Анатолий Кондрашов - Новейшая книга фактов. Том 1. Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина
Во сколько раз современный телескоп «зорче» человеческого глаза?
Чем больше света «соберет» оптический прибор, тем менее яркие и более далекие объекты он «увидит». Именно поэтому зеркала телескопов становятся все больше и больше. Рабочая (эффективная) площадь главного зеркала телескопа диаметром 8 метров равна примерно 48 квадратным метрам, а площадь человеческого зрачка в сумерках – примерно 20 квадратным миллиметрам. Телескоп соберет во столько раз больше света, во сколько его площадь больше площади зрачка, то есть приблизительно в 2,5 миллиона раз!
У какого телескопа выше разрешающая способность – радио– или оптического?
Недостатком радиотелескопов долгое время была их низкая разрешающая способность, достигавшая даже у больших радиотелескопов лишь нескольких минут дуги. Проблема была решена посредством использования техники интерферометрии, когда сигналы, попадающие на разные радиотелескопы, собираются и обрабатываются на компьютере. В этом случае два и более радиотелескопа ведут себя как единый инструмент с диаметром, равным расстоянию между отдельными радиотелескопами. Применяя одновременно три радиотелескопа, установленных в США, Австралии и Южной Африке, астрономы смогли разглядеть строение пульсара, находящегося на расстоянии в 1600 световых лет от Земли в созвездии Паруса. Облако раскаленного газа, излучающее радиоволны, имеет поперечник 500 километров, а в его центре находится нейтронная звезда диаметром около 10 километров. Если бы такой разрешающей способностью обладал оптический телескоп, он мог бы разглядеть с Земли крупный вирус на поверхности Луны.
Что такое «световое загрязнение» атмосферы и кому оно мешает?
Свет от наземных источников – серьезная помеха для астрономических наблюдений. Издавна обсерватории строили вдали от городов. Когда-то и Гринвич, и Пулково, и даже Воробьевы горы были темными уголками, а сейчас все чаще говорят о «световом загрязнении» атмосферы, мешающем изучать далекие светила. Согласно проведенным итальянскими астрономами исследованиям, свет одного-единственного уличного фонаря способен помешать наблюдателю, находящемуся от него на расстоянии 200 километров. Свет больших городов уже вредит даже телескопам, установленным на Канарских островах, в горах Чили и на Гавайях. Кто действительно испытывает большие затруднения, так это астрономы-любители, живущие в больших городах. Если при идеальных условиях можно увидеть звезды приблизительно 6,5 звездной величины, то в центре большого города с трудом можно разглядеть объекты 2,5 звездной величины. Если количество и мощность источников света будут нарастать так же, как до сих пор, то в 2025 году итальянцы перестанут видеть Млечный Путь с территории своей страны. Уже сейчас 70 процентов американцев не могут его видеть. А опрос, проведенный среди английских старшеклассников, показал, что лишь один из десяти видел Млечный Путь. В США создана Международная ассоциация темного неба, в которую вошли почти три тысячи астрономов всего мира. Члены ассоциации подчеркивают, что они борются не против освещения, а против плохих источников света. Вреднее всего для астрономии уличные фонари с обычными или галогенными лампочками накаливания, испускающими очень широкий спектр частот. Немногим лучше синевато-зеленоватый свет ртутных фонарей, а предпочтительнее всего натриевые лампы низкого давления с желтоватым светом, который забивает всего один процент спектра, интересующего астрономов. Если такой фонарь еще и снабжен рефлектором, направляющим свет к земле, то вреда для телескопов почти нет. Вдобавок натриевые лампы берут на 30 процентов меньше энергии, чем ртутные, и на 50 процентов меньше, чем галогенные.
Почему в сентябре 2000 года радиоастрономы с радостью восприняли весть о том, что спутники связи системы «Иридиум» будут спущены со своих орбит?
Мощность радиоизлучения от сотовых телефонов ничтожно мала по сравнению с космическими источниками, но они находятся гораздо ближе к радиотелескопам. Один мобильный телефон, помещенный на Луне, мог бы забить своим излучением все, кроме трех самых мощных естественных источников радиоволн во Вселенной. Поэтому в сентябре 2000 года радиоастрономы с радостью восприняли весть о том, что 66 спутников связи системы «Иридиум» будут спущены со своих орбит. Эта система, позволявшая с помощью карманного спутникового телефона связаться из любой точки Земли с любой другой точкой, не нашла достаточного количества абонентов, и фирма обанкротилась. На планете набралось всего 55 тысяч человек, нуждающихся в постоянной возможности выйти на связь из любого захолустья и готовых заплатить 7–8 тысяч долларов за такую возможность (не считая повременной платы за разговоры). Между тем спутники и телефоны этой системы вещали на частотах, близких к частоте излучения космических газовых облаков и грозили помешать их исследованию.
Обязательно ли выносить оптический телескоп за пределы атмосферы для существенного повышения его разрешающей способности?
