Расширяя границы Вселенной: история астрономии в задачах - Евгений Гусев

Какое явление описывают эти наблюдатели? Почему цвет полосы красный?

5.89. В книге Ч. Юнга «Солнце» описано первое зафиксированное наблюдение «выступов» над краем солнечного диска, сделанное шведским астрономом Вассениусом:

Во время полного затмения 1733 года он заметил три или четыре небольших розоватых облака. Они были совершенно отделены от лунного края и, как предполагал Вассениус, плавали в лунной атмосфере. В то время это было самым естественным объяснением явления. Ведь тогда не было ещё доказано отсутствие атмосферы на Луне.

Далее Юнг пишет:

Испанский адмирал Дон Уллоа в своём отчёте о затмении 1778 года описывает блестевшую красным светом точку, которая появилась на западном краю Луны за 1¼ минуты до появления Солнца. Первоначально небольшая и слабая, точка эта делалась всё ярче и ярче. Наконец, она погасла, когда вновь появился солнечный свет. Дон Уллоа предположил, что причиной этого явления послужило отверстие или щель в луне.

Что в действительности видели упомянутые наблюдатели?

5.90. Популяризатор астрономии начала XX века Герман Клейн красочно описывает начало полного лунного затмения:

На краю серебристого диска появляется тёмная закруглённая выемка. Она растёт, надвигается… и, наконец, в виде густой тени затягивает всю поверхность Луны. Затмение может продолжаться около двух часов. Сначала тень кажется серовато — чёрной, но когда она распространится по всему диску, появляется красноватый оттенок.

Поясните последнюю фразу в приведённой цитате.

Им суждено раствориться и рассеяться по всей Вселенной.

Каким небесным объектам И. Ньютон предсказал такую судьбу?

5.92. Много веков большинство астрономов вслед за Аристотелем считали кометы атмосферными испарениями, воспламеняющимися в виде огненных факелов. Однако другой крупный учёный древности отстаивал представление о кометах как космических телах:

Комета имеет собственное место между небесными телами…, она описывает свой путь и не гаснет, а только удаляется. Не будем удивляться, что законы движения комет ещё не разгаданы; … придёт время, когда упорный труд откроет нам скрытую сейчас правду… Только после долгого ряда поколений постигнут то, что мы не знаем. Придёт время, когда потомки будут удивляться нашему незнанию простых, ясных и естественных истин.

Кто был этот учёный, и в какую эпоху были сказаны его мудрые слова?

5.93. Поэт писал:

Нет, природа их создала вместе с теми звёздами,Что сияют для нас вечным светом с тверди небесной.Только их [кометы] привлекает к себе мощный Гелиос знойный:То погружает он в море лучей своих эти светила,То отпускает их вновь, как Меркурия или Венеру.

В какие исторические времена могли быть написаны эти стихи?

5.94. Исаак Ньютон, наблюдая за яркой кометой 1680 года, пришёл к следующему выводу об эволюции хвоста кометы при её приближении к Солнцу:

Приближаясь к Солнцу, вещество головы кометы постепенно нагревается и начинает испаряться в эфирную среду, заполняющую межпланетное пространство, которая таким образом и сама нагревается. От нагревания межпланетный эфир становится разреженным и движется по направлению от Солнца, увлекая за собой кометные испарения, подобно тому как горящий воздух, поднимаясь из печных труб, увлекает за собой частицы топлива и пара. С механической точки зрения кометные испарения отталкиваются от Солнца и движутся, сохраняя орбитальную скорость кометы.

С какими предположениями Ньютона нельзя согласиться? Что за силы отталкивания действуют на частицы хвоста кометы?

5.95. Популяризатор астрономии Агнесса Кларк так — весьма образно — написала о предсказании Э. Галлеем очередного появления кометы, носящей теперь его имя:

Комета Галлея корректно появилась вновь на святках 1758 года, достигла перигелия 12 марта следующего года и тем бесповоротно доказала, что по крайней мере некоторые из этих кочующих светил приручены в нашей солнечной системе, и, если они не соблюдают строго всех неписаных обычаев и приличий, то всё же повинуются коренным законам системы. Словом, было доказано самым неопровержимым изо всех доводов — доводом оправдавшегося вычисления, — что движение комет может быть определено и предсказано вперёд.

Каким законам подчиняются кометы? Почему, по мнению автора цитаты, «приручены» не все кометы? Какие «вольности» наблюдаются в движении и облике комет?

