Анатолий Томилин - Занимательно об астрономии

• Название: Занимательно об астрономии
• Автор: Анатолий Томилин
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Физика
• Год: 1970

Попробуйте найти сегодня что-нибудь более захватывающее дух, чем астрономические открытия. Следуют они друг за другом, и одно сенсационнее другого.

Астрономия стала актуальной. А всего двадцать лет назад в школе она считалась необязательным предметом.

Зато триста лет назад вы рисковали, не зная астрономии, просто не понять сути даже обычного светского разговора. Так он был насыщен не только терминологией, но и интересами древней науки.

А еще два века назад увлечение звездами могло окончиться для вас… костром.

Эта книга — об астрономии и немного об астронавтике, о хороших астрономах и некоторых астрономических приборах и методах. Словом, о небольшой области гигантской страны, в основе названия которой лежит древнее греческое слово «astron» — звезда.

---

Они предположили, что по мере расширения вселенной в ней непрерывно и повсеместно рождается новая материя. И к тому времени, когда две галактики разлетаются на удвоенное расстояние, между ними, как птица Феникс, возникает третья. И снова предельные расстояния сохранены, плотность материи в одном и том же объеме неизменна.

Этот процесс, по мнению авторов гипотезы, должен происходить так медленно, что его невозможно обнаружить никакими приборами, находящимися в распоряжении человечества.

Решить спор гипотез могло только сравнение далекого прошлого с настоящим. Есть ли изменения? Если они есть, значит вселенная развивается, если изменений нет — она вечна и неизменна. Однако хорошенькое дело — съездить в прошлое. И все-таки в астрономии это оказалось возможным. Не забывайте, что астроном-астролог — это почти синоним колдуна, волшебника. Если к этому добавить еще возможности современной физики, то астрономия становится воистину наукой чудес.

Астрономы видят прошлое. Видят в буквальном смысле этого слова. От удаленных галактик лучи света летят к нам миллиарды лет. То есть мы видим эти миры такими, какими они были на заре образования нашей Земли. Так почему не сравнить их с близлежащими? Похожи ли они? Если да — вселенная неизменна. Нет — стоит задуматься.

Решение любой задачи прежде всего сводится к ее постановке. Это полдела. Но в нашем случае подводила как раз вторая половина. От галактик, удаленных от нас на миллиарды парсеков, в объективы телескопов Земли попадают такие бледные струйки света, что разглядеть строение далеких небесных объектов — попытка безнадежная для оптической астрономии. Вы заметили, как тонко автор подчеркнул возможности радиоастрономии. И она не заставила себя долго упрашивать. Мы снова вернулись к сенсационным квазарам. Все они прежде всего характеризуются невероятным «красным смещением» и расстояниями. Большинство из них мы видим такими, какими они были еще до образования Земли и всей солнечной системы.

В бесконечной дали «старой вселенной» квазаров множество. Рядом с нами — ни одного! Не говорит ли это настойчиво в пользу перемен, происшедших с нашим миром на протяжении космических веков? А значит…

Автор убежден, что теперь проницательный читатель и сам, без помощи английского профессора, сделает нужный вывод. И только для того, чтобы закончить историю и оправдать название раздела, автор готов добавить. В 1965 году крупнейший английский астроном Фрэд Хойл ударил себя в грудь и на весь мир, подобно Тарасу Бульбе, возопил: «Я тебя породил, я тебя и убью!» Ученый выступил с отказом от своей гипотезы «непрерывного творения».

Помолчим немного. Потому что на это каждому потребовалось бы немало мужества…

Глава четырнадцатая Полет к звездам

Никто не начинает путешествия без надежды вернуться.

Старинная поговорка

1. Первые ступени

Космическая эра началась 4 октября 1957 года. Вряд ли стоит еще и еще раз описывать подробности этого дня. Они стали каноническими. Важнее сам факт: в космос, на орбиту Земли, Советским Союзом был запущен первый в мире искусственный спутник.

Пройдемся по первым ступеням пока еще немногочисленных этапов освоения выхода в космическое пространство. Нам это нетрудно сделать, потому что многие из них отмечены цветами нашей страны.

2 января 1959 года первая космическая ракета «Мечта» ушла с советского космодрома в сторону Луны и стала первой искусственной планетой солнечной системы.

12 сентября 1959 года вторая космическая ракета «Луна-2» доставила на поверхность спутника Земли первый вымпел с изображением герба Советского Союза. Первый заявочный столб в космосе.

12 февраля 1961 года многоступенчатая ракета вывела на орбиту второй советский тяжелый спутник Земли, с которого в тот же день стартовала управляемая с Земли космическая ракета. Она вывела на траекторию к Венере автоматическую межпланетную станцию «Венера-1».

12 апреля 1961 года в космос взлетел Юрий Алексеевич Гагарин.

