УВЛЕКАТЕЛЬНАЯ
НАУКА

АСТРОНОМИЯ
И(kPИ8AftfИf ПPOПPAtf(f8A-8PfMftfИ
8БАИ3И (0AtfЦA И 3fМАИ

•

МПfОРttЫй norok

SAП1(k РАШЫ

о

)>

n

-1
-о

kOPOtfA,

о

8И,ДИМАЯ

80

8РfМЯ

noлttoro (0AtffЧtfOГO 3AfMftfИЯ

:I:
о
з:

:s::
~

ffAHkOП

"tfAWf

Б~,Д~Щff

-

8 kO(MO(f''.
(fИ8ftf XOkИtfГ

••• •

И. Е. Гусев

УВЛЕКАТЕЛЬНАЯ
НАУКА

АСТРОНОМИЯ

ИЗДАТЕЛЬСТВО
АСТ

УДК 087.5:52
ББК 22.6я2
Г96

Серия «Увлекательная наука» основана в

2016 году

Гусев, Игорь Евгеньевич.

Г96

Астрономия/ И. Е. Гусев. ил.

-

Москва : Издательство АСТ,

2016. -

160 с. :

(Увлекательная наука).

ISBN 978-5-17-098813-6.
Вы еще только открываете для себя такую древнюю науку, как астрономия, и
боитесь, что школьные уроки будут скучными и непонятными? А может, вам очень
нравится смотреть на звездное небо и не терпится узнать, что происходит в нашей
огромной Вселенной? Так или иначе, наша энциклопедия создана специально для
вас! Она позволит вам почувствовать себя важной частью огромного удивительного
мира. Вы сможете без труда разобраться в устройстве Вселенной, понять ее законы,
познакомиться с небесными телами и космическими аппаратами. А самое главное книга написана просто и интересно. В отличие от школьных учебников, здесь нет
громоздких формул и сложных научных теорий

-

только красочные иллюстрации,

понятные схемы, аналогии и сравнения.

Для среднего и старшего школьного возраста.
УДК

087.5:52

ББК 22.6я2

Оформление, обложка, иллюстрации
ООО «Интеджер», 2016.

©

Дизайн обложки Резько И. В.
© ООО «Издательство АСТ»,

2016

В оформлении использованы материалы,
предоставленные Фотобанком Shutterstock, Inc"

©

ISBN 978-5-17-098813-6

Shutterstock.com, 2016
© В оформлении использованы материалы,
предоставленные Фотобанком Dreamstime, Inc"
Dreamstime.com, 2016
© В оформлении использованы иллюстрации с
сайта www.nasa.gov, 2016

Наука о космосе

НАУКА О КОСМОСЕ
А

Наше будущее

-

3

в космосе.

Стивен Хокинz

гать их придется. Потому что

странство ... Лучшая часть че­

вняя наука, но при этом

когда-нибудь нам

предстоит

ловечества, по всей вероятно­

и наука будущего. Она

покинуть

Ведь,

сrрономия

-

очень дре­

как

сти, никогда не погибнет, но

А

писал К. Э. Циолковский, «Че­

будет переселяться от солнца

они часто совсем не похожи на

ловечество не останется вечно

к

наши, земные. Там совершен­

на Земле, но в погоне за све­

ния. Через многие дециллио­

но иные масштабы времени,

том и пространством сначал а

ны лет мы, м ожет быть, будем

расстояний

робко проникнет за пределы

жить

изучает

законы

солнцу

по

мере

их

погаса­

энергий.

Они

подавляют

сво­

атмосферы, а затем завоюет

теперь не во згорел ось, а суще­

ей громадностью. Но пасти-

себе все околосолнечное про-

ствует лишь в зачатке » .

потрясают

и

космоса.

Землю.

и

у

солнца,

которое

еще

4

Когда светила были богами

КОГДА СВ:ЕТИЛА

БЬIЛИ БОГАМИ
ВзаимосвRзь

с КОСМОСОМ жизни на Земnе

в

стаи выбирают нужное направ­
ление перелета по положению

Солнца, Луны и звезд. При па­
смурной

погоде

ориентация

се или почти все живое

растений. Так, лепестки цветков

на Земле связано с кос­

закрываются

открываются в

Из-за вращения Земли во­

мосом и зависит от него.

определенное время в зависи­

круг собственной оси положе­

и

пернатых заметно ухудшается.

В первую очередь от нашего

мости

освещен­

ние светил на небе изменяется.

главного светила

ности. В ночное время цветки

Для учета этого обстоятельства

-

Солнца, а

от изменения

также от Луны. Например, эта

закрыты,

связь

они

легко

прослеживается

у

а с восходом

открывают

свои

солнца

венчики.

Например, шиповник, предок
королевы

цветов

розы,

име­

ет небольшие цветы розового
или темно-красного цвета. Они

обычно повернуты к солнцу,
открываются при его восходе, в

4-5

часов утра, и закрываются

на закате, в

7-8

часов вечера.

А душистый табак открывается
только ночью, так как опыляет­
ся ночными насекомыми.

Отлично овладели астрона­
вигацией

-

использованием в

качестве ориентиров небесных
светил

-

птицы. Летящие от

мест гнездований в теплые края

Когда светила были богами

5

у птиц имеются так называемые

годаря этим внутренним часам

ми показали, что чувство време­

биологические часы

птицы способны учитывать из­

ни у пернатых имеет точность

ность живых организмов менять

менение положения небесных

10-15

процессы жизнедеятельности в

ориентиров

статочно, чтобы выбрать пра­

точно определенное время . Бла-

Опыты с перелетными птица-

-

способ­

в

течение

суток.

мин. А этого вполне до­

вильное направление полета.

Неандертаnеq на6nюдает
Е

ели ориентация в пространстве и во вре­

ным способностям людям современного вида

мени по звездам и Солнцу доступна рас­

Homo sapiens -

тениям и животным, то что уж говорить о

наших древних предках! Очень давно, пример­
но

300

ООО лет назад, появились на Земле неан­

дертальцы

-

близкий нам, но вымерший вид

-

кроманьонцам, которые в пря­

мом смысле слова являются нашими предками.

Именно они около

30

ООО лет назад вытеснили

неандертальцев с территории Европы. Эги по­

лулюди были крайне возбудимы

их поведе­

-

человекоподобных и вполне разумных существ.

ние

По объему черепной коробки они превосхо­

они могли подкрепиться, съев кого-нибудь из

отличалось

агрессивностью.

Например,

дили современного человека и обладали при­

своих сородичей. Основным же занятием неан­

митивной речью . Но в целом неандертальцы

дертальцев была охота на крупных животных.

значительно уступали по творческим и умствен-

Кроме того, они занимались собирательством;
в их рацион входили коренья,

орехи

и ягоды.

Среди достижений неандертальцев можно от­
метить то, что они первыми научились добы­
вать огонь.

Несмотря на то что эти создания не хватали

с неба звезд, некоторые ученые вполне серьезно
считают, что неандертальцы уже наблюдали за
звездным небом и, возможно, давали созвезди­
ям имена . Звезды использовались ими в каче­
стве меток, с помощью которых охотники ори­

ентировались на местности в ночное время.

Первь1е свидетеnьства

интереса

кне6у

ловека. Интерес к небесным явлениям объясняет­
ся не только любопытством, но и зависимостью
жизни людей от природных явлений

-

солнеч­

ного тепла и света, дождя и бурь, смены теплых,
холодных и засушливых сезонов. А все эти явле­

ния, очевидно, зависят от небесных светил, в пер­
вую очередь от Солнца.
Когда наши далекие

предки

занимались

охотой, небесные явления помогали им ори­

ентироваться во времени и в пространстве. Не­

с

амые ранние следы, свидетельствующие об

обходимость наблюдений за небом стала еще

интересе человека к небесным явлениям,

важней при переходе племен к оседлому об­

имеют возраст в десятки тысяч лет. Эго так

разу жизни . Тогда основными занятиями древ­

называемые солярные знаки

символы Солнца,

нейших народов стали скотоводство и земле­

которые встречаются среди наскальных рисунков

делие. Им нужно было иметь представление о

в пещерах древних людей.

явлениях природы, их связи с временами год а,

-

Следы доисторической астрономической де­
ятельности найдены во всех местах обитания че-

приближении того или иного сельскохо зяй­
ственного сезона .

Когда светила были богами

6

Наскальное изображе­
ние. Около

Представnения

10 ООО лет

до н. э. Долина

~

Валь-Камоника,

древних nюдеи

Италия. Нарисован­

ные фигуры, головы

о мироздании

которых излучают
свет, похожи на двух

в

существ в защитных

костюмах со странны-

ми приспособлениями

древние времена существовало очень при­
митивное представление о мироздании

-

строении всего мира: в центре Вселенной

в руках

находится плоская неподвижная Земля, а над ней

простирается купол неба, усыпанный тысячами
маленьких огоньков. Люди полагали, будто Солн­
це, Луна, звезды и планеты всего лишь маленькие

тела, вращающиеся вокруг Земли. Но об их истин­
ной природе им ничего не было известно. Поэто­
Неандерталец,

му люди обожествляли светила, в первую очередь

рисующий на стене

Солнце и Луну, приписывали им влияние на че­

пещеры

ловеческие судьбы. Чтобы задобрить небесных

богов и попросить у них помощи в преодолении
Люди знали, что смена дня и ночи обуслов­

трудностей, совершались различные ритуалы. У

лена восходом и заходом Солнца. В древнейших

большинства народов еще на заре цивилизации

государствах

-

Вавилоне, Египте, Индии и др.

-

были сложены особые мифы, повествующие о

регулировались та­

том, как из первоначального хаоса (беспорядка)

кими сезонными явлениями природы, как смена

постепенно возник космос (порядок), появились

теплой и холодной погоды, наступление перио­

небо и земля, горы, моря и реки, растения и жи­

да дождей, разливы больших рек и т. д.

вотные, а также сам человек.

земледелие

и

скотоводство

Цивилизации далекого прошлого оставили

На протяжении тысячелетий шло постепен­

астрономиче­

ное накопление сведений о явлениях, которые

ского содержания. Возраст таких документов

происходили на небе. Оказалось, что периодиче­

нам

письменные

свидетельства

везде примерно один и тот же

-

около

5000

ским изменениям в земной природе сопутству­

лет. Столько же насчитывает «официальная»

ют изменения вида звездного неба и видимого

астрономия. Благодаря письменности астроно­

движения Солнца. Так, чтобы в срок провести те

мы смогли сохранить результаты своих наблю­

или иные сельскохозяйственные работы (посев,

дений. Таким образом развитие этой науки за­
метно ускорилось.

Изображение Ярилы

-

славянского бога

весеннего солнца, юношеской силы, страсти,

необузданной жажды жизни и расцвета всех
жизненных сил человека.

Наскальный рисунок первобытных людей
с солярным знаком. Национальный парк
«Динозавр», штат Юта, США

Согласно представлениям древних, он пускал на
землю солнечные лучи, которые наши предки

часто расценивали как любовные стрелы

Когда светила были богами

полив, уборку урожая), необ­
ходимо было высчитать время
наступления

определенного

сезона года. Для этого по мно­

голетним наблюдениям поло­
жения и движения Солнца и

Отсозерqания

к на6nюдению

бесных светил, лежит в основе

n

основных единиц счета време­

ти

ни,

есть периодически повторяют­

Луны составлялся календарь.
Строгая
свойственная

сих

которые
пор :

периодичность,
движению

не­

используются до

суток,

месяца,

7

оначалу развивалась на­
блюдательная

астроно­

мия. На небосводе поч­

все

явления

цикличны,

то

года.

ся: каждую ночь ВОСХОДЯТ и за­

Простое созерцание происхо­

ходят звезды, меняются лунные

дивших явлений и их наивное

фазы,

толкование постепенно сменя­

путем между звездами . Имен­

лись попытками научного объ­

но эти закономерности первы­

яснения причин наблюдаемых

ми были замечены астронома­

явлений .

ми древности. Движение Луны

Солнце

следует своим

(а именно периодичность сме­
Древнеегипетский календарь,

ны лунных фаз) было положе­

основанный на разливах Нила

но в основу первого лунного ка­

лендаря. Затем было открыто
движение Солнца по зодиаку и
появился солнечный год.

Длительные наблюдения не­

ба привели к открытию связи
между сменой времен года и

такими
ми,

:как

небесными

явления­

изменение

полуден-

Часы на здании в Лондоне
с изображением

12 знаков
зодиака

8О11РОС

1

Все i1И созвеЗАИЯ зодиа­
ка мо:жно наб.41DАС1ТЬ на

зeМlllllX noJIЮCax?

Когда светила были богами

8

ной высоты Солнца в течение

лом для развития наблюдений

года, появление на небе с на­

неба. Для того чтобы получать

ляющий

ступлением вечерней темноты

более точные сведения о пере­

определить

ярких звезд.

движениях небесных тел, люди

С помощью этого приспосо­

Например,
восход

одних

тех

по

предмет, позво­
длине

его

высоту

тени

Солнца.

изобрели первый астрономи­

бления можно было отмечать

ческий инструмент гномон и

дни солнцестояний, а значит,

о насту­

разработали астрономический

фиксировать

календарь.

ность года.

же

звезд сигнализировал

-

ярких

предутренний
и

Гномон

плении теплого сезона (египтя­

продолжитель­

не выделяли звезду Сириус, ин­
дейцы майя

-

«Большую звез­

ду», то есть Венеру). Такая связь
стала

экономическим

стиму-

((РАЦИОНАЛИЗАТОР)) АНАКСИМЕН МИЛЕТСКИЙ
Чтобы гномон
всегда
его

Древние солнечные часы
с осью, параллельной оси

вращения Земли

время

надо

показывал
правильно,

наклонить

в

на­

дал, что она, как Солнце 11
планеты, пари 1 в во
отличие

от

J1,yxe.

В

не110 11.в11жной

правлении земной оси, то

Земли

11р11в(ми

101

есть в сторону Полярной

в лвижение кос,11111ески1\1

планеты

нt.'­

звезды. Такой гномон при­

тром,

тогда

как

. JBl'J /J.Ы

11ри­

думал древнегреческий му­

кре1111ены к хрусталыюму 1н.'

дрец и астроном Анакси­

бесному сво 11,у, которыl1 вра­

мен Милетский. Примерно

щается вокруг Зеl\11111. За11\1е-

в

1пн1 Солнца 11 Луны 11 фа~ы

530 г. дон. э. он соорудил в

столице Спарты Лакедемо­

последнеl1

не солнечные часы. С той

нил тем, ч го светила по1н>р,1-

поры более двух тысичеле­

чиваюто1 к Земле то светлой,

тий этот прибор оставался

то темной стороной. Зве ·J/J.Ы

главным измерителем вре­

он считал более 11,алекими от

мени.

Земли светилами, чем Луна и

Анаксимен

считал

Землю плоской и утверж-

Солнце.

астро1ю1\1 обык­

Когда светила были богами

В астрономическом кален­

лунный календарь, в котором
дней

велся

лунным

воnРОС2

даре основной мерой для счета

счет

времени были сутки (смена дня

фазам,

и ночи), месяц

(промежуток

единицы времени, как лунный

состав11ения 11Юбой шен­

между двумя новолуниями) и

месяц и неделя. Еще в древно­

дарной системы?

что

по

9

породило

такие

год (время видимого полного

сти была установлена прибли­

оборота по небу Солнца среди

зительная продолжительность

звезд).

года

Использовался

также

В чем r11авная трудносrь

- 365+1/4 суток.

Первь1е о6серватории

3

лет

ансамбли менгиров, стоявших,

до нашеи эры в долинах

как правило, кругом или полу­

крупных рек (Нила, Тигра

кружием и соединенных свер­

и Евфрата, Инда и Ганга, Янцзы

ху каменными плитами. Древ­

и Хуанхэ) осели племена, ко­

нейший из мегалитов

торые

грейндж в Ирландии: он соо­

ем .
ся

а

неско~ько

занимались

тысяч

земледели­

ружен около

Календарь, составлявший­
служителями

кулътов
Луны,

-

В

религиозных

имеются

играл

чески

важнейшую

3000 г. до н.

древних

жрецами Солнца и

-

Нью­

э.

обсерваториях

четкие

значимые

астрономи­
направления.

роль в их жизни. Наблюдения

Они совпадают сточками восхо­

за

да Солнца, например в дни рав­

светилами

жрецы

прово­

дили в древних обсерватори­

ноденствия

ях,

видимостью Луны в определен­

одновременно

храмами.

бывших и

Археологи

нашли

и

солнцестояния,

ные моменты года и даже опре­

-

довольно много подобных со­

деленные

оружений.

кой» и «низкой» Луны. Самым

Простейшие из них, мегали­
ты, имели три разновидности :
менгиры

-

вертикально

вры­

периоды

известным

.

жений
на

из

таких

является

юге

« высо­

Доисторический дольмен,
сложенный из гранитных

соору­

блоков

Стоунхендж

Англии.

В

результа­

наблюдения за Солнцем и Лу­

тые в землю каменные столбы;

те детального изучения было

дольмены, представлявшие со­

установлено, что это была лун­

ной, определяли дни зимнего и

бой большую каменную плиту,

но-солнечная обсерватория. По

летнего солнцестояний, пред­

горизонтально

легенде, ее за одну ночь соору­

сказывали лунные и солнечные

дил волшебник Мерлин, кото­

затмения.

уложенную

каменные опоры; кромлехи

на

-

рый принес камни из знаме­
нитого

своими

источниками

священными

юго-западного

Уэльса.

Обсерватория
ла собой

30

высотой более
ными

5

м с положен­

сверху плитами,

лявшими

более

представля­

вкопанных камней

30

лагались

кольцо

состав­

диаметром

м. Внутри него распо­
еще

несколько

кам­

ней, а вокруг сооружения были
лунки . Стоунхендж возводил­
Ньюгрейндж в Ирландии

ся в три этапа между

2100 гг. дон.

3100

и

э. Здесь люди вели

Стоунхендж в Англии

Когда светила были богами

10

КАКИЕ ИЗВЕСТНЫ ДРЕВНИЕ ГОСУДАРСТВА?
Са:\IЫ:\IИ значите11ьны!\lи ци­

да!\lи-госу дарства!\lи

Ш yl\le-

Египет на севере Афри­

риториих

совре:\1ен11ых

го­

ви11изациями древности счи­

pa,

таются Междуречье (Месо­

ки, Древние Греции, Индии

Гвате:\tалы

потамия, Двуречье) в 11.011и-

и Китай. В Новом Свете сv­

В

11е 11.вух ве11иких рек Тигра и

ществова11и индейские циви-

;1,обпые

Евфрата (ныне территория

11изации

процвета11и на территории

Ирака) с древнейши!\lи горо-

ацтеков

то11ьтеков,
и

другие

Астроном ив
Древнеrо Еrиnта

на

:\tайя,
тер-

сударств

Мексики,

Южно:\1

и

Белиза,

Гондураса.

по11ушарн11

ку 11ьтуры

110-

некогда

Перу.

уровень воды в ней начинал подниматься, до­

стигал максимума в октябре-ноябре и возвра­
щался к прежнему состоянию в январе-фев­
рале . Река заливала обширные пространства,
покрывая их слоем плодородного ила. С Нила

в

долине реки Нил на севере Африки~ 6000

и началась астрономия этой древней цивили­

лет назад возникла одна

зации.

через

1000

на Земле цивилизаций

-

из древнеиших

египетская. Еще

Жрецы, в обязанности которых входило вне­

лет после объединения двух царств

сение в календарь изменений, подметили, что

(Верхнего и Нижнего Египта) там сложилось

начало разлива Нила совпадало по времени с

единое могучее государство. К периоду Древне­

первым появлением самой яркой звезды в лу­

го царства (примерно

чах утренней зари

4700

лет назад) египтяне

-

Сириуса. Ее восход зна­

уже знали гончарный круг, умели выплавлять

меновал собой благодатное наводнение, после

медь, изобрели письменность. Именно в ту эпо­

которого можно было начинать сельскохозяй­

ху были сооружены знаменитые пирамиды.

ственные работы. Сириус обожествили, и он

Правителями Египта были фараоны. Они
учреждали должность придворного астронома

и тщательно следили за развитием этой нау­

стал олицетворять собой богиню плодородия и
земледелия Исиду.
В результате многолетних наблюдений древ­

ки. Астрономией также занимались жрецы и

неегипетские

специальные чиновники, которые вели записи

нечный календарь. Год тогда состоял из

наблюдений неба.

