В мире небесных тел

Опубликовано в Интересно

1. Вы часто видите узкий серп Луны. Попробуйте изобразить на рисунке взаимное расположение Солнца, Земли и Луны в этот момент.

Многие неправильно объясняют обычное астрономическое явление - фазы Луны. Девять человек из десяти, наверное, изобразят Луну неправильно, объясняя ежемесячные изменения Луны - затмеванием ее Землей. Это, однако, совершенно неверно.

Если бы земная тень покрывала Луну, то Земля должна была бы находиться между Луной и Солнцем, - однако часто бывает, что серп Луны на небе виден недалеко от Солнца. Значит, земная тень здесь ни при чем. Кроме того, часто, когда мы видим половину лунного диска, граница света и тени совершенно прямолинейна: этого бы не могло быть, если бы земная тень покрывала Луну (Земля - шар, и тень ее всегда круглая).

Причины изменений вида Луны следующие:

  1. Луна не имеет собственного света.
  2. Луна движется вокруг Земли, и потому с Земли видна та или иная часть ее освещенной половины.
000001Рис. 1. Фазы Луны

Если Луна находится в той части неба, где находится Солнце (рис. 1, положение № 1), она нам не видна (новолуние). Через 2-3 дня Луна отодвинется от Солнца влево, и вечером при заходе Солнца можно заметить узкий серп Луны (с Земли уже видна некоторая освещенная часть Луны, см. положение № 2). Через 7 суток с лишним после новолуния мы видим половину круга Луны. Почти через 15 суток после новолуния наступает полнолуние: Луна в это время находится против Солнца (№ 5) и видна полным кругом.* Далее диск Луны ущербляется: приблизительно через 7 суток после полнолуния мы опять видим полумесяц, который затем, через несколько дней, приблизившись к Солнцу, бывает видим как узкий серп справа от Солнца - перед восходом.

*( За исключением редких случаев затмения)

Каждый из вас может с помощью глобуса сам устроить подобие лунных фаз. Для этого необходимо, чтобы свет в комнате шел с одной стороны. Можно увидеть все фазы, если, держа глобус в вытянутой руке, сделать с ним полный поворот, не сходя с места (повернуться вокруг оси). Наблюдая в это время за глобусом, легко обнаружить фазы, подобные лунным. За неимением глобуса, можно продемонстрировать фазы на яблоке или на каком-нибудь шаре, подвешенном к нитке.

 

2. Почему Луна не падает на Землю?

Объяснения вроде: "действует закон всемирного тяготения", или "Луну тянет к себе Земля, а Солнце "оттягивает" ее в противоположную сторону", или "положение Земли в пространстве объясняется всемирным равномерным тяготением окружающих ее тел" и т. д. - неполны или неверны.

В действительности Луна "падает" на Землю все время, но она одновременно непрерывно обращается вокруг Земли.* В результате своего почти кругового движения Луна отдаляется от Земли по касательной (закон инерции), но вследствие взаимного притяжения - она в то же время сближается с Землей. Если бы Луна не обращалась вокруг Земли, то столкновение с Землей было бы неизбежно, а если бы не было взаимного притяжения, Луна давно бы улетела в пространство (по касательной к круговому пути). Наконец, если бы при том же взаимном расстоянии Луны и Земли действие силы притяжения было больше, чем на самом деле, Луна упала бы на Землю, а если бы притяжение почему-либо уменьшилось (или скорость обращения Луны увеличилась), она бы улетела в пространство. Такое же "равновесие" существует и для Земли, которая "падает" на Солнце и "улетает" от него по инерции.

*( Слово вращение относится к движению вокруг своей оси; обращение - движение вокруг какого-нибудь постороннего тела)

Движение Луны вокруг Земли можно пояснить полетом снаряда при выстреле из воображаемой сверхмощной пушки, помещенной на воображаемой высокой горе земного шара (рис. 2).

Рис. 2. Стрельба из воображаемой пушкиРис. 2. Стрельба из воображаемой пушки

1-й случай. Снаряд, выброшенный в горизонтальном направлении, вследствие притяжения описал кривую траекторию и упал на земную поверхность в точке I. В данном случае кривизна линии полета была довольно значительна, гораздо больше кривизны земного шара.

2-й случай. Снаряд выброшен с еще большей скоростью и, пролетев больший путь, упал в точке II.

В этом случае кривизна траектории снаряда меньше.

3-й случай. Если кривизна траектории снаряда будет такой же, как и кривизна окружности земного шара, то снаряд не упадет на Землю и сделается ее спутником, подобно Луне.

( Примечание: Для этого необходимо, чтобы снаряд получил начальную скорость 7,9 км в сек. (См. Я. И. Перельман: "Занимательная физика" или "Межпланетные путешествия").)

Попробуйте перерисовать для ясности рис. 2 в любом масштабе. Попутно разрешите и такой вопрос: во сколько раз нарисованная вами гора (если бы последняя существовала на Земле) выше Эвереста? (Диаметр земного шара равен 12 740 км, а высота Эвереста 8850 метров).

Вот что вы получите.

Смерив линейкой высоту горы, изображенной на рисунке, узнаем, что она составляет 1/7 часть радиуса Земли, - следовательно, ее высота равна в километрах 6 370:7=910 км.

Уже этот пример показывает вам ничтожную величину возвышенностей на земном шаре сравнительно с его радиусом.

Если наблюдать нашу Землю даже с ближайшего небесного тела - Луны, нельзя было бы заметить и самых высоких гор: они слились бы с линией поверхности земного шара.

 

3. Где кончается земное притяжение?

Этот частый вопрос аудитории ошибочен. Притяжение нигде не оканчивается, а лишь ослабевает обратно-пропорционально квадрату расстояния. Следовательно, если мы поднимемся над Землей на высоту радиуса земного шара (6370 км), то сила притяжения уменьшится в 4 раза. При удалении от центра Земли на 3 радиуса, притяжение уменьшится в 9 раз и т. д. Притяжение заметно уменьшается, но никогда не исчезает; оно может стать очень малым, практически, быть может, и незаметным, по все же будет существовать и может быть вычислено. Однако, при удалении от Земли можно приблизиться к другому небесному телу настолько, что притяжение его окажется уже больше земного, тогда предмет (например, межпланетный корабль) будет во власти притяжения этого небесного тела.

Рассмотрим эту задачу для случая воображаемого перелета с Земли на Луну.

На каком расстоянии от Земли притяжение Земли и Луны сравняется?

Известно, что масса Земли больше массы Луны в 81 раз, а среднее расстояние от Земли до Луны равно 384000 километров.

Рис. 3. В точке Н Земля и Луна притягивают одинаковоРис. 3. В точке Н Земля и Луна притягивают одинаково

Закон всемирного тяготения гласит: "Сила тяготения прямо-пропорциональна массам и обратно-пропорциональна квадрату расстояния между телами". Следовательно, если наш межпланетный корабль окажется без движения в точке С (середина расстояния между Землей и Луной) (рис. 3), - он будет падать на Землю, масса которой значительно больше массы Луны. Рассмотрим случай, когда корабль окажется в точке Н, находящейся в 9 раз ближе к Луне, чем к Земле. Притяжение корабля Луною с приближением к Луне увеличится, а с приближением к Земле (с увеличением расстояния) - уменьшится. В точке Н, в результате указанной разницы расстояний, притяжение к Луне будет в 81 раз больше, чем к Земле (9•9). Но масса Земли больше массы Луны тоже в 81 раз, и это уравновешивает лунное притяжение. Следовательно, точка H-нейтральная точка; здесь притяжение к Земле и к Луне будет одинаково. Наш межпланетный корабль не сможет ни попасть на Луну, ни вернуться на Землю. Это произойдет на расстоянии 38400 километров от Луны. Если же корабль еще приблизится к Луне, он упадет на нее; если не долетит до нейтральной зоны, - возвратится на Землю.

