Евгений Гусев - Расширяя границы Вселенной: история астрономии в задачах

Какая же?

5.29. Фридрих Вильгельм Бессель в 1844 году писал Гумбольдту:

Я держусь того мнения, что Процион и Сириус составляют каждый настоящую систему двойных звёзд, куда входят по одной видимой и одной невидимой звезде. Нет никакого основания предполагать, что способность испускать собственный свет представляет коренное, непременное свойство мировых тел. Тот факт, что мы видим бесчисленное множество ярко блистающих звёзд, не может ещё само по себе служить доводом для того, чтобы отрицать возможность существования бесчисленного множества тёмных, невидимых звёзд.

Подтвердилось ли предположение Бесселя, основанное на его наблюдениях собственного движения звёзд? Надо ли понимать под невидимыми звёздами чёрные дыры?

5.30. В «Истории математики» Монтюкла сказано:

Аристотель говорит, что Эмпедокл считал свет за беспрерывное истечение из светящих тел… [Оппоненты] говорили, что если свет Солнца состоит из истечения частичек из этого светила, то мы бы никогда не видели его на его истинном месте, потому что оно бы переместилось в промежуток времени, нужный частичке света для достижения до нашего глаза. Эмпедокл, не прибегая к мгновенности распространения света или к его необычайной скорости, говорил, что упомянутое возражение было бы справедливо, если бы самоё Солнце было бы в движении; но Земля, вертясь на своей оси, идёт навстречу лучу и видит светило в его продолжении.

О каком физическом эффекте интуитивно рассуждают здесь древние учёные? На какой угол смещается изображение Солнца в результате этого эффекта для земного наблюдателя?

5.31. Уильям Томсон (лорд Кельвин) (1824–1907), английский физик, один из основоположников термодинамики, так рассуждал о природе Солнца:

Либо признайте, что Солнце — тело чудесное, специально созданное для того, чтобы изливать свет и тепло вечно; либо нужно принять, что оно, как и всё другое, подчинено законам природы… Гораздо проще принять, что Солнце не может представлять исключение из общих законов природы; тогда для него, как и для всякого другого предмета природы, существует начало и конец того состояния, в каком мы видим его в настоящее время.

На какие принципы опирается У. Томсон в данном рассуждении?

5.32. Клавдий Птолемей писал в своей книге «Альмагест»:

Так как мы поставили себе цель объяснить для пяти блуждающих звёзд все наблюдаемые у них неравенства, как для Луны и Солнца, при помощи круговых равномерных движений, которые по природе свойственны божественному, чуждому беспорядка и неравномерности, то хотя и следует высоко ценить окончательное и правильное достижение этого как истинную цель математической теории в философии, но всё‑таки эта задача представляет очень большие трудности и как следует ещё не была решена никем из предшествующих.

О каких блуждающих звёздах говорит Птолемей? О каких неравенствах в их движении идёт речь? Почему движение небесных тел, по Птолемею, может быть только круговым и равномерным? Почему построение теории наблюдаемых движений планет многие рассматривают как научный подвиг Птолемея?

Меркурий движется при помощи всего семи кругов, Венера — при помощи пяти, Земля — при помощи трёх, Луна вокруг них — при помощи четырёх, наконец, Марс, Юпитер и Сатурн — при помощи пяти кругов каждый. Таким образом, для Вселенной будет достаточно 34 кругов, при помощи которых можно объяснить весь механизм мира…

Кому из выдающихся астрономов принадлежит это высказывание?

5.34. Римский политик, философ и писатель Сенека (3 до н. э. — 65 н. э.) писал:

Важно было исследовать, мир ли вращается вокруг Земли, которая остаётся неподвижной, или Земля вертится, тогда как мир стоит… Эта задача достойна наших размышлений, ибо мы должны знать, в каком состоянии мы находимся: обрекла ли судьба нашу Землю на вечный покой или же, наоборот, она одарила Землю быстрым движением; заставили ли боги все небесные тела двигаться вокруг нас или же мы сами около них вращаемся?

Почему вопросы, сформулированные Сенекой, представлялись ему столь важными?