ток и делился на три сезона по четыре месяца в

жрецы-астрономы

создали

сол­

365

су­

Жизнь этой страны в те давние времена за­

каждом. Каждый месяц состоял из трех 10-днев­

висела от разливов реки Нил. В середине июля

ных недель, а последние пять дней года объяв-

Статуи древнеегипетского
фараона Аменхотепа

111

на фоне галактики Малое
Маге..11..11аново Облако.
Фотомонтаж

Высеченное в стене
Статуя фараона Рамзеса

11

в Луксорском храме. Египет

изображение Хапи

-

доброго

и щедрого бога НИ..11а

Когда светила были богами

лялись праздничными. Около

238 г. до н.

БРИЛЛИАНТ

э. в календарь были

НОЧНОГО НЕБА

внесены повышавшие его точ­

Яркая голубоватая звезда

ность поправки.

Древние

египтяне,

как

и

-

на небе

Сириус

-

глав­

другие народы, делили небо на

ная в созвездии Большо­

созвездия. Они упоминаются в

го Пса. Она представляет

рукописях на папирусе, на по­

собой

толках храмов и гробниц. До

Главную

настоящего

зывают Сириусом А, а ее

времени

сохрани­

двойную

компаньона,

торых указаны положения не­

го

которых звезд на ночном небе.

зом,

На потолках

заупокойно­

звезду.

(видимую)

лись египетские таблицы, в ко­

невидимо­

невооруженным

-

на­

звезды

г ла­

вращаются

вокруг

друг друга па расстоянии

Дейр эль-Бахри

3 млрд км.

(XVI в. дон. э.)

••

Сириусом В. Эти

го храма царицы Хатшепсут в

и Рамессеума

11

поминально­

-

го комплекса фараона Рамзе­
са П в Фивах
застыли

(XIII

в. дон. э.)

вырезанные

в

-

камне

образы небесных божеств иду­
хов, созвездий и планет. Огром­
ные

карты

ночного

звезд­

ного неба можно увидеть на

потолках погребальных камер
гробниц фараонов в Долине
царей в Фивах.

СИРИУС

И КАНИКУЛЫ
Древние греки называли

Сириус

Пёсьей

поскольку

свнзывали

их

ее

-

Ориона

звездой,

Цветной барельеф на потолке храма богини неба Хатхор

ле1· енды

с

с изображением сцен астрономического содержания.

собакой

Дендера, Египет

мифическо1·0

охотника, сына боI"а мо­

рей Посейдона. После его

Египетские созвездия не по­

гибели собака во:и1еслась

хожи ни на вавилонские, ни на

на

греческие. Всего их известно

небо вместе с хозш1-

Упоминаются, например,

ном. Римлш1е именовали

45.

звезду

Мее (вероятно, Большая Мед­

Канику лой.

Она

поив11н11ась на небоскло­

ведица,

не Рима в летние, обыч­

которая

изобража­

лась в виде ноги быка), Ан (в

но жаркие дни. А потому

виде фигуры с головой сокола,

::по nремн Сенат (верхов­

пронзающей копьем созвездие

ный орган власти Древне­

Мее), созвездие Бегемотихи, за

го Рима) объиnлил дНШ\fИ

которой изгибается огромный

отдыха

-

д1шми Канику­

лы, ка ни ку 11а:\1и. Так что

любимое времн года всех
IIIKOilЬHИKOB

снизано

зве~дой Сириус.

со

Крокодил.
Статуя Хора

-

бога солнца и

неба, предстающего в облике
сокола, человека с головой
сокола или крЬ111атого солнца

Когда светила были богами

12
С

давних времен

египтя­

нам были известны и плане­
ты .

Египетские

смогли

жрецы

разделить

их

рано

на

две

пересекающая

стороной перпендикулярно к

путь Солнца. О Меркурии го­

первому в направлении с севе­

ворилось как о боге вечерних и

ра на юг. Тень, отбрасываемая

то

есть

можно

наблюдать

в

О колоссальных астрономи­
ческих

знаниях древних

противостоянии Солнцу, счи­

тян

тались

разрозненным

воплощениями

бога

вторым бруском, попадала на

утренних сумерек .

группы. Верхние планеты, ко­
торые

звезда,

сегодня

можно

егип­

судить

по

иероглифиче­

Хора. Так, Юпитер назывался

ским текстам, выписанным ру­

«Хор, который освещает обе

кой писца на папирусе.

Земли », Сатурн
небес», а Марс

«Хор

-

-

бык

«Красный

деления первого и таким об­

разом

фиксировала

дневное

время. Оно, как и ночное, было
разделено на

12

частей от вос­

хода до захода Солнца.
Большой популярностью в

Дневное время устанавли­

-

валось по солнечным часам

храмах

пользовались

водяные

часы. Они использовались для

Хор» . Каждую из нижних пла­

гномонам, состоявшим из двух

определения ночного времени.

нет,

соединенных деревянных бру­

Изобретателем

сков . На одном бруске, рас­

вованных водяных часов был

полагавшемся на

Аменмес, который носил ти­

то

которые видны то утром,
вечером,

середины
н.

э.

египтяне

П

знали

уже

тысячелетия

как одно

с

до

светило.

направлении

с

плоскости

востока

на

в

за­

тул

хранителя

усовершенст­

печати

Древнее название Венеры пе­

пад, имелись деления; другой

фараоне Аменхотепе

реводится как «Пересекатель»,

был поставлен своей широкой

ДОН. Э.).

при

I (XVI

в.

Когда светила были богами

Астроном ив
м

есопотамия, или Меж­

13

Междуре"ья

В Ш тысячелетии дон. э. Ме­

госrупенчатые культовые соору­

земли

сопотамия была населена шу­

жения. На верхней площадке

Восто­

мерами. В тот период она была

пирамиды

ке, лежавшие по берегам двух

политически

на

тельно небольших размеров, он

больших текущих рядом рек

ее

не­

являлся жилищем бога. Зикку­

-

дуречье,

на

это

Ближнем

-

раздроблена:

территории

находилось

Тигра и Евфрата. Ныне они

сколько

протекают

городов-государств.

по

территориям

десятков

небольших

раты

стоял

храм

возвышались

над

сравни­

осталь­

Население

ными постройками и выража­

таких образований было немно­

ли идею связи небес и земли .

Ирана, Ирака, Турции и Си­

гочисленно

Эго подтверждает и астроно­

рии. С конца

случаев не превышало

нескольких

до н. э. и до

стран,

IV

в

частности

тысячелетия

1 тысячелетия

н. э.

50

и

в

большинстве

40 000-

ООО человек. Некоторые из

мическое

значение

зиккура­

тов. Астрономия Междуречья
началась

именно

с шумерских

здесь находился центр цивили­

них

зации, оказавшей большое вли­

ного

Важнейшими

башен-зиккуратов, служивших

яние на многие народы. Среди

были Ур и Урук, Лагаш и Нип­

обсерваториями. Жрецы фик­

многочисленных

пур в южном Междуречье.

достижений

этой цивилизации особое ме­
сто занимает астрономия.

Шумерский верховный бог
неба Ану сражается с демоном
тьмы и хаоса

стали

центрами

развития.

культур­

сировали

В центре шумерских городов
размещались зиккураты

-

мно-

здесь движение

пла­

нет, даты затмений, появление
комет.

Древний шумерский зиккурат в Уре

Когда светила были богами

14

Уже в начале

111

тысячелетия до н. э. шуме­

ры знали, что Утренняя и Вечерняя звезда

-

это

рые считались божествами. Из него следует, что
шумеры

выделяли

планеты

как

самостоятель­

одна и та же планета Венера. В конце того же

ную группу небесных светил. Они называли их

тысячелетия был создан клинописный текст, со­

дикими овцами, чтобы отличить от неподвиж­

державший список шумерских созвездий, кото-

ных звезд.

Вавиnонская

астрономия
в

начале

П

до

в

н.

э.

тысячелетия
среднем

тече­

нас

астрономические

тексты.

СОЗВЕЗДИЯ
Древние люди видели в ско­
плениях

звезд

различные

фигуры животных и людей
и о каждой из них слагали

свою историю. Позже по­

Согласно письменным источни­

добные

скопления

нии Евфрата возвысился

кам, вавилоняне уже в те време­

называть

город Вавилон, бывший до того

на систематически вели наблю­

сегодняшний

незаметным селением. Первое

дение за небом. Поначалу они

номы выделяют

упоминание

просто фиксировали небесные

дий,

о

нем

содержит­

стали

созвездиими.

На

день

астро­

88

созвез­

разделяющих

звезд­

царя

явления, которые воспринима­

ное

Шаркалишарри, возраст кото­

лись ими как астральные боже­

ные

рой примерно

лет. Наи­

ства. Вавилоняне выделили на

можно ориентироваться и

высшего расцвета город достиг

небе Луну, затем Сириус, Орион

определ .нть

при царе Хаммурапи. Он пра­

и Плеяды. Все эти звезды описа­

ние звезд.

вил Вавилоном приблизитель­

ны на глиняных табличках, от­

но в

ся

в

надписи

аккадского

4500

дон. э. Взой­

носящихся ко П тысячелетию до

дя на трон небольшого царства,

1792-1750 гг.

н. э. К концу этого тысячелетия

Хаммурапи закончил свои дни

большинство ярких звезд уже

повелителем огромного по тог­

были объединены в созвездия,

дашним

число которых приближалось

меркам

государства,

Древний ВавИllон.

Начиная с правления Хам­
мурапи Вавилон около

был

культурным

и

1200 лет

научным

центром Передней Азии. К пе­
риоду

его

емому
носятся

правления,

называ­

старовавилонским,
первые

дошедшие

от­
до

на

определен­
по

которым

местоположе­

ВОПРОСЗ
Какое из

88

созвездий са­

мое бо.4Ьmое? Самое мa­

включавшего в себя основную
часть Междуречья.

небо

участки,

Реконструкция

lloe? Самое АllИННОе?

Когда светила были богам и

15

Библиотека царя Ашшурбани­
пала в столице Ассирии Нине­

Символ вавИllонской богини
Иппар

обсерватория в городе Харане

-

означал небо, а звезда

-

Сомще

-

крупнейшая сохранив­

шаяся библиотека древнего

круг с восьмиконеч­

ной звездой внутри. Этот круг

Древняя астрономическая

вии

мира и древнейшая из всех

известных библиотек. Она со­
биралась в течение

25 лет

год. Для того чтобы согласовать

му, которая сейчас называется

частично совпадают с современ­

с

теоремой Пифагора. Многие

ными. Так, среди них были со­

дарь,

к

70.

Месопотамские созвездия

этим

годом лунный

они

от

случая

к

кален­
случаю

достижения

древних

вави­

звездия Близнецов, Рака, Льва,

вставляли в него 13-й месяц. На­

лонян вошли в современный

Весов, Скорпиона и др.

чиная с 763 г. дон. э. вавилоняне

быт:

составили практически полный

жрецами мы делим год на

список затмений.

месяцев, час

В этот же период в Вавилоне

появилась официальная долж­
ность

придворного

астронома.

С

VII

в. до н. э. получила

Он наблюдал и записывал наи­

бурное развитие вавилонская

более важные изменения и яв­

математическая

ления на небе.

астрономия.

вслед

за

кунды, а круг При

вавилонскими

12

на минуты и се­

на

360 градусов.

последних

ассирий­

ских царях, правивших в VШ­

Она при помощи необычных

VП вв. до

Систематизировав все астро­

моделей и методов описывала

относилась

номические записи, вавилоняне

движение светил. Дело в том,

государственных

н.

э.,

к

астрономия

числу

важных

занятий.

В

что вставки в календарь, пред­

Месопотамии было множество

который со временем был ими

сказание

храмов, где проводились астро­

усовершенствован.

содер­

нужды потребовали развития

номические

жал 12 лунных месяцев по 29 и
30 дней поровну (такие месяцы

математики. Достижения вави­

их

лонян в этой науке были очень

кладывали царю. До нашего

называют синодическими), год

высокими. Они были знакомы

времени дошло около

равнялся

дням. Вавилоня­

со стереометрией, задолго до

добных сообщений из библио­

нам был известен и солнечный

греков сформулировали теоре-

теки царя Ашшурбанипала.

изобрели

лунный

354

календарь,
Он

затмений

Астрономия
древних rреков

и

другие

наблюдения.

Об

результатах регулярно до­

600

по­

образом занимались наблюдением за движени­
ем небесных тел. В отличие от них греки не сде­

лали каких-либо существенных наблюдений.
Гораздо больше они изучали причины явлений.
Первым греческим астрономом можно счи­

А

строномия древних греков во многом

тать Фалеса Милетского, жившего в VП- VI вв.

основана на достижениях египетских и

до н. э. Все свои первоначальные научные и фи­

шумерских

лософские знания Фалес почерпнул в Вавилонии,

жрецов,

которые

главным

Когда светила были богами

16

Созвездия над древним

Фалес Милетский

Пифагор и Филолай

Парфеноном

Финикии и Египте. Он пред­

границы между освещенной и

сказал год полного

неосвещенной

солнечного

частями

воnРОС4

Лунь~,

28

из чего сделал вывод о том, что

Какое

г. до н. э. Правда, как

Луна шарообразна и не является

ние

не

плоской. По аналогии Пифагор

образность ЗеМiIИ?

понимал того, что действитель­

заключил, что и Земля есть шар.

затмения,

мая

585

произошедшего

вавилоняне

и

египтяне,

он

но происходит на небе во время
затмений.
лось

Фалесу приписыва­

также

открытие

годового

Последователь
э .,

явllе­
шаро­

Пифагора

Филолай, живший в
н.

небесное

докаэЬ1Вает

V

впервые высказал

в. до

географом, врачом и законо­

мысль

дателем. Важной для астроно­

движения Солнца на фоне не­

о движении Земли . Он считал,

мии стала теория

подвижных звезд, определение

что Земля, Луна, Солнце и пять

движений Евдокса, так назы­

времени солнцестояний и рав­

планет вращаются вокруг цен­

ваемая гипотеза гомоцентри­

планетных

ноденствий, идея, что Луна све­

трального огня. Представление

ческих

тит не своим светом. Наконец,

о движении Земли хотя и про­

общего центра) сфер. В ней

он

тиворечило

он

ввел

календарь,

определив

здравому

смыслу,

(очерченных

поставил

задачу

вокруг
описать

продолжительность года в

365

но было большим шагом впе­

наблюдаемые движения све­

дней, и разделил его на

ме­

ред для астрономии. Николай

тил

дней каждый. При

Коперник в своей главной кни­

ных круговых вращений.

этом пять дней выпадали из ме­

ге «Об обращениях небесных

сяцев и были помещены в нача­

сфер», которая легла в основу

тал

ло года так, как это было приня­

современной астрономии, ссы­

трическую

то в те времена в Египте.

лается на Филолая и других

в которой с помощью

сяцев по

30

Дальнейший

12

прогресс

в

греческой астрономии связан с

Пифагором и его школой (на­
чало

в

виде

Евдокс

суммы

равномер­

первым

разрабо­

математическую
модель

геоцен­
космоса,

27

дви­

пифагорейцев как на авторов

жущихся

учения о движении Земли.

друга сфер описал видимые

К

IV

друг

относительно

в . до н. э. греческая

движения небесных тел. Чтобы

в. дон. э.). Он угверж­

наука перешла от общих рас­

объяснить движения каждого

дал, что Земля шарообразна и

суждений к последовательно­

светила, Евдокс подбирал ком­

висит в пространстве без всякой

му изучению природы . Греки

бинацию из нескольких вло­

помержки.

начали задумываться о харак­

женных одна в другую сфер.

VI

Пифагор

считал

тере движения светил. Первую

При этом полюса каждой из

нечного сияния, указал причину

попытку научного

них были последовательно за­

лунных фаз, которые объяснял

этом

лунный свет отражением

сол­

направлении

решения

в

предпри­

большей или меньшей степе­

нял Евдокс Книдский (около

нью

408-355

освещенности

Луны.

Он

обратил внимание на кривизну

гг. до н. э.) . Его счи­

тали астрономом, геометром,

креплены на предыдущей.

Например, движение Луны

описывалось

тремя

сферами.

Первая вращалась вокруг оси

Когда светила были богами

;

;

;

;

;

;

;

;

,,"'

,,'" т
"""

""

Система из четырех концен­
трических сфер, использовав­
шаяся для описания движения

планет в теории Евдокса.
Цифрами обозначены сферы,
отвечавшие:

1-

за суточное

вращение небосвода;

2-

за

движение вдоль эклиптики;

4-

3и

за попятные движения пла­

неты. Т

Земля; пунктирная

-

линия изображает эклиптику
(экватор второй сферы)

мира и делала один оборот в

бы модель Евдокса лучше со­

сутки. На ней были закрепле­

ответствовала

ны полюса второй сферы, кото­

движению планет.

наблюдаемому

рая совершала по отношению

Наконец, Аристотель, же­

к предыдущей полный оборот

лая связать сферы всех светил

за

в

18,6

лет. Она несла полюса

единую

систему,

довел

их

последней, третьей сферы, рас­

количество до

положенной

под небольшим

ленная, по Аристотелю, имеют

утлом к полюсам второй. Сфе­

форму шара. Вселенная огра­

ра эта делала полный оборот

ничена

за

27,3

суток, и на ее экваторе

55!

небом,

Земля и Все­

образованным

из пятой, божественной, вечной

помещалась Луна. Для описа­

и неизменной стихии

ния

скоро­

ра. Небо состоит из нескольких

сти Солнца астроному также

концентрических сфер. Одна из

понадобились три сферы. Для

них, звездное небо, пребывает в

планет с их остановками и по­

совершеннейшем виде движе­

пятными

ния

неравномерности

движениями

трех

-

-

эфи­

крутовом. Расположен­

сфер оказалось мало, и Евдоксу

ные на ней звезды

вечные,

пришлось добавить еще одну.

блаженные,

В конечном счете в его систе­

которые по своей организации

ме оказалось

неизмеримо превосходят чело­

них

-

27

сфер, одна из

для неподвижных звезд.

В дальнейшем эта система
была усовершенствована уче­
ником

Евдокса

Каллиппом.

Он ввел еще шесть сфер, что-

живые

-

существа,

века. На друтих небесных сфе­
рах находятся планеты (вклюАристотель. Фрагмент фрески
«Афинская школа». Рафаэль

Санти.

1509-1511 гг.

17

Когда светила были богами

18

АРИСТОТЕЛЕВА СИСТЕМА МИРА
Аристотель полагал, что Зем­

кой

ля является центро:\1 Вселен­

циалыюсти и несовершен­

ной. Движение планет объ­

ства, по111юстыо нематери­

ясняется вращением окружа­

а11ьна и недвижима. Даже

ющих Зе:\111ю сфер. Внешняя

небесные

сфера

-

звезд.

Опа

сфера неподвижных
обращается,

посредственно восходя

подв11жной

к

материальной потен­

те11а

обнаруживая

движутся,

:.пим

не­

материа11ьпость,

11е­

состоят

rrервопр11ч1п1е,

которая, будучи ilишена вся-

из

свою

но

бо11ее

:\tатерии, чем та,

они

чистой

Гиппарх (слева) и Птодемей.

что име­

Фрагмент фрески «Афинская

ется в подлунном мире.

шкода». Рафаэль Санти.1509-

1511 rr.
чая Солнце и Луну), чей ранг

тическими наблюдениями све­

ниже

тил. Гиппарх жил в

звездного.

тверждается

тем,

Это
что

под­

движе­

190-120 гг.

до н. э. Он привнес в греческие

считались

а шестой

самые

яркие,

самый слабые, еще

-

геометрические

Их орбиты имеют не совсем

жения небесных тел предсказа­

видимые невооруженным

правильное, косое положение.

тельную точность астрономии

зом. Эта система в усовершен­

Шарообразная Земля образу­

Древнего

ствованном

ет центр Вселенной.

ленные

Гиппархом

положений

античном мире мог бы совер­

позволили

шить

ты

Аристарх

(около

310-250

Самосский

гг. дон. э.). Он

утверждал, что Земля движет­

Вавилона.

Состав­
таблицы

Солнца
вычислять

наступления

ошибкой в

дви­

кости. Звездами первой вели­
чины

ние планет не чисто круговое.

Подлинную революцию в

модели

лены на шесть групп по их яр­

и

Луны

момен­

затмений

(с

1-2 ч).

Гиппарх

составил

виде

используется

в настоящее время.

Этим список достижений
Гиппарха

не

заканчивается.

