[Параметры] [Интерфейс] [Работа с письмами] [Ошибки]
(01) (02) (03) (04) (05) (06) (07) (08) (09) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58)

Вселенная расширяется?! Вряд личто-нибудь подобное приходило вголову даже самым великимфилософам, астрономам, физикампрошлого. И в те времена, когдаученые признавали геоцентрическуюсистему мира (Вселенная, в центрекоторой мыслили Землю), и позднее -когда утвердиласьгелиоцентрическая системаКоперника (в центре этой системынаходилось Солнце), считалось, чтоВселенная ограничена "сферойнеподвижных звезд". Датскийастроном Тихо Браге (1546-1601), которыйпрославился исключительнойточностью своих наблюдений, многиегоды был убежден, что во Вселеннойничего особенного не происходит,что она не изменяется со временем,что над Землей вечно сияли и будутсиять звезды привычных намсозвездий. Хотя он, конечно,наблюдал такие не-обычные явленияна небе, как "падающие звезды"(метеоры) или кометы. А однаждывечером - это было 11 ноября 1572 года, -возвращаясь из алхимическойлаборатории, 26-летний Тихо увидел всозвездии Кассиопеи яркую звезду,которой там раньше не было.Современные астрономы называют этувзорвавшуюся звезду его именем -Сверхновая Тихо. Ну а тогдапоявившееся в небе светило, котороебыло ярче Венеры и видно даже днем,показалось Тихо Браге чудом. "Ябыл настолько поражен этимзрелищем, - записал он, - что непостыдился подвергнуть сомнениюто, что видели мои собственныеглаза... Не было ли это величайшим изчудес, которые случались когда-либосо времен начала мира?.."

Доктор педагогическихнаук Е. ЛЕВИТАН.

Какие же наблюдения астрономов иисследования теоретиков заставилиученых коренным образом изменитьпредставление о нашей Вселенной?Кому принадлежат решающиеоткрытия? Чтобы ответить на этивопросы, перелистаем самые яркиестраницы истории астрономии первыхдесятилетий ХХ века. Познакомимся сглавными ее героями - американскимастрономом Эдвином Хабблом (1889-1953) исоветским математиком, физиком иметеорологом АлександромФридманом (1888-1925).

Однако ни это столь удивительноеоткрытие, ни многие другие,сделанные в последующие столетия,не изменили отношения ученых коВселенной в целом. Величайший изфизиков ХХ века Альберт Эйнштейнпервоначально тоже пришел к выводуо неизменности (статичности) изамкнутости Вселенной. Он говорил,что в мире, напоминающемповерхность шара, световой лучспособен совершить"круговселенское"путешествие. С присущей емускоростью (300 000 км/с) он можетотправиться в это путешествие изкакой-нибудь точки, а потом, вдовольнагулявшись среди сотен или дажетысяч миллиардов галактик,вернуться через десятки миллиардовлет к месту своего старта. Правда,Эйнштейн через некоторое времяпризнал, что Вселенная совсем нетакая...

Но сначала как будто бы совсем необ этом. Мы напомним вам офизическом явлении, которое еще в1842 году открыл австрийский физикКристиан Доплер. Теперь это явлениеназывают эффектом Доплера. Уверены,что вы знакомы с одним из егопроявлений - изменением тона гудкаприближающегося или удаляющегосяпоезда (или сигнала автомобиля). Уприближающегося поезда тон гудкавыше, чем у неподвижно го, а у того,который удаляется от нас, - болеенизкий. Имеет ли это какое-нибудьотношение к астрономии и тем болеек расширению Вселенной? Да,представьте себе, имеет. Дело в том,что эффект Доплера наблюдается нетолько в звуковых явлениях, но и вдругих, например, прираспространении световых ирадиосигналов. В школе на урокахфизики мы узнаем, что все эти напервый взгляд совершенно различныеявления принадлежат к волновымпроцессам. Мы можем наблюдатьволны, расходящиеся от брошенного впруд камня или при колебанияхверевки, - это механические волны.Кроме них существуют волнызвуковые (акустические), волнысвета, радиоволны и другие. Все этопримеры различных волновыхпроцессов. А отличаются они один отдругого главным образом частотойколебаний в волне, или, как обычноговорят, - длиной волны.


