Читаем Внуки Солнца онлайн бесплатно

Едва взглянув на заголовок книги, осведомленный читатель возразит, что по крайней мере астероиды и кометы нельзя отнести к «внукам» Солнца. Это действительно так, поскольку согласно современным представлениям Солнце, планеты, кометные ядра и астероиды образовались из газовой туманности в одну эпоху, приблизительно 4,6 миллиарда лет назад.

Конечно же, этот заголовок ни в коей мере не связан с истинной «генеалогией» небесного населения. Он лишь подчеркивает тот факт, что и астероиды, и кометы, а тем более метеорные частицы чрезвычайно малы по сравнению с «Вечным светилом».

И если чисто эмоционально планеты можно было бы назвать детьми Солнца (имея в виду их размеры), то малые тела вполне допустимо отнести к его внукам. При этом следует помнить, что эти тела — совершенно равноправные члены семьи Солнца. Поэтому их голоса ни в коем случае нельзя исключать из общего космогонического хора, исполняющего кантату об истории Солнечной системы.

«Внуки Солнца» — это книга о «космическом мусоре», в изобилии рассеянном в межпланетном пространстве. «Копаясь» в нем, ученые, подобно Шерлоку Холмсу, почти из ничего добывавшему неопровержимые улики, отыскивают крупицы научной истины, чтобы восстановить звенья длинной цепи событий, произошедших миллиарды лет назад.

…Давным-давно, в 1968 году, в моем кабинете зазвонил телефон.

— Скажите, что такое Икар? — спросил взволнованный женский голос.

— Икар — это маленькая планета…

— Не планета, а комета, — перебили меня.

— Ну, если вы считаете себя правой, зачем же звоните сюда?..

— Нет-нет, ради бога, не бросайте трубку. Пожалуйста… Я просто не знаю, что делать… Все говорят, что этот Икар упадет на Землю… Я вещи уже собрала, но я не знаю, как быть дальше?..

…Эту насмерть перепуганную женщину можно было понять. В то время журналисты всего мира не жалели самых черных красок, изображая жуткие последствия падения Икара на Землю. Предполагалось, что космический пришелец шлепнется в Индийский океан в районе Африки и поднимет громадную волну, которая, кажется, должна была омыть земной шар дважды…

— Ну, и при чем здесь журналисты? — спросите вы. — Ведь не журналисты же придумали весть о падении Икара на Землю. Они лишь подхватили ее и со свойственной им предприимчивостью сделали сенсацией. И кстати, что же такое Икар?

Икар — астероид, космическая крошка поперечником 1,5 километра, обращается вокруг Солнца по замкнутой орбите. Через каждые 19 лет он приближается к Земле, «делает ей ручкой» и вновь уходит в свое «прекрасное далеко».

В конце 60-х годов австралийские ученые опубликовали результаты расчетов, указывающих, что в 1968 году Икар не просто сблизится с Землей, но столкнется с ней. Немудрено, что журналисты быстро разнесли это известие по всему земному шару.

Мир напрягся. Однако более точные и подробные расчеты советского астронома Н. А. Беляева и других ученых не подтвердили «запланированной» катастрофы. Уточненные данные свидетельствовали, что астероид пройдет по астрономическим понятиям недалеко от Земли. Действительно, в июне 1968 года в момент наибольшего сближения Икар пронесся на расстоянии 6,36 миллиона километров от нашей планеты.

Невооруженным глазом нам с вами эту маленькую планету ни за что не увидеть «даже» с 6 миллионов километров. Каким же образом она дала о себе знать?

Здесь трудно удержаться, чтобы не рассказать, как вообще были обнаружены астероиды. Давайте углубимся в историю на 220 с лишним лет назад.

В 1766 году немецкий астроном, физик и математик Иоганн Тициус поделился интересными наблюдениями. Оказывается, если измерить расстояние от Земли до Солнца — оно равно приблизительно 150 миллионам километров и называется астрономической единицей (а.е.), — то, пользуясь некоторой формулой, придуманной Тициусом, можно оценить расстояние и до других планет.

По-видимому, серьезный интерес к этой интеллектуальной находке ученые проявили лишь через 6 лет, когда другой немецкий астроном Иоганн Боде опубликовал формулу Тициуса и привел некоторые результаты, вытекающие из ее применения. С тех пор формула называется правилом Тициуса — Боде. Вероятно, многие из вас никогда не слышали о таком правиле. Математически его можно записать так:

r_n = 0,4 + 0,3 2ⁿ.

Здесь r_n — среднее расстояние от Солнца до планеты, n — число, принимающее значение — ∞, 0, 1, 2, 3, 4, 5 и т. д. При этом для Земли n=1.

Давайте подставим в формулу вместо n единицу и получим, что для Земли

r_n = 1.

С помощью калькулятора вы можете посчитать расстояния для остальных планет. Не исключаю, что «такой пустяк» можно посчитать и в уме. Пожалуйста. Если не ошибетесь, то по результатам можете составить небольшую таблицу (см. табл. 1).

Таблица 1.

Впрочем, если вы решили считать в уме, то можно воспользоваться и другим, может быть, для некоторых более подходящим способом.