Он также ввел географические
координаты

первый

гла­

готу

-

-

широту и дол­

и открыл явление пре­

ся вокруг неподвижного Солн­

звездный ~аталог, включавший

цессии земной оси. Так назы­

ца, находящегося в центре сфе­

42 созвездия и точные значения

вают медленное движение оси

ры неподвижных звезд. В его

координат

звезд. Он также

вращения Земли по кругово­

схеме наша планета вращается

впервые ввел систему звездных

му конусу (такое происходит

вокруг своей оси, что объясняет

величин. Все звезды были поде-

и с детским волчком при вра-

смену дня и ночи, а централь­

ное место Земли во Вселенной

заняло Солнце. Эта теория по­
лучила название гелиоцентри­

ческой (от греч.

helios -

«Солн­

це»). Современники Аристарха
отвергли

гелиоцентризм,

он

был обвинен в богохульстве и
изгнан из Александрии

-

го­

рода, где долгое время работал.
Понадобились почти два тыся­
челетия, прежде чем гелиоцен­
трическая идея смогла востор­
жествовать.

Землю
ной

и

считал

Гиппарх

неподвиж­
Никейский,

полагавший, что планеты со­
вершают

сложные

движения

вокруг нее. Он был первым гре­
ком,

занимавшимся

система-

850

Когда светила были богами

19

наклонить).

гест» («Великое построение»).

подробно развил свою систе­

Кроме того, Гиппарх первым

В нем он систематизировал все

му мира,

правильно оценил расстояние

астрономические

ключительную роль в истории

от Земли до Луны.

ей эпохи и описал геоцентри­

щении,

если

его

Последователь

Гиппарха

александрийский ученый Клав­

дий

160

Птолемей
п.)

создал

чительный

(около

90-

самый

зна­

астрономический

труд древнего мира

-

«Альма-

знания

сво­

В этом же большом свод­
труде,

ученых

огромным

аристотелевская

физика:

не­

в

подвижная шарообразная Зем­

ав­

ля находится в центре Вселен­

пользовавшемся

кругах

астрономии.

В основе этой системылежит

ческую теорию мира.

ном

которая сыграла ис­

торитетом вплоть до времени

ной;

Галилея и Кеплера, Птолемей

ограничена небесной сферой,

Вселенная

по

размерам

которая вместе с находящими­

ся на ней неподвижными звез­
дами совершает суточное вра­
щение.

Согласно системе Птолемея,
вокрут

покоящейся

в

центре

Вселенной Земли обращаются
по порядку Луна, Меркурий,
Венера, Солнце, Марс, Юпитер
и Сатурн. Он исходил из пред­
положения, что чем медленнее
движение

планеты,

ВОПРОС
Гелиоцентрическая

Геоцентрическая система.

система мира. Изображение

Изображение из книги Петра

1573 г.

Апиана «Космография».1524 г.

из книги

тем

даль-

5

Что такое созвездие?
Сколько созвездий на небе
и rде они находятся?

Когда светила были богами

20

ше она от Земли. Так что Луна

Птолемей

должна находиться ближе всех

солнечной орбиты, орбиты же

ВОПРОС&

планет, а Сатурн

Марса, Юпитера и Сатурна

Кахие ВЬIВОАЬI теорЮI Пто­

дальше всех.

-

поместил

внутри

-

Что касается Солнца, то оно

вне солнечной орбиты, потому

лемея ока3аl1Ись правИ111r

должно быть дальше от Земли,

что первые две планеты всегда

ными?

чем Луна, потому что движе­

видны близ Солнца, а друтие

ние его медленнее, кроме того,

моrут удаляться от Солнца на

Луна может загораживать для

большие расстояния.

нас Солнце, вызывая этим сол­
нечные

затмения.

жения

Меркурия

Пути дви­

и

Венеры

мира вплоть до

XV

в., когда

система

была вытеснена гелиоцентри­

стала непререкаемой истиной

ческой системой, разработан­

для

ной Николаем Коперником.

Геоцентрическая
западного

христианского

Ара6скав

3

нания умиравшей античной цивилизации

начаткам науки звезд», написанная около

переняли арабские завоеватели. Живший

Но главное сочинение Бируни по астрономии

на рубеже

и П тысячелетий в Хорезме

«Канон Масуда по астрономии и звездам» . В нем

(сейчас город в Узбекистане) Аль-Бируни рас­

он рассмотрел гипотезу о движении Земли во­

крыл природу Млечного Пути, говорил о звез­

круг Солнца; утверждал одинаковую огненную

I

дах как о чудовищно далеких солнцах.

Бируни написал более 45 сочинений по астро­
номии.

Популярным

введением

1029

г.

-

природу Солнца и звезд в отличие от темных
тел

-

планет, подвижность звезд и огромные их

в астрономи­

размеры по сравнению с Землей, идею тяготе­

ческую науку служит его «Книга вразумления

ния. Бируни проводил наблюдения на постро-

Когда светила были богами

21

Естественное объяснение фаз Луны. И11Люстрация из книrи

Древняя арабская книrа

Адь-Бируни на персидском языке

по астрономии

астрономом

метрии), он был хорошо зна­

ших дней. На крыше размеща­

ан-Насави в городе Рее (Иран)

ком с трудами своих предше­

лись азимутный круг и враща­

енном

известным

радиусом

ственников. Итогом его науч­

ющийся

Он рассчитал радиус Зем­

ных изысканий стали «Новые

возможность

стенном

7,5 м.
ли,

квадранте

описал изменение окраски

астрономические

высокой точностью координа­

ты светил в любой точке небес­

щие изложение теоретических

ной сферы. Там находились и

основ астрономии и координа­

солнечные часы.

солнечную корону при солнеч­

полководца

лана Улугбек
В

1409 г.

Тамер­

(1394-1449

гг.).

он был объявлен пра­

вителем Мавераннахра (араб­
ское

наименование

террито­

рий между реками Амударья

Улугбека» ),

ты свыше тысячи звезд .

Таблицы получили широ­

номов Востока был внук ве­
ликого

кую известность в

были

изданы

1665 г.,

в

Европе

и

Оксфорде

в

а также в Индии и Ки­

тае . Приведенные в них сведе­
ния имели большое значение
для астрономии.

Научные

и Сырдарья) со столицей в Са­

труды

Улугбека

марканде. При Улугбеке этот

были созданы благодаря уни­

город стал одним из мировых

кальной

центров науки Средневековья.

рую он воздвиг в Самарканде

Здесь,

в Самарканде первой

половины

XV

в., возникла це­

в

1428

обсерватории,

кото­

г. Главным инструмен­

том был гигантский квадрант,

лая научная школа, объеди­

размещенный внутри цилин­

нившая видных астрономов и

дрического здания диаметром

математиков.

около

Улугбек проявил себя как
талантливый

исследователь

в

48

м. Верхняя часть его

меридианной дуги размером

более

40

м достигала плоской

астрономии и математических

крыши здания. Нижняя часть

науках

(до

(геометрии,

тригоно-

с

содержа­

(«Зидж

Самым известным из астро­

дававшие

фиксировать

таблицы»

Луны при лунных затмениях и
ньrх затмениях.

квадрант,

11

м) сохранилась до на-

Арабские солнечные часы.
Севилья, Испания

Когда светила были богами

22

Единственный прижизненный

портрет Улугбека (сидит
в центре, в павильоне).
Миниатюра неизвестного
придворного художника.

1425-1450 гг.

Галерея Фрир,

Вашингтон

ВОПРОС В
Как астрономы про1ПЛЬ1Х
столетий добивались срав­

Сохранившаяся подземная

нительно высокой точно­

часть главного квадранта

сти

обсерватории Улугбека

при

rрадусных

изме­

рениях?

В итоге астрономы всего ми­

С не меньшей точностью в

ра получили удивительно точ­

ные значения координат

1018

« Зидже

Улугбека»

представ­

неподвижных звезд. Вычислен­

лены

ная Улугбеком длина астроно­

таблицы. Улугбеку удалось вы­

мического года оказалась рав­

числить

ной

365

дням

6

ч

10

мин

8

с.

и

тригонометрические

значение

-

ного градуса

синуса

од­

важной астро­

-

систему; Улугбек представлял

значения функций в шестиде­
сятеричных дробях).
Астрономия процветала у

арабских народов и в Средней
Азии вплоть до

XV в.

А здание

обсерватории Улугбека посте­

Погрешность по сравнению с

номической постоянной

современными данными была

точностью до 18-го знака по­

пенно разрушалось и в начале

ничтожной.

сле запятой

XVI

сле

с

(разумеется, по­

перевода

в

десятеричную

в. было разобрано на кир­

пичи.

ВОПРОС7
Каме1П1ая

стена-секстсuп

средневековоrо

ма

Улуrбека

ну около

40

астроно­

имела

дли­

Памятник

м. Каков был

Улугбеку

размер (длина) деления в

1' (1 уrловая

секунда=

в Самарканде,

1/60

Узбекистан

части одноrо rрадуса) на
этом секстсuпе (в санти­
метрах)?

Астрономи"еская деятеnьность

индейских nnемен Америки
к

концу

1 тысячелетия

до

Перу)

сформировались высо­

н. э . на территории Цен­

коразвитые

тральной Америки

лизации в виде изолированных

(на

индейские

циви­

ной Америке.

К глубокой древности здесь

землях современных государств

городов-государств.

Мексики,

Белиза,

ществовали в соседстве и бес­

восходит

Гондураса), а позднее и в Юж­

конечных междоусобных вой­

Солнцу

ной Америке (на территории

нах многочисленные племена:

ние вождей на основе астраль-

Гватемалы,

Здесь су­

майя, тольтеки, ацтеки в Се­
верной Америке; инки в Юж­

культ

и

Луне,

поклонения

обожествле­

Когда светила были богами

ной религии. Так, мифический

цы движения Марса и Мерку­

первоправитель племени инков

рия.

Манко Капак считался сыном

бога Солнца. У ацтеков жре­

Год у майя начинался
солнцестояния)

кин (слуги Солнца).

18

лендарь

глифов, совершенно непохожих

точен.

По

на известные в Старом Свете.

четам,

длина

Сохранилось четыре рукописи

составляет

майя

как майя на

«Кодексы»,

-

основном

содержа­

астрономиче­

дней).

Ка­

несмотря

на

20

майя,

свою

в

и делился на

месяцев (по

была письменность в виде иеро­

щие

23 де­

кабря (то есть в день зимнего

цы-астрономы имели титул ах­

У тольтеков, майя, ацтеков

древность,

удивительно

. современным

рас­

солнечного

365,2422

года

дня, тогда

вершинах своих

пирамид вычислили его длину

ские таблицы, но частично и

в

сведения

астрономических

две десятитысячные! И это рас­

познаниях этого народа в древ­

считано за тысячи лет до того,

об

365,242

дня. Разница

всего

-

ности. Ряд текстов астрономиче­

как

ского содержания был обнару­

лагая

жен и на громадных вертикаль­

средствами вычисления, смогли

ных

каменных

плитах-стелах.

другие

достичь

астрономы,

более

распо­

совершенными

похожего

результата!

В непроходимых тропических

Для составления столь точного

лесах были открыты развалины

календаря, по мнению ученых,

городов, а в них

-

древних хра­

мов-обсерваторий.
Наибольшего развития аст­
рономия

достигла

во

времена

23

потребовалось бы наблюдать и

Календарь ацтеков

и смешения культур от послед­

записывать движения планет на

них в религию майя перешли

протяжении

человеческие

приблизительно

10 ООО лет!

ния

-

жертвоприноше­

ежедневное

« кормле­

цивилизации майя. Астрономи­

Астрономы майя проводи­

ние» бога Солнца (чтобы оно

ческая деятельность здесь также

ли наблюдения за небесными

не погасло за ночь). В ХП в. эта

была государственной службой.

светилами

из

цивилизация была уничтожена

Жрецы-астрономы

серваторий

-

следили

за

каменных

об­

караколей. Они

северными

племенами

науа,

в

сменой лунных фаз, наеrупле­

были во многих городах

нием

кале, Копане, Паленке". Особо

ное племя ацтеков. Последние

умели предсказывать), переме­

выделяется

основали

щением

караколь в Чичен-Ице.

затмений
планет

(которые
и

уже

появлением

-

Ти­

своими размерами

Вместе с тем «Высокоразви­

няли особый интерес к светилу

тость » сочеталась здесь с весьма

Чак-Ек (Большой звезде)

мрачными культами. После по­

Ве­

нере. Были обнаружены табли-

корения майя тольтеками в

входило

свой

и

воинствен­

главный

город

Теночтитлан (ныне Мехико) и

комет. Ог тольтеков майя пере­

-

которые

IX в.

к

XV в.

покорили всю централь­

ную Мексику.
В центре цивилизации ин­
ков,

городе

Мачу-Пикчу,

на

Так записывали числа индейцы
майя

Когда светила были богами

24

Изображение Кетца11Ькоат11я

-

одного из г11авных богов

ацтеков и других цивИllизаций

Храм Со11нца в Мачу-Пикчу

Центраllьной Америки.
Теотиуакан, Мексика

границе

нынешних

Бразилии, на высоте
над

уровнем

моря

Перу

и

сезона

2400

м

работ.
В

сохрани­

сельскохозяйственных

XVI

в. все эти индейские

лись развалины большой об­

цивилизации

серватории, на которой жре­

все письменное культурное на­

и

практически

цы-астрономы наблюдали за

следие индейцев были беспо­

движением Солнца (по тени

щадно уничтожены

гномона). Следов других ин­

ми

струментов индейских астро­

немногих

номов

ников (например,

не

сохранилось.

Для

фиксирования рубежных мо­
ментов года

-

равноденствий

и солнцестояний

наблюде­

-

испански­

завоевателями.

Помимо

уцелевших

источ­

«Кодексов»

майя), следы астрономической
деятельности индейцев сохра­
нились

только

в

записях

ис­

ния велись сквозь узкие длин­

панских миссионеров и в виде

ные просветы в стенах обсер­

развалин грандиозных культо­

ваторий,

опре­

вых и астрономических соору­

проникал

жений. В указанный так назы­

деленный

в

которые

момент

в

луч света восходящего Солнца
или был виден восход Пле­
яд

-

сигнал

о

наступлении

ваемый

классический

период

(до Х в.) у майя насчитывалось

около

20 обсерваторий.

Когда светила были богами

25

Астрономия

в Древней Индии

с

амыми древними источ­
никами, рассказывающи­

третий

ми об астрономических

тый

занятиях

древних

считаются

печати

-

Меркурия, четвер­

с

мой

сюжеты:

о

-

Марса,

Юпитера, пятый

неры, шестой

-

Ве­

Сатурна, седь­

-

Солнца.

Индия заимствовала у за­

жениями на космогонические

мифологические

-

индийцев,

изобра­

-

днем Луны, второй

падной астрономии

12

зодиа­

Арьяпхата высказал идею о вра­

щении Земли вокруг своей оси

происхож­

кальных созвездий (в которых

и вокруг Солнца, за что был су­

дении Земли, космоса и све­

поочередно находится Солнце

рово осужден жрецами. Его со­

в

временники знали эту гипотезу,

сотворении

мира,

тил. Возраст этих печатей

более

-

5000 лет.

своем

годовом

семидневную

Как и у другихдревнихнаро­

движении),

неделю,

час

и

многие другие понятия. Разви­

но она не нашла практического

применения в Индии.

изыс­

тие астрономии в этой стране

В своих расчетах индийские

каниями у индийцев занима­

в еще большей степени объяс­

астрономы приняли геоцентри­

лись

жрецы,

вили

календарь.

дней

семидневной

дов,

астрономическими

соста­

няется применением достиже­

ческую модель мира. Очевид­

названиях

ний, которых добились индий­

ную

недели

ские

благодаря

ния планет они объясняли тео­

нем были использованы име­

им астрономы смогли в скором

рией эпициклов, как в античной

на

времени обогнать греков.

и средневековой астрономии. В

семи

которые

В

подвижных

небосвода.

в

светил

Первый день

был

математики:

Особое
занимает

место
ученый

живший в конце

VI

Памятник Арьяпхате
в индийском городе Пуна,

штат Махараштра

в

истории

Арьяпхата,

V -

начале

в. Он знал значение числа

неравномерность

движе­

отличие от греков индийцы по­
лагали,

что

планеты

на

самом

деле движутся одинаково, а ви­

димая

разница

их

перемеще­

«ПИ», предложил оригинальное

ний на небосводе создается не­

решение линейных уравнений.

равным расстоянием от Земли.

Когда светила были богами

26

Индийские значки

-

«предки»

современных цифр

В Средние века индийские

использование и были зачастую

вились именно в Древней Ин­

точнее расчетов греко-римских

дии. Здесь же употреблялся

тому

знак О, обозначавший число

были математические достиже­

ноль. Цифры, которыми мы

ния индийцев. Именно в Древ­

пользуемся и называем араб­

астрономов.

ней

Причиной

Индии

впервые

счисления

вычисляли время затмений и

Она легла в основу современ­

и от них перешли к арабам.

знали их настоящую причину.

ной нумерации и арифметики.

Арабская алгебра также ис­

Умели также рассчитывать про­

Введение десятичной системы

пытала

должительность

способствовало точным астро­

В

месяца

и

других

ческих величин.

лунного

астрономи­

Понятия
нус » ,

« цифра » ,

« корень »

тены

древними

« Си­

впервые

поя-

дарь,

индийцами

влияние

Индии

образный

номическим расчетам.

Эги расчеты

имели большое практическое

десятичной.

скими, на самом деле изобре­

астрономы с высокой точностью

года,

стала

система

был

солнечный

согласно

состоял из

индийской.

создан

свое­
кален­

которому

год

360 дней.

Китайска• астрономи•

n

роследить развитие аст­

дарные

рономии на территории

также

Китая можно с древних

Солнца .

знаки .

Упоминаются

некоторые

затмения

кументов

астрономического

содержания

большим

является

по

самым

сравнению

с

времен. Вообще, интерес жи­

Как и почти у всех перво­

телей этой страны к изучению

бытных народов, у китайцев

всего на свете составляет черту

с

национального характера. Это

дился в употреблении лунный

относится и к астрономии.

календарь, то есть способ счета

астрономами небо было разде­

дней по фазам Луны. Посколь­

лено на

ку месяц в

считал­

в которых двигались Солнце,

ся длинным в качестве мерила

Луна и планеты. Потом они

промежутков

Так, археологи нашли кра­
шеную

торой

керамику,

-

возраст

5000-7000

ко­

лет. На

незапамятных

времен

29-30 дней

нахо­

имевшимися в любой другой
цивилизации.

Примерно

во

11-1

тыся­

челетиях до н. э. китайскими

28 участков-созвездий,

древ­

выделили Млечный Путь, на­

и солярные символы, а также

ней жизни, вполне естествен­

звав его явлением неизвестной

орнаменты,

ным было его деление на

природы .

ней

присутствуют

лунарные

связанные

с

лун­

ным календарем. На гадатель­
ных костях и черепашьих пан­

цирях

эпохи

рая половина

Шан-Инь

11

(вто­

тысячелетия

времени

3-4

Основатель

дина­

стии Чжоу У-ван (правил, по

части.

Практика вести записи не­

некоторым данным, в

бесных явлений не прекраща­

1115

лась во

двигнуть

все периоды истории

1121-

гг. дон. э.) приказал воз­
астрономическую

дон. э.) встречаются названия

Древнего

Количество

башню в Гаочэнчжэне (город

некоторых созвездий и кален-

накопленных рукописных до-

Гаочэн в современной провин-

Китая.

Китайская армиллярная сфера.

Армиллярная сфера

-

один из древ­

нейших астрономических прибо­
ров, изобретенный более

2000 лет

назад, вероятнее всего, в Древнем

Вавилоне. Применялась в качестве
упрощенного небесного глобуса.
Наглядно представляет собой дви­
жения различных небесных светил,
а также основные точки и линии

небесной сферы

Древнекитайский
астрономический циферблат

Когда светила были богами

27

ОТВЕТЫ
Карта звездного

1

неба. Эпоха

(с, 7). Нет. На Северном

по11ЮСе

империи Сун.

Земли

нельзя

на-

611Юда'IЬ созвездия зодиака,

хп в.

расположенные на Южном

по11ушарии небесной сферы
(Водолей, Козероr, Стрел.ец,

Скорпион, ~ частично
Дева и Рыбы), а на Южном
по11ЮСе

ции Хэнань). Это была первая
обсерватория в Китае.
Начиная с

В

эти

355

астрономами

-

созвездия,

нахо­

дящиеся на Северном по11у­

в

шарии небесной сферы (Лев,

г. до н. э. был составлен сво­

Рак, Б11И3Нецы, Те11ец, Овен,

Гань

эпохи Чуньцю

времена

Гуном

и

Ши

Шэнем

гг. до н. э.) китайцы

днь1й каталог « Звезднь1й канон

частично Дева и Рыбы).