 

4. "Над головой у нас "верх", под ногами - "низ". А где же "верх" и "низ" на другой стороне Земли?"

Такой вопрос также часто слышишь от аудитории.

"Верха" и "низа" во Вселенной нет: все, что над нами, мы условно называем верхом, а противоположное направление низом. В каждой точке на Земле, на Луне, на планетах и т. д. есть свой "верх" и свой "низ".

Направление притяжения всех предметов ведет к центру Земли. Это можно доказать ниткой с грузом. Это направление совпадает (приблизительно) с радиусом Земли, радиусы же все сходятся в центре земного шара. Подобное же направление притяжения (по радиусам внутрь) будет и на Луне, и на любом другом небесном теле (рис. 4, 5).

000004Рис. 4, 5. Где 'верх' и 'низ' на Земле и Луне?

В средние века многие ученые и церковники возражали против учения о шарообразности Земли (хотя это было доказано на тысячу лет ранее) и считали это учение нелепым. "Если Земля шар, - рассуждали средневековые мудрецы, - то на другой стороне люди должны ходить ногами вверх, деревья должны расти кроной вниз, дождь - падать вверх, а кораблю пришлось бы взбираться так круто в гору (из-за шаровидности Земли), что никакой ветер не мог бы двигать судно таким образом", и т. д. Однако, самым главным доводом служило то, что шарообразность Земли нельзя было "согласовать с церковным "учением" о воскрешении, так как покойники на другой стороне Земли должны были бы ... восставать ногами вверх"...*

*( Пойнтинг, Земля, ее форма, вес и вращение.)

 

5. Почему неверно доказывать шарообразность Земли кругосветными путешествиями?

Кругосветные путешествия не являются доказательством шарообразности Земли: они убеждают нас только в том, что Земля ограничена в пространстве.

Рис. 6. Кругосветное путешествие по 'Земле', имеющей кубическую формуРис. 6. Кругосветное путешествие по 'Земле', имеющей кубическую форму

Действительно, вообразим себе Землю в виде куба (как в свое время учил греческий философ Платон). Предположим, что путешественник отправился из точки А (рис. 6) в кругосветное путешествие, идя все время в одном направлении, указанном стрелкой. Нетрудно убедиться, что он "вернется в то же самое место, но с другой стороны" и... не докажет шарообразности нашей планеты.

То же самое получится и с любой иной фигурой.

Другое, еще более распространенное "доказательство" шарообразности - вид удаляющегося или приближающегося корабля на море. Но стоит только вдуматься в смысл объяснений о приближающемся или удаляющемся судне, как станет понятным поверхностность и неполнота этого сильно распространенного суждения. Действительно, взглянув на рисунок 7, вы в этом убедитесь.

Рис. 7. Земля была бы выпуклой, если бы она имела яйцеобразную формуРис. 7. Земля была бы выпуклой, если бы она имела яйцеобразную форму

Если бы Земля имела форму дыни, яйца, огурца или любой выпуклой фигуры, то всем известное явление (уменьшение корпуса корабля при удалении, появление мачт при приближении) также наблюдалось бы, хотя фигура Земли значительно отличалась бы от шара.

Открытый круглый горизонт, строго говоря, также еще не доказательство шарообразности. В самом деле, подумайте, какую бы форму принял видимый горизонт, если бы Земля была плоской? Он имел бы также форму круга.

Укажем, наконец, на менее распространенную, но наиболее серьезную ошибку - это ссылка на куполообразность небесного свода. Если бы мы жили не на шаре, а на кубе или иной фигуре, или если бы могли взглянуть в окно межпланетного корабля при путешествии по мировому пространству, мы везде видели бы такой же купол "неба". форма границ небесного свода есть свойство нашего зрения (видеть во все стороны до известного предела) и совершенно не зависит от формы Земли.

Каковы же истинные доказательства шарообразности Земли?

Перечислим их.

При поднятии от поверхности Земли границы видимости расширяются по кругу.

При путешествии к северу или к югу изменяется вид неба: впереди открывается новый участок неба, появляются новые звезды, а сзади участок неба такого же размера закрывается. Объясняется это равномернойкривизной (выпуклостью) Земли, которая скрывает часть звездного неба. По той же причине Солнце различно стоит на небе в полдень в разных местах, лежащих одно севернее другого: в более южном месте оно выше на столько градусов, на сколько место лежит южнее.

Лунные затмения. Это доказательство приведено было впервые еще Аристотелем. Когда Луна будет находиться точно против Солнца (Земля очутится между этими двумя светилами) и если центры Луны, Земли и Солнца окажутся на одной прямой, то произойдет лунное затмение: конус земной тени закроет частично или полностью Луну. На Луну будет падать круглая тень от Земли; эго и доказывает шаровидность последней. Хотя земная атмосфера дает расплывчатые очертания тени, все же округлость последней видна достаточно ясно.

Всякая жидкость стремится к шарообразной форме; ее подвижные частицы - молекулы, под действием сил взаимного притяжения, все стремятся к центру, образуя фигуру с наименьшей поверхностью, то-есть шар. Земля в далеком прошлом находилась в расплавленном состоянии, а потому должна была принять шарообразную форму, подобно Солнцу, Луне, планетам и многим миллиардам звезд.

 

6. Какие вы знаете доказательства вращения Земли вокруг своей оси?

Автору пришлось убедиться, что почти все считают таким доказательством смену дня и ночи. Но это неверно, так как то же явление легко объясняется и при неподвижности Земли.

Приведем ряд физических доказательств и логических соображений, относящихся к вращению Земли вокруг оси.

Опыт с маятником фуко (впервые произведен в 1851 г. в Париже). Маятник - груз, свободно висящий на длинной нити, - при качании неизменно сохраняет плоскость своего качания. Прикрепленный к потолку высокого здания, он переносится в пространстве вместе со зданием благодаря вращению Земли, но и при этом продолжает качаться в плоскости, параллельной первоначальной.

Французский ученый, физик Фуко, прикрепил к кругу маятника острие, а на полу у краев круга были насыпаны песчаные валики. При качании маятника острие оставляло на песке новые и новые следы. Этот опыт, несомненно, доказывает вращение Земли, так как при каждом качании оставался новый след (здание вращается вместе с Землею, а направление качания маятника остается прежним). При опыте Фуко в Париже длина маятника была 67 метров; груз весил 28 килограммов. Чем длиннее нить маятника, тем медленнее происходит качание.* Чем дальше от экватора производится опыт, тем кажущееся отклонение маятника значительнее. На каждом из полюсов расхождение между начальным направлением качания маятника и направлением спустя час составляет 15о. На экваторе никакого отклонения маятника нет.**

*(Приводим для любителей математики формулу маятника.

000008

где Т - продолжительность качания,

l - длина маятника,

g - ускорение силы тяжести,

π - 3,14 отношение длины окружности к диаметру).)