Рисунок помогает понятьфизическое явление, котороеназывают "эффект Доплера".Проследите, как изменяется длинаволны света и происходит смещениеспектральной линии при увеличениии уменьшении расстояния междуисточником света и наблюдателем.

Вспомните радугу, иногдаукрашающую небо. Ее цвета плавнопереходят из одного в другой:красный, оранжевый, желтый, зеленый,голубой, синий, фиолетовый. Самаприрода словно демонстрирует намспектр света Солнца. Капельки воды,содержащиеся в воздухе, подобностеклянным призмам, разлагаютсложный белый цвет на простыецвета. Причем у каждого из цветовсвоя длина волны: наибольшая - украсного, наименьшая - уфиолетового. Еще интереснеерассматривать спектр Солнца спомощью специального прибора -спектроскопа. Тогда видна не толькорадужная полоска, но и темные линии(они пересекают ее), излучаемыеразличными химическими элементами,из которых состоит вещество Солнца.

Что же происходит, когда источникзвука или света приближается илиудаляется от нас? При приближениидлина волны воспринимается какуменьшающаяся, а при удалении - какувеличивающаяся. Поэтому меняетсятон гудка поезда. Нечто подобноепроисходит и со светом. Нообнаружить такие изменениясложнее. Необходимо получить иисследовать спектр источникасвета.

Теперь вернемся к нашей главнойтеме. В самом начале ХХ векаединственным астрономом, которыйизмерял лучевые скорости галактик,был молодой бакалавр одного изамериканских университетов ВестоМелвин Слайфер. Обсерватория, гдеон фотографировал спектрыгалактик, находилась в Аризонскойпустыне. Ее построил богатыйбизнесмен Персиваль Ловелл,который еще в детстве увлексяастрономией. Он очень хотел спомощью главного телескопаобсерватории (в конце прошлого векателескоп-рефлектор с диаметромзеркала 60 сантиметров считалсяочень хорошим инструментом)доказать, что на Марсе существуетразумная жизнь.

Для ученых исследование спектраСолнца, звезд и других небесных тел- источник важнейшей информации онебесных телах и вообще оВселенной. Ведь с помощью спектровузнают не только, из чего состоят теили иные небесные тела, но и ихтемпературу, магнитные поля имногое другое. А еще по спектруможно узнать, приближается илиудаляется от нас данная звезда (илигалактика). Если приближается, толинии в ее спектре смещены кфиолетовому концу, а если удаляется- к красному. При этом можноопределить и скорость движения получу зрения. Эту скорость так иназывают - лучевая скорость.

В 1912 году Слайферу удалосьсфотографировать спектрТуманности Андромеды (с выдержкойпочти в 7 часов) и измерить еелучевую скорость. К огромномуудивлению Слайфера и Ловелла,оказалось, что ТуманностьАндромеды приближается к нам соскоростью 300 км/с. В последующие двагода Слайфер определил лучевыескорости еще нескольких десятковтуманностей и убедился, что почтивсе они удаляются от нас соскоростями 1000-2000 км/с. РаботуСлайфера продолжили астрономы накрупнейших американскихобсерваториях, таких, как МаунтВилсон и Ликская. Там удалосьопределить скорости большого числагалактик. Оказалось, что некоторыеиз них удаляются от нас соскоростью в десятки тысячкилометров в секунду!

Ловелл так и не сталпрофессиональным астрономом, но оннемало сделал для астрономии, ипотому его имя увековечено вназвании планеты Плутон. p -астрономический символ этойпланеты, и составлен он из первыхбукв имени и фамилии этого любителяи мецената астрономии. Тщательныенаблюдения Марса, ТуманностиАндромеды и других туманностей онпоручил Слайферу.