письменно регистрировали по­

Гань и Ши», куда были внесены

2

явления комет, называвшихся в

более

800

ные меры времащ коrоры­

Китае «Звездами-мётлами» и ис­

нее

знаменитый

покон веков считавшихся пред­

астроном

вестниками несчастий. Позднее

небо на

(722-481

звезд. Немного позд­
китайский

<с. 9), В том, чrо есrествен­

ми 11ЮДИ вынуждены ПОllЬ­

поделил

ЗОва.ТЬСЯ (rод, месяц, суrки),

124 созвездия и зафикси­
ровал около 2500 видимых звезд.

несоизмеримы между собой.

сания и зарисовки. Было под­

Одним из составителей упо­

МедвеДJЩЬL МаАЬIЙ Конь.

мечено, что хвост кометы всегда

мянутых каталогов (Гань Гуном)

Гидра.

находится в удалении от Солн­

была сделана запись, которую

4

ца . В летописи под названием

считают описанием

солнечных

мения. Земная тень всеrда

«Чуньцю» того же периода за­

пятен. Он упоминал о неких

имеет форму круrа. А такая

регистрировано

« солнечных

появились их подробные опи­

затмений,
течение

37

солнечных

наблюдавшихся

242 лет.

Чжан

Хэн

затмениях»,

кото­

3 (с, 14). Созвездие Бо11Ьmой

(с.

16).

Фазы 11унноrо зат­

тень бывает ТО11ЬКО от шара.

в

рые якобы начинаются от цен­

5

Современными

тра Солнца. Здесь ценно то, что

звездие возНИК110 как опре­

отмеченное

де11енная

учеными подтверждены

33

из

затемнение

было

(с.

Исторически со­

19).

конф:иrурация

них. Самое раннее произошло

охарактеризовано им как явле­

звезд, сейчас это опреде11ен­

22 февраля 720 г. до н. э.

ние на солнечной поверхности,

НЬIЙ участок небесной сфе­

как оно и есть на самом деле.

ры. В

Следующий период в исто­
рии Древнего Китая называется

эпохой
или

динения

все небо 6Ь1110

Он

ными часами. Все астрономи­

В. ДО Н. Э. ДО объе­

ческие наблюдения велись со
специальных площадок-обсер­

положены по обе стороны

ваторий.

небесною экватора.

Сражающихся

V

1922 r.

88 созвездий,
из которых 31 находится в
северной по11усфере, 48 - в
южной, а осrа11Ьные 9 рас­

периодом

ДЛИЛСЯ С

С Ш в. до н. э. в Китае поль­

царств

Чжаньго.

Китая

Цинь Шихуанди в

императором

221

г. до н. э.

зовались

солнечными

и

водя­

разде11ено на

6

<с.

20).

Просrранственное

распо11ожение

небесных

те11,признаниеи:хдвижения,

обращения

Луны

вокруr

3емщ возможность матема­
тическою расчета видимых

по11ожений П11анет.

7 (с. 22). 1,16 см.
8 (с, 22). Они ПО11ЬЗОва.11ИСЬ
очень бо11Ьmими уr11омер­

Древнейшая

ными инструментами, что

китайская
астрономическая

Древние астрономические приборы

запись на камне

в музее-обсерватории Пекина

ПОЗВО11Яl10 ДОВО11ЬНО ТОЧНО
навоДИ'IЬ их на светила.

28

Становление астрономии как науки

СТАНОВЛЕНИЕ
АСТРОНОМИИ КАК НАУКИ

Человек,
просовывающий
rолову
через

небесный
свод.

Гравюра
Камиля
Фламмариона.

1888 r.

В зnоху Веnиких
rеоrрафи11еских открь1тий

в

г. испанский море­

Таким образом Европа раз­

плавательХристофор Ко­

двинула границы своего мира,

1492

лумб пересек на трех

познакомилась с иными наро­

кораблях Атлантический оке­

дами и использовала это в сво­

ан и

их интересах. Причем не толь­

высадился

островов

на

одном

Карибского

из

моря,

ко для

получения

новых зна­

который в наши дни относит­

ний, но в первую очередь для

ся к Американскому конти­

обогащения. Награбленные в

ненту. С тех пор это событие

новых землях богатства рекой

европейцы называют откры­

потекли в Европу, особенно в

тием Америки.

Испанию и Португалию.

Христофор
Колумб
высаживается в

Америке

Становление астрономии как науки

29

АстрономиR в nомощь мореnnаватеn•м
Обычно мореплаватели ори­
ентировались по звездам, Луне

и Солнцу. По ним определяли
направления

среднюю

движения:

скорость

и

зная

время

в

пути, можно было сориентиро­
ваться

в

пространстве

и

опре­

делить расстояние до конечно­

го пункта назначения. Однако
при плохих ПОГОДНЫХ условиях

можно было легко сбиться с
курса.

XV

В

Простейшие навиrационные

в. мореплаватели, от­

инструменты

правлявшиеся в дальнее пла­
вание, не имели практически

никаких приспособлений, ко­

любая экспедиция по океан­

торые помогли бы им решить

ским

три

опасной авантюрой, часто со

главные

курс,

измерять

графических

открытий

очень бурно развивалось

становилась

смертельным исходом.

положение. В распоряжении

вых торговых путей требовали

свое

имелись

лишь

ми­

развития астрономических ме­

нимальные знания и простей­

тодов

шие

буссоль

нат. Одной из главных задач,

(прибор с магнитной стрел­

которые решала практическая

ление

в

просторам

Мореплавание и поиск но­

кой,

гео­

пройденный

точно знать

моряков

Великих

держать

место­

путь,

период

задачи:

приборы.

Это

указывающий
на

магнитные

определения

коорди­

направ­

астрономия в те времена, ста­

полюса

ло

составление

географиче­

Земли и служащий для ори­

ских карт, уточнение формы

ентирования

относительно

и размеров Земли. Искусство

сторон горизонта), песочные

прокладывать путь по наблю­

часы,

дениям за небесными светила­

карты

ошибок,

со

множеством

приблизительные

ми называется навигацией (от

мореплавание. Оно требовало

таблицы склонения светил и

лат.

умения определять местополо­

в большинстве случаев невер­

морю»). Это наука об опреде­

жение и курс судов в бескрай­

ные представления о размерах

лении

них морских просторах.

и форме Земли. В те времена

екта.

navigatio -

«хождение по

местоположения объ­

30

Становление астрономии как науки

Становление астрономии как науки

Новое

зтохороwо

за6ытое

n

осле

11

старое
Ситуация изменилась толь­

в. в астрономии

XVI

прочно утвердился гео­

ко в

центризм,

астроном Николай Коперник

основанный

в., когда польский

на физике Аристотеля и пла­

разработал

теорию

нетной теории

ния

вокруг Солнца.

вот

Птолемея.

гелиоцентрическая

стема

мира,

возникшая

А
си­

еще

планет

движе­

Результатом его трудов была
книга

«0

вращениях небес­

в древности, в Средние века

ных сфер », изданная в

была практически забыта. В

XVII

борьбы

ный застой. Немецкий ученый

утверждение

XVIII в. Георг Лихтенберг гово­

ма.

рил: «Пока Земля оставалась

научной

неподвижной,

астрономии,

оставалась

не­

1543

г.

в. прошел под знаком

астрономии царил почти пол­

подвижной и астрономия».

Первь1й

31

Этот

за

окончательное
гелиоцентриз­

период

считается

революцией
так

и

в

как

науке

в
в

целом.

ревоnюqионер

Средневековья
и

иколай

дился
в

Коперник

ро­

щенником, но также занимал­

19 февраля 1473 г.

ся и астрономией. В Падуан­

городе

Торне

(ныне

ском университете Коперник

Торунь). Учился в Краковском

изучал медицину. Вернувшись

университете,

на

изучал

матема­

родину,

жил

в

маленьком

тику, медицину и богословие.

городке

Затем

каноником (священником ка­

уехал

в

Италию,

где

Фромборке,
церкви),

служил

провел девять лет. Сначала он

толической

поступил в Болонский универ­

научные исследования не пре­

однако

ситет, где готовился стать свя-

кращал. Здесь же у него ело-

СИЛА, ЧТО ДВИЖЕТ МИРАМИ
Коперник одним из первых высказал мысль о всемирном

тяготении. В одном из его писем говорится: «Я думаю, что
тяжесть есть не что иное, как некоторое стремление, ко­

торым божественный Зодчий одарил частицы материи,

чтобы они соединялись в форме шара. Этим свойством,
вероятно, обладают Солнце, Луна и планеты; ему эти

светила обязаны своей шаровидной формой». Коперник
также предсказал, что Венера и Меркурий имеют фазы,
подобные лунным. После изобретения телескопа Галилей
подтвердил это предвидение.

Памятник Николаю

Копернику в Торуни, Польша

32

Становление астрономии как науки

Старинная
модель

Солнечной
системы

Собор во Фромборке,
где похоронен Коперник

жился замысел новой астроно­

важная часть работы Коперни­

мической системы.

ка. Он успешно ее выполнил, и

Свое сочинение «О враще­

предложенные им правила вы­

нии небесных сфер», начатое

числений были тотчас же при­

еще в

няты астрономами.

1506

чил через

г., Коперник закон­

24

года. А напеча­

тано оно было лишь в

1543

г.

Первый экземпляр книги по

некоторым

сведениям,

был

Гелиоцентрическая

ма Коперника содержит сле­
дующие утверждения:

-

центр Земли не центр

принесен автору, когда тот ле­

Вселенной,

жал на смертном одре.

орбиты Луны;

Главный недостаток астро­
номии

Птолемея

заключался

систе­

-

все

но

только

планеты,

центр

включая

Землю, движутся по орбитам,

в том, что описания движения

центром

Луны и планет были запутаны.

Солнце, и поэтому оно являет­

К тому же расчеты по его тео­

ся центром мира;

рии не совпадали с данными на­

-

которых

является

движение Земли и дру­

блюдений. Существовала пот­

гих планет объясняет их рас­

Коперник. Беседа с Богом.

ребность исправить все гипо­

положение

Художник Ян Матейко.1872 г.

тезы

рактеристики

Птолемея

и

установить

Слева внизу видна

новые

гелицентрическая схема

ния астрономических таблиц.

Солнечной системы

В этом и заключалась самая

правила

для

составле­

и

конкретные
движения

ха­

пла­

нет;

-

расстояние между Зем­

лей и Солнцем очень мало по

И ВЕЛИКИЕ НЕ СВОБОДНЫ

ОТ ПРЕДРАССУДКОВ
Несмотрн на <: вою революционнооъ, си­
стема

Конерника со 1,ержала целый рнд

заблуждений. Он но11а1 · а11, что все плане­
ты обращаюто1 вокру1 · Со11нца точно

110

окружносп11\1 и с 1юстош111ы!\1и скоростн­

ми. Ко11ер11ик также с<111та11, что Вселен­

<: фероi1

11е110 1 ,вижных

звез 1\. И11ы!\1и (.' ,1овам11, у

нан

oгpa111tt1l•11a

Ко11ер11ика со­

храннл,н.ъ вера в (.'уществование небесных

сфер, 11есу1ц11х 11а l' l!бl' 11л,111еты. А 1 ,виже11ие 1111а11ет вокру1 · Со ,111ца объщ: 11н1100,

вращение!\1 ·,них с</>ер 1юкру1· своих осей.

Становление астрономии как науки

сравнению с расстоянием меж­

ствовавшей в то время геоцен­

ду Землей и неподвижными

трической системе .

Гелиоцентрическая система

звездами;

сугочное движение Сол­

нца

воображаемо

вращением

Земли,

ВОПРОС1
Какие

недостаТJСИ

имем

мира, возрожденная Коперни­

rел.иоцеиrрическая

вызвано

ком,

ма мира Коперника?

которая

альные характеристики планет­

позволила установить

ре­

сисrе­

за

ной системы и открыть законы

ч вокрут своей оси, которая

движения планет. Обоснование

рия положила начало звездной

этой системы потребовало соз­

астрономии, когда было дока­

дания

зано, что звезды

поворачивается

24

и

33

всегда

остается

один

раз

параллельной

самой себе.
Эти
стью

утверждения

полно­

противоречили

господ-

и

классической

привело

к

механики

открытию

закона

всемирного тяготения. Эта тео-

Законы
тайным

последователем

Ко­

его ученика с основами нового

с

временем

ставшие

основой

теоретиче­

ской астрономии .

Первый закон предполага­
ет, что планеты

убежденным сторонником те­

ности

ории Коперника.

Солнце находится не в центре

движутся

в действитель­
по

эллипсам.

лет он издал

эллипса, а в особой точке, назы­

книгу «Космографическая тай­

ваемой фокусом. У эллипса два

на». В ней ученый, принимая

фокуса,

вывод Коперника о централь­

метрично относительно центра

ном

25

положении

Солнца

расположенных

сим­

в

этой фигуры. При этом для всех

планетной системе, попытал­

точек на самом эллипсе сумма

основе

ся найти связь между разме­

их расстояний до этих фокусов

коперниковской

систе­

рами орбит планет и радиу­

одинакова.

ставили

мира

астрономы

таблицы

со­

движений

сами сфер . Этот труд принес
автору

некоторую

извест­

Знаменитый

датский

планет. Они лучше согласовы­

ность.

вались с наблюдениями, чем

астроном-наблюдатель

птолемеевские . Но спустя не­

Браге

которое время обнаружились

работу в качестве своего по­

предложил

Тихо

Кеплеру

расхождения и этих таблиц с

мощника.

данными наблюдений движе­

была снабжена лучшими из­

ния небесных тел . Стало ясно,

мерительными

что надо глубже исследовать

ми, а сам Браге был искусней­

законы движения планет . Эту

шим наблюдателем .

задачу решил немецкий уче­

1630

науке о

на

мы

ный

-

развитии Вселенной.

учения. И вскоре Кеплер стал

В возрасте

о

это далекие

Kennepa

перника. Он познакомил сво­

Иоганн Кеплер

-

солнца, и космологии

Иоганн

Кеплер

(1571-

гг.).

обсерватория
инструмента­

После смерти Браге в

1601 г.

Иоганн Кеплер начал изучать
оставшиеся

Будучи студентом универ­

Его

ными

материалы

долголетних

с дан­

астроно­

ситета в городе Тюбинген, он

мических наблюдений.

с увлечением занимался мате­

тая над ними, в особенности

матикой и астрономией. Его

над материалами о движении

учитель профессор Местлин

Марса,

преподавал

чательное открытие : он вывел

астрономию

по

Птолемею, но при этом был

три

Кеплер

сделал

закона движения

Рабо­

заме­

планет,

Памятник Тихо Браге

и Иоганну Кеплеру в Праге,
Чехия

34

Становление астрономии как науки

ВОПРОС2
Искуссrве:нные

спутники

ЗеМllИ обращаются вокруг
нее либо по кругам (тоrда
центр ЗеМllИ находится в

центрах этих кругов), либо
по ЭЛllИПсам (центр ЗеМllИ
находится в одном из фо­
кусов этих эЛllИПсов). Ис­
ходя из этоrо, скажите, по

каким орбитам невозмож­
но

Планеты С011нечной системы движутся вокруг С011нца по
траекториям-э11ЛИПсам

-

демонстрация первоrо закона КеП11ера

Поскольку эллипс не окруж­

Через девять лет ученый

ность, то расстояние планеты от

открыл третий закон движе­

Солнца не всегда одинаковое.

ния

Кеплер доказал, что скорость,

имеется

строгая

с

между

временем

которой

движется

планета

планет.

Оказалось,

обраще­

искуссrвен­

Кеплером в изданной в

1619

г.

книге «Гармония мира».

что

зависимость

запускать

Нhlе спутники ЗеМllИ.

В

1627

г. Кеплер опубли­

ковал новые астрономические

таблицы, которые назвал «Ру­

вокруг Солнца, также не всег­

ния планет вокруг Солнца и

дольфинские».

да одинакова: подходя ближе

их

годы были настольной книгой

к

драты

Солнцу,

планета

движется

расстоянием

от

периодов

него:

ква­

обращения

Они

многие

астрономов.

Работы Кеплера над соз­

быстрее, а отходя дальше от не­

любых двух планет относят­

медленнее. Эга особен­

ся между собой как кубы их

данием

в

средних расстояний от Солн­

сыграли

ца . То есть отношение куба

в

среднего

учения Коперника, а его за­

го

-

ность

движении

планет

со­

ставляет второй закон Кеплера.

Оба закона Кеплера были
обнародованы в

1609

г., когда

вышла его книга «Новая астро­
номия»,

в

которой

содержа­

удаления

планеты

небесной

механики

важнейшую

утверждении

и

роль

развитии

от Солнца к квадрату периода

коны помогли Исааку Нью­

обращения

Солн­

тону

постоянная

ного

ца

есть

ее

вокруг

величина

лось изложение основ новой

для всех планет: аЗ/'Т:Z. =

небесной механики.

Это закон был опубликован

const.

открыть

закон

тяготения,

всемир­

играющий

громадную роль в физике и
астрономии.

35

Становление астрономии как науки

Открь1тия

ranиneя

ПЕРВОЕ ОТКРЫТИЕ
Уже в юности Галилей от­

и

тальянец Галилео Гали­

(1564-1642

лей

первый

временном

физик

понимании

в

личался редкой наблюда­

-

тельностью, благодаря ко­

со­

торой сделал свое первое

гг.)

важное

этого

открытие.

Глядя

слова. Именно с него началась

на качание люстры в Пи­

физика как наука.

занском соборе, он уста­

Сначала Галилей поступил

новил

закон

изохронно­

в Пизанский университет, где

сти колебаний маятника

изучал медицину. Там же за­

(независимость

интересовался математикой и

колебаний

физикой. Он пробыл студен­

отклонения

том неполных три года, бро­

положения равновесия).

от

периода
величины

маятника

от

сив обучение по финансовым
причинам . В

1589

г. Галилей

вернулся в Пизанский универ­

он стал самым активным и ав­

ситет уже профессором мате­

торитетным сторонником этой

матики и начал проводить са­

мостоятельные

Термоскоп ГалИllея

исследования

1592

г. Галилей в универ­

бор для исследования тепло­

ситете Падуи начал препода­

вых

вал

усовершенствовал

геометрию,

астрономию.

Эго

механику

об

изобретении

в

и

процессов

-

Галилей

решил

-

термоскоп,

ствовать ее

подзорную

сконструировал

усовершен­

так, в

1609

г. он

собственный

очень

трубу и первым решил исполь­

первый телескоп, который да­

продуктивный период его жиз­

зовать ее для астрономических

вал

ни,

наблюдений.

Позднее

появились

был

Узнав

Голландии зрительной трубы,

по механике и математике.

В

системы.

первые

значи­

наблюдений

мые научные открытия.

Галилео Галилей усиленно
изучал

довал

движение

тел,

иссле­

механические свойства

материалов. Он изобрел при-

На

основании

за небом

Гали­

лей сделал вывод, что гелио­

увеличение

в

ученый

три

раза.

усовершен­

ствовал свой прибор и добился
32-кратного увеличения.

мира,

7 января 1610 г. Галилей на­

Коперником,

правил этот телескоп на небо

является верной. В результате

и заметил возле Юпитера три

центрическая

предложенная

система

Падуанская обсерватория, оборудованная в

в старинной башне

1761 г.
XIII в.

ПЕРВАЯ НАУЧНАЯ

РАБОТА
Это было сочинение «Ма­
ленькие весы», написанное

Галилеем в
описаны

22

года. В нем

изобретенные и

изготовленные

им

самим

гидростатические весы для

быстрого определения со­
става металлических спла­

вов. В этой работе имеет­
ся

также

геометрическое

исследование

о

центрах

тяжести телесных фигур.
Труд принес Галилею из­
вестность

среди

итальян­

ских математиков.

Становление астрономии как науки

36

светлые точки

-

это были его

спутники (позже он обнаружил
и четвертый). Повторяя наблю­
дения через определенные ин­

тервалы времени, он убедился,

что спутники обращаются во­
круг Юпитера. Эго открытие
неопровержимо доказало,

что

не только Земля может быть
центром обращения небесных
светил,

и

подтверждало

пра­

вильность коперниковской си­
стемы.

В трактате «Звездный вест­
ник», вышедшем в Венеции
Галилей показывает
телескоп дожу Венеции.
Фреска Джузеппе Бертини

ПРИНЦИП

ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Важнейшее достижение Га­
лилеи в физике

форму­

-

лировка принципа относи­
тельности,

ставшего

осно­

войсовреме1п1ойтеорииот­

носителыюсти. Решитель­
но

отказавшись

от

пред­

ставлений

Аристотели

движении,

Галилей

шел

к

выводу,

что

о

при­

движе­

ние относительно. Это зна­
чит, что нельзи говорить о
движении,

не

уточнив,

по

отношению к какому « телу
отсчета »

А

вот

оно

происходит.