5.35. Французский астроном и физик Ф. Араго (1786–1853) описывает опыты с маятником:

… его можно вывести из вертикального положения, им занимаемого, … вправо или влево, вперёд или назад, и потом предоставить самому себе. Такой прибор, будучи приведён в движение, качается около вертикала и, первоначально, в плоскости, в которой он был выведен из отвесного положения. Но должен ли он оставаться в этой первоначальной плоскости? Члены флорентийской академии del Cimento сделали над маятником множество наблюдений, из которых дознали, что упомянутая плоскость качаний изменяется. Директор флорентийского естественно — исторического музея нашёл в рукописях Вивиани, что все маятники… отклоняются от первоначальной вертикальной плоскости постоянно в одном направлении… [Из приведённого в книге Араго рисунка видно, что плоскость качания маятника поворачивается по часовой стрелке при наблюдении сверху]

Если его выписки и доказывают, что члены академии del Ciment o и знали перемещение плоскости качаний маятника, то они отнюдь не убеждают, что упомянутые академики обратили внимание на зависимость таких перемещений от вращательного движения Земли.

Какой учёный провёл подробные наблюдения за изменением плоскости колебаний маятника и дал им качественное объяснение? В чём оно состоит? Какой учёный показал зависимость этого явления от географической широты места проведения опыта?

5.36. Древнегреческий писатель Плутарх (ок. 46 — ок. 127) утверждал:

Земля не обладает неподвижностью и не занимает средины круговращения. Она сама обращается около огня. Её нельзя считать ни первой, ни самой важной частью вселенной.

Можно ли полностью согласиться с мнением древнего мыслителя?

5.37. В сочинении одного знаменитого учёного описана гипотеза другого известного учёного о строении Вселенной:

Он предположил, что звёзды и Солнце неподвижны; что Земля вращается вокруг Солнца по окружности, с Солнцем в центре, и что сфера неподвижных звёзд, расположенная вокруг того же самого центра, так велика, что окружность, по которой обращается Земля, находится в таком отношении к расстоянию неподвижных звёзд, как центр сферы относится к её поверхности.

Кому принадлежит изложенная идея? Из какого научного труда взята эта цитата?

5.38. В XIII веке испанский король Альфонс Х, знаток и покровитель астрономии, произнёс слова, за которые он был обвинён в ереси:

«Если бы при сотворении мира создатель спросил моего совета, то я предложил бы ему более простой план устройства Вселенной».

Про какую модель мира так резко высказался король Альфонс?

5.39. Георг Лихтенберг (1742–1799) — немецкий физик — экспериментатор, изобретатель ксерокопирования, известный также как литератор, особенно своими афоризмами. Вот один из них:

Пока Земля тихо стояла, безмолвствовала и астрономия…

Но как только появился человек, приказавший стоять Солнцу,

Астрономия быстро сдвинулась с места.

О чём идёт речь в аллегорическом высказывании Лихтенберга?

5.40. Коперник в своём труде «Малый комментарий» (ок. 1512 г.) писал:

Я взялся за задачу, которая выглядела весьма трудной и едва ли разрешимой, но оказалось, в конце концов, что её можно решить совершенно иными путями, чем можно было предполагать заранее. Нужно было только… взять за основу несколько принципов.

Вот принципы, положенные Коперником в основу своей теории:

1) круги, по которым движутся небесные тела, не являются концентрическими;

2) центр Земли не есть центр мира, а только центр лунной орбиты;

3) траектории всех небесных тел огибают Солнце;

4) сфера неподвижных звёзд находится так далеко, что размеры планетной системы по сравнению с ней пренебрежимо малы;

5) не Солнце движется вокруг Земли, а напротив — Земля вращается вокруг своей оси и обращается вокруг Солнца;

6) не сфера неподвижных звёзд обращается за 24 часа вокруг Земли, а Земля за это время совершает оборот вокруг своей оси;

7) планеты движутся не вокруг Земли, а вокруг Солнца; наблюдаемые движения планет есть результат их истинного движения вокруг Солнца, равно как и движения Земли вокруг Солнца.

Какие положения теории Коперника вполне справедливы, а какие являются лишь приближением к истине?

5.41. Николай Коперник писал:

Если кто‑либо сочтёт Землю движущейся, то он, конечно, скажет, что её движение естественное, а не вынужденное. Всё, что соответствует природе, производит противоположный эффект по сравнению с тем, что достигается вынужденно. Предметы, к которым приложена сила или вынуждающее действие, с необходимостью должны быть разрушены и не могут длительно существовать, в то время как созданные природой пребывают в согласии с ней и находятся в наилучшем расположении. Птолемей не имел оснований опасаться, что Земля и земные тела будут разрушены вращением, произведённым действием природы, весьма отличающимся от действий, вызванных искусством или промышленностью. Почему он не боялся ещё более быстрого движения мира, ведь небеса гораздо больше Земли?