Космический телескоп имениХаббла (КТХ) был выведен наоколоземную орбиту через год послетого, как было отмечено 100-летие содня рождения этого астронома. ОбЭдвине Хаббле мы рассказывали вам,когда говорили об открытии другихгалактик (см. "самый интересный журнал Наука и жизнь " №8, 1997 г.). Ему первому удалосьполучить фотографии"туманностей", на которыхчетко видны отдельные звезды. И темсамым доказать - эти"туманности" не что иное, какзвездные системы, подобные нашейГалактике.

К сожалению, время этихисследований пришлось на периодпервой мировой войны, когда ученыеЕвропы и Америки были плохоосведомлены о работах друг друга.Например, далеко не сразу европейцыузнали об открытиях Слайфера и оботкрытиях других американскихастрономов. А американцы какое-товремя не знали о работах АльбертаЭйнштейна, которым суждено былостать основой космологии - учения оВселенной в целом. Поэтомунекоторые важные результатыоказывались незамеченными,открытия "переоткрывались" ит.д. Но и европейских, иамериканских астрономов в эти годыочень интересовала одна проблема:существует ли связь междускоростями удаления галактик ирасстоянием до этих звездныхсистем? Определенный ответ удалосьполучить Эдвину Хабблу в 1929 году. Иименно он вошел в историюастрономии как человек, открывшийрасширение Вселенной.
   Эдвин Хаббл (1889-1953).
Имя Эдвина Хаббла сейчас знакомомногим. Ведь оно присвоеноуникальному космическомутелескопу.

Итак, чем дальше галактики (иликакие-нибудь другиевнегалактические объекты), тем сбольшей скоростью они удаляются отнас. Вселенная расширяется,галактики разбегаются друг отдруга, непрерывно возрастаютрасстояния между ними. Как себе всеэто представить? Неужелидействительно галактики (заисключением самых близких)почему-то мчатся прочь от нас? Ноесли это так, то, быть может, мынаходимся в центре расширяющейсяВселенной? Хаббл неоднократноговорил о том, что истолкованиеполученных им результатовнаблюдений он предоставляеттеоретикам.

Сделал он это с помощьюкрупнейшего в то время 2,5-метровоготелескопа-рефлектора обсерваторииМаунт Вилсон. Примерно такой жетелескоп сейчас успешно работаетна околоземной орбите (диаметрзеркала КТХ - 2,4 м). Эдвин Хаббл нетолько увидел в "туманности"отдельные звезды, но и определил спомощью пульсирующих звезд (цефеид)расстояния до туманностей. Новсе-таки, пожалуй, главное открытиеХаббла - это закон, носящий его имя.Эдвин Хаббл родился в 1889 году вмаленьком американском городеМаршфильд (штат Миссури), вмногодетной семье, где было 8 детей.Родители были строги и внимательнык детям, стремились их хорошовоспитать. В детстве Эдвинувлекался спортом, любил читать. Онрано заинтересовался астрономией.Впрочем, не совсем случайно:любителем астрономии был его дед(отец матери), который сам построилтелескоп и увлекал внука загадкамиМарса. После школы Эдвин поступил вЧикагский университет. Затем тригода в Англии изучал юриспруденцию.А в 1914 году вернулся в Чикаго дляработы над диссертацией поастрономии. Через три года он сталдоктором наук и начал работать наЙерксской обсерватории (Чикаго). В1929 году Эдвин Хаббл, тогда он ужеработал на обсерватории МаунтВилсон, открыл свой великий закон.Он установил простую зависимостьмежду красным смещением галактик ирасстоянием до них. Закон выраженочень короткой формулой: V = Hr, где V -лучевая скорость галактики; r -расстояние до нее; Н - коэффициентпропорциональности. Величину Настрономы всего мира называютсегодня постоянной Э.Хаббла. Хабблпервоначально считал, что Н = 500 км/(сМпк). В результате огромного числаработ, выполненных в последующиегоды астрономами разных стран,выяснилось, что значениепостоянной Хаббла находится впределах от 50 км/(с Мпк) до 100 км/ (сМпк). Следовательно, если, например,считать Н = 75 км/(с Мпк), то скоростьудаления галактик увеличивается на75 км/с на каждый 1 Мпк. (Напомним, что1 Мпк - это 1 миллион парсек (пк), а 1 пк= 3,2 световых лет.) Уточнениевеличины Н продолжается и по сейдень...