**(Величина часового отклонения маятника на любой широте определяется по формуле 15о. sin φ, где φ - широта места.)

Рис. 8. Демонстрация опыта Фуко в Ленинграде (в бывш. Исаакиевском соборе)Рис. 8. Демонстрация опыта Фуко в Ленинграде (в бывш. Исаакиевском соборе)

В настоящее время опыт Фуко, шире и нагляднее чем где-либо, демонстрируется с 1931 г. в Ленинграде в Гос. антирелигиозном музее (бывший Исаакиевский собор). Длина маятника 98 м; груз 60 кг. (см. рис. 8).

Сжатие Земли у полюсов. Земля сжалась в далеком прошлом, когда была еще в расплавленном состоянии; от действия центробежного эффекта экваториальная часть несколько удалилась от оси вращения, а полюсы, следовательно, сблизились.

Уменьшение силы тяжести с приближением к экватору. Действие центробежной силы сказывается и в настоящее время в уменьшении напряжения тяжести с приближением к экватору. Значит, Земля вращается. Проверяется это особенно точно с помощью специального маятника.

Пассатные ветры и спиральное движение воздуха в циклонах и антициклонах можно объяснить только вращением Земли вокруг оси.

Отклонение падающих с большой высоты тел к востоку - указывает на вращение Земли и направление этого вращения, также как и особое размывание берегов рек (правый берег размывается больше в северном полушарии; левый больше - в южном).

И, наконец, подкрепим вышесказанное следующими логическими соображениями.

Если бы Земля не вращалась, то каждое из небесных тел должно бы в течение суток пройти громадный путь (каждое со своей особой скоростью), так как они находятся от Земли на различных расстояниях и ежесуточно видны на прежнем месте.

Совершенно фантастической скоростью должны бы обладать даже ближайшие небесные тела, чтобы успеть в течение суток совершить полный круговой путь вокруг неподвижной Земли.

Солнце, Луна, планеты, вращаются вокруг своих осей (Земля - планета).

 

7. Можно ли, поднявшись на стратостате, попасть в... Америку?

Рис. 9. Можно ли попасть в Америку, поднявшись на стратостате? (Масштаб в рисунке не соблюден)Рис. 9. Можно ли попасть в Америку, поднявшись на стратостате? (Масштаб в рисунке не соблюден)

Вопрос этот связан с вращением Земли. В первый момент может возникнуть мысль, что с шара, отделившегося от поверхности Земли, можно заметить ее вращение, а следовательно, дождавшись, когда Америка "подойдет" под неподвижно висящий стратостат, можно опуститься на этот материк.

Но такой проект невыполним: шар, поднявшись от поверхности Земли, продолжает участвовать в ее вращении. Всякий предмет, отделившийся от Земли (даже если бы он оказался выше атмосферы), двигался бы по инерции в ту же сторону, как и покинутая им точка Земли.

 

8. Как без приборов доказать, что Солнце больше Луны?

С Земли Солнце и Луна, если сравнивать их при одинаковом возвышении над горизонтом, кажутся одинаковыми по величине.

Многие знают, что Солнце находится дальше Луны, но доказать это затрудняются, хотя еще наблюдатели древности хорошо знали это и умели доказать. При затмении Солнца Луна своим непрозрачным телом закрывает Солнце частью или полностью: следовательно, Луна к нам ближе, чем Солнце.

Теперь ответ найден. Солнце, находясь дальше Луны, не уступает ей по видимым размерам, - следовательно, оно во всяком случае больше Луны по своим истинным размерам.

Приведем несколько цифр. С помощью точных приборов ученые определили расстояние до этих светил. Среднее расстояние от Земли до Луны 384000 км (приблизительно 300 поездок из Москвы в Ленинград и обратно). Среднее расстояние от Земли до Солнца равно почти 150 000 000 км; "красная стрела", доставляющая пассажиров из Ленинграда в Москву через 10 часов, привезла бы на Солнце... четвертое или еще более далекое поколение: на весь путь ей потребуется 265 лет! Определив видимые диаметры Солнца и Луны и зная расстояние от Земли до этих светил, мы можем определить и их истинные размеры. Если бы мы Луну "отодвинули" до 150 000 000 км от Земли (в 390 раз больше действительного удаления), то, конечно, не могли бы ее видеть без сильных телескопов. Земля больше (по объему) Луны в 50 раз, а Солнце больше Земли в 1 300 000 раз.

Внутри Солнца поместилось бы шестьдесят пять миллионов лунных шаров при сплошном заполнении.

Рис. 10. Если объем Земли представить одной игральной шашкой, то объем Солнца надо представить столбом из 1300 000 шашек. (Столб вышиной в 13 км)Рис. 10. Если объем Земли представить одной игральной шашкой, то объем Солнца надо представить столбом из 1300 000 шашек. (Столб вышиной в 13 км)

Уменьшим мысленно размер Земли до величины одной игральной шашки. Тогда поставленный на Земле столб из 1300000 шашек, изображающий Солнце, достиг бы высоты стратосферы (рис. 10).

 

9. Почему солнечные и лунные затмения не происходят каждый месяц?

Рис. 11. Когда бывают солнечные и лунные затмения. (Справа солнечное, слева лунное затмение)Рис. 11. Когда бывают солнечные и лунные затмения. (Справа солнечное, слева лунное затмение)

Солнечные затмения происходят, когда Луна находится между Солнцем и Землей; лунные затмения могут быть только в полнолуния. Казалось бы, в течение каждого месяца должно быть одно солнечное затмение, а через 14 дней после него - лунное. Однако, затмения редки: за 18 лет и 11 дней на всей Земле наблюдается 41 солнечное затмение и 29 затмений Луны. Солнечные затмения наблюдаются не всюду, так как лунная тень захватывает сравнительно небольшую часть земной поверхности. Затмение Луны одновременно наблюдается во всех местах Земли, где Луна может быть в это время видима; поэтому в одном и том же месте чаще наблюдаются затмения Луны, нежели затмения Солнца.

Почему же затмения редки? Объясняется это тем, что орбита (путь) Луны не совпадает в точности с плоскостью орбиты Земли; между ними угол около 5о. Поэтому при каждом новолунии лунная тень близко проходит около Земли, но сравнительно редко задевает последнюю. По той же причине редки и лунные затмения: Луна в полнолуние хотя близка от Земной тени, но чаще проходит мимо нее.

Рис. 12. Наклон лунной орбиты к земному пути. Показаны также фазы ЛуныРис. 12. Наклон лунной орбиты к земному пути. Показаны также фазы Луны

Зная законы движения небесных светил, расстояния их от Земли, можно задолго вычислить, когда и где будут видимы солнечные и лунные затмения. Так ученые и сделали.

Рис. 13. Карта солнечного затмения 19 июня 1936 г. На обложке изображен момент затмения для ТуапсеРис. 13. Карта солнечного затмения 19 июня 1936 г (район Туапсе).

19 июня 1936 г. на большом пространстве нашей страны будет наблюдаться полное солнечное затмение. Особенно хорошо должно быть видимо затмение в Сибири и на Дальнем Востоке, где пройдет полоса полного затмения.

000013

Кстати, сообщим читателям "расписание" полных солнечных затмений, видимых (хотя бы частично) в СССР до 1950 года включительно. Полные затмения Луны (до 1950 г.) произойдут в следующие годы:*

*( Время всюду указано "московское" с учетом перевода часов на час вперед. Затмения будут видимы на всей территории СССР)

000014

10. Что такое солнечные пятна?

Многие слышали о пятнах на Солнце, и большинство, вероятно, убеждено, что они - признак близкого угасания Солнца. Это заблуждение.