законы

движении

безотносительны

к таким

« тела:\1

которые

отсчета » ,

движутси

с

постошпюй

скоростью. По:по:\1у, нахо­

дись в закрытой кабине (он
образно писал «В закрытом
по:\1ещении

под

палубой

корабли>>), нельзи никаки­
ми

опытаl\IИ

покоится эта

установить,

кабина

или

же движется равномерно и

прямолинейно («без толч­
ков », по выражению Гади­
лея).

марта

1610

открытия,

12

г., он описал свои
сделанные

с

помо­

щью телескопа: обнаружение

Обложка книги Галилея
«Диалог .. . ». Издание

1635 r.

Становление астрономии как науки

гор на Луне, четырех спуrnи­

37

ТРЕМЯ СТОЛЕТИЯМИ ПОЗЖЕ

ков у Юпитера, доказательство,
что Млечный Путь состоит из

С

1979

1981 r.

110

в Ватика­

вел

11

официально признал,

множества звезд. То же самое

не работала комиссия по

что инквизиция в

можно

сказать

реабилитаI\ИИ

Галилео

вершила ошибку, силой вы­

пятнах,

видимых

Галилея. В инпе

31

о

туманных
в

телескоп.

Число неподвижных звезд на­
много

превышает

то,

бря

1992 1.

окп1-

папа Иоанн Па-

ну див

уче1ю10

1633 1.

со­

отречься

от

теории Коперника.

которое

видно невооруженным глазом .

Огромная
небе

белая

полоса

Млечный Путь

-

-

на
при

что Солнце вращается вокруг

к

своей

что весь космос устроен одина­

оси.

рассмотрении ее в зрительную

вращение

трубу

ной

отчетливо

разделялась

оси

Стало ясно,
вокруг

что

собствен­

свойственно

всем

на отдельные звезды. Следова­

небесным телам, а не только

тельно, подтверждалась смелая

Земле.

мысль Джордано Бруно о том,
что звезд

-

солнц

-

бесконеч­

Астрономические
тия Галилея сыграли

пониманию

людьми

того,

ково, в нем действуют одни и
те же закономерности.

откры­

ВОПРОСJ

огром­

Когда

f allИlleй

в свой те-

11ескоп обнаруЖИ11 фазы

про­

ную роль в развитии научного

сторы Вселенной безграничны

мировоззрения. Они со всей

Венеры,

и неисчерпаемы.

очевидностью

зам Луны, это пос11уЖИ110

ное множество,

Были

и

а значит,

другие

важные

убеждали

в

подобные

фа­

правильности учения Копер­

одним

ника,

системы

того, что Венера обраща­

пятна на Солнце. Наблюдая

Аристотеля и Птолемея, спо­

ется не вокруг ЗеМllИ, как

последние, Галилей обнару­

собствовали победе и утверж­

до тех пор

жил, что они

дению гелиоцентрической си­

круг Со111Ща. Как же это

поверхности,

стемы мира. Их осознание ста­

ВЬIЯСНИ110СЬ?

и сделал правильный вывод,

ло одним из решающих шагов

открытия:

по

фазы

Венеры

и

перемещаются

солнечной

ошибочности

из

доказате11Ьств

дума11И,

а во­

Ныотон и астрономия

ч

то

заставляет

планеты

планете, вращающейся вокруг

двигаться вокруг Солн­

Солнца, не нужна сила, чтобы

ца? Во времена Кеплера

двигаться

некоторые люди считали, что
позади

планет

сидят

машут крылышками

ангелы,
и

вперед;

однако

если

бы никакой силы не было, пла­
нета летела бы по касательной .

толка­

Но на самом деле планета ле­

ют планеты по орбитам. Гали­

тит не по прямой. Она все вре­

лей исследовал движение тел

мя оказывается не в том месте,

по прямой линии .

куда попала бы, если бы летела

Оставалось
ным,

почему

еще

неизвест­

планеты,

обра­

свободно, а ближе к Солнцу.

Портрет Исаака Ньютона.

Другими словами, ее скорость,

Джеймс Торнхилл.

1712 г.

щаясь вокруг Солнца, не па­

ее

дают

сторону светила. Эго привело

сила обратно пропорциональ­

сторону. Какая сила заставля­

Ньютона к мысли, что сила,

на квадрату расстояния.

ет предметы

не уле­

действующая на планеты, на­

тать в пространство? Все эти

правлена к Солнцу, и что, зная,

явления в конце

на

него

и

не

улетают

падать,

а

в

движение

отклоняются

в

Галилей

рассматривал

в

телескоп Юпитер со спутника­

как период обращения разных

ми,

нил английский ученый Исаак

планет

расстояния

него . Это напоминало малень­

Ньютон

до Солнца, можно определить,

кую Солнечную систему. Все

рый открыл закон всемирного

как ослабляется сила с рассто­

выглядело так, будто спутни­

тяготения. Ньютон решил, что

янием . Ученый высчитал, что

ки притягиваются к Юпитеру .

XVII

(1643-1727

в. объяс­

гг.), кото­

зависит

от

обращающимися

вокруг

Становление астрономии как науки

38

ПЕРВЫЙ ЗАКОН
НЬЮТОНА
Ньютон в основание сво­
их

законов

движении

по­

ложил измерении Галилеи.
Последний

изучал

движе­

ние, скатывая шары разной

массы но гладкой наклон­

ной плоскости. Оказалось,
что скорость их

возрастала

движе11ин

одинаково

не­

зависимо от массы. Причем
тела скатывались с наклон­

ной
Гравитация тел с большими массами притягивает меньшие
тела

-

и они становятся спутниками

плоскости

ствием

под

постоянной

дей­
силы,

придававшей всем им оди­
наковое

постошпюе

уско­

Луна тоже вращается вокруг

ствует

Земли и притягивается к ней

(тяготение) и сила этого притя­

точно таким же образом . Воз­

жения зависит от масс притя­

силы

никла мысль, что притяжение

гивающихся

сти тела, а

действует повсюду. Оставалось

между ними.

Эrо выражает­

его в движение, как счита­

лишь

и

расстояния

рение.

Значит,

резу ль тат

-

реальный

от

действии

изменение скоро­
не

приведение

наблю­

ся следующим образом: сила

лось ранее. Отсюда также

притяжения прямо пропорци­

следовало,

притягивают друг друга .

ональна

притягиваю­

пе подвергается действию

щихся тел и обратно пропорци­

какой-либо силы, оно пе­

значит,

эти

тел

притяжение

дения и доказать, что все тела

А

обобщить

взаимное

Земля

должна

массам

что,

пока

тело

притягивать Луну так же, как

ональна

Солнце притягивает планеты .

между ними . Формулой этот

ЛИНИИ С ПОСТОШНIОЙ СКО­

Но известно, что Земля при­

закон можно выразить так:

рОСТЫО.

тягивает и обычные предметы:

= Gx(m 1xm/r2),

например,

тационная постоянная,

на

cryле,

вы

прочно

сидите

хотя вам, может быть,

и хотелось бы летать по возду­
ху. Ньютон предположил, что

Луну на орбите удер живают те
же

силы,

которые

притягива­

ют предметы к Земле. Так был
открыт один из видов физиче­
ских сил

-

гравитация.

Ньютон пришел к выводу,
что между всеми телами суще-

ВОПРОС4
Допустим,

чго

космиче­

скийкорабльдвижетсярав­
номерно

со

скоростью

100 ООО км/с. См01уr ли в это
время

пассажиры

вы:йти

на палубу корабля и дви­
гаться по ней?

квадрату

где

расстояния

G -

6,67408xlo-11 м 3 ·с-2 ·кг- 1 •

F

=

грави­
равная

ремещаетси

веспы

по

Данная
как

Ньютона.

примой

идеи

первый

из­

закон

39

Становление астрономии как науки

ВОПРОС
Почему

ОТКРЫТИЕ ЧЕТВЕРТОЙ БОЛЬШОЙ ПЛАНЕТЫ

5
космические

Планеты не должны дви­

а с Ураном творится что-то

ракеты не могут перед­

гаться по эллипсам, пото­

странное.

вигаться

внутри

му

законам

Ученые Адамс и Леверье, ко­

нечной

системы

по

Ньютона, они притягива­

торые выполнили эти расче­

путям

ются не только Солнцем,

ты независимо друг от друга

кратчайшим

Со11-

(прямо11ИНейно)?

Закон
тения

согласно

-

но и друг другом

всемирного

позволяет

что,

очень

тяго­
точно

слабо,

и почти одновременно, пред­

но все же притягиваются,

положили,

что

Урана влияет невидимая пла­

слегка

изменяет

их

что

на

движение

движение.

нета. Они послали письма в

Уже были известны боль­

обсерватории

-

предложе­

предсказывать траектории дви­

шие планеты

жения Земли, Луны и планет.

Сатурн,

было

пы в определенную точку, и

Уран

Юпитер,

с

и

нием

направить

их

телеско­

Если бы гравитационное при­

подсчитано, насколько они

тог да можно будет увидеть

тяжение нашего светила умень­

должны

неизвестную планету. «Что за

шалось с расстоянием быстрее

своих

или медленнее, орбиты планет

ровских

не были бы эллиптическими, а

за

отклоняться

от

совершенных кепле­

орбит-эллипсов

счет

взаимного

притя­

чепуха,

-

сказали в одной из

обсерваторий,
мальчишке

-

какому-то

попала

в

руки

имели бы форму спирали, схо­

жения. Когда эти расчеты

бумага и карандаш, и он ука­

дящейся к Солнцу или расхо­

были закончены и прове­

зывает нам, где искать новую

дящейся от него.

рены

планету». Дирекция другого

наблюдениями, об­

Закон тяготения отличает­

наружилось, что Юпитер

утверждения

от

законов.

и Сатурн движутся в пол­

рить предположение

Его называют всемирным, по­

ном согласии с расчетами,

открыли Нептун!

ся

многих других

решила

прове­

-

и там

скольку он действует не только

в Солнечной системе, но и во

всей Вселенной.
По

мнению

Ньютона,

рии и никак не связано с находя­

мер, гравитационного взаимо­

Бог

щимися внутри этого вместили­

действия планет. Из-за этого

частицы,

ща материальными объектами.

Ньютон

силы между ними и законы дви­

Пространство существует всегда

модели некоторые несообраз­

жения. Все физические явления

и

если

ности, которые он сам не мог

происходят в трехмерном про­

из

материю.

объяснить. Однако он решил

создал

материальные

останется

существовать,

него удалить

всю

обнаружил

в

своей

странстве, где мы обитаем и ко­

По представлениям ученого, в

проблему достаточно просто,

торое описывается евклидовой

этом неподвижном и неизмен­

придя к выводу, что Бог всегда

геометрией, той самой, что все

ном пространстве двигаются ма­

присутствует во Вселенной и

изучают в школе. Пространство

териальные частицы

играет роль

маленькие, твердые и

неразру­

Вселенная по Ньютону

шимые

которых

хорошо отлаженный «часовой

вместилища

мате-

предметы,

-

из

атомы,

сам исправляет свои ляпы .

ВОПРОС&

состоит вся материя. Между ма­

механизм».

териальными

частицами

часов

Искусственные спутники,

ствуют

взаимодействия,

вращаясь

очень простые

вокруг

ЗеМ11И,

силы

и

по

дей­

сути зави­

как бы непрерывно пада­

сящие только от масс и рассто­

ют

яний между частицами.

на

нее,

а

потому

все

Сам

предметы в них находят­

Ньютон

ся в состоянии невесомо­

щи

сти. Но ведь и ЗеМllЯ, об­

движение

ращаясь
тоже

все

на неrо.

мировых

Лейбницем.

немец­

XVII- XVIII
В

этой

вв.

модели

Вселенная бесконечна в про­
и

вечна

во

време­

ни. Количество звезд, планет,

звездных

основные

ном пространстве безгранично

Со11НЦа,

свойства Солнечной системы.

велико. В то же время каждое

«падает»

Тем не менее его планетарная

небесное тело проходит свой

Почему же все

модель была сильно упрощен­

жизненный путь, рождается и

ной

погибает.

время

те11а на ЗеМllе весомы?

и

теории

ученым

странстве

помо­

Образ

придуман

объяснил

вокруг

своей

при

ким

был

планет

и

не учитывала,

напри-

систем

в

бесконеч­

40

Становление астрономии как науки

Эвоn1Оqия Всеnенной
до

XVIII в. астрономы

занимались

изучением

Солнечной системы . А о

делении

в

движении),

ли.

пространстве

они

Ситуация

ничего

стала

и

зна­

менять­

том, что находится за ее пре­

ся, когда англичанин Эдмунд

делами

Галлей

(звездах,

их

распре-

(1656-1742

гг.) впер-

Канту

no

вые

показал

неправильность

традиционного

«неподвижные
сравнил

выражения

звезды» .

Он

современные ему ка­

талоги

звезд

с

древним

логом

Гиппарха.

И

ката­

обнару­

жил удивительный факт: три
звезды

-

Глаз Тельца (Альде­

баран), Сириус и Арктур
прямо

противоречили

правилу.

Так

собственное

было

-

этому

открыто

движение

звезд.

Оно получило окончательное
признание в 1770-е гг., когда

немецкий

астроном

Тобиас

Майер и английский астроном

Невил Маскелайн обнаружи­
ли движения десятков звезд.

В том же столетии немец­

кий философ и ученый Им­
мануил
создал

Кант
первую

(1724-1804

гг.)

модель эволю­

ционирующей (развивающей­

ся) Вселенной. Она основыва­
лась на ньютоновской картине
Скамья Канта в Калининграде, Россия

мира. Свои взгляды Кант из­
ложил в сочинении «Всеобщая

Становление астрономии как науки

естественная история и теория неба»

(1755

41

г.) .

Первая часть посвящена строению всей Вселен­
ной . В ней ученый пишет о бесчисленности ми­
ров и систем, заполняющих Млечный Путь. Кро­
ме того, он делает вывод о существовании планет

за Саrурном.
Во второй части трактата изложена гипоте­
за о рождении и развитии космических тел и

систем тел, звезд и их скоплений, Солнечной
системы.

Выдвинув

общую

идею

эволюции

Вселенной, Кант применил ее к Солнечной
системе. По его мнению, в космосе существу­
ет

разреженная

постепенно

материя,

сгущаются.

частицы

образования

-

критической

определенного их количества
массы

-

которой

После

начинается ускоренный процесс сгу­

щения. Образуется некое ядро

-

центр притя­

мосе, хотя большинство планет обитаемы . Кант

жения. Падая на него, частицы материи разо­

сомневался в том, что бессмертная душа оста­

гревают это ядро. Так родилось и Солнце. Поз­

ется в одной точке бесконечного пространства.

же возникает круговое движение всей материи

Новые планеты, по его мнению, могут образо­

и

вываться в том числе и как место для переселе­

появляются

планеты,

которые

вращаются

вокруг Солнца.

ния душ.

В третьей части сочинения Кант рассматри­

Ряд

предположений

Канта

подтвердился

вает вопросы жизни во Вселенной. Он считал,

уже при его жизни в открытиях английского

что разумная жизнь существует не во всем кос-

астронома Гершеля.

Система ИоrаннаЯам6ерта

r

рандиозную

работу

обобщению
в

ческих

то

имевшихся

время

фактов

по

астрономи­

проделал

не­

-

свое солнце-гигант,

и все члены системы обраща­
ются вокруг него.

Солнца-гиганты со своими

мецкий математик, физик и

многочисленными свитами вхо­

астроном

Иоганн

Ламберт

дят в систему третьего порядка,

(1728-1777

гг.). В

г. он из­

устроенную аналогичным об­

дал

«Космологические

разом. Сюда Ламберт относил

книгу

1761

письма об устройстве Вселен­

Млечн~1й Путь. Здесь размеры

ной». Все объекты Вселенной

центрального светила предста­

распределены ученым по трем

вить себе уже затруднительно .

системам. Солнце с планетами

Но таких систем, как Млечный

и

Путь,

кометами

вую,

самую

составляет
низшую

пер­

систему.

должно

существовать

множество. Ученый отождест­

Такими же системами первого

влял с ними

порядка

туманностей, открытых наблю­

звезды,

являются

остальные

окруженные

своими

крохотные пятна

дателями в различных уголках

неба.

планетами.

Иоrанн Генрих Ламберт

системы

Скопления звезд, видимые

Многие гипотезы Иоганна

на земном небе с нашим свети­

Ламберта были впоследствии

лом,

подтверждены наблюдениями

составляют

систему

вто­

рого порядка. В центре этой

Гершеля.

Становление астрономии как науки

42

Фридрих YИJlbAM repwenь
и ero на6nюдениR
и

деи Канта и Ламберта

было доказано, что Гершель

являлись

умозритель­

открыл новую планету, распо­

ными,

есть

лагавшуюся за Сатурном,

то

резуль­

-

татом их умственных усилий.

Уран. Это была первая плане­

Английский астроном Уильям

та, обнаруженная с древней­

(Вильгельм)

ших времен .

1822

Гершель

(1738-

Главные

гг.) решил понять стро­

ение

Вселенной

с

работы

Гершеля

помощью

относятся к звездам. Ученый

расчертил

установил, что все наблюдае­

небо на участки и с помощью

мые звезды составляют огром­

телескопов

ную

наблюдений.

готовления

Он

собственного
принялся

из­

считать

сплюснутую

систему

-

галактику Млечный Путь. Он

число ярких точек-звезд в раз­

изучал

строение

ных местах .

Пути и пришел к выводу, что

Уильям Гершель

Млечного

окружающих звезд близостью

он имеет форму диска, а Сол­

своих

который

нечная

система

некоторых из них только види­

совершенно не был похож на

состав .

Кроме

обычную звезду: это была не

доказал, что Солнце со всеми

светящаяся точка, а сияющий

своими

диск.

по

13

марта

обнаружил

1781
объект,

Через

Гершель

г.

ученый

несколько

повторил

дней

наблюде­

ние и заметил, что объект дви­

входит

того,

планетами

направлению

к

в

его

ученый

возникающая

из-за

того,

что эти звезды лежат близ луча
зрения, на самом же деле они

созвездию

далеки друг от друга. Другие

пары

космосе

Близость

движется

Геркулеса.
В

мая,

положений .

имеется

боль­

действительно

расположены

в

близко

пространстве.

жется. Астроном решил, что

шое количество своеобразных

Вот они-то имеют для астроно­

это комета . Правда, у нее не

объектов, называемых двойны­

мии как науки в целом огром­
ное значение.

было характерного для комет

ми звездами. Это пары звезд,

хвоста. Спустя несколько ме­

которые

сяцев

выделяются

другими

астрономами

заметным
на

образом

небе

среди

До Гершеля уже было от­
крыто несколько десятков двой-

ТЕЛЕСКОП

КОРОЛЕВСКИЙ

СОБСТВЕННЫМИ

АСТРОНОМ

РУКАМИ
В

1773

на

Открытие Урана опреде­
лило дальнейшую судьбу

г., не имея средств

.

.

покvнкv

лескопа,

.

лvч111его

Гершель

Гершеля. Король Георг

те-

решил

111,

сам любитель астрономии,

С/\елать его сам. Он отлил

назначил его в

и отшлифовал зеркало и

ролевским

1782

г. ко­

астрономоl\1

с

сконструировал телескоп.

ежегодны:\1

В том же н>Ду ученый из­

200

фунтов. Монарх так­

готовил рефлектор с фо­

же

выделил

кусны:\1

бо­

постройки от дельной об­

м. В дальнейшем он

серватории в городе Слау

лее

1,5

расстошшем

сам делал оптические при­

боры как для собственных
наблюдений, так и на про­
дажу.

Уран и его четыре спутника:
Ариэ11ь, Умбриэ11ь, Титания и
Оберон. Рисунок

XIX в.

(в

30

Здесь
жил

км

жалованьем

средства

от

для

Лондона).

Гершель

продол­

астрономические

наблюдения.

Становление астрономии как науки

43

ных звезд. Но такие звездные пары рассматри­

стоят из гораздо более разреженного вещества.

вались как резулътат случайных сближений со­

Ученый пришел к выводу, что это туманное ве­

ставляющих их звезд. Гершель тщательно изучал

щество, как и звезды, широко распространено

разные участки неба на протяжении многих лет

во Вселенной. Не является ли оно материалом,

и открыл свыше

400

двойных звезд. Он исследо­

вал расстояния между составляющими (в утло­

вых мерах

-

градусах), их цвет и видимый блеск.

В отдельных случаях звезды, считавшиеся

из которого возникли звезды?