Фридман относится к числу техученых, которым удалось "накончике пера" открыть возможноерасширение Вселенной. Академик П. Л.Капица вспоминал, что Фридман неочень-то верил в свою собственнуютеорию и относился к ней лишь как кматематическому курьезу. Он будтобы говорил, что его дело - решатьуравнения, а разбирать ся вфизическом смысле решений должныдругие специалисты - физики,астрономы. Эйнштейн, первоначальноне соглашавшийся скосмологическими работамиФридмана, писал: "Его результатзатем получил неожиданноеподтверждение в открытом Хаббломрасширении звездной системы(красное смещение спектральныхлиний, которое линейно растет срасстоянием)... не вызывает поэтомуникаких сомнений, что... схемаФридмана... - это наиболее общаясхема, дающая решение космологической проблемы".
   АлександрАлександрович Фридман (1888-1925).
А. А. Фридман родился в 1888 году вПетербурге в семье музыкантов. Онхорошо был подготовлен дома к учебев гимназии и учился блестяще. Уже вгимназические годы проявил интереск математике. Занимался вматематическом кружке, написалсвою первую научную работу, котораябыла опубликована. Потом он училсяна математическом отделениифизико-математического факультетаПетербургского университета. Егознания в области математики сталипо-настоящему глубокими, и он суспехом применял их, занимаясь"чистой математикой", теориейдвижения земной атмосферы,проблемами физики и космологии.

Особое место среди такихтеоретиков занимает нашсоотечественник АлександрАлександрович Фридман. Он прожилвсего 37 лет и умер за четыре года дооткрытия закона расширенияВселенной. А Хаббл не знал о егоработах.

Открытия, подобного этому, не былов науке о Вселенной со временНиколая Коперника. Он"сдвинул" Землю с еецентрального места в мироздании и"водворил" на это место Солнце.Но в действительности-то Солнце,как теперь знает каждый, - центр неВселенной, а только нашей Солнечнойсистемы. Да и Солнечная системарасположена совсем не в центреГалактики. И Галактика наша тоже нев центре Вселенной (впрочем, центрау Вселенной вообще не существует!).Об этом мы уже рассказывалидовольно подробно (см. "Наука ижизнь" №№ 6, 8 и 10, 1997 г.). Что же втаком случае означает"разбегание" галактик? Толькото, что расстояния междугалактиками непрерывно возрастают,галактики удаляются друг от друга,но ни одна из них не занимаетцентрального положения. Если бы мыжили в Туманности Андромеды или вкакой-то из галактик, наблюдаемых всозвездии Большой Медведицы, то итам нам казалось бы, что всегалактики убегают от нас. Некотороепредставление о том, как такоевозможно, дает простой опыт.
     Опыт с воздушнымшариком, поясняющий разбеганиегалактик.
Возьмите детский воздушный шарик.Нарисуйте на нем мелом пятнышки(они изображают галактики).Надувайте этот шарик и наблюдайтеза тем, как будут удаляться друг отдруга пятнышки-галактики.Расширение нашей Вселенной (илиМетагалактики), вероятно, самоеграндиозное из явлений природы. Ономожет проявляться только вогромных масштабах Вселенной. В"малых" масштабах, например вСолнечной системе или даже вотдельной галактике, емупрепятствуют силы тяготения - междузвездами и движущимися вокруг нихпланетами, между звездами и тем, чтонаходится в центральных областяхгалактик. Вспомним, что происходитс телами при нагревании. Онирасширяются, их объемувеличивается за счет ростарасстояния между атомами. Но самиатомы при этом не увеличиваются.Нечто подобное происходит и прирасширении Метагалактики:возрастают расстояния междугалактиками, скоплениями исверхскоплениями галактик (см."самый интересный журнал Наука и жизнь " № 10, 1997 г.), нопри этом размеры самих галактикостаются неизменными.

