Галина Шалаева - Кто есть кто в мире звезд и планет
Космология – это область науки, занимающаяся изучением Вселенной в целом, а также закономерностей ее эволюции. Свое начало космология берет в трудах выдающихся мыслителей древности. Платон, Аристотель и другие ученые древности, исходя из имевшихся у них знаний и представлений, старались постичь устройство Вселенной. Однако затем церковь провозгласила, что мир непознаваем, и интерес к космологии угас.
Но он вспыхнул с новой силой в XVI веке, когда Коперник осмелился наперекор церковникам утверждать, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. В конце того же столетия Иоганн Кеплер окончательно подтвердил правильность модели Коперника, сумев дать точное математическое описание движения планет. Спустя еще почти сто лет Исаак Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения, тем самым, объяснив причины движения небесных тел и завершив создание первой подлинно научной картины Вселенной (разумеется, в рамках имевшихся на тот момент знаний).
В последующие два с лишним столетия космология Коперника, Кеплера и Ньютона, несмотря на многочисленные открытия, сделанные уже после их смерти, не претерпела существенных изменений. Впрочем, это отнюдь не означало, что представления ученых о Вселенной оставались неизменными. Например, выдающийся немецкий философ Иммануил Кант опубликовал в середине XVIII века так называемую «островную» теорию Вселенной. В своей работе Кант, в частности, утверждал, что во Вселенной существует огромное множество галактик, разбросанных в пространстве подобно островам в океане. Однако эта теория, не принятая современниками Канта, оставалась «незамеченной» почти двести лет и получила всеобщее признание в ученой среде лишь в середине XX века.
К тому времени общая теория относительности, выдвинутая Альбертом Эйнштейном в 1916 году, привела к революции в науке вообще и в космологии в частности. Она устранила имевшиеся противоречия между наблюдаемыми явлениями и классическими (ньютоновскими) представлениями о времени и пространстве. Когда же в 1929 году Эдвин Хаббл доказал, что Вселенная расширяется, идея о ее вечности и неизменности также оказалась устаревшей. Это привело к созданию различных теорий зарождения и эволюции Вселенной. Наибольшее число сторонников среди ученых завоевала гипотеза «Большого взрыва», которая утверждает, будто Вселенная возникла около 15 миллиардов лет назад в результате гигантского взрыва. Современная физика пока не может описать процессы, которые могли протекать при этом взрыве. Тем не менее, эта теория стала существенным шагом на пути развития наших представлений о Вселенной и закономерностях ее развития.
Что такое астрономия?Астрономия – одна из древнейших наук, которая занимается исследованием неба и небесных тел. Ее развитие началось с ежегодных наблюдений за восходом и заходом наиболее ярких звезд для определения точного времени разлива рек. Именно благодаря древним астрономам и их наблюдениям за движением Солнца, Земли и Луны оказалось возможным разделить год на месяцы, недели и дни. Совершенствование календаря помогло первым астрономам предсказывать появление комет и определять даты солнечных и лунных затмений.
Астрономия помогла изменить и представление о положении Земли в Галактике. В течение многих столетий люди верили, что Земля была центром Вселенной, пока в 40-ые годы XVI века Николай Коперник не выдвинул гипотезу о том, что центром Солнечной системы является Солнце.
Долгое время единственным прибором, с помощью которого астрономы могли наблюдать небо, был глаз.
В 1608 году Ганс Липпертей стал тем человеком, который догадался применить увеличительное стекло для астрономических исследований. Соединив два увеличительных стекла небольшой трубкой, он построил прибор для наблюдения за удаленными объектами. Этот прибор позже был назван телескопом (от греческих слов «теле» – далеко и «скопео» – смотрю).
Через несколько лет Галилео Галилей усовершенствовал данную конструкцию, использовав стекла различного размера. Созданный им телескоп и стал первым в истории оптическим астрономическим инструментом. С его помощью Галилей не только подтвердил теорию Коперника, но и совершил множество удивительных открытий.
Однако этот телескоп давал перевернутое изображение наблюдаемого объекта. Поэтому его было неудобно использовать для наблюдений на Земле. Прибор, который давал не перевернутое, а нормальное изображение объекта, был создан знаменитым немецким астрономом Иоганном Кеплером.