Если бы солнечные пятна действительно означали остывание Солнца, то их число и площадь, занимаемая ими, беспрестанно увеличивались бы, чего не наблюдается. Солнечные пятна - явление периодическое; в течение 11 1/8-года (в среднем) наблюдается увеличение числа и размера пятен, а затем заметно уменьшается как количество, так и величина самих пятен. Исследованиями установлено, что в годы увеличения числа пятен Солнце выделяет даже больше тепла, чем во время их уменьшения - минимума.

000015Рис. 14. Связь между солнечными пятнами и магнитными бурями. Пунктирная линия показывает интенсивность солнечной деятельности, непрерывная - интенсивность магнитных явлений на Земле

Происхождение солнечных пятен связано с увеличением активной деятельности на поверхности Солнца, что, конечно, в свою очередь, связано с изменением состояния в его внутренних сдоях. В это время на Солнце замечается увеличение извержений (протуберанцов). При прорывах оболочки Солнца вырываются вместе с другими веществами сильно сжатые газы, которые, расширяясь, несколько охлаждаются, создавая впечатление пятна на поверхности Солнца. Называя затемненное место на Солнце "темным пятном", надо помнить, что это название довольно условно: температура самой темной части пятна не менее 4000о, а температура полутени (полоска, окружающая центральную часть пятна) 5000о; остальные же части солнечной поверхности имеют температуру примерно в 6000о. На фоне такой раскаленной оболочки несколько менее нагретые части кажутся темными.

Увеличение и уменьшение числа и площади пятен, связанное с периодическим возрастанием и ослаблением солнечного излучения, отражается на некоторых земных явлениях. Доказана несомненная связь между максимумом солнечных пятен и периодичностью "магнитных бурь". Увеличивается интенсивность полярных сияний в годы максимума солнечного излучения: потоки электронов, несущихся от Солнца, производят в верхних слоях земной атмосферы световой эффект - полярные сияния, хорошо известные жителям северных стран. Установлена подобная же связь между грозовыми явлениями и максимумом и минимумом солнечных пятен.

 

11. Какая разница между Солнцем, звездой, планетой и кометой?

Изучение ответов, поступавших на этот вопрос, показало автору, что словом "планета" часто определяют всякое небесное светило: и Солнце, и звезды, и пр. Здесь однако необходима полная ясность.

Звезды - это далекие солнца, громадные раскаленные небесные светила. Ближайшая звезда - наше Солнце.

Планеты - холодные миры; они светят отраженным светом Солнца. Мы знаем только планеты солнечной системы.

Кометы - небесные тела, состоящие преимущественно из мелких частиц, разделенных значительными промежутками. Большинство комет не принадлежит к солнечной системе, но есть кометы, периодически появляющиеся в солнечной системе (к 1934 г. известно 34 периодических кометы). Кометы - "хвостатые светила"; хвост кометы состоит из мельчайших частиц. В древние и средние века хвостатые кометы наводили ужас на невежественные массы, чем умело пользовались служители церкви для одурманивания населения.

Ежегодно ученые с помощью телескопов открывают несколько новых комет, называемых обычно именами ученых, впервые заметивших их. К числу таких комет, невидимых невооруженному глазу, принадлежит и наблюдавшаяся в 1934-1935 гг. комета Джонсона.

Не все знают, как отличить на небе планеты от звезд. Приведем внешние признаки планеты.

Планеты перемещаются между неподвижными звездами; звезды кажутся неподвижными по отношению друг к другу.

Звезды мерцают; планеты светят спокойным светом.

Звезды разбросаны на небе по всем направлениям; планеты перемещаются всегда по определенной полосе звездного неба (примерно, по такому же пути, как и Луна).

 

12. Нa каких планетах (кроме Земли) возможна жизнь?

Мы можем, конечно, строить предположения только о жизни, подобной нашей. В связи с этим должны быть соблюдены определенные условия: необходимо наличие воздуха и воды. Кроме того, должно быть не очень холодно или жарко. При таком ограничении жизнь может быть только на Марсе и, возможно, на Венере. На прочих планетах нашей солнечной системы жизни быть не может: они или слишком близки к Солнцу(Меркурий), или слишком далеки от него (Юпитер, Сатурн) Уран, Нептун, Плутон).

Марс более всего походит на Землю, хотя между ними есть и существенные отличия: разреженность атмосферы Марса, незначительное количество воды на нем и т. д. Следует относиться с большой осторожностью к объяснению "каналов" (так называют наблюдаемые на Марсе прямые линии) как искусственных сооружений: это предположение некоторых ученых разделяется далеко не всеми.

000017Рис. 16. Сравнительная величина планет солнечной системы

Наша другая соседка, Венера, ближе к Солнцу, чем Земля, и поэтому должна бы получать слишком много тепла. Однако, плотная атмосфера Венеры, вероятно, умеряет действие лучей Солнца; жизнь там вполне допустима, - тем не менее, это только предположение, так как постоянные и густые облака Венеры всегда скрывают от взоров астрономов ее поверхность. За последнее время (в 1934 г.) получены сведения о большом количестве углекислоты в атмосфере Венеры; если это подтвердится, то вполне допустима на Венере богатая растительность, вроде той, какая в далеком прошлом (в так называемый каменноугольный период) покрывала многие части поверхности нашей планеты.

На Луне жизни быть не может (нет воздуха, воды, слишком резки колебания температуры).

 

13. Чем объяснить, что иногда виден не только узкий серп Луны, но и остальная, слабо освещенная её часть?

Объясняется это отражением от Земли солнечного света, в ослабленном виде достигающего той части лунной поверхности, которая в этот момент не освещена Солнцем.

Рис. 15. 'Полноземелие' - глядя с Луны, и полнолуние - глядя с ЗемлиРис. 15. 'Полноземелие' - глядя с Луны, и полнолуние - глядя с Земли

Следовательно, когда мы видим узкий серп Луны, Земля не Затемняет Луну, а даже "освещает" ее. Если бы наблюдатель оказался в это время на Луне, он увидел бы почти "полноземелие": громадный, слегка ущербленный диск Земли (в 3,6 раза больший, чем диск Луны, видимый с Земли) - четко выделялся бы на черном небе* (рис. 15).

*( На Луне нет воздуха, поэтому небо там всегда черное)

000018Рас. 17. Когда наблюдается пепельный свет Луны

Серп Луны при наблюдении этого явления бывает обращен выпуклостью вправо или влево. (На рис. 17, I - относится к вечернему серпу; II - утренняя Луна).

Наблюдая "пепельный" свет Луны, - как называют такое явление, - многие замечают, что яркая часть Луны больше, чем остальная, слабо видимая часть. Это обман зрения: на темном фоне белые предметы всегда кажутся больше.

Первый правильно объяснил это явление знаменитый ученый и художник эпохи Возрождения Леонардо-да-Винчи.

 

14. Почему полная летняя Луна кажется больше полной зимней Луны?

Прежде всего поясним, почему полная летняя Луна, особенно в северных широтах, находится близко у горизонта.

Летом Солнце в тех же местах находится в ночное время неглубоко под горизонтом; поэтому в наших северных районах наблюдаются "белые ночи". Полная, то-есть круглая, Луна всегда находится против Солнца, если смотреть на нее с Земли. Это легко заметить: Солнце заходит в одной стороне горизонта, - полная Луна восходит в противоположной. Следовательно, когда Солнце - под горизонтом, полная Луна - над горизонтом. Летнее Солнце в северных районах опускается под горизонт лишь на несколько градусов, и потому летняя полная Луна находится низко над горизонтом*.