Еще Иммануил Кант выдвинул гипотезу об

образовании целых звездных систем из пер­
воначально

существовавшего

рассеянного

ве­

ранее двойными, оказывались тройными и чет­

щества. Гершель высказал смелую мысль, что

верными (такие системы называют кратными

различные виды неразложимых туманностей

звездами). Одной из тройных звезд, например,

представляют собой разные стадии образова­

является ближайшая к нам альфа Центавра.

ния звезд. Путем уплотнения из туманности

Астроном пришел к выводу, что двойные и
кратные звезды

постепенно образуется либо целое скопление

это системы звезд, физиче­

звезд, либо одна звезда, которая в начале свое­

ски связанных между собой и обращающихся

го существования еще окружена туманной обо-

-

вокруг одной точки, называемой общим цен­
тром масс (согласно закону всемирного тяготе­
ния). При этом такие тела перемещаются по

орбитам эллиптической формы соответственно
законам Кеплера .

Другой тип космических объектов, интере­
совавших Гершеля,

туманности. Сейчас ту­

-

манностями называют только области внутри
галактик,

заполненные

разреженным

газом

и

пылью. Во времена Гершеля это слово исполь­
зовалось для любых «туманных» («размытых»)

объектов за

пределами

Солнечной системы.

Ныне известно, что многие среди них оказались
галактиками.

В течение последующих
описывал

туманности

20

лет астроном

и указывал

их

положе­

ние . Этот период завершился созданием двух
каталогов по

1000

туманностей

третьего, содержащего

Продолжая

в

каждом и

500 туманностей.

наблюдать,

Гершель

обнару­

жил, что многие из наблюдаемых туманностей
нельзя разложить на звезды, потому что они со-

Туманность Конус, обнаруженная Уильямом
Гершелем в

1785 г.

Фото НАСА

44

Становление астрономии как науки

Столпы

ОТКРЫТИЯ

Творения в

И ЗАБЛУЖДЕНИЯ

туманности

ГЕНИЯ

Орёд,

Гl'р111елю было
1\•1

011

40

11ет, ког-

в

нанечатал свою нер­

вую статыо. До конца жиз­
ни

находящейся

011

сумел открыть

806

7000

световых дет

от Земли.

ту­

Здесь

манностей, совершить че­

происходит

11.войных звезд и

2500

тыре 11олных обзора неба.
Он

внервые

11рои.звел

систематическую

процесс

формирова­
ния новых

клас­

сификацию наиболее ир­

звезд.

ФотоНАСА

ких звез11. но их иркостим,

открыл

11ла11ету

Уран.

Тем не менее некоторые

научные юглиды Гершели
были весьма ыбавны. Он,

лачкой. И если Кант считал,

новятся

н.111ример, считал, что все

что все звезды Млечного Пути

(бесформенными) туманностя­

11ла11еты

когда-то

ми, а затем планетарными ту­

1ю11.

обитаемы,

что

п>рsРtей атмосферой

Солнца

11ахо11.ито1

11лот-

11ыt1 слой облаков, а
же

1вер11.аs1

ни­

11оверх­

нос1ъ, как на нланетах.

образовались

одно­

сначала

аморфными

временно, то Гершель впервые

манностями. В итоге большая

предположил, что звезды име­

часть

ют разный возраст и их обра­

туманности собирается в звез­

зование

дах, а некоторая распыляется в

продолжается непре­

светящегося

вещества

окружающее пространство.

рывно.

Гершель

утверждал,

что

Достижения

ученого

жизнь звезд начинается с раз­

зволили

реженного

расширить границы своих ис­

газового

облака,

астрономам

по­

XIX

в.

гра­

следований и заняться актив­

витации постепенно разбива­

ным изучением небесных тел

которое

под

действием

ется на несколько небольших

не только за пределами Сол­

уплотняющихся фрагментов. В

нечной системы, но и нашей

процессе конденсации они ста-

галактики .

Становление астрономии как науки

45

Как возникает изяучение?

1

х х

в.

это время становления и

-

быстр~го развития еще одной
важнои науки

астрофизики,

-

которая объединяет астрономию и физику и из­
учает физические процессы в астрономических
объектах, таких как звезды, галактики и др. Ог
физики новая наука взяла методы изучения, а от
астрономии

-

необъятное поле ее объектов.

Сейчас мы совершим небольшую « Экскур­
сию» в физику, так как понять без этой науки
что-либо в астрономии

XIX

и последующих ве­

ков будет весьма нелегко .
Материя, то есть вещество (твердое, жид­
кое, газообразное), состоит из ничтожно малых

частиц

-

атомов . Их размер

-

около стомил­

лионной части сантиметра . В атоме сосредото­
чены две группы различных частиц : нуклоны и

электроны . Первые вместе с нейтронами обра­
зуют центр атома

-

ядро, как Солнце

центр

-

Солнечной системы . Электроны, подобно пла­
нетам, кружатся вокруг ядра.

Различные

чистые

вещества

(химические

элементы) отличаются тем, что состоят из ато­
мов с разным количеством электронов . Так, во­
дород (газ) имеет атомы с одним электроном, а
железо (металл)

-

с 26-ю.

Электроны расположены на четко опреде­
ленных

(разрешенных)

орбитах

вокруг ядра

атома. Но они могут перескакивать с орбиты на

орбиту, излучая или поглощая порции (кван­
ты) энергии. Это явление называется квантовым
скачком. Если

электрон переходит на более

низкую орбиту, он теряет квант энергии и излу­

чает квант света

-

фотон, который имеет строго

определенную длину волны .

Излучаемые таким образом фотоны мы вос­
принимаем

как

свечение

совершенно

опреде­

ленного цвета (раскаленная стальная проволо­

ка, например, светится красным). А чтобы пе­
рескочить на более высокую орбиту, электрону,

наоборот,

требуется

дополнительная энер­
гия,

которую

он

по­

глощает также в виде

фотонов с определен­
ной длиной волны.

Строение атома

Электромагнитное излучение

46

Становление астрономии как науки

Сnектроскоnия

06
э

изnуqающих атомах

лектроны в атомах раз­

щих химических

личных

составе

элементов

рас­

полагаются на отличаю­
щихся друг от друга разрешен­

Сравнивая

в

ний,

химических

в

матери­

ала.

излучения

разных

элементов

исследуемого

ных орбитах. Это означает, что
атомах

наука

интенсивность

спектральных

характерных

раз­

энергии квантовых

личных

скачков между разрешенными

считать

орбитами отличаются, и они

соотношение

будут излучать свет с различ­

определить

ными длинами волн. Напри­

состав. Благодаря этому даже

мер, в видимом спектре излу­

не надо исследовать вещество

чения

в химической лаборатории, и

элементов

натрия

наблюдаются

лишь две близко расположен­

можно

веществ,

ли­

для

их

можно

рас­

количественное

в

веществе

его

судить

и

химический

о

ные линии в желтой области

составе светящихся объектов,

спектра,

например

а у ртути

спектраль­

звезд

и

галактик,

ные линии приходятся на си­

находящихся на колоссальном

не-голубую часть.

удалении от нас.

То обстоятельство, что

об

Если

через

Густав Роберт Кирхгоф

химическом

состава

планет,

туманностей,

газопылевых облаков и других
космических объектов, не обла­

ве­

дающих собственным свечени­

белый

ем, по темным линиям в спек­

изучаемое

атомном составе вещества мож­

щество

но судить по длине волн излу­

свет (представляющий из себя

тре

чаемого

сплошной

которые находятся за ними.

им

целую

породило

экспериментальную

-

науку

света,

спектроскопию. На­

пропускается
спектр

частот), то в его спектре воз­
никают

линии

поглощения,

бор линий в спектре каждого

соответствующие

химического

длинам

элемента уника­

световых

волн

частотам

квантовых

и

пере­

белых

В
зик

1802

звезд-источников,

г. английский фи­

Уильям

Волластон,

от­

крывший годом ранее ультра­

фиолетовые

лучи,

построил

лен, то есть не совпадает ни с

ходов электронов на более вы­

какими другими. Обнаружив

сокие орбиты. Соответственно,

стеклянной

серию

рассматривая

спектральную

лельно ее ребру была узкая

изучаемого тела или вещества

картину

такого

света,

щель. Наведя прибор на Солн­

(например, при накаливании

щенного

через

материала

увидим

спектральных

линий

пропу­

вещество,

мы

спектроскоп, в котором перед

призмой

парал­

це, он заметил, что солнечный

погло­

спектр пересекают узкие тем­

химического состава в пламе­

щения и можем судить о соста­

ные линии. Волластон тогда не

ни горелки), можно с уверен­

ве вещества. Такой метод широ­

понял смысл своего открытия

ностью
или

неизвестного

судить

200

400

темные

линии

присутствии

ко применяется в астрофизике

и не придал ему особого зна­

соответствую-

для исследования химического

чения.

о

отсутствии

нам

600

800

1ООО

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

nm
нм

Спектр излучения водорода состоит из отдельных линий, поэтому он называется линейчатым

(длины волн выражены в нанометрах, нм;

1 нм = 1 МИ111lионная часть МИ111lиметра)

Становление астрономии как науки

h

~. Е

47

- ....i-- -

1.J. 111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111111111111111 1111 1111 1111 1111 1111 11111 1111 11~м
~

~

~

~

~

~

~

~

Фраунгоферовы линии поглощения на фоне непрерывного спектра Солнца

Через

12

лет немецкий ис­

следователь Йозеф Фраунго­

нить

К середине

их поглощением лучей

в. физики

XIX

газами атмосферы Солнца. Он

уже довольно хорошо

изучи­

фер вновь обнаружил в сол­

измерил длины волн наблюда­

ли спектры

нечном спектре те же темные

емых линий, которые получи­

Было установлено, что свече­

линии, но в отличие от Волла­

ли с тех пор название фраунго­

ние

стона сумел правильно объяс-

феровых.

яркую желтую линию. Одна­

паров

светящихся газов.

натрия

порождает

ко на том же месте в спектре

Солнца наблюдалась

1859

линия. В

следователи
и

Роберт

темная

г. немецкие ис­

Густав
Бунзен

Кирхгоф
сравнили

длины волн фраунгоферовых

линий в спектре Солнца и ли­
ний излучения паров различ­

ных веществ.

Оказалось, что

на Солнце есть множество зна­
комых

землянам

элементов:

химических

натрий,

железо,

магний, кальций, хром и др.

Позже

в

солнечном

нашли линии самого

страненного
мента

-

в

спектре
распро­

природе

эле­

водорода.

Успехи в изучении состава
Солнца привели к идее ис­
пользовать спектральный ана­
лиз

при

исследовании

звезд.

Англичанин Уильям Хёггинс
одним из первых оценил зна­

чение открытого Кирхгофом
и Бунзеном метода спектраль-

ВОПРОС7
Во время какого астроно­
мического ЯВ.llения и по­
чему

.l1ИНИИ

пог.llощения

в спектре Со11НЦа превра­
щаются

в

эмиссионные

(.llИНИИ ИЗ.llучения)?

48

Становление астрономии как науки

Спектроскоп

XIX в.

Эффект Дollllepa для звука

наго анализа для изучения небесных тел. Он

и звезд имеют много общего и что их наблю­

сконструировал спектроскоп и начал наблю­

даемое излучение испускается горячим веще­

дения спектров различных небесных объектов.

ством

В

более холодных поглощающих газов.

1863

г. Хёггинс показал, что спектры Солнца

и

проходит

через

вышележащие

слои

Становление астрономии как науки

49

г. он же впервые наблюдал спектры

их источника. Например, высота тона (то есть

светящихся туманностей, состоящие из отдель­

частота) rудка локомотива заметно меняется (в

ных линий, и доказал, что эти туманности яв­

сторону понижения), когда приближающийся

ляются газовыми. В

поезд проезжает мимо нас и начинает удаляться .

В

1864

1899

г. Хёггинс издал атлас
при­

Французский физик Ипполит Физо доказал

ведены спектры звезд разных типов и дано их

справедливость эффекта Доплера для лучей

объяснение.

света. Он же предложил использовать его для

типичных

звездных

спектров,

в

котором

Этому ученому принадлежит еще одно важ­

определения скоростей звезд вдоль луча зрения,

ное достижение, сыгравшее в дальнейшем важ­

так называемых лучевых скоростей, по смеще­

ную роль в астрономии.

нию спектральных линий к фиолетовому кон­

В

1842

г. австрийский физик Кристиан До­

цу спектра (в случае приближения источника)

плер открыл физический эффект, ныне нося­

или к красному (в случае его удаления). В

щий его имя. Он состоит в том, что частота зву­

Хёггинс таким способом измерил лучевую ско­

1868 г.

ковых и световых колебаний, воспринимаемых

рость Сириуса. Оказалось, что он приближает­

наблюдателем, зависит от скорости движения

ся к Земле со скоростью примерно

Звезднь1е

веnи1111инь1

Е

8 км/с.

ще в древности астрономы подразделя­

каждое уменьшение звездной величины пред­

ли звезды по блеску на шесть классов

ставляло уменьшение в яркости, равное корню

-

звездных величин. Эта величина не име­
ет никакого отношения к размерам звезд, она
характеризует

только

количе­

пятой степени из

ство света, доходящего до зем­

ного

=

наблюдателя.

Телескоп

открыть

множество

100 раз, а для разности, например,
15 величин оно будет 1 ООО ООО (lOOxlOOxlOO =
1 ООО ООО) .

ска ровно в

в

позволил

100 (около 2,512). Разности в 5

звездных величин соответствует отношение бле­

Начались

точные

ределения

небесных объектов, не ведомых

Для

ранее

конце

специальные приборы фо­

в. обсерватории и

тометры. Благодаря этим

астрономам.

XVII-XVIII

В

блеска

оп­

разнообразных звезд и других

этого

звезд.

применялись

отдельные астрономы система­

методам

тически

ными точные наблюдения

измеряли

положения

изменений

звезд и их блеск.
В

1857

г. английский

астроном

стали

возмож­

блеска

пере­

менных звезд.

Наблюдательная

Норман

аст­

Роберт Погсон пред­

рофизика бурно развива­

ложил

лась и в ХХ в., но ее впер­

точную

личественную

ко­

вые

шка-

лу звездных величин, ко­

начала

опережать

астрофизика

теоретиче-

торой пользуются и в на­

ская, охватившая всю Все­

стоящее время. В системе

ленную.

видимых

звездных

вели­

чин, введенной греческим

Фотометр Цёльнера.

астрономом Гиппархом,

В этом приборе блеск

звезды первой величины

примерно в
звезд

100

шестой

звезды сравнивается с

раз ярче

блеском искусственной

величины.

звезды, который изменяется

Погсон предложил взять такое

с помощью специальных

положение

призм. Старинный рисунок

за

стандарт,

чтобы

50

Становление астрономии как науки

От теорий к зксnериментам
в

ХХ в. в астрономии про­
изошли революционные
изменения,

прежде

все­

го, быстрое развитие техники
наблюдений. В первой поло­
вине

века

появление

мощных

телескопов и других приборов
дало астрономам возможность

наблюдать слабые и далекие
объекты.

Тогда

же

возникли

новые физические теории, ко­

торые
эти

позволили

наблюдения.

после

открытия

объяснить
Например,

ядерных

ре­

акций удалось понять, почему

светят звезды и Солнце .
Ядерные реакции, идущие

в недрах светил, удалось объ­
яснить с помощью квантовой
механики

и

теории

относи­

Памятник Альберту Эйнштейну, установленный в Вашинггоне

тельности. Благодаря первой
из

них

астрономия

перешла

от изучения в основном меха­

нических движений космиче­

ских тел к изучению их физи­
ческих и химических характе­
ристик.

Теория

относительности,

разработанная

Альбертом

Эйнштейном в начале столе­
тия, включает специальную те­

орию относительности (СТО)

и общую теорию относитель­
ности (ОТО). Первая описыва­

ет движение физических тел
с

очень

большими

скоростя­

Точная копия первого в мире радиотелескопа

ми. Вторая представляет собой

в натуральную величину. Устройство бЫl1о построено

обобщение первой на случай
присутствия гравитации.
щая

теория

американским исследователем Карлом Янским в

Об­

С его

относительности

стала основой теоретического

ниям во всех диапазонах длин

описания явлений во Вселен­

электромагнитных волн

ной и ее эволюции в целом.

Наряду с теориями суще­
ственно

1931 г.

помощью ученый открЫl1 космическое радиоизлучение

совершенствовались

вый раздел астрономии

-

ра­

ми­

диоастрономию. Оказывается,

кроволновом

(радиодиапазо­

что из многих точек небесной

не),

инфракрасном,

гамма-,

ультрафиолетовом,

и экспериментальные методы

вском

астрономии . От наблюдений

ниях.

и

-

рентгено­

оптическом

излуче­

в оптическом диапазоне спек­

В качестве примера приве­

тра она перешла к наблюде-

дем возникший в 1930-е гг. но-

сферы приходят электромаг­
нитные
не

от

излучения

в

диапазо­

миллиметровых

до

ме­

тровых волн. Многие из этих
источников

излучения

лись галактиками.

оказа­

Становление астрономии как науки

пульсов с периодами около

51

1 с,

названные пульсарами. Нако­
нец, с помощью радиоастроно­

мических наблюдений изучено
распределение

межзвездного

водорода в галактике Млечный
Путь и подтверждено ее спи­
ральное строение.

В ядерных процессах, про­
исходящих

в

недрах

звезд,

в

том числе и Солнца, выделя­

ются особые частицы огром­
ной проникающей способно­

-

сти

нейтрино. Их исследова­

ние привело к возникновению
еще

одного

направления

-

нейтринной астрономии.

Во второй половине ХХ в .
Советский планетоход «Луноход-1»

начались астрономические ис­

следования с помощью косми­

ческих аппаратов и наблюде­
В

найде­

дучи истолковано как эффект

ний космонавтов околоземно­

мощные

Доплера, это свидетельствует

го космического пространства,

оказа­

об их удаленности, составляю­

Луны

с нео­

щей миллиарды световых лет.

системы. Все это обусловило

бычными оптическими спек­

Эти загадочные объекты полу­

значительное расширение

трами. Спектр их излучения

чили название квазаров .

блюдаемой

ны

1960-е

почти

гг.

были

точечные

источники,

лись слабые

которыми

объекты

очень сильно смещен в сторо­

Еще более загадочны источ­

ну длинных волн (это называ­

ники

ют красным смещением) . Бу-

радиоизлучения

строго

периодического
в

виде

им-

и

планет

части

Солнечной
на­

Вселенной

и привело к открытию целого

ряда необычных и порой не­
объяснимых явлений.

ОТВЕТЫ

1

(с.

33).

Мир Коперника ограничен сферой

5

(с.

39).

Потому что их пути искривllЯЮтся

неподвижных звезд, сохранеНЬI равномерное

под дейсгвием притяжения СоllНЦа, 3еМ11И,

движение Пllанет, ЭllИЦИК)IЬI, недосrаточная

Луны и друrих небесных тел.

точносrь предсказания положений Пllанет.

6 (с. 39). Потому что 3еМ11Я обладает значи­

2

(с.

34).

По орбитам, ПllОСКОСТИ которых не

проходят через центр 3еМ11И.

7 (с. 47). Это происходит во время по11Ного сол­

ЕС11И бы Венера обращалась вокруr

нечного затмения. Фотосфера (излучающий

3еМ11И, ее фазы напоминали бы фазы Луны, а

CllOЙ звездной атмосферы, в котором форми­

они изменяются в обратной последоватеllЬ­

руется непрерывный спектр излучения) в это

ности.

время закрывается Луной, а 11ИНИИ излучения

3

(с.

те11Ьным гравитационным полем.

38). Согласно второму закону Ньютона,

образуются в горячей со11Нечной атмосфере.

при равномерном движении (ускорение рав­

Тот ее С11ой, излучение которого мы воспри­

но нyllIO) на тела не дейсгвуют CИllЬI. Пасса­

нимаем, лежит на

жиры, как и кораб11Ь, движутся равномерно.

го края со11Нечного диска. Там в основном и

Поэтому они смогllИ бы двигаться по всему

происходит поглощение лучей атомами сол­

корпусу корабllЯ в llЮбом направлении, при­

нечной атмосферы. А когда Луна закрывает

няв, однако, меры предосrорожности, чтобы

диск, то до нас доходят ТОllЬКО излучения са­

ненароком не оттол.киуться от корпуса и не

мой верхней части фотосферы, где поглоще­

улететь в космическое пространсгво.

ние С11абое из-за малой ПllОТНОСТИ атомов.

4

(с.

37).