Позднее были разработаны самые различные конструкции телескопов, с помощью которых астрономия обогатилась многими значительными открытиями.
Что такое радиоастрономия?В 1931 году американский инженер связи из компании «Белл Лабораториз» занимался исследованием атмосферных радиопомех, которые могли бы повлиять на трансокеанскую телефонную связь. Он уловил какие-то шумы, исходящие явно не из грозовой тучи, а откуда-то из космоса. Он открыл, что можно принимать радиационное излучение галактики. Так родилась новая ветвь астрономии – радиоастрономия.
Радиоастрономия развивается в двух направлениях. При помощи специальных антенн можно улавливать радиационное излучение космических объектов. Это может быть термическая радиация (излучение радиоволн, испускаемое любым горячим телом). Но есть также и шумы, или статические помехи космического происхождения, тоже улавливаемые из космоса, но совсем не тепловые по происхождению.
Другие направление в радиоастрономии – посылка сигналов к таким объектам, как метеоры и Луна, и улавливание их отражения. Так работает радиолокатор.
Радиоастрономия наиболее полезна для изучения Солнца, метеоров, Луны и планет Солнечной системы. Улавливая отражение лучей от метеоров, мы многое узнаем об их орбитах. Исследуя Луну при помощи методов радиоастрономии, мы узнаем многое о ее поверхности. Так, еще до того, как люди ступили на Луну, благодаря данным радиоастрономии ученые уже знали, что ее поверхность представляет из себя измельченную в пыль горную породу.
Вероятно, одно из наиболее захватывающе интересных направлений радиоастрономии – поиск сигналов из других миров. Сейчас радиотелескопы усовершенствованы до такой степени, что способны улавливать сигналы, поступающие с расстояния почти в восемьдесят триллионов километров. Какие же сигналы надеются уловить ученые? Считается, что если где-нибудь в далеком космосе существует иная цивилизация, и она захочет дать знать о своем присутствии, то, вероятно, наши братья по разуму пошлют какой-нибудь совсем простой сигнал, например серию чисел.
Мы можем увидеть звезды на небе потому, что они излучают свет, который достигает нас. Свет – это форма излучения.
Кроме света, звезды посылают нам другую форму излучения, радиоволны. Некоторые из этих волн могут быть уловлены специальными радиоприемниками, установленными на Земле. Радиоприемники собирают и усиливают радиоволны, как обычный телескоп собирает и усиливает изображение, даваемое нам световыми волнами. Эти радиоприемники называются радиотелескопами, а их использование в изучении звезд называется радиоастрономией.
Длина радиоволн из открытого космоса очень коротка по сравнению с длиной волн, используемой на радио– и телевещании. Поэтому радиоастрономы должны построить специальные радиоустановки и антенны, чтобы иметь возможность ловить эти волны. Антенна – огромная металлическая тарелка, установленная на возвышении так, чтобы она могла быть направлена в любую точку неба. Радиоволны, принятые антенной, часто очень слабы, поэтому сигналы должны быть усилены.
Обычно астрономы делают запись радиоволн на бумаге. Специальное пишущее устройство фиксирует сигналы в форме волнистой линии на бумажной полосе, поэтому ученые имеют постоянные записи своих наблюдений.
Радиотелескоп может работать в любую погоду, в отличие от обыкновенного телескопа. Радиотелескоп также может быть помещен в любой части суши, и не только на возвышении.
Что такое обсерватория?Тысячи лет тому назад астрономы, наверное, использовали египетские пирамиды, а также башни и храмы Вавилона для изучения Солнца, Луны и звезд. Тогда не было телескопов. Со временем появились астрономические приборы, и по мере того, как увеличивались их размеры и количество, для их размещения стали строить обсерватории. Некоторые обсерватории были построены больше тысячи лет тому назад.
Место для строительства обсерватории должно быть правильно выбрано. Здесь должны быть благоприятные погодные условия, умеренный климат; здесь должно быть много солнечных дней и безоблачных ночей, как можно меньше туманов, дождей и снегопадов. Это место должно находиться вдали от городских огней и неоновых реклам, которые слишком сильно освещают небо и этим мешают наблюдениям.
