Игорь Шалашников - Популярный звездочет

Игорь Шалашников

Популярный звездочет

www.napisanoperom.ru

Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения правообладателя.

© И. Шалашников, 2014

© ООО «Написано пером», 2014

Вступление

Эта книга посвящена молодым людям, студентам и школьникам, которых интересуют современные исследования в области астрономии и астронавтики. Много открытий в этих областях пришлось на начало XXI века. С течением времени неизбежно совершенствуется техника по изучению небесных тел. Космическое пространство предстает перед учеными во все больших подробностях. Человек путешествует на околоземные орбиты, планирует совершить путешествие на Марс и освоить Луну как базу для дальнейшего изучения космического пространства. В этой небольшой книге представлены все самые интересные и свежие материалы, связанные с подобными исследованиями.

Еще с древних времен небо притягивало человека своей загадочностью. Людей интересовал небосвод как способ ориентирования в пространстве (на местности) и во времени (смена времен года). Ориентированием по звездам в своих профессиях пользовались охотники, скотоводы, земледельцы и рыболовы. Астрономия послужила к созданию различных календарей, которые основывались на положении Солнца, Луны и звезд на небе. В разных культурах существовали разные календари. В Древней Греции, например, в каждом городе был свой календарь со своими названиями и времяисчислением.

Астрономические знания накапливались тысячелетиями. Во все эпохи можно отметить великие имена, которые повлияли на астрономическую науку. В древние времена это были Аристарх, Плутарх, Клавдий, Птолемей. Все они были новаторами, и их теории, суть которых была верна, переворачивали представления науки астрономии.

Среди знаменитых имен Средних веков значатся астрономы Николай Коперник, Галилео Галилей, Иоганн Кеплер, Джордано Бруно, Тихо Браге.

Стоить отметить, что астрономия тесно граничит с геометрией, математикой и физикой. Поэтому, несомненно, великие астрономы были изрядно подкованы и в этих науках.

В Новое время эстафетную палочку в развитии астрономической науки подхватили Исаак Ньютон, Лаплас, Уильям Гершель, Василий Яковлевич Струве и Камилл Фламарион.

В XX веке рывок в развитии астрономии был самым стремительным, так как появилась техника, строились мощные телескопы, в том числе космический телескоп. Появился новый раздел астрономии – астрофизика, в котором проводился всеобъемлющий анализ световых волн.

К числу великих ученых-астрономов XX века можно отнести Альберта Эйнштейна, Артура Эддингтона, Джеймса Джинса, Александра Фридмана, Эдвина Хаббла.

Стоит отметить и тот факт, что астрономам, ученым смежных наук и инженерам в XX веке удалось запустить человека в космос и на Луну. Эти события также будут освещены в этой книге.

Галилео Галилей

Исаак Ньютон

Эдвин Хаббл

Начало Вселенной. Версия о Большом взрыве

Вселенная началась с разлета вещества с огромной скоростью. Но это всего лишь наше предположение. Мы делаем этот вывод, наблюдая за современным поведением Вселенной. Самые дальние галактики отдалены от нас на 13–15 млрд световых лет. Отсюда мы можем заключить, что примерно столько времени назад начался Большой взрыв.

Состояние вещества до Большого взрыва можно оценивать как сверхплотное: оно помещалось в размеры мельчайшей элементарной частицы. А потом началось расширение. Стоит отметить тот факт, что мы не обнаруживаем тел или любых космических структур, возраст которых превышал бы вычисленный срок, протекший с Большого взрыва.

Представить себе состояние вещества до Большого взрыва мы не в состоянии. Это все равно как если представить, что было до начала времени, потому что того состояния пространства и времени, скорее всего, не существовало. К тому же некоторые теории склоняются к факту, что пространство было не трехмерным, а более многомерным. Предположим, оно было шестимерным или семимерным. Но как оно выглядело? На каком принципе оно существовало? Лучшие умы человечества, возможно, могут понять это, но объяснить это простому человеку, какими являемся мы с вами, они не в состоянии. Но здесь лежит потенциал и для вас! Займитесь этим вопросом… Может, вам улыбнется удача, и вы сможете понять непонятное и объяснить необъяснимое.

О галактиках Млечный Путь и Андромеда. Классификация галактик.