Биографы Фридмана отмечают, чтоон во всем, за что бы ни брался,неизменно достигал больших высот.Фридман стал одним из создателейтеоретической метеорологии иорганизатором службы погоды,оказал большое влияние на созданиерусского воздушного флота, сталавтором важнейшей для космологиитеории. И это при том, что он тригода был на первой мировой войне.Пошел добровольцем в авиационныйотряд и на войне не прекращалнаблюдения атмосферы. Потом он былпрофессором Пермскогоуниверситета. За два месяца досвоей смерти (Фридман умер в 1925 годуот брюшного тифа) совершил оченьтрудный и опасный полет нааэростате... И все-таки главнойвершиной этого необычайноталантливого ученого оказались егоработы в области космологии.Основываясь на теории тяготения А.Эйнштейна, Фридман доказал, чтоВселенная не остается неизменной, адолжна либо расширяться, либосжиматься. Спустя несколько летпосле этого открытия, сделанногоФридманом, Хаббл доказал, что нашаВселенная расширяется. Так в первойтрети ХХ века скрестились и слилисьвоедино гениальные открытияФридмана (теоретика) и Хаббла(астронома-наблюдателя), ставфундаментом современныхпредставлений об эволюцииВселенной.

Космическийтелескоп имени Хаббла (КТХ) наоколоземной орбите. Егоосматривают и ремонтируют дваамериканских астронавта,прилетевшие на космическом корабле"Шаттл".

 

100-дюймовый(2,5-метровый) телескоп-рефлекторобсерватории Маунт Вилсон. Онвступил в строй в 1917 году и многиегоды оставался крупнейшим в мире.Одним из самых знаменитыхастрономов, работавших на этомтелескопе, был Э. Хаббл. 25 июня1985 года состоялось торжественноезакрытие этого очень известного вовсем мире инструмента. 



Меркурий - попытайтесь отыскатьего утром, перед восходомСолнца (созвездия - Змееносец,Стрелец). Блескпланеты - от -0,2mдо -1,5m.

Планеты, видимыеневооруженным глазом в январе - феврале 1998 года

Марс виден по вечерам,невысоко над горизонтом (созвездия -Козерог, Водолей).Блеск планеты от+4,4m до +4,0m.

Венера - вечерняявидимость сменится на утреннюю(созвездия - Козерог, Стрелец). Блеск планеты от -4,5m до -4,6m

Сатурн будет перемещаться посозвездию Рыб. Блеск + 0,7m.

Юпитер можно будет наблюдать вечеромв январе на границе Козерога и Водолея. Блеск планеты - 2,0m. В концеянваря и в феврале планета не будетвидна.

Фазы Луны



Полнолуние - 12 января, 11 февраля.

Первая четверть -5января, 4февраля.

Новолуние - 28января, 26 февраля.

Последняячетверть - 20 января, 11 февраля

Климишин И. А. ОткрытиеВселенной. "Наука", 198
Струве О., Зебергс В. Астрономия ХХвека. "Мир", 196
Шаров А. С., Новиков И. Д. Человек,открывший взрыв Вселенной. "Наука", 198  


ЛИТЕРАТУРА



 



(01) (02) (03) (04) (05) (06) (07) (08) (09) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58)