Пронумеруйте планеты, против каждого номера напишите цифру 4, а затем прибавьте к первой 0, ко второй 3, к третьей 6, затем 12, 24 и т. д. Каждую сумму разделите на 10 (см. табл. 2).

Таблица 2.

Беглого взгляда достаточно, чтобы убедиться, что, во-первых, для планеты под номером 5 нет истинного расстояния, да, собственно, и самой планеты нет, и, во-вторых, что-то непонятное происходит с Нептуном и Плутоном.

Мы уже говорили, что правило Тициуса — Боде — это не закон, подобный, например, законам Кеплера или Ньютона, а правило, которое было получено из анализа имеющихся данных о расстояниях планет от Солнца. Просто некое удивительное соотношение, мимо которого проходили долгое время. Никакого теоретического обоснования правило Тициуса — Боде не имеет. Конечно, отклонения от правила вполне естественны. Во всяком случае, их можно было ожидать. Самые серьезные отклонения проявляются по отношению к Нептуну и Плутону.

Но зато для других планет совпадение просто фантастическое!

Вы вправе задать вопрос: «А почему нет названия у пятой планеты и где она сама?» Когда Боде обнародовал правило в 1772 году, Уран, Нептун и Плутон еще не были открыты астрономами. И представьте себе, в 1781 году открывают Уран, и оказывается, что для него имеет место хорошее совпадение с правилом Тициуса — Боде! Именно оно подтолкнуло астрономов к поиску пятой планеты между орбитами Марса и Юпитера. Хотя при этом возникало немало споров. Широкое обсуждение вопроса состоялось на Астрономическом конгрессе в 1796 году. Дело новое, а поэтому не все его одобряли.

Конечно, не всякое новое бывает действительно достойно этого определения, но даже безусловно новое часто завоевывает себе «место под Солнцем» в трудных боях. А случай правила Тициуса — Боде как раз нельзя было считать на сто процентов достоверным, и поэтому не стоит удивляться, что часть астрономов была весьма скептически настроена по этому поводу. Случайное совпадение и не более!

К нашему сожалению, стенограмма этой дискуссии не сохранилась, но мы можем насладиться поучительным примером, как оптимистам удалось сломить скептиков.

Как бы то ни было, но «недостающую» планету в пространстве между Юпитером и Марсом стали искать.

Я не знаю, чью сторону в этом споре взяли вы, дорогой читатель, но хотелось бы видеть вас среди оптимистов. Пока вы молоды, вас должны обуревать приступы фантазии и тяга к поиску.

Но это к слову. Вернемся к нашей истории. Астрономы приступили к поиску пятой планеты.

А, кстати, как бы вы повели себя на их месте, берясь за новое дело?

Не думаю, что «безропотно» наводили бы телескопы в предполагаемые области неба и ночи напролет молча обшаривали его градус за градусом. Наверняка бы при этом ворчали:

— Почему же эту планету еще никто никогда не видел? Предполагаемое расстояние ее от Солнца составляет около трех астрономических единиц, т. е. примерно 420 миллионов километров, а планеты не видно. А ведь Юпитер отстоит от Солнца на 780 миллионов километров, Сатурн — на 1 миллиард 400 миллионов, а Уран — почти на 3 миллиарда километров! Эти далекие планеты мы видим, а находящуюся, можно сказать, рядом до сих пор не заметили!

В чем дело?

Постой, постой, а может быть, она «слеплена» из другого «теста», и поэтому ее поверхность очень скупо отражает солнечный свет?

Но тогда, значит, эта планета не похожа на другие? Почему?

А может быть, она имеет такую угловатую форму и повернута к нам всегда такой неудобной стороной, что весь отраженный свет «стреляет» мимо Земли? Ведь вот «заупрямилась» же Луна, не показывает нам свою обратную сторону. А может быть, Марс загораживает ее от нашего взора?

Да нет, что за чушь? При чем здесь Марс? Здесь что-то другое. Но что?

А может быть, ее вообще нет, этой планеты? И весь этот фокус с находкой Тициуса — Боде действительно случайность?

А жаль. Ей-богу, жаль! Да и, потом, Уран все-таки открыли. А ведь он отстоит от Солнца на 3 миллиарда километров!

Нет, надо искать.

Думаю, что похожие мысли одолевали многих астрономов. Не могли не одолевать. История показывает, как мало удается сделать в науке тем, кто не путался в сетях сомнений, для кого не служил путеводным маяком хоть слабый проблеск надежды.

Конечно, в качестве иллюстрации к этой мысли хотелось бы выложить исторический факт торжества надежды над сомнением. Но, увы! На этот раз — мимо.

Ни одному из наших оптимистов, несмотря на невероятные усилия, бессонные ночи, круги под глазами, не удавалось «поймать» таинственную планету. Вот так. И правило Тициуса — Боде было, и надежда была, и сомнения, и вера в конечный успех, а вот самого успеха все не было и не было…

Удача далась в руки тому, кто ее меньше всего ждал. Хотя справедливости ради надо отметить, что счастливцем оказался не случайный прохожий, а преданнейший астрономии человек, который даже в новогоднюю ночь предпочел небесные наблюдения застольному торжеству.