Наша Солнечная система, состоящая из звезды по имени Солнце, девяти планет, их спутников, пыли, астероидов и комет, входит в галактику Млечный Путь. Наша галактика имеет колоссальные размеры: чтобы пролететь от края до края галактики, свету (!) потребуется около 100 тыс. лет…

Так, наблюдая в телескопы звезды или даже невооруженным глазом ночное небо, мы видим некоторое прошлое тех небесных тел, которые предстают перед нами. Например, солнечный свет проходит расстояние до Земли за 8 минут. А свет звезд, которые удалены от нас намного больше, может проходить до нас несколько тысяч лет. Анализируя скорость света, мы можем представить себе, насколько большими расстояния могут быть от одного космического тела до другого.

Огромная звездная полоса, видимая ночью на небе, относится к галактике Млечный Путь. Расстояние от Солнца до центра нашей галактики примерно 27 700 световых лет.

Центр Млечного Пути называется балджем, он составляет около 8 тыс. парсек1 в поперечнике. В его структуру входит сверхмассивная черная дыра Стрелец А. Возможно, в нее также входит еще одна черная дыра средней мощности. А также в центр галактики входят две перемычки, с которых начинаются рукава.

Так как наша галактика является спиралевидной, она имеет рукава. Наша Солнечная система находится в рукаве Ориона. Среди рукавов можно обозначить также рукав Персея, рукав Стрельца, Внешний рукав, рукав Щита-Центавра, рукав Лебедя. А около центра галактики находятся Дальний и Ближний трехпарсековые рукава. Эти рукава и входящие в их состав звезды и газовые облака закручены в красивую спиралевидную фигуру.

В центре Млечного Пути, оказавшись на какой-нибудь планете, мы бы увидели небесное зарево даже ночью. Это объясняется тем, что в пределах 1000 лет от центра галактики звезды расположены очень плотно. Звезды там могут располагаться в пределах каких-нибудь нескольких световых дней.

(Картинка-схема)

Галактика Андромеда, ближайшая к нашей галактике, также является спиралевидной. Ее можно увидеть на небе невооруженным глазом. Она удалена от нас на 2 млн световых лет. Млечный Путь и Андромеда имеют спутники из более мелких галактик. А вместе с галактикой Треугольника они образуют так называемую Местную группу галактик. Движение галактик Местной группы происходит под гравитационным влиянием всех остальных ее членов.

Ближайшая группа галактик к нашей Местной группе называется скопление Девы. Расстояние до него насчитывает 50 млн световых лет. Скопление Девы огромно: оно располагается на небе на участке в 200 раз большем, чем занимает полная луна в ночном небе. Гравитационная сила этого скопления настолько велика, что оно влияет на движение нашей Местной группы: мы медленно движемся в ее сторону.

Эдвин Хаббл классифицировал галактики по трем типам: эллиптические, спиральные и неправильные.

Форма эллиптических галактик напоминает лимон или мяч для регби. Они не имеют рукавов, а их форма измеряется по степени уплощенности буквой E=0…7 (7 имеют галактики наиболее сплюснутые).

Тип спиральных галактик подразделяется на два подтипа: пересеченные спирали и нормальные спирали. Пересеченные спирали имеют перемычку, с которых начинаются рукава, а у галактик с нормальными спиралями рукава начинаются прямо из центра.

Галактики неправильного типа имеют клочковатую форму. Такие галактики содержат много газа (до 50 % от их общей массы).

Все звезды во Вселенной находятся в галактиках. Между галактиками нет никаких звезд. А сами галактики наклонены друг к другу под разными углами.

1 Единица расстояния, используемая в астрономии; равна 3,2616 светового года

Солнце, и какие бывают звезды

Солнце является центром Солнечной системы. Солнце является также источником тепла и света, которые являются необходимыми условиями существования жизни на нашей планете.

Солнце имеет шарообразную форму, состоящую в основном из атомов водорода и гелия. Но также в нем присутствуют и атомы других элементов, таких как кислород, углерод, железо, сера, неон, азот, кремний, магний и некоторые другие. Вокруг раскаленного до 15 000 000 °К солнечного ядра, в котором происходят термоядерные реакции превращения водорода в гелий, находятся зоны циркулярной конвекции и радиационного переноса. К внешним слоям относятся фотосфера, хромосфера и корона.