1 ноября 1962 года советская автоматическая станция «Марс-1» отправилась к нашему внешнему соседу — планете Марс.

10 ноября 1968 года советская автоматическая станция «Зонд-6» полетела к Луне, обогнула ее и вернулась на Землю не просто камнем из пространства, а используя аэродинамические свойства самого корабля. Первый планетолет.

23 июля 1969 года. Специальная кабина американского космического корабля «Аполлон-11» прилунилась на поверхности естественного спутника Земли, и на Луну впервые ступила нога человека.

Первым вышел из кабины астронавт Нейл Армстронг. За ним последовал и его товарищ по полету Эдвин Олдрин.

Это ступени этапов. За каждой из них — длинный ряд отработок, совершенствований, целая лестница закрепления результатов. Применяя оптимистическую экстраполяцию этих начинаний, легко поддаться искушению высчитать год и день отправки первого межзвездного корабля. Давайте и мы попробуем составить «гороскоп астронавтики».

2. Расстояние, время, скорость, относительность

Земля — песчинка космоса: привычное сравнение для уничижения рода человеческого. А что, если действительно представить себе нашу планету уменьшенной до размеров песчинки? Можно, правда, пойти по другому пути. Представить себя выросшим до размеров этакого «супермикромегаса», для которого Земля — песчинка. В принципе разницы никакой — все в мире относительно, а кое-кому из читателей, может быть, второй вариант придется больше по вкусу.

Так или иначе Земля — песчинка. Масштаб 1:180 миллиардам. Тогда Солнце своими размерами не превзойдет горошину. А расстояние между песчинкой и горошиной не должно быть больше метра. Тут же, в пределах нескольких шагов, лежат орбиты планет, на которые уже припланетились первые земные планетолеты. Но нас интересуют звезды. Каким будет в наших масштабах расстояние… ну, хоть до ближайшей — Проксимы Центавра?

Не оглядывайтесь вокруг, не влезайте на дерево, не садитесь на велосипед. Следующая «горошина» затерялась примерно в 220 километрах от нашей «песчинки», поди найди! Сотни километров — и песчинки с горошинами. А ведь это Проксима! Ближайшая! До нее, астрономы считают, рукой подать, всего 40 420 000 000 000 000 километров — пустяк. В том же масштабе расстояние до самой популярной соседней галактики — Туманности Андромеды, равно… радиусу земной орбиты! И все это опять для песчинок с горошинами.

Такие расстояния заставляют задумываться. Ведь для того чтобы современной ракете преодолеть путь до Проксимы Центавра, ей придется лететь 76 тысяч лет. Право, такое долгое путешествие по однообразной космической пустыне может и поднадоесть. Единственный способ сократить расстояние, а следовательно, и сроки полетов — увеличивать скорость. Но до каких пор? Очевидно, до максимально возможной. А это — скорость света!

Луч мчится от Проксимы Центавра до Земли 4,29 года. Скорость света — физический предел — 300 тысяч километров в секунду. Больше не бывает.

Ну, а если цель поездки отстоит от Солнца, например, на 160 световых лет, как Спика из созвездия Девы, или Бетельгейзе — на 650 световых лет, как быть тогда? Ведь одной человеческой жизни на такую поездку все равно не хватит. А значит, отдаленным звездам вряд ли дождаться скоро земных туристов!

И тут мы вступаем в царство относительности. Земные законы в этом царстве трещат по всем швам, а привычные физические формулы приобретают релятивистскую поправку. (Впрочем, раз уж мы заговорили о звездном туризме, то не следует ли говорить не «релятивистский», а «релятивистический»? Ведь пустил же какой-то грамотей термин «туристический» вместо «туристский».)

А теперь пришло время взглянуть на эти формулы. К ним придется привыкнуть пассажиру звездолета, ничего не поделаешь. А приводятся они здесь еще по двум причинам: во-первых, сами по себе они поучительны и наглядны, способствуя тем самым поднятию эрудиции; во-вторых, без формул сейчас не обходится ни одна книжка вообще, даже если в ней говорится о воспитании щенка легавой собаки. Наконец, немаловажную роль сыграло и то, что приводимые уравнения встречаются сегодня не менее часто, чем фольклорные фрески в общественных местах. И потому привести их в книжке автору ничего не стоит.

Начинать, конечно, надо с того, что самым драматическим и захватывающим утверждением теории относительности является так называемый «парадокс близнецов». Смысл его в том, что, когда скорость ракеты приближается к световой, часы участников полета начинают безнадежно отставать от земных. При этом, правда, все авторы стыдливо обходят вопрос о справедливости данного утверждения для ускорений и замедлений движения, для полетов по прямой или по замкнутой кривой. Не будем и мы считать себя умнее других. В конце концов на звезды пока никто всерьез не собирается, а Эйнштейн, увы, умер.