*( Луна возвышается над горизонтом почти на столько же градусов, на сколько Солнце опускается под горизонт)

Вспомним теперь, что Солнце и Луна при восходе и заходе кажутся гораздо большими, чем на высоте. Чем ближе к горизонту, тем Солнце и Луна кажутся крупнее. По этой причине летняя полная Луна, находящаяся всегда вблизи горизонта, кажется большей, нежели высокая полная зимняя Луна. Многие, вероятно, замечали эту разницу и думали, что это не обман зрения, а что Солнце или Луна кажутся крупнее оттого, что они ближе к Земле. Однако, это противоречит действительности: вечером Солнце находится даже дальше от места нашего наблюдения, чем в полдень, и тем не менее при заходе оно кажется больше, чем в полдень*.

*( Это соображение вполне правильно в период от июля до января каждого года. (См. подробнее "Занимательную астрономию" Я. И. Перельмана))

Было уже сказано, что увеличение размеров Солнца и Луны - обман зрения: ни то ни другое светило нисколько не увеличиваются у горизонта.

Чтобы проверить это, сделайте такое наблюдение: когда увидите Луну высоко над горизонтом, возьмите в обе вытянутые вперед руки концы бумажной полоски и, откинув голову назад, смотрите одним глазом поверх бумажки на Луну, чтобы заметить, какую часть бумажки занимает диаметр Луны. Сделав отметки на бумажке (надорвав ее у концов видимого поперечника Луны), проделайте то же наблюдение при заходе Луны. Вы увидите, что диаметр "большой" Луны займет не больше места на бумажке, чем "маленькой". Солнце наблюдать труднее: небезопасен его яркий свет. В этом случае бумажку может заменить закопченное стекло: на слое копоти легко сделать нужные отметки.

Объяснение этому обману зрения надо искать в особенностях нашего зрения; вблизи горизонта Солнце и Луну можно сравнить с предметами на земной поверхности; имеет также значение сплюснутость небесного свода и слабая прозрачность нижних слоев атмосферы.

 

15. Что светит ярче: Земля или Луна?

Земля - мировое тело, подобное Марсу, Венере, Юпитеру и другим планетам. Как и все планеты, Земля светит отраженным светом Солнца. Как мы знаем, - лунный свет также отраженный. Лунные ночи на Земле в полнолуние настолько светлы, что рождается мысль о "ледяной" или "зеркальной" поверхности Луны. Современное тщательное изучение лунной поверхности (советскими и иностранными астрономами) показывает, что естественный цвет даже наиболее светлых мест Луны желтый (песчаный). Далее, наука выяснила, что Луна много поглощает солнечных лучей (до 93%) и следовательно, отражает совсем мало света (всего 7%). Значит, Луна - плохое "зеркало".

Наоборот, Земля, окруженная плотной атмосферой, отражает много света (предполагают около 45%).

Но диаметр Земли больше диаметра Луны в 3,6 раза. Следовательно, диск Земли с Луны будет больше диска Луны с Земли в 13 раз: площади кругов относятся как вторые степени диаметров (3,62 = 13).

Учитывая большую отражательную способность Земли и ее размеры, можно с уверенностью сказать, что ночи на Луне при освещении ее полной Землей (в "полноземелие") раз в 80-90 светлее, чем на Земле во время полнолуний.

 

16. Если бы все небо занять лунными дисками, то будет ли свет их ярче, чем от одного Солнца, или нет?

Нет, и вот почему.

На видимой части небесного свода поместилось бы "всего" 83 000 лунных дисков (даже если заполнить ими все промежутки). Солнце же ярче полной Луны в 500000 раз. Следовательно, если все видимое небо заполнить лунами, то свет их будет раз в 6 слабее солнечного.

Сколько же света дает Солнце?

Силу света мы измеряем так называемыми нормальными свечами. Во сколько свечей должна быть воображаемая лампа, чтобы заменить свет Солнца? По подсчетам современного английского ученого Д. Джинса, такая "лампа" должна излучать 3230000000000000000000000000 нормальных свечей!

А "лампа-Луна" излучает 6460000000000000000000 свечей!

Наши мощные маяки обладают силой до 1000000 свечей. Надо было бы установить рядом 6460000000000000 таких маяков, чтобы заменить Луну. Количество это даже представить себе очень трудно. Здесь мы вступаем в область "астрономических чисел", как обыкновенно называют в общежитии подобные числовые исполины.

Если предположить, что каждый маяк занимает площадь только в один квадратный метр (в действительности - гораздо больше), то на всей Земле, поверхность которой, считая и моря, равна 510000000 кв. км., не хватит места и для одной десятимиллионной части всего этого количества маяков!

 

17. Что такое световой год?

Расстояния от Земли до звезд и между звездами настолько велики, что наши земные меры непригодны для оценки звездных расстояний. Получаются громадные числа, постигнуть которые так же трудно, как и числа в предыдущем примере. Чтобы избежать этого и сократить время при вычислениях, астрономы нашли следующий выход. Из физики известно, что свет распространяется со скоростью 300000 км в секунду; если бы свет мог огибать* земной шар, то даже по экватору он совершил бы в одну секунду 7,5 кругосветных путешествий. Этим воспользовались для установления особой единицы - "светового года". Световой год не мера времени, а мера длины - расстояние, проходимое светом в течение одного года.

*( Свет в однородной среде распространяется прямолинейно)

Подсчитав число секунд в году (31536000) и помножив на 300000, получим расстояние, проходимое светом в год. Световой год равен 9460800000000 километров!

Чтобы сравнить эту величину с расстоянием от Земли до Солнца, заметим, что свет от Солнца идет к нам примерно 8 мин. 20 сек. Следовательно, световой год больше астрономической единицы* почти в 50000 раз. Ближайшая к нам Звезда (альфа Центавра) находится от Земли на расстоянии 4,27 световых лет (почти 40000000000000 км).

*( Астрономическая единица - расстояние от Земли до Солнца, равное 149450000 км)

Вообразим, что земной шар катится по прямой линии к ближайшей звезде; потребуется миллиард поворотов, прежде чем Земля достигнет звезды.

Самые далекие звезды, обнаруженные современными телескопами, находятся на расстоянии 500000000 световых лет!

 

18. Что такое Млечный Путь?

Млечный Путь - бледная полоса на небе, которая хорошо заметна в темную безлунную ночь. Млечный Путь - скопление громадного числа звезд, находящихся от нас на расстоянии многих световых лет. Звезды Млечного Пути настолько от нас удалены, что не различаются зрением раздельно.

Лишь после изобретения телескопа удалось разгадать природу Млечного Пути. Впервые стал изучать его строение основатель звездной астрономии Вильям Гершель (1738-1822). Он доказал, что Млечный Путь - громадное скопление звезд в форме жернова или толстой лепешки. Наше Солнце принадлежит к числу звезд Млечного Пути и находится приблизительно в центральной его части.

Ученые за последние годы расширили и дополнили открытия Гершеля. То "местное" сгущение звезд, к которому принадлежит наше Солнце, входит в общую систему Галактики (так называется иначе Млечный Путь) как составная часть. Диаметр местного скопления около 20000 световых лет. Солнце удалено от центра Галактики, примерно, на 37000 световых лет (по Джинсу). Галактика - громадное скопление звезд,* имеющее форму двояковыпуклого стекла; диаметр ее около 200000 световых лет. Солнце почти точно лежит в плоскости ее экватора. В Галактике рои звезд (местные сгущения) обращаются вокруг центра системы, как планеты вокруг Солнца. Кроме того, в каждом местном сгущении звезды движутся, подобно планетам, вокруг своего местного центра.