Поскольку зеркалу телескопа надлежит поворачиваться, отслеживая объект в ночном небе, оно не должно быть слишком тяжелым, иначе в процессе поворота оно будет деформироваться под влиянием собственного веса, сводя на нет высокоточную обработку, проведенную при его изготовлении. Следствием указанного ограничения на массу зеркала является ограничение на его размеры. Именно поэтому до 1975 года наиболее крупным в мире был американский телескоп с зеркалом диаметром 5 метров, установленный на горе Паломар в Калифорнии. Затем этот рекорд был побит: на Северном Кавказе, близ станицы Зеленчукской, закончилось строительство телескопа с зеркалом диаметром 6 метров. В последнее десятилетие ХХ века наступил новый этап в развитии оптических телескопов, связанный с внедрением так называемой активной оптики. Решение проблемы свелось к изготовлению тонких зеркал (толщиной около 20 сантиметров при диаметре 8– 10 метров), форму которых корректирует компьютер с помощью нескольких десятков подвижных гидравлических опор. Альтернативой монолитным зеркалам, состоящим из единого блока, стали составные зеркала. Так, зеркала двух телескопов, установленных на гавайском потухшем вулкане Мауна Кеа, каждое по 10,8 метра в диаметре, состоят из 36 шестиугольных фрагментов размерами не более 2 метров. Другой прорыв в области совершенствования оптических телескопов связан с внедрением адаптивной оптики, позволяющей если не полностью устранить, то существенно сократить деформации изображений небесных объектов из-за атмосферной турбулентности. Эта технология обеспечивает «подстройку» зеркала телескопа под изменения, происходящие в атмосфере, так что расфокусировка изображения, вызванная перепадами плотности воздуха, его потоками и ветром, сводится к минимуму. Специалисты утверждают, что стоимость таких наземных телескопов намного меньше, чем стоимость только ремонта в космосе орбитального телескопа «Хаббл», а их разрешающая способность на порядок (приблизительно в 10 раз) выше, чем у прибора, вынесенного в космос.
В чем состоит уникальность астрономических знаний африканского племени догонов?
Культура догонов уже несколько десятилетий является объектом пристального внимания ученых. Этот сравнительно малочисленный народ (в 2000 году численность догонов составляла около 500 тысяч человек) живет преимущественно на территории Республики Мали, в труднодоступном районе. Активно сопротивляясь как исламизации со стороны правителей древнего Мали, так и обращению в христианство со стороны французских колонизаторов, догоны до самого последнего времени сохраняли в относительно нетронутом виде многие свои верования и обычаи. Особый интерес представляют их космологические взгляды. В представлении догонов Вселенная является «бесконечной, но измеримой», заполненной «спиральными звездными мирами», в одном из которых находится Солнце. Этот мир можно наблюдать на небе в виде Млечного Пути. Большинство видимых на небосводе светил представляют «внешнюю» систему звезд, влияние которых на земную жизнь, по мнению догонов, относительно невелико. «Внутренняя» же система, «непосредственно участвующая в жизни и развитии людей на Земле», включает в себя созвездие Орион, альфу и гамму Малого Пса, Плеяды и еще несколько звезд. Главную роль в ней играет Сириус, именуемый «пупом мира». Сириус догоны считают тройной звездой, главный компонент которой именуется Сиги толо («толо» – звезда), а спутники его – По толо и Эмме йа толо, причем вокруг Эмме йа толо якобы вращаются еще два спутника – Ара толо и Йу толо. При этом характеристики звезды По ни в чем существенном не отличаются от известных в настоящее время характеристик Сириуса В. Прежде всего, звезда По – белая, в святилищах догонов она символизируется белым камнем. Период обращения По толо вокруг Сиги толо составляет 50 лет (по данным астрономов – 49,9 года). Эта звезда, утверждают догоны, имеет небольшие размеры при огромных весе и плотности: «она самая маленькая и самая тяжелая из всех звезд». Именно По толо догоны считают «самой важной звездой», «символом происхождения Вселенной» и «центром звездного мира». Что касается Эмме йа толо, то современной астрономии второй спутник Сириуса не известен, хотя в течение последних десятилетий астрономы разных стран неоднократно высказывали предположение о существовании в этой системе еще одной звезды. Некоторые особенности системы Сириуса действительно говорят в пользу такой гипотезы, но наблюдениями она пока не подтверждена. Этнографы, изучавшие космологию догонов, единодушны в том, что она – результат заимствования, ибо уровень научно-технического развития этого народа не позволил бы им узнать что-либо подобное без «помощи со стороны». Некоторые склонны считать ее источником современную европейскую цивилизацию, однако это предположение сталкивается с серьезными возражениями. Первейшее из них состоит в том, что знания о системе Сириуса лежат в основе вычисления периода, с которым отмечается Сиги – главный праздник догонов, ритуалы же этого праздника уходят в прошлое на 700 лет (по некоторым данным – на 1400 лет). А между тем Сириус В был открыт астрономами в 1862 году, его необычайно высокая плотность определена в 1915 году. Кроме того, отнюдь не во всем знания догонов совпадают с современной астрономической картиной мира. В частности, наличие у Сириуса второго спутника – пока только гипотеза, а что касается спутников Эмме йа толо (по существу – планет), то о них наша астрономия даже речи не ведет. Самое интересное, что французские этнографы, изучавшие верования догонов, ни в малейшей степени не верили их астрономическим построениям – пока один астроном не указал им на примечательность этой части догонской космогонии.