Итальянский астроном Джузеппе Пиацци в ночь с 31 декабря 1800 года на 1 января 1801 года, занимаясь наблюдениями звезд для составляемого им каталога, обнаружил, что одна из них изменила свое положение по сравнению с положением, в котором она находилась прошлой ночью.

Можно смело предположить крайнее удивление Пиацци и даже без особого риска угадать первую фразу:

— Che cosa é questo? (Что такое?!)

Столь прыткой звезды просто не может быть. Хотя звезды постоянно находятся в движении и перемещаются в пространстве друг относительно друга со скоростями в несколько десятков километров в секунду, мы этого не замечаем.

Все звезды расположены от нас на таких чудовищных расстояниях, что их видимое положение практически не меняется.

Вот вам пример. Уникальная звезда Барнарда, имеющая наибольшую из известных угловую скорость движения, смещается за целый год лишь на угол 0,0023º! Конечно, нам она кажется абсолютно неподвижной.

Все дело в расстоянии до звезд. Так, самая близкая к нам звезда (не считая, конечно, Солнца) Проксима Центавра отстоит от нас на расстоянии 43 000 000 000 000 километров!

Эта вереница нулей написана здесь для встряски воображения. Иногда от эмоционального и откровенного «Ого!» больше пользы, чем от сдержанного и многозначительного «М-м-м».

Конечно, это расстояние можно записать как 4,310¹³ км. Но вообще-то расстояния до звезд очень сложно и неудобно измерять в километрах, можно просто «утонуть» в бесчисленных нулях или «сломать ногу» в показателях степени. Расстояния до звезд и галактик принято измерять в световых годах или, еще чаще, в парсеках. Световой год равен расстоянию, которое свет, обладающий скоростью 300 000 км/с, пробегает за один год. Это составляет 9,46•10¹² км или почти 10 000 миллиардов километров. 1 парсек равен 3,26 светового года или 3,086•10¹³ км.

Кстати, современными наблюдательными средствами удается зарегистрировать свет, идущий от звезд, находящихся на расстояниях в миллиарды световых лет!

Так что Джузеппе Пиацци было от чего прийти в волнение. Впрочем, это душевное состояние вскоре его покинуло. Итальянский астроном понял, что открыл не звезду-скороход, а планету.

Но удивительное дело, блеск планеты составил только седьмую звездную величину, т. е. по блеску она была слабее Юпитера почти в 6000 раз!

Чтобы подобные оценки блеска вы умели делать сами, давайте познакомимся с методом установления блеска небесных объектов, а затем продолжим наше повествование.

Блеск звезд, планет, спутников и других небесных объектов определяется их звездной величиной. Обратите внимание, что в данном случае слово «величина» не надо отождествлять со словом «размер». Итак, блеск звезд принято оценивать в звездных величинах. При этом чем ярче звезда, тем меньше ее звездная величина.

Что делать? Такая система сложилась еще во II веке до н. э., и астрономы ни за что не хотят ее менять.

Автором системы является древнегреческий астроном Гиппарх из Никеи. Из той самой Никеи, слава о которой через много лет, уже в XIII веке н. э., раскатилась по всей Малой Азии.

В 1204 году под ударами крестоносцев пал волшебный город Константинополь — столица процветающей Византии, а за ним и другие многочисленные княжества и земли. И лишь Никейская империя не пропустила врага в свои владения. Мало того, спустя 57 лет именно император Никеи Михаил VIII штурмом взял Константинополь и вернул Византийской империи былое величие почти на 200 лет, вплоть до рокового нашествия турок…

Однако для нас с вами Никея интересна тем фактом, что здесь более двух тысяч лет назад родился блестящий астроном по имени Гиппарх. Покинув родной город, он отправился в долгое путешествие по суше и по морю и наконец обосновался на острове Родос в Эгейском море и с этого момента посвятил свою жизнь беззаветному служению науке.

Наследие его многообразно, хотя от него не осталось почти никаких рукописных трудов. Именно Гиппарх дал теоретическое объяснение неравенства четырех времен года на Земле, ввел географические координаты, определил параллакс Луны и расстояние до нее, усовершенствовал тригонометрию.

Обнаружение Новой звезды в 134 году до н. э. в созвездии Скорпиона, отсутствовавшей в имевшихся звездных каталогах, побудило Гиппарха к созданию нового каталога. Около 1000 звезд занес в него великий астроном, и, кстати, это его творение в течение шестнадцати столетий считалось венцом такого рода работы! Труд над составлением каталога вылился еще в два выдающихся следствия. Первое — по разным каталогам положения некоторых звезд Гиппарх обнаружил, что расстояние от точек равноденствий до звезд медленно, но непрерывно меняется. Точками весеннего и осеннего равноденствий называются воображаемые точки пересечения на небесной сфере линий эклиптики и небесного экватора, происходящего ежегодно 20 или 21 марта и 22 или 23 сентября. Это поразительное явление носит название прецессии.

Второе — в ходе работы над каталогом великий грек придумал систему звездных величин, которой астрономы пользуются и по сей день.