200-300 км глубже видимо­

52

Инсrрументарий асrрономов

ИНСТРУМЕНТАРИЙ

АСТРОНОМОВ
Посnанники
ИНЬIХ миров
поле

о

сновной исrочник информации о космо­
се и его «обитателях»
галактиках

-

-

поле

Синусоидальная волна

Вид волны в пространстве

планетах, звездах,

электромагнитное излуче­

ние. Исследуя его, можно узнать температуру,
Изменение волны со временем при воздействии на объект

плотносrь, химический сосrав и другие характе­

рисrики интересующих астрономов объектов.
Электромагнитное излучение

-

Электромагнитная волна

это связан­

ные между собой электрическое и магнитное

-

~ --------

--

-. ---------

'

-

~

поля, движущиеся в просrрансrве наподобие
волн на воде. Это и есrь волна, но особая, элек­
человеческо­

Лазерная указка.

му глазу, и чтобы перемещаться, ей не нужна

Лазерный луч содержит громадное количество

тромагнитная.
специальная

Она

среда

не

-

видима

ни

вода,

ни

воздух,

абсоllЮтно одинаковых фотонов. И хотя

ни

энергия одного фотона невелика, сложение

что-либо другое. Электромагнитные волны бе­

такого их числа может создать луч большой

rут в пусrом космосе, позволяя нам лицезреть

мощности

бесконечные красоты Вселенной, а заодно узна­

водит в дейсrвие наши мобильники и готовит

вать кое-что о ней.

Электромагнитные волны, как и всякие дру­

курицу в микроволновой печи .

гие (вспомним волны на море), переносят энер­
гию. Распросrранение радиоволн

-

это пере­

Так вот, оказывается, что эта энергия сосrоит
из немыслимого числа мельчайших порций

-

электромагнитным

квантов, или фотонов. Хоть они и очень малы,

полем из одного учасrка просrрансrва в другой.

это насrоящие часrицы. И чувсrвительные при­

дача

энергии переменным

Энергия

-

это то, что может что-то делать, со­

боры

способны

зарегисrрировать

отдельные

вершать работу. Например, энергия молотка,

фотоны. Да что там приборы: ученые выяснили,

которым мы наносим удар, позволяет разбить

что сетчатка глаза обыкновенной лягушки реа­

орех. А энергия электромагнитных волн при-

гирует на одиночные фотоны.

Wкana зnектромаrнитнь1х воnн

в

идимый свет также пред­

тоже

сrавляет собой перемен­

ны.

ное
поле,

электромагнитное

распространяющееся

в

пространстве. Многие физиче­
ские

явления

рентгеновское
ма-лучи

и

-

радиоволны,

излучение,

гам­

-

это

ряд

других

электромагнитные

вол­

частота связаны друг с другом

формулой
Электромагнитное

чение

стотой,

характеризуется

излу­

но буквой

v

(греческая бук­

электромагнитного

просrрансrве)

(«лямбда))).

от

волны

и

-

ско­

излуче­

ния в вакууме (в космическом

ва «НЮ))), и длиной волны Л

Длина

с/Л, где с

Скоросrь распросrранения

ча­

обозначаемой обыч­

v=

рость света.

длины

не зависит ни

волны,

ни

от

ско-

53

Инструментарий астрономов

ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЕ
Самой большой энергией
из

всех

видов

электромаг­

нипюго излучения обла­

дают
чей,

фотоны
или

Они

имеют

меньше

могут

гамма-лу­

гамма-кванты.

длины

размера

пройти

волн

атома

и

насквозь

практически любое веще­

ство.
гут

Остановить

лишь

очень

куски металла

их

мо­

толстые

Виды электромагнитных BOllН

или камня.

На Земле они рождаются в
процессах

радиоактивно­

расти

и

волн, методы исследования из­

го

атомных

всегда равна приблизительно

лучения, имеющего разную дли­

300 ООО км/с.

ну

распада

ядер.

А во Вселенной гамма-из­

движения

Хотя

лучение волп1кает, напри­
мер, при взрывах звезд.

Сnектрь1

источника

волны,

сильно

отличаются.

природа

Поэтому электромагнитное из­

и основные свойства одинако­

лучение небесных объектов де­

вы для всех электромагнитных

лится на несколько диапазонов.

цветов,

физическая

разделенных

темными

промежутками. Такие спектры
часто получаются от светящих­

у

небесных

тел

происходит

обычно

излучение

сразу на многих длинах

волн. Распределение энергии
излучения по длинам волн

-

это спектр. Спектры, получа­

ся газов или паров жидкостей.

Линейчатые
ских

спектры

элементов

химиче­

отличаются

цветом, положением и числом

отдельных светящихся

линий.

Линейчатый спектр

Характерные для каждого хи­

тел,

мического элемента линии по­

При рассмотрении в хороший

испу­

лучаются не только в видимой,

спектроскоп

скания. Непосредственные на­

но также в инфракрасной и уль­

что каждая полоса состоит из

блюдения и фотографии спек­

трафиолетовой частях спектра.

большого числа линий. Поло­

емые

от

самосветящихся

называются

спектрами

тров показывают, что спектры

испускания
пов:

бывают трех ти­

непрерывные

(сплош­

Полосатые спектры состо­

можно

увидеть,

сатые спектры создаются излу­

ят из светлых полос, разделен­

чением

ных темными промежутками.

ный газ).

молекул (молекуляр­

ные), линейчатые и полосатые.

В сплошном спектре пред­
ставлены все цвета, причем пе­

реход от одного к другому со­

вершается постепенно (непре­
рывно) . Непрерывные спектры
излучаются твердыми

1

1

1

780

700

600

нм

(нанометры)

и жид­

кими веществами в результате
их сильного нагревания, а так­
же газами, находящимися под

большим давлением.
Линейчатые спектры состо­
ят из узких линий различных

i

з~оi

jsrio

540 517

335

Cu Au

Ag

Электромагнитный спектр, на котором показаны линии
излучения атомов трех химических элементов
золота

(Au)

и серебра

(Ag). Если в

-

меди

(Cu),

прозрачной среде имеются

атомы этих элементов, то при прохождении через нее света в его

спектре на месте указанных линий появятся темные линии

-

полосы поглощения

Инструментарий астрономов

54

..~?.~!}.?......................

Темп~;ратура
зам~;рза н ия

воды

о

273,15

Абсолют ный

о

-273,15

--·-·-····-········-----------------

по­

вение линий объясняется тем,

ществ,

проходящего

что атомы из всех проходящих

мический состав излучающего

сквозь них излучения. В спек­

лучей поглощают те, которые

космического объекта. Кроме

тре, полученном после прохож­

сами способны излучать.

того, по спектру можно опреде­

Прозрачные
глощают

вещества

часть

дения белого света через такие
вещества, часть цветов исчезает,

Сравнивая длины волн ли-

. ний

поглощения,

наблюдае­

лить

можно

определить хи­

температуру,

плотность,

силу тяжести и напряженность

то есть появляются темные ли­

мых в спектрах небесных тел,

магнитного

нии

поля

в

источнике

с полученными в лаборатории

излучения,

Такой спектр называется спек­

или

скорость его приближения или

тром

чески спектрами различных ве-

или

полосы

поглощения.

поглощения.

Возникно-

рассчитанными

теорети­

а

также

измерить

удаления от наблюдателя.

Астрономи"еские инструменты и nри6орь1

А

строномическими
струментами

ин­

шать существующие сложные

считают­

задачи современной астроно­

ся приборы и приспо­

собления, которые предназна­

мии, а также физики .
Самым древним

астроно­

чены для проведения измере­

мическим прибором считает­

ний или других исследований

ся гномон. Позже появились

астрономических

явлений

и

инструменты,

предназначен­

объектов. Современные астро­

ные для определения положе­

номические

инструменты

и

ния

приборы

это уникальные

тов,

изделия,

-

позволяющие

ре-

астрономических
видимых

глазом:

объек­

невооруженным

армиллярные

сферы,

55

Инструментарий астрономов

ВОПРОС1
Почему в насrоящее вре­
мя бо11ыпинсrво обсер­
ваторий

усrраивается

наrорах?

с электромаrnитным излучени­

ем других длин волн (например,
радиотелескоп,

гамма-теле­

скоп), а также применяемые для
квадранты,

сектанты

и

проч.

регистрации различных частиц

Астрономические наблюдения

(нейтринный

заключались в определении по­

скопы располагаются в крупных

телескоп).

Теле­

ложения небесных светил и об­

комплексах сооружений, назы­

наружении закономерностей в

ваемых обсерваториями.
Надо заметить, что совре­

их движениях.

Сиrуация кардинальным об­
разом

начала

меняться

после

менные астрономы-професси­
оналы мало смотрят, если во­

появления телескопа . И сейчас

обще делают это, в телескоп.

телескоп, изобретенный очень

Человеческий

глаз

сложным

усrупил

давно, является основным астро­

место

номическим инструментом. Но

Ученые наблюдают то, что « Ви­

приборам.

надо иметь в виду, что в насто­

дит» телескоп, на мониторах, а

Современная
астрономическая

ящее время телескопами назы­

управляют им и анализируют

ваются

полученную

не

только

оптические

приборы, но и те, что работают

информацию

помощью компьютеров.

Теnескоnы:

кnассь1, видь~,

характеристики

Т

елескоп

основное <<Ору­

раны, так что в каком-то одном

дие» астронома. Что же

направлении испускается лишь

-

это такое? Небесные тела

излучают

энергию

во

все

сто-

обсерватория

с

есть ослабнет, пока доберется
до Земли. Следовательно, эrу
слабую энергию надо собрать и
тем или иным образом напра­
вить

в

глаз

астронома

или

на

регистрирующий прибор. Для
этого и нужен телескоп.

Таким образом, телескоп

-

это инструмент, который со­

небольшая ее доля. Но и эта

бирает электромаrnитное из­

часть значительно рассеется, то

лучение
и

Детские телескопы в основном относятся к рефракторам

удаленного

направляет

точку

-

его

в

объекта
особую

фокус, где образует­

ся увеличенное изображение

ВОПРОС2
Почему яркость звезд, види­
мых

невооружеlПIЬIМ

r11а­

зом, при рассматривании
их в телескоп заметно уве-

11ИЧИВается?

Инструментарий астрономов

56

ПЕРВЫЙ РЕФРАКТОР
Первый

реф­

линза, играющая роль оку­

рактор изготовил Галилей в

настошций

ляра, была вогнутой и ис­

1609 г.

пользовалась

В нем были использо­

для

превра­

ваны две линзы, с ПОМОIЦЬЮ

щения сходящего светово­

которых собиралось макси­

го пучка в параллельный.

мальное

ного

количество

света.

которая

Первая

выступала

объектива,

звезд­

была

линза,
в

роли

выпуклой

с

ПОМОЩЬЮ

этого

нехи­

трого устройства великий
итальянец

сделал

замечательных

много

открытий

и служила для сбора и фо­

(горы и кратеры на Луне,

кусировки

четыре спутника Юпите­

света

на

опреде­

ленном расстоянии. Вторая

ра, кольца Сатурна и др.).
Телескоп-рефлектор

объекта или формируется уси­

лекторы)

ленный сигнал.

вые (катадиоптрические).

зеркально-линзо­

Рефракторы были первые

Всетелескопыделятсянатри

класса: преломляющие

и

ВОПРОС3

(реф­

телескопами, изобретенными

Почему при рассматрива­

ракторы), отражающие (реф-

человеком. В них свет собира­

нии в один и тот же те.llе­

ет двояковыпуклая линза,

ко­

скоп раз.llИЧНЬIХ П.llанет и

торая выступает в роли объек­

Луны их яркость по мере

тива. Ее действие строится на

все бo.llЬmero уве.llИЧения

основном свойстве выпуклых

все бo.llee ос.llабевает?

линз

-

преломлении

свето­

вых лучей и их сборе в фокусе.
Отсюда и название
торы (от лат.

- рефрак­
refract - « пре­

ломлять»).

В

рефлекторных

телеско­

пах роль объектива играет во­
гнутое зеркало. Его задача

-

собрать свет далекого светила
в единой

точке.

Поместив в

данной точке окуляр, можно

увидеть

изображение

этого

светила. Все большие астроно­
мические телескопы представ­

ляют собой рефлекторы.
В

зеркально-линзовых

лескопах

используются

те­

одно­

временно и линзы, и зеркала.

За счет этого они позволяют

добиться изображения отлич­
ного качества с высоким разре­

шением (способностью разли­
чать мелкие детали объекта).
По особенностям установ­
ки
на

телескопы
наземные

и

разделяются
космические.

Существует также классифи-

Космический телескоп

Инструментарий астрономов

кация

по

приборов,

назначению

причем

разделение

ных

касается

солнеч­

диаме­

ний. Чтобы посчитать увели­

тра объектива к его фокусному

чение, нужно фокусное рас­

расстоянию).

стояние объектива телескопа

называют

отношение

ночных

наблюдений .

•Окуляр. Если основная оп­

Телескопы для

исследования

тика (линза объектива, зерка­

на фокусное расстояние оку­

Солнца имеют ряд особенно­

ло или система линз и зеркал)

ляра (например,

стей, связанных со специфи­

служит

лучаем

кой измерений такого мощно­

изображения, то назначение

Этого вполне достаточно для

окуляра

уве­

начинающего юного астроно­

личении этого изображения.

ма, чтобы рассмотреть Луну,

го

и

этих

основное

57

светового

и

протяженного

источника.

Характеристики любитель­
ских телескопов.

•

Аперrура (диаметр объ­

ектива).

Определяет

бирающую
лескопа

и

светосо­

способность
диапазон

те­

возмож­

для

формирования

заключается

в

(допустим,

900

мм) разделить

20

увеличение

мм). По­

45

крат.

Окуляры бывают разных ди­

звездные

аметров и фокусных расстоя-

других интересных вещей.

Фокус линзы

-

это

Окуляр

скопления

-

и

массу

элемент телескопа,

расстояние, на котором

обращенный к rлазу

падающие на нее

наблюдателя. Предназначен

параллельные лучи

для рассматривания

Измеряется

собираются в одну точку,

изображений, формируемых

сантиметрах

создавая там изображение

объективом или r лавным

или дюймах. Чем больше диа­

своеrо источника

зеркалом прибора

ных увеличений .
в

миллиметрах,

метр объектива, тем более сла­
бые объекты можно рассмо­
треть в телескоп.

•Фокусное расстояние. Это
расстояние (обычно указывает­
ся в миллиметрах), на котором

зеркало или линза объектива
строит

изображение

удален­

ного объекта. Чем оно больше,
тем

качественнее

изображе­

ние. Фокусное расстояние бу­
дет определять длину трубы и

другие характеристики прибо­
ра. От него зависит светосила
телескопа (так в астрономии

58

Инсrрументарий асrрономов

увеличение телескопа. В про­

ные особенности. У крупней­

стых приборах чаще всего ис­

ших из них

Почему помещения с те-

пользуется

ские

11ескопами

Барлоу,

ВОПРОС4
не

отаD11ИВа­

ются?

двукратная

которая

навливается

благодаря

перед

чему

схемы,

схожие оптиче­

размер

- 8-11

главного

позволяет

зеркала

повысить увеличение телеско­

система

па соответственно в два раза.

тивной оптики. В некоторых

Современные
•Линза Барлоу. Она уста­

линза

-

телескопы

для

оптические

наблюдения

так

м, встроенная

называемой

ак­

случаях несколько телескопов

объединяются

в

один

ком­

окуляром,

звезд и внегалактических объ­

плекс, образуя своеобразный

возрастает

ектов имеют общие характер-

звездный интерферометр.

При мерqа1Ощем 6nеске звезд
в

оздух атмосферы нашей планеты находит­

пятно . А изображения близких друг к другу

ся в посrоянном движении. Его плотносrь

звезд сливаются и становятся нера зличимы по

(количесrво в

непосrоянна

-

1

см 3 ) в любом месrе также

она все время меняется. А от

отдельности . Протяженные объекты

-

и

галакти­

Солнце,

-

планеты,

туманности

плотносrи газа зависят его оптические свойсrва,

ки

то есrь способносrь пропускать свет.

не видны мелкие детали .

По этой причине идущие от космических

и

Луна

теряют резкость, в резу ль тате становятся

Еще Ньютон был хорошо осведомлен об этой

атмо­

проблеме, уже он для ее решения предложил

сферу Земли, испытывают сильные искажения.

устанавливать телескопы как можно выше. Вот и

Изображение звезды превращается из точки в

современные приборы размещают на вершинах

источников лучи

света,

проходя

сквозь

непрерывно дрожащую и бурлящую кляксу.

гор и околоземной орбите (например, косми­

При наблюдении невооруженным глазом мы

ческий телескоп «Хаббл » ) . Так как космический

воспринимаем это как быстрое мигание и дро­

телескоп располагается за пределами земной ат­

жание звезд. В телескопе вместо точечной звез­

мосферы, он дает возможносrь получать замеча­

ды будет видно дрожащее и переливающееся

тельные резуль таты .

Инструментарий астрономов

Адаnтивна11
и

оnтика

аземные телескопы об­

кочувствительных датчиков от­

ходятся

раженный свет, компьютерная

казне

дешевле,

чем

гораздо
космиче­

система

производит

в

режиме

ские. Это заставило астроно­

реального

мов искать пути компенсации

ровку формы

атмосферных помех у поверх­

кала телескопа. Это позволяет

ности Земли. В результате в

провести

конце ХХ в.

родилась

ческих

продвинутая

технология,

самая

времени

корректи­

основного

компенсацию

искажений,

зер­
опти­

вносимых

ис­

атмосферой. Резулътатами та­

пользуемая сегодня в астроно­

кой компенсации являются вы­

мии,

сококачественные фото далеких

-

адаптивная оптика. С

помощью
ным

личить
где

этой

удалось,

техники уче­

например,

двойные

раньше

раз­

звезд, планет и галактик, кото­

рые порой превосходят сним­

звезды

там,

ки,

получалось

уви­

телескопами, не подверженны­

сделанные

космическими

ми влиянию атмосферы.

деть лишь размытую кляксу.

Системы адаптивной опти­

Адаптивная

оптика позво­

оптических

лит в самое ближайшее время

и инфракрасных телескопах на­

ввести в строй крупные оптиче­

земного базирования для повы­

ские телескопы-интерферомет­

шения четкости изображения.

ры, способные, например, ис­

Запуская в небо луч лазера и

следовать

регистрируя с помощью высо-

звезд.

ки

применяются

в

планеты

у

других

Для устранения атмосферных
искажений при наблюдениях с

Земли небесных объектов при
помощи специального лазера

в верхних слоях атмосферы
создают «искусственную звез­
ду»

-

маленькое яркое пятно,

постоянно присутствующее
в поле зрения телескопа

ТЕЛЕСКОПЫ БУДУЩЕГО
Современные

телесконы

::по

уникальные,

телы

10 точные

-

ферометры)

исключи­

диаметр

и дорогостоя­

порядка

будут

1·лавного

30-50

иметь
зеркала

м, что еще

щие инструменты. По своим

в

размерам и стоимости (деоп­

можности. Эти телескопы

ки

и

сотни

ларов)

они

миллионов

раз увеличит их воз­

и .з11ачалы10

предназначе­

разве

ны только для работы с си­

что гигантским ускорителям

стемами адаптивной опти­

::мемептарных

ки. Их оптические схемы,

ектируемые

устунают

дол­

100

частиц.

телесконы

Про­
сле­

дующего поколения (интер-

как нравило, содержат
зеркала.

59

3-4

60

Инструментарий астрономов

Роnь фотоrрафии в астрономии

о

чень важную роль в со­

на

временной астрономии

тиков, называемых пикселями.

100 ООО

маленьких квадра­

играет фотография. Фо­

ПЗС позволяет регистрировать

тоэмульсия (светочувствитель­

даже отдельные кванты света.

ный материал на поверхности

При фокусировании изобра­

фотографической пленки или

жения

пластинки)

прибор возникают электриче­

обладает

свой­

слабой

галактики

на

ством накапливать информа­

ские

цию о падающем на нее свете .

рых зависит от количества све­

Чем больше экспозиция, тем

та, попавшего на каждый пик­

менее

сель.

яркий

объект

может

заряды,

величина

Записывая

эти

кото­

заряды,

быть обнаружен. Хотя возмож­

можно получать изображения

ности фотографии не безгра­

тусклых

галактик,

причем

го­

ничны, с ее помощью мы мо­

раздо быстрее, чем с помощью

жем

фотографии.

видеть

звезды

настолько

Как уже говорилось, изучая

их никогда бы не обнаружил.

спектры небесных светил, мож­

На одном фотоснимке могут

но получить сведения об их

быть

химическом

одновре­

составе, темпера­

менно тысячи и даже миллио­

туре, давлении и т. д. Впервые

ны звезд.

