исследований.

Движение — это жизнь

Все в Космосе непрерывно движется и вращается. Космические объекты не могут стоять на месте. Всегда найдется тело, притягивающее любую звезду, планету, галактику или космический корабль. У Вселенной нет центра.

Например, Земля:

 вращается вокруг своей оси, делая полный оборот за сутки, или 24 часа;

 вращается вокруг Солнца, делая полный оборот за один год, или 365 суток;

 движется в составе Солнечной системы по очень длинной орбите вокруг центра Млечного Пути, делая полный оборот примерно за 226 миллионов лет; продолжительность этого путешествия называется галактическим годом;

 движется вместе с Млечным Путем вокруг центра масс Местной Группы Галактик (Local Group of Galaxies), в которую входит два десятка галактик, находящихся в нашем уголке Вселенной;

 движется вместе с Местной Группой Галактик в хаббловском потоке галактик в расширяющейся Вселенной, порожденной Большим Взрывом.

И любой житель Земли участвует во всех этих космических движениях, причем всегда: когда ведет машину, идет на работу и даже когда спит, не задумываясь об этом. Поэтому в следующий раз, когда опоздаете на несколько минут, попросите принять сей факт во внимание.

Помните фильм "Джинджер и Фред"? Они танцевали вместе и Джинджер делала все то же самое, что и Фред, только в обратном направлении. Точно так же, как в случае с Джинджер и Фредом, Луна повторяет все движения Земли (хотя и не в обратном направлении), за исключением ее вращения вокруг своей оси. Луна вращается медленнее, делая полный оборот примерно за месяц. И, поворачиваясь вокруг своей оси, она в то же самое время вращается вокруг Земли (и тоже делает полный оборот примерно за месяц).