Как измеряют расстояние до небесных светил

Как измеряют расстояние до небесных светил

Расстояние до небесных светил астрономы определяют подобно тому, как артиллеристы определяют расстояние до цели. Конечно, рас­стояние до цели, как и любые расстояния на Земле, ничтожно по сравнению с удаленностью небесных светил, и астрономы пользуются иными приборами, чем артиллеристы, но суть дела одна и та же.

Предмет, расстояние до которого надо определить, рассматривают одновременно с двух мест, откуда он виден по разным направ­лениям. Если два человека, стоящие на рас­стоянии 10 м друг от друга, будут целиться из ружей в один и тот же предмет, удаленный от них на 100 м, то их ружья не будут парал­лельны друг другу, как параллельны друг другу рельсы железных дорог. Ружья обоих стрелков образуют между собой угол, кото­рый будет тем меньше, чем дальше от стрелков находится цель.

Зная расстояние между наблюдателями и угол между направлениями, под которым они видят цель, легко можно высчитать расстояние до нее. Это делается при помощи тригонометрии. Ученые тоже «целятся» на звезды, но не из ружей, а при помощи телескопов. Угол между направлениями двух телескопов на звезду определяют по специальным приборам с точно­стью до 1/100 доли секунды дуги. При отсчетах таких мельчайших частей дуги астрономы поль­зуются микроскопами.

Небесные светила находятся очень далеко от Земли. Чтобы заметить различие в направле­ниях, по которым видно светило, ученые долж­ны находиться на расстоянии многих тысяч километров друг от друга, иначе угол между направлениями будет так мал, что его невоз­можно измерить. Например, делают так: один астроном наблюдает светило на севере Европы, а другой в то же время наблюдает его в Южной Африке.

Производя наблюдения с двух отдален­ных точек земного шара, астрономы определи­ли расстояние до наиболее близких к нам небес­ных светил: Луны, Солнца и планет.

Расстояние до наиболее близких к нам небесных светил (Солн­ца, Луны, планет) определяется наблюдением их с двух от­даленных друг от друга точек земного шара.

Но даже при самых тщательных попытках таким способом нельзя определить расстояние до звезд, так как диаметр земного шара слиш­ком мал по сравнению с расстояниями до бли­жайших звезд, и, наблюдая с противоположных концов его, нельзя заметить различие в направ­лениях на звезды. Следовательно, надо было на­блюдать звезду с концов такой прямой линии, ко­торая по длине превышает диаметр земного шара в 28600 тыс. раз.

Где же астрономы могли взять такую прямую линию, которая на земном шаре никак не умес­тится? Оказывается, такая линия в природе есть — это диаметр земной орбиты. Чтобы проехать вдоль диаметра земной орбиты, который рав­няется 300 млн. км, на курьерском поезде, идущем со скоростью 100 км/час, пришлось бы затратить более 340 лет!

Но этого не нужно делать. За полгода сам земной шар переносит нас на другую сторону от Солнца, на противоположную точку диа­метра земной орбиты. Лишь наблюдая таким путем, можно заметить ничтожно малое раз­личие в направлениях, по которым видны бли­жайшие звезды. Правда, наблюдения при этом приходится производить не одновременно, а в моменты, отделенные друг от друга проме­жутком в полгода. За это время изучаемая звезда переместится в пространстве на огром­ное расстояние вследствие своего движения. Но это расстояние ничтожно мало в сравнении с расстоянием от нас до звезды, и его можно не принимать во внимание. Точно так же для артил­лериста, вычисляющего многокилометровое расстояние до позиции неприятеля, не имеет значения передвижение кого-нибудь во вра­жеском стане на шаг вперед или назад. Его вычисления будут достаточно точны без учета длины этого шага.