5.96. Василий Яковлевич Струве в своей работе, посвящённой прохождению кометы Галлея в 1835 г., утверждал:

По — видимому, самые блестящие [т. е. яркие] кометы суть те, которые возвращаются к Солнцу через огромные промежутки времени, или те, которые от времени до времени появляются совершенно неожиданно.

Почему?

5.97. Фламмарион в «Живописной астрономии» так описывает комету 1843 года:

Комета прошла всего только в расстоянии 116 тысяч вёрст от раскалённой поверхности дневного светила, проникнув по всей вероятности чрез его водородную атмосферу, существование которой открыли нам полные солнечные затмения. От поверхности до поверхности было не более 50 тысяч вёрст. Но мы видели выше, что солнечный горн выбрасывает из себя такие огненные струи, многие из которых достигают 300 тысяч вёрст в высоту. Каким образом эта неосторожная небесная бабочка не обожглась, не сгорела дотла в этом пламени, невообразимый жар которого достигает многих сотен тысяч градусов и которое вместе со страшным могуществом солнечного притяжения должно было растерзать, испепелить, уничтожить эту несчастную искательницу приключений? … А между тем эта странная посетительница наша вышла отсюда здравой и невредимой, и в величественном движении её не произошло никакого расстройства…

При своём невообразимо быстром полёте комета употребила только два часа — от 9½ до 11½ — чтобы обогнуть всё солнечное полушарие, обращённое к её перигелию… Комета летела в это время с быстротой 516 вёрст в секунду (это самая большая скорость движущегося тела, которую до сих пор нам удалось измерить во всей вселенной). Сзади неё относительно Солнца тянулся громадный хвост в 300 миллионов вёрст длины, т. е. больше чем вдвое превышавший расстояние Земли от Солнца.

К задаче 5.97. Прохождение кометы 1843 г. вблизи Солнца 27 февраля. Вдоль траектории указано среднее парижское время.

Наблюдались ли когда‑либо другие подобные кометы, в перигелии проходящие близ поверхности Солнца?

5.98. Флетчер Ватсон в книге «Между планетами» пишет о первых фотометрических наблюдениях астероидов:

Наблюдая Эрос в 1900 году, Оппольцер был удивлён, обнаружив, что его блеск сильно меняется. За 79 минут он ослаб на 1,5 звёздные величины. В течение следующего часа его блеск возрос до прежнего значения, но затем снова стал убывать. Полный период, охватывающий два максимума и два минимума, составил всего лишь 5 час. 16 мин. Это необычное поведение привлекло к себе особое внимание, причём удивление вскоре возросло, когда большие колебания постепенно начали замирать и через несколько месяцев вовсе исчезли.

Объясните причину изменения блеска астероида Эрос.

5.99. И. Кеплер утверждал:

Только Марс предоставляет нам возможность проникнуть в тайны астрономии, которые иначе оставались бы навсегда скрытыми от нас.

Почему именно Марсу выпала такая важная роль?

5.100. Альберт Эйнштейн поставил перед наукой великую задачу:

Если говорить честно… мы хотим не только знать, как устроена природа (и как происходят природные явления), но по возможности достичь цели, может быть утопической и дерзкой на вид — узнать, почему природа является такой, а не иной.

Решена ли задача, поставленная Эйнштейном?

Примечания к разделу 5 (ссылки на источники цитат)

1. Аристотель, 1981, с. 85; Еремеева, Цицин, 1989, с. 23.

2. «Фрагменты …», 1989, с. 165, 167.

3. Херрман, 1981, с. 43.

4. Фламмарион, 1875, с. 169 (по переизданию 1994 г.).

5. «Фрагменты …», 1989, с. 505.

6. «Фрагменты …», 1989, с. 356, 358, 364.

7. Курбатов, 1950, с. 90.

12. Клейн, 1897, с. 298.

13. Куликовский, 1986, с. 52.

14. Жуков, Пронин, 1991, с. 92.

15. «Фрагменты…», 1989, с. 217.

16. Клейн, 1898, с. 91; Еремеева, 1966, с. 225–226.

17. Перель, 1958, с. 138.

19. Вильвовская, 1994, с. 75.

21. Клейн, 1898, с. 28.

24. Белый, 1982, с. 43.

26. Циолковский, 1961.

30. Араго, 1861, с. 30–31.

32. Птолемей, 1998, с. 278 и 8 (в первой цитате планеты заменены на блуждающие звёзды); Идельсон, 1947, с. 19.