*( По подсчету Джинса - до 400 миллиардов)

Находясь в системе Галактики, нам трудно изучать ее строение и размеры. Со временем, конечно, наука внесет дальнейшие уточнения. Может быть, размеры Млечного Пути не так велики,* как предполагают, но во всяком случае диаметр его не меньше 100000 световых лет.

*( Если обнаружится поглощение света внутри Млечного Пути, то размеры его окажутся меньше)

Говоря о Млечном Пути, необходимо во всяком случае подчеркнуть, что это лишь один из островов Вселенной. На громадных расстояниях в океане Вселенной имеются другие острова Галактик: один из "ближайших" островов - звездная гуманность в созвездии Андромеды (она удалена от нас на 900000 световых лет).

С понятием о Млечном Пути, между прочим, связано довольно распространенное заблуждение: многие считают возможным определять страны света по Млечному Пути ("он идет всегда с севера на юг"). Участвуя в видимом вращении небесного свода, Млечный Путь в течение суток занимает различное положение по отношению к странам света местного горизонта, то-есть в разное время бывает направлен то с севера на юг, то с юго-востока на северо-запад, то с востока на Запад и т. д.

 

19. Какое из небесных тел самое большое и какое самое малое?

Конечно, этот вопрос может относиться только к небесным телам, известным современной науке.

Солнце - великан по отношению к Земле, но многие звезды превосходят по размерам Солнце. Хотя звезды даже при больших увеличениях современных телескопов кажутся лишь светлыми точками без заметного диаметра, тем не менее удалось косвенным физическим способом определить поперечники некоторых звезд и их объем. По размерам звезды могут быть разделены на два класса: гиганты и карлики; наше Солнце - типичная карликовая звезда. Из числа нескольких гигантских звезд, известных современной пауке, отметим главную Звезду созвездия Ориона - Бетельгейзе.

000019Рис. 18. Одна из гигантских звезд - Бетельгейзе (в созвездии Орион)

Диаметр Бетельгейзе больше диаметра Солнца в 300 раз. Следовательно, гигант Бетельгейзе больше Солнца по объему в 27000000 раз и больше Земли в 35100000000000 раз.

Скорому поезду, чтобы проехать туннель по диаметру Бетельгейзе, потребовалось бы почти 750 лет, а "кругосветное" путешествие заняло бы 2330 лет (рис. 19).

000020Рис. 19. 'Путешествие' но диаметру Бетельгейзе

Созвездие Орион, с гигантом Бетельгейзе, хорошо видно в ночные часы зимой и в вечерние часы в марте и апреле.

Еще больше Бетельгейзе - Антарес, главная звезда созвездия Скорпиона (в 90000000 раз больше Солнца по объему).

Отличаясь от Солнца громадными размерами, звезды-гиганты однако превосходят Солнце по массе очень незначительно; плотность их ничтожна.

Противоположностью звездам-гигантам являются мельчайшие планеты солнечной системы-астероиды. Несмотря на громадное расстояние от Земли (десятки миллионов километров), глаза астрономов, вооруженные сильнейшими телескопами, разглядели эти поистине миниатюрные миры: диаметр некоторых астероидов оказался не более 2 километров. Объем такого крошечного мира около 4 куб. км. (Сравните с объемом Земли!).

 

20. Что такое падающие звезды?

Все наблюдали это явление, но многие ли умеют объяснить правильно его природу? Падающие звезды не "осколки" планет; не результат столкновения" и не "части звезд, оторвавшиеся от них вследствие центробежной силы". Это небольшие крупинки вещества, попадающие в атмосферу Земли. Быстро несущаяся в пространстве Земля (30 км в сек.) и летящие в мировом пространстве твердые частицы иногда сталкиваются. В результате столкновения твердые частицы раскаляются в земной атмосфере (вернее - в стратосфере, на высоте 80-100 км).

Следовательно, "падающих звезд" в строгом смысле слова нет, и это название неправильное (научное название этих "звезд" - метеоры).

От метеоров, испаряющихся в атмосфере, следует отличать метеориты - каменные или металлические (из чистого железа) массы, упавшие на Землю в оплавленном состоянии. Вторгаясь из мирового пространства в нашу атмосферу, эти крупные тела ярко светятся, производя иногда шипящий или громовой звук; их называют тогда болидами. Найденные метеориты хранятся в музеях и представляют большой научный интерес. Крупнейший из таких метеоритов находится в настоящее время в Вашингтоне (36,5 тонн), - его нашел известный полярный путешественник Пири в Гренландии. Возможно, что Тунгусский метеорит, место падения которого обнаружил советский ученый Л. А. Кулик, еще больше.

 

21. Почему звезды мерцают?

Хотя этот вопрос относится к другой науке - метеорологии, но мы рассмотрим его в астрономическом отделе, раз зашла речь о звездах.

Чем ближе звезда к горизонту, тем она сильнее мерцает; близ зенита почти незаметно дрожания света звезды. Причина этого явления - наша воздушная оболочка. Лучи света далеких звезд проходят через неоднородные (то-есть через более или менее плотные) слои атмосферы; поэтому, часть света рассеивается, свет звезды ослабевает; если же рассеяние меньше, звезда как бы разгорается. По той же причине меняется временами и окраска звезд.

В отличие от звезд, планеты почти не мерцают: их ровный, спокойный блеск сразу же привлекает наше внимание, облегчая нахождение их среди тысяч дрожащих, мигающих огней Вселенной. Отсутствие мерцания планет объясняется тем, что они гораздо ближе к нам и видны поэтому в телескопе не как светящиеся точки (какими кажутся звезды), а как кружочки. Следовательно, лучи света идут к нам сразу от многих точек, и если свет ослабевает в одном месте, то усиливается на другом участке; в общем же свет получается ровный.

Усиленное мерцание звезд указывает на увеличение влажности и на быстрое перемещение слоев воздуха - признак ухудшения погоды.

Но об этом подробнее ниже.

 

22. Что такое небо (небесный свод)?

Небо нам кажется громадной опрокинутой чашей, словно опирающейся на Землю. В древнее время верили, что существует твердое небо, к которому прикреплены небесные светила.

000021Рис. 20. Звездное небо - северная сторона - на I января-11 час. веч, на 1 февраля - 9 час. веч. и на 1 марта - 7 час. веч

На самом деле никакой твердой оболочки неба не существует; это лишь видимая граница нашего зрения. Еще раз заметим, что форма небесного свода не зависит от фигуры Земли; живи мы на плоской Земле, над нами и тогда простиралась бы видимая "крыша" - небо.

Рис. 21. Звездное небо для того же времени - южная сторонаРис. 21. Звездное небо для того же времени - южная сторона

Если бы вокруг Земли не было атмосферы, небо казалось бы нам черным, так как рассеяния света не происходило бы.

000023Рис. 22. Звездное небо - северная сторона - на 1 октября- 11 час. веч., на 1 ноября - 9 час. веч. и на 1 декабря - 7 час. веч

Любопытно, что не только древние ученые верили в твердые небеса (разногласие было лишь в отношении материала: одни считали небо железным, другие хрустальным и т. д.), но и в средние века и позднее учители церкви поддерживали веру в "твердь небесную".