Однако даже и наблюдения с противополож­ных сторон диаметра земной орбиты долгое вре­мя не давали необходимых результатов. Слиш­ком малы углы между направлениями, и для их измерения требовалась огромная точность. И в XVIII и в начале XIX в. астрономы еще не могли достигнуть такой точности. Астрономам было ясно, что расстояния до звезд огромны, а точно определить их никому не удавалось.

Только в 30-х годах XIX в. русский ученый В. Я. Струве определил расстояние до звезды Вега (самая яркая звезда из созвездия Лиры) и тем самым положил начало точному определению звездных расстояний. Вскоре были определены расстояния до целого ряда звезд.

Оказалось, что даже ближайшие к Земле звезды в тысячи раз дальше самой далекой планеты — Плутона. Такие расстояния выра­жать в километрах трудно. Поэтому их вы­ражают в единицах времени, которое нуж­но свету, чтобы пройти это расстояние. Свет движется очень быстро и за 1 секунду распро­страняется на 300 тыс. км. Когда сверкает мол­ния, то свет ее доходит до нас за ничтожно малую долю секунды. От Луны до Земли свет идет 1¹/₄ секунды, от Солнца — 8 минут, от самой далекой планеты — Плутона — около 5 часов, а от ближайшей звезды — более 4 лет! Курьерский поезд, идя без остановки со скоро­стью 100 км/час, добрался бы до ближайшей звезды, называемой альфой Центавра, только через 46 млн. лет; за 3—4 млн. лет до нее доле­тел бы современный самолет. А ведь альфа Цен­тавра — самая близкая к нам звезда! Расстоя­ние от Земли до нее ничтожно мало по сравне­нию с расстоянием до дальних звезд Млечно­го Пути.

Описанный способ определения расстоя­ний до звезд применим только для сравни­тельно близких к солнечной системе звезд. Для звезд, более далеких, он не годится — слиш­ком мал диаметр земной орбиты по сравнению с расстояниями в тысячи и более световых лет. Астрономы имеют теперь в своем распоряжении другие методы определения расстояний до очень далеких звезд и туманностей.

Некоторых людей пугает громадность звездных расстояний, но надо помнить о том, как велико могущество человеческого разума, если он смог измерить такие расстояния. Для чело­веческого разума нет пределов. Он может не­ограниченно познавать мир, законы природы и использовать эти знания себе на пользу.

Измерения расстояний до звезд оконча­тельно доказали, что все звезды находятся от нас на разных расстояниях и вовсе не расположены на поверхности круглого купола, каким нам кажется звездное ночное небо. Оно нам кажется куполом, опрокинутым над Землей, или шаром, окружающим со всех сторон нашу планету, только потому, что невооруженный глаз не воспринимает различия в расстояниях до звезд.

Если бы какая-нибудь планета, даже на­много большая, чем Юпитер, находилась от Земли на расстоянии ближайшей звезды, то для нас она была бы совершенно невидима. На таком огромном расстоянии Солнце осве­щало бы ее слишком слабо, да и на обратном пути к нам отраженный ею свет ослабевал бы слишком сильно. Звезды же светят своим собственным, чрезвычайно ярким светом, т. е. являются самосветящимися солнцами. Таким образом мы можем разделить Вселенную на солнечную систему (ближайшие к нам окрест­ности) и бесконечный мир, лежащий за ее пределами. Этот мир состоит из бесчисленного количества звезд, подобных нашему Солнцу.

• КАК РАЗВИВАЛАСЬ  НАУКА  О  ВСЕЛЕННОЙ
• АСТРОНОМИЯ В ДРЕВНОСТИ И В СРЕДНИЕ ВЕКА
• Астрономия в древности
• Астрономия в средние века. Бируни. Углугбек
• От Коперника до Ньютона. Бруно. Галилей. Кеплер                  Два курьеза
• Закон всемирного тяготения             Почему Луна не отрывается от Земли и не падает на Солнце
• Приливы и отливы
• Как измеряют расстояние до небесных светил    Расстояния,потрясающие воображение