Рис. 23. Звездное небо для того же времени - южная сторонаРис. 23. Звездное небо для того же времени - южная сторона

Даже в 1815 г. один кардинал высказал такое мнение об упавшем метеорите: "Этот метеорический камень, покрытый стекловидной корой, должно быть - просто обломок хрустального неба". Так же объясняли раньше падение железных метеоритов.

 

23. Откуда взялась поговорка "быть на седьмом небе"?

000025Рис. 24. Семь небес древности

Звезды раньше, по церковной "науке", считались "прикрепленными к твердому небу", вращающемуся вокруг неподвижной Земли ("центра мира"). Но помимо звезд, как бы неподвижных по отношению друг к другу, мы наблюдаем ряд светил - Солнце, Луну, планеты, которые меняют свое положение на фоне неподвижных звезд. Суточное и годовое движения Солнца, а также планет обусловлены движениями Земли (вращение вокруг оси и обращение около Солнца), которых мы не можем заметить, так как сами на ней находимся; планеты движутся вокруг Солнца. С древних времен люди подметили указанные перемещения некоторых светил и придумали ряд "хрустальных небес" - для каждого светила "свое" небо. За этими небесами находилось седьмое небо, небо неподвижных звезд, а еще дальше - место для "богов". Очевидно, попасть на седьмое небо значило приблизиться к "небожителям" - богам (рис. 24).

Отсюда и пошла поговорка о "седьмом небе".

 

24. Почему в неделе было семь дней?

Планеты: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн - имена римских богов; Солнце и Луна также относились в "божествам".

Под иными, но равнозначащими названиями эти небесные тела считались божествами у других более древних народов. Заметим, что общее число указанных богов равно семи. Число же 7 считалось раньше священным. Луна меняет свои четверти приблизительно через 7 суток: после новолуния через 7 суток - первая четверть; еще через 7 - полнолуние и т. д. Для удобства месяц по приметным признакам (изменения вида Луны) разделяли на 4 части; отсюда еще с древних времен пошла семидневная неделя. Религия наложила на науку свой глубокий отпечаток мистицизма. Астрологи* предсказывали судьбу по планетам, и в этих "предсказаниях" большую роль играла семидневная неделя. Каждый день недели был связан с определенным "божеством" - небесным телом.

*(Астрология - ложная наука, созданная жрецами, учившая о связи между небесными телами и судьбой отдельных людей, грядущими событиями и т. д. Этой "наукой" сейчас особенно увлекаются фашистские ученые", старающиеся предсказать посредством нее будущие политические события и судьбы фашистских "вождей")

Рис. 25. Семиконечная звезда астрологовРис. 25. Семиконечная звезда астрологов

Интересно, что древние названия дней недели дошли до нашего времени. Во франции понедельник называется Lundi (от латинского слова Lunae dies - день Луны); вторник - Mardi (от Martus dies-день Марса); среда - Mereredi (от Mercurii dies - день Меркурия); четверг - Jeudi (от lovis dies - день Юпитера); пятница- Vendredi (от Veneris dies - день Венеры); суббота - Samedi (от Saturni dies - день Сатурна). У немцев воскресенье называется Sonntag (день Солнца).

С переходом на шестидневку мы не только более рационально распределили время работы, но и впервые в мире порвали и в счете времени с капиталистическим наследием - религиозными пережитками прошлого.

Приведем кстати названия дней недели у различных народов:

000027

1( Dimancht - от латинских слов, означающих "день господень". )

 

25. Где восходит и заходит Солнце (в каких точках горизонта)?

На этот вопрос, не задумываясь, отвечают: "восходит на востоке, заходит на западе". Но такой ответ верен только два раза в году: 21 марта и 23 сентября - в дни равноденствий.

000028Рис. 26. Летний и зимний путь Солнца для широты Эривани

Летом Солнце восходит между востоком и севером, а заходит между западом и севером. Зимой точки восхода и захода отодвигаются к южной точке горизонта, так как день становится короче. Чем место дальше от экватора, тем дальше в летнее и зимнее время отодвигаются от востока и запада точки восхода и захода Солнца. Следствие этого - разница между продолжительностью дня и ночи летом и зимой тем больше, чем место ближе к полюсам.

000029Рис. 27. Летний и зимний путь Солнца для широты Мурманска

Для примера укажем на восход, заход Солнца и примерную продолжительность дня летом и зимой для Эривани, Ленинграда и Мурманска.

Эривань (сев. широта 40о, рис. 26).

Средняя дуга показывает видимый путь Солнца в Эривани 21 марта и 23 сентября.

Мурманск (сев. шир. 69о30, рис. 27).

22 июня суточный путь Солнца весь над горизонтом (Солнце не заходит); 22 декабря, даже на юге, Солнце остается под горизонтом, то-есть вовсе не восходит (рис. 27).

Ленинград (сен. широта 60о, рис. 28).

Ленинград севернее Эривани и потому точки восхода и захода Солнца летом и зимой еще дальше отходят от востока и запада. Тем более становится очевидной распространенная ошибка о восходе Солнца на востоке и заходе на западе.

Рис. 28. Летний и зимний путь Солнца для широты ЛенинградаРис. 28. Летний и зимний путь Солнца для широты Ленинграда

Конечно, выражение "восход" и "заход" условно, так как не Солнце совершает громадный круговой путь около Земли (как думали древние), а Земля вращается вокруг своей оси.

 

26. Почему в конце января при солнечной погоде снег на крышах тает, хотя у земли морозно?

Рис. 29. Почему на крыше снег тает раньше, чем на землеРис. 29. Почему на крыше снег тает раньше, чем на земле

Причина этого - наклон крыши: солнечные лучи нагревают крышу больше, нежели землю (угол, составленный лучами Солнца и крышей, ближе к прямому; см. рис. 29).

Кроме того, пологие лучи, проходя сквозь нашу атмосферу наискось, значительно поглощаются в толще атмосферы. Если бы крыши были горизонтальны, то никакой разницы с земной поверхностью не было бы: снег в этом случае не таял бы: ничтожная разница в расстоянии ("крыша ближе к солнцу", - отмечают многие) не играет никакой роли. Впрочем, тепло, излучаемое зданиями, также способствует таянию снега.

 

27. Где наше тело легче - в жарких или холодных странах?

Этот вопрос можно предложить после проработки темы о вращении Земли вокруг оси. Он обычно вызывает разнообразные толки. Для ясности следует принять во внимание два факта: сжатие Земли у полюсов и увеличение центробежного эффекта по мере приближения к экватору. И то и другое связано с вращением Земли вокруг оси. Следовательно, предметы на полюсах (в холодных странах) должны весить больше, чем близ экватора (то-есть в жарких странах). Обыкновенные весы не обнаружат разницы в весе, так как и сами гири утяжелятся или станут легче, как и взвешиваемый ими предмет. Разницу можно обнаружить лишь в пружинных весах, но и в этом случае задача практически довольно трудно разрешима: разница в весе для легких предметов очень невелика. Но изменение силы тяжести на различных широтах очень точно обнаруживается специальными маятниками.

Чем ближе к полюсу, тем сильнее притяжение: уменьшается влияние центробежного эффекта и сокращается расстояние между маятником и центром Земли. По этим причинам наблюдается ускорение качания маятника в местах, приближенных к полюсам, и, наоборот, близ экватора период колебания маятника больше.

Как изменяется сила тяжести на разных широтах, показывает следующая таблица (см. табл. на стр. 44).

000032

Данные таблицы теоретические; отклонения от них (аномалии) указывают на неравномерное распределение масс вблизи маятника. Они вызываются или "внешними" причинами, - горы отклоняют отвес и влияют на напряжение силы тяжести, - или внутренними - неоднородностью строения земной коры. Работы по определению аномалий тяжести - задача специальной науки - гравиметрии. Гравиметрические исследования обнаруживают пустоты или избытки в массах данного участка земной коры, что дает возможность судить о присутствии тяжелых руд или легких веществ (железо, нефть, уголь, соль).

Исследование недр Земли гравиметрическим методом особенно важно для Советского Союза. Наше плановое социалистическое хозяйство обеспечило невиданный рост производительных сил в стране, позволяя, в частности, осуществить разведку и добычу полезных ископаемых в таких масштабах, каких не знал капиталистический мир. До Октябрьской революции на территории теперешнего СССР имелось только 387 пунктов с установленной силой тяжести. Работа по определению таких пунктов после Октябрьской революции развивалась бурными темпами вместе с ростом всего нашего хозяйства:

000033

Но особенно развернулось гравиметрическое изучение нашего Союза в годы первой пятилетки.

000034

К концу второй пятилетки должно быть определено 18000 пунктов! Такой размах работы по плечу только нашей великой социалистической родине!

Изменение силы тяжести с широтой можно иллюстрировать, пользуясь наглядными примерами из "Занимательной физики" Я. И. Перельмана:

Сколько будет весить паровоз в Архангельске, если его вес в Москве был 60 тонн? (Ответ: на 60 кг тяжелее.)

Каков будет вес такого паровоза в Одессе? (Ответ: на столько же меньше.)

Со Шпицбергена вывозят ежегодно около 300000 тонн угля. Какова была бы "потеря", если бы перевесить этот груз на экваторе? (Ответ: 1200 тонн.)

Линкор, весивший в Архангельске 20000 тонн, по прибытии в экваториальные воды становится легче на 80 тонн, и т. д.

 

28. Как определить страны света и время суток по полной Луне?

Эту задачу легко решить по Солнцу: самое высокое положение дневного светила, определяемое по длине самой короткой тени, соответствует полудню, а тень в этот момент направлена на север.

Полная Луна также более всего возвышается над горизонтом, когда находится на юге. В это время она дает достаточно света, чтобы заметить четко тень от предметов. Разница лишь в том, что самая короткая тень при полной Луне соответствует полуночи; направление тени покажет, где находится север. Зная север, нетрудно определить и остальные страны света.

 

29. Почему название "новая звезда" не совсем правильно?

Время от времени появляются в печати сведения об открытии "новых звезд", как это было в конце 1934 года, в 1925 г., в 1918 году и ранее. Название "новая звезда" относится к таким звездам, которых раньше не было видно в части неба, где они обнаружены. Внезапно разгораясь, такие звезды в течение некоторого промежутка времени становятся ярче многих наиболее ярких звезд и привлекают внимание не только специалистов-астрономов, но и широких масс. Через известный промежуток времени (обычно 1-2 месяца) блеск звезды быстро ослабевает, и звезда как бы пропадает. Изучение этих звезд в сильные телескопы дает возможность убедиться в их существовании и после того, как они перестают быть видимыми невооруженному глазу. Название "новая звезда" потому неправильно, что до момента, когда она обращает общее внимание, звезда находилась в том же месте (как показывают фотоснимки), но была очень слабой, незаметной невооруженному глазу. От причин, точно еще невыясненных современной наукой, но, невидимому, от процессов, связанных с высокими температурами внутренних слоев звезды, она в известный период своего развития начинает выбрасывать во все стороны как бы отдельные газовые оболочки. Каждая "вспышка" сопровождается испусканием потоков газа со скоростью около 1500 км в сек. и более (теория современного ученого Милна).

000035Рис. 30. Главные созвездия и наиболее заметные звезды неба северного полушария (для средних широт). № 1 Полярная и созвездие М. Медведицы, № 2. Б. Медведица, № 3 созвездие Дракона, № 4 Вега - главная звезда созвездия Лиры. № 5 Созвездие Лебедь, № 6 Созвездие Кассиопея, № 7 Капелла - главная звезда созвездия Возничего, № 8 Созвездие Близнецов, № 9 Созвездие Льва, № 10 Спика - главная звезда созвездия Девы, № 11 Арктур - главная звезда созвездия Волопаса, № 12 Северная Корона, № 13 Созвездие Орла, № 14 Созвездие Дельфина, № 15 Пегас, № 16 Андромеда, № 17 Альголь (замечательная переменная звезда созвездия Персея), № 18 Плеяды (звездное скопление в созвездии Тельца), № 19 Альдебаран - главная звезда созвездия Тельца, № 20 Созвездие Ориона, № 21 Сириус - главная звезда созвездия Большого Пса, № 22 Процион - главная звезда созвездия Малого Пса

"Новые звезды" находятся от нас на громадных расстояниях, а потому "вспышки" их мы наблюдаем с "запозданием" иногда на несколько... тысяч лет! Расстояние до "новой" Звезды 1934 г. (в созвездии Геркулеса) оценивается в 2000 световых лет, - следовательно, эта "новая" звезда действительно разгорелась еще до начала нашей эры.

"Новые" звезды чаще всего появляются в нашей Галактике, но около 100 новых звезд удалось обнаружить уже в другом громадном звездном скоплении (в большой туманности Андромеды).

Поэтому мы видим часто звезды, вспыхивающие на столь далеком расстоянии, что свет от них идет до Земли тысячи и даже миллионы световых лет. Мы видим не современную нам звезду, а то, чем она была в далеком прошлом!

 

30. Какое практическое значение имеет астрономия?

Астрономия - наука о далеких мирах; тем не менее она служит важным и близким целям.

Без астрономии не существовало бы правильного измерения времени (часы, календари проверяются по небесным светилам).

По небесным светилам определяется географическое положение мест на земном шаре (широта и долгота), что особенно важно при морских, воздушных и иных путешествиях.

Расстояние между различными пунктами точно определяется астрономическими инструментами. Составление карт производится на основании работ астрономов.

Указанные в предыдущем вопросе методы нахождения полезных ископаемых гравиметрическим путем также выполняются астрономами. Следовательно, выбор в СССР места при размещении новых социалистических фабрик и заводов во многом зависит от данных астрономии.

000036Рис. 31. 'Все Должны Крепить Отважные Боевые Ряды Красной Армии'. Запомнив этот лозунг, вы легко назовете яркие звезды, окружающие Большую Медведицу, начиная с Веги, идя по кругу вправо

Очередная задача физики - изучение строения вещества, исследование атома с целью использования в будущем громадных Запасов внутриатомной энергии и пр. задерживается пока отсутствием необходимых условий для опытов (нужны температуры в десятки миллионов градусов). В этом отношении каждая звезда является лабораторией для физика-астронома. Наконец, значение астрономии для нас заключается и в том, что она дает возможность познать Вселенную, то-есть изучить небесные светила, их движения, выяснить величину и положение Земли в мировом пространстве. Астрономия широко раздвигает умственный горизонт человека и освобождает сознание от религиозных и иных вредных предрассудков.

Астрономия в руках рабочего класса служит делу перестройки мира на новых социалистических началах.

Следовательно, астрономия - наука, весьма важная для дела социалистического строительства в нашей стране!

© MagicScope.ru