спектры звезд и планет начали

Правда, фотоэмульсия уже

получать в

XIX в. Для

пользовались различные

бованиям,

она

боры. Вначале применялся ви­

неболь­

зуальный спектроскоп, потом

потому

что

шую

А

часть

вот

падающего

электронные

света.

устрой­

спектры

стали

света

запись спектра. Спектральные

от небесных объектов. Одним

приборы с фотографической

из них является ПЗС

и

регистрацией спектра обычно

называют спектрографами,

кремниевая

с фотоэлектрической

риной около

1 см,

ши­

поделенная

впервые использовал название

«шаровое скопление» для

описания объектов подобного
типа

фотоэлектрическую

бор с зарядовой связью. Это
микросхема

1782 г. и Уильямом
1793 г. Гершель

Гершелем в

ровать. А сейчас используют

и воспринимать до

при­

Мешеном в

фотографи­

также

-

было открыто независимо друг

при­

ства способны обнаруживать

70%

107) в созвездии

этого ис­

не отвечает современным тре­

регистрирует только

(М

107

Змееносца. Это скопление
от друга астрономами Пьером

слабые, что человеческий глаз

запечатлены

Шаровое звездное скопление

Мессье

-

а

спек­

трометрами.

ПЗС- прибор
с зарядовой связью

Радиоастрономия
о

собое место в астроно­

Млечный Путь существуют объ­

иссле­

екты, обладающие мощным ра­

дования, в которых изу­

диоизлучением. При этом важ­

чается излучение небесных объ­

но, что радиоизлучение из кос­

ектов

в

мии

занимают

диапазоне

радиоволн.

моса в диапазоне длин волн от

Многие популярные

Их излучают Солнце, многие

1 мм

планеты, находящиеся вне Сол­

ности Земли без значительного

нечной системы, а также косми­

поглощения.

ческие туманности и некоторые

мии, изучающий космические

радиочастотного диапазона

звезды. За пределами галактики

объекты путем исследования их

электромагнитных волн

до

30

м достигает поверх­
Раздел

астроно­

радиостанции работают
в FМ-диапазоне. Это
ультракороткие волны

Инсrрументарий асrрономов

электромаrnиIНого

излучения

влять

прием

космического

61

следовать физические процес­

в диапазоне радиоволн, называ­

радиоизлучения днем

ется радиоастрономией.

чью и даже в пасмурные дни,

туманносrях, галактиках, струк­

поскольку

туру небесных объектов (напри­

Радиоасrрономия

необы­

и но­

радиоволны

мо­

сы,

происходящие

в

звездах,

чайно расширяет возможносrи

гут проходить через облач­

мер,

изучения космических объек­

ный покров Земли.

межзвездного газа в нашей га­

тов. Чувсrвительные радиоте­
лескопы

позволяют

осущесr-

Изучение всех видов ра­
диоизлучения

позволяет

ис-

Видырадиоизnучений

изучать

лактике) и т. д. А это и помогает
делать радиоастрономия.

ионизованного

межзвездного

газа.

Сильное

в

распределение

радиоизлучение

се тела во Вселенной в

сопровождаются излучением в

в

той

радиодиапазоне. Радиоизлуче­

ком того, что в них происходят

ние,

какие-то

или

нагреты.

иной

сrепени

Атомные

ча­

испускаемое

заряженны­

галактиках

служит

призна­

динамические

про­

цессы (например, идет интен­

сrицы, из которых они сосrоят,

ми

находятся в посrоянном тепло­

со скоросrями, близкими к ско­

сивное образование звезд). Га­

вом движении . С этим связано

рости света в маrnиIНых полях,

лактики, в которых наблюдае­

электромаrnитное

называется синхротронным.

мое

излучение

небесных тел, в том числе и ра­

частицами,

движущимися

Сильный исrочник тепло­

-

радиоизлучение

выше

уровня,

намного

характерного

диоизлучение. Излучение та­

вого радиоизлучения

Солн­

для большинсrва « обыкновен­

кого

це. А в периоды повышенной

ных » галактик, называются ра­

солнечной активносrи появля­

диогалактиками.

вида

называется

тепло­

вым радиоизлучением.

нете­

Описанные виды радиоиз­

которым

плой природы. Тепловое ра­

лучения представляют собой

приходится иметь дело радио­

диоизлучение наблюдается и

совокупность

астрономам.

космических

у планет Солнечной сисrемы.

личной длины волны и обра­

объектах часrо происходят про­

На некоторых больших пла­

зуют

непрерывный

цессы,

нетах, особенно на Юпитере,

ной)

спектр .

выбросом заряженных часrиц,

происходят сильные всплески

наблюдаются

резкими

нетеплового

радиолинии.

Но это не единственный вид
радиоизлучения,

В

связанные

с

с

взрывными

массовым

измене­

ется

и

радиоизлучение

радиоизлучения.

ниями сильных электромаrnит­

Мощный

ных полей. Эги явления также

го радиоизлучения

Галактика М

87.

исrочник

Ее ядро (центральная часть)

является мощным источником различного

излучения, особенно радиоволн. Из него также
выбрасывается мощная струя заряженных
частиц. Фото НАСА

теплово­

-

облака

связано

с

радиоволн

На

раз­

(сплош­

его

фоне

спектральные
Их

появление

излучением

атомов

и молекул межзвездного газа.

Центавр А

-

ближайшая к нам

радиогалактика. Фото НАСА

Инструментарий астрономов

62

Интереснейшим

объектом

являются

скается в виде узкого пучка. Звезды быстро вра­

звез­

источники пульсирующего ра­

щаются вокруг своей оси и образуют своеобраз­

диоизлучения. Особые физические условия в

ный радиопрожектор, обегающий своим лучом

них приводят к тому, что радиоизлучение испу-

окружающее пространство.

-

ды-пульсары

Самь1i круnны~
аст~ономическии

ин1:трумент
радиотеnескоn

д

ля

приема

магнитного

электро­
излучения

в диапазоне радиоволн
строят

самые

номические

крупные

Современ­

В

радиоастрономии

ис­

пользуют очень большие под­
вижные

зеркала-антенны

аметром до

ляет

Центр rалактики ЗС75.
Изображение составлено
из рентrеновскоrо снимка

rалактики (показан rолубым
цветом) и радиоизображения
(показан розовым)

ди­

м и более. Их

100

комплекс

можно навести на любую точку

более) различных антенн, элек­

связанных между собой меха­

неба. Однако строить большие

трически

низмов и приборов. Главной

по

систему,

его частью является антенна. В

трудно, а разрешение, которое

интерферометром.

качестве

дают даже 100-метровые зер­

налы с двух антенн подаются на

кала, иногда оказывается недо­

общее приемное устройство.

зуются

целый

из­

женных источников.

ный радиотелескоп представ­

собой

разделить

лучение двух близкорасполо­

астро­

инструменты

радиотелескопы.

возможность

антенн

часто

исполь­

металлические

пара­

болические зеркала, которые,

подобно оптическим зеркалам,

размерам

зеркала

очень

связанных

в

единую

называется

радио­

Радиосиг­

Разрешающая способность

статочным.

Большие возможности для

могут собирать и фокусировать

получения

радиоволны. Для регистрации

решающей способности дают

сверхвысокой

раз­

такого устройства гораздо вы­
ше,

чем

отдельного

радиоте­

лескопа. Ведь радиотелескопы

радиоизлучения используются

составные

системы.

можно разнести даже на раз­

особые чувствительные радио­

Они состоят из множества от­

ные континенты! И тогда ста­

приемники.

дельных

антенных

новится возможным заглянуть

которые

можно

Чем больше размеры ан­

антенные

элементов,

наводить

на

в сердце звездных скоплений,

разре­

разные участки неба. Радиоте­

радиогалактик

шающая способность, то есть

лескоп, состоящий из двух (или

далеких квазаров .

тенны,

тем

лучше

ее

Параболическая антенна радиотелескопа

и

даже

самых

Сверхбольшая антенная решетка.

VLA (Very
Large Апау) - 27 радиотелескопов в штате

Нью-Мексико (США). Они работают как единая
сложная антенна. Диаметр каждой отдельной
антенны

- 25 м, а вся система эквивалентна
антенне диаметром 36 км

Инструментарий астрономов

63

Методь1
о

кружающие

нас

предметы

мы

Принцип радиолокации

видим

Отраженна.я волна

благодаря тому, что они отражают попа­
дающий на них свет (источники света

лампы, огонь, Солнце, звезды
себе). Свет, как известно,

-

-

-

~

Приемн ик

видны сами по

это электромагнит­

Исследуемый
о бъект

ные волны. Значит, вещество обладает свойством
отражения таких волн, причем не только види­

мого диапазона. В том числе и . радиоволн. Наи­

большее применение из них нашли волны сан­
тиметрового диапазона.

Явление отражения радиоволн от препят­
ствий на пути распространения лежит в основе

Вол на передат ч ика

радиолокационной астрономии. Она занима­
ется исследованием небесных тел путем их об­
лучения радиоволнами и приема отраженного

радиосигнала. Такой метод получения инфор­
мации называется радиолокацией.

Система из передатчика, антенны и прием­
ника,

называемая

радиолокатором

(радаром),

может располагаться как на Земле, так и на кос­
мическом аппарате. Радиолокационный передат­
чик посылает в пространство радиоволны, кото­

рые, отражаясь от какого-либо объекта, попада­

Главный радиотелескоп астрономической

ют в приемник. Зная скорость распространения
радиоволн, по интервалу времени между посыл­

кой и возвращением радиосигнала можно опре­

обсерватории Аресибо, расположенной в
Пуэрто-Рико. Используется Д11Я исследований
в области радиоастрономии и наблюдений

делить расстояние до этого объекта. А по измене­

нию частоты сигнала

-

объектов Солнечной системы

скорость объекта (эффект

Доплера). Но поскольку мощность отраженного

ют астрономической единицей) с точностью до

сигнала быстро убывает с расстоянием, радиоло­

10 км .

С помощью радиолокации вычисляются

кационным исследованиям доступны лишь тела

скорости

Солнечной системы.

частиц в атмосфере Земли. Радиолокация пла­

и

направления

движения

метеорных

Для удобства отсчета моментов посылки и

нет используется для выведения космических ап­

возвращения радиолокационных сигналов они

паратов к планетам и посадки их на поверхность.

часто формируются в виде кратковременных

Этот метод позволил разгадать многие тай­

ны Венеры, скрытые за ее плотной атмосферой

радиоимпульсов.

В радиолокационной астрономии были по­

(например, размеры и строение поверхности), а

лучены важные сведения о Солнечной системе.

также определить период вращения Меркурия,

рас­

высоты гор Марса, физические свойства твер­

стояние между Землей и Солнцем (его называ-

дых поверхностей и газовых оболочек планет.

Так,

методами

радиолокации

измерено

В рентrеновском диаnазоне

3

емная атмосфера почти

узких «Окнах» : оптическом (ви­

полностью прозрачна для

димый свет) и радиодиапазоне

падающего извне излуче­

(для ВОЛН ДЛИНОЙ ОТ

ния лишь в двух сравнительно

15-30

ние она поглощает и рассеива­

ет, не позволяя ему добраться

ММ ДО

до поверхности планеты. А ведь

м). Все прочее излуче-

космос посылает нам инфор-

1

Инструментарий астрономов

64

мацию в виде электромагнит­

метра. Тогда в этих единицах

Так, в период минимума сол­

ного излучения самого широ­

рентгеновский диапазон состав­

нечной активности рентгенов­

кого диапазона длин волн. И

ляет излучения с длиной волны

большая ее часть теряется в

ОТ

0,01 ДО 10 НМ.
Для

плотных слоях нашей воздуш­

ной оболочки.
Для преодоления трудн о­

стей была

придумана внеат­

ское

излучение

значительно

уменьшается.

проведения

астроно­

Рентгеновские

источники

мических наблюдений в этой

в нашей галактике образуют

области длин волн аппаратура

главным образом два класса:

поднимается

за

пределы

зем­

остатки

сверхновых

звезд

и

мосфернаяастрономия. Она за­

ной атмосферы с помощью ра­

двойные звезды особого типа.

нимается исследованиями кос­

кет и искусственных спутников

Остатком

мических объектов при помо­

Земли. К настоящему времени

называется

газопылевое

щи

зарегистрировано

разование,

результат

аппаратуры,

вынесенной

рентгенов­

сверхновой звезды

(для устранения атмосферных

ское излучение Солнца и более

зошедшего

помех) за пределы земной ат­

500

или

мосферы. Ее принято делить

ных вне Солнечной системы.

источников,

расположен­

много

сотен

звезды

и

лет

сверхновую.

Рентгеновское излучение на­

диапазонами длин волн, в ко­

шего светила образуется в ко­

остатков

торых производятся наблюде­

роне

источником

ния. Очень интересные резуль­

ца.

разделы,

-

слое атмосферы Солн­

Его видимая поверхность

десятков

назад

взрыва

превращения

определяемые

на

В

об­

прои­

ее

в

большинстве

сверхновых

звезд

рентгеновского

излучения является нагретый

разогрета примерно до 6000°С,

межзвездный газ. Выброшен­

небесных тел в рентгеновском

что

ная с большой скоростью при

диапазоне.

диапазону излучения. Однако

вспышке

корона, окружающая Солнце,

оболочка

таты

получены при

изучении

Поскольку длины волн кос­

соответствует

видимому

сверхновой

сжимает

звезды

окружа­

мического рентгеновского излу­

разогрета до температуры бо­

ющую

чения очень малы по сравнению

лее

нагревает

с метром и даже миллиметром,

ся

их измеряют в особых едини­

спектра. Мощность солнечного

лионов градусов . При такой

цах

рентгеновского

температуре наибольшее ко­

-

нанометрах (обозначает­

1 ООО 000°С и потому светит­

в

рентгеновском

диапазоне

излучения

за­

в

межзвездную
ее

миллионы

до
и

среду

десятки

мил­

ся «НМ »). Один нанометр состав­

висит от активности светила и

личество

ляет одну миллиардную часть

сильно меняется со временем.

в виде рентгеновских лучей.

Фотография Солнца в рентгеновских лучах.
Сделана с помощью рентгеновского телескопа,
установленного на японском спутнике

«Хинодэ». Фото НАСА

и

температуры

энергии

излучается

Остаток сверхновой звезды Тихо (Браге).

Снимок сделан рентгеновским космическим
телескопом «Чандра». Фото НАСА

Инструментарий астрономов

65

с интенсивными физическими

происходящее

процессами в их ядрах.

улицах, новые системы будут

на

городских

Мы живем во времена бес­

мониторить Вселенную, посто­

прецедентныхпо масштабу кос­

янно расширяя нашу базу дан­

мических

Воз­

ных и уточняя карту космоса, в

можности современной астро­

которой появится все больше

В двойных звездах один объ­

номии совсем иные, чем за всю

деталей

белый карлик, нейтрон­

предыдущую историю челове­

ных, так и временных.

ект

-

ная звезда или черная дыра

расположен

на

-

небольшом

расстоянии от второго

-

обыч­

исследований.

средства позволили создать та­

кие уникальные объекты, как
рентгеновская

ловиях вещество с нормальной

«Чандра»

обсерватория

или

космический

звезды под действием гравита­

телескоп «Хаббл». Кроме того,

ции

ученые

может

перетекать

располагают

управля­

на этот объект. При этом вы­

емой

деляется большое количество

тикой и глобальными комму­

энергии, падающее вещество в

никациями

газообразном состоянии нагре­

прежде

вается до высокой температу­

емов

ры, и происходит интенсивное

область астрономии,

излучение в рентгеновском ди­

будет развиваться в будущем,

апазоне длин волн.

включит

За

Пути

пределами

Млечного

рентгеновское

излуче­

компьютерами

для

автома­

исследования

невообразимых

Вселенной.

объ­

Огромная
которая

составление

таких

подробных карт Вселенной и

сбор

таких

объемов

мации,

лактик, скоплений галактик и

до этого не было. Гигантские

квазаров. Рентгеновское излу­

новые

чение обычных галактик, та­

нировать небо и каждую ночь

ких

делать

Обла­

подобных

инфор­

ние обнаружено у многих га­

как Магеллановы

телескопы
записи

которым

будут

сотен

космических

ска­

милли­

ка и туманность Андромеды,

онов

является

наличия

начиная со звезд и заканчивая

в них источников, подобных

галактиками. И все это будет

следствием

объектов,

источникам в нашей галакти­

повторяться

ке. Кроме того, у некоторых

Аналогично тому, как сейчас

галактик обнаружено рентге­

обычные видеокамеры в целях

новское

безопасности

излучение,

связанное

как пространствен­

чества. Новые технологические

ной звезды. При некоторых ус­

соседа

-

вновь

и

вновь.

регистрируют

ОТВЕТЫ

1

(с.

55).

меньше

В такой местности
раз11ИЧНЬ1Х

атмо­

сферных помех и ниже за­

и

мещении и наА ним, так как

произВОАИТ усиленное Аей­

эти потоки Ае.11ают изобра­

ствие.

жения

че.11овеческого

(с.

г.11аза,

ГАе

Потому что ОАНО и

свеТИ.11

в

те.11ескопе

ПЬ111ешюсть возАуха.

3

2

Потому что от ка­

то .же количество света, па­

НЬIМИ, Кроме того, отоП.11е­

.ЖАОЙ звезАЫ на объектив

Аающего на объектив те.11е­

ние помещения могло бы

телескопа попаАает во мно­

скопа,

пов.11ечь за собой неоАИНа­

го раз бо.11ьше света, чем в

все

г.11аз че.11овека. Свет собира­

изображения.

(с.

55).

56).

распреАеляется

большей

по

поверхности

раСПЛЬIВЧаТЬIМИ

ковое

И

расширение

ПОАВИ.Ж­

раз.11ич­

ных частей приборов, что, в

ется в г.11авном фокусе те­

4 (с. 58). Чтобы избе.жать воз-

свою очереАЬ, приве.110 бы к

лескопа и в значите.11ьной

никновения

конвекцион-

различным Аефектам полу­

своей АОЛе попаАает внутрь

ных потоков ВОЗАуха в по-

ченных изображений.

66

Солнечное семейсrво

СОЛНЕЧНОЕ
..,

СЕМЕИСТВО
Путь дnиной

5

в
в

мnрдnет

начале было... Нет, не
слово,

а

почти

пустое

и очень-очень холодное

пространсrво.

Пусrое

Цефея, в котором происходит
рождение звезд, подобное
тому, что имело место при

формировании Со11Нечной
системы. Фото НАСА

мала по сравнению с таковой от
взрыва звезды.

пото­

Под дейсrвием ударной вол­

му, что в нем ничего не было,

ны газопылевое облако сrало

ну разве что с десяток заблу­

сжиматься. Атомы и часrички

дившихся

каждом

сблизились и под влиянием сил

кубическом сантиметре этого

гравитации сrали притягивать­

просrрансrва.

А холод сrоял

ся друг к дру~у. Поскольку они

-

очень малы и сила гравитаци­

атомов

в

просrо невыносимый
Огромное облако в созвездии

такой ударной волны ничтожно

около

-220°С. То есrь это было обла­

онного

ко чрезвычайно холодного газа.

ду ними тоже ничтожно мала,
этот процесс длился очень дол­

атомов водорода и гелия. Прав­

го. Асrрономы и в наше время

да, всrречались и микроскопи­

нередко обнаруживают холод­

ческие

пылинки

Затем

размером

с

на

это газопылевое

облако снаружи начало что-то

ные, темные, сжимающиеся об­
лака межзвездного газа и пыли,

в которых в будущем наверняка
вспыхнуг новые звезды.

давить. Эго могла быть взорвав­
шаяся

неподалеку

звезда,

на­

ФотоНАСА

в

нем

возникали

вихри,

зываемая сверхновой. Энергия

то

отдельных обласrях. Из-за них

ная,

облако разваливалось на не­

и

она

распросrраняется

есrь

круговые

вращения

в

во все стороны в виде ударной

сколько более мелких часrей.

волны. Так называется движу­

Одна из них впоследсrвии сrа­

щаяся в просrрансrве обласrь

ла Солнечной сисrемой со все­

чрезвычайно

ми ее «обитателями».

например,

при взрЬIВе сверхновой звезды.

Облако не только сжима­
лось:

такого взрыва просrо чудовищ­

высокого

давле­

ния. Ударная волна возникает,

распространяющаяся

меж­

Сосrояло оно в основном из

тысячную часrь миллиметра.

Ударная во11На,

взаимодейсrвия

при

преодолении

Отделившись, часrь облака
продолжала сжиматься, ее вра­

-

самолетом скоросrи звука, и мы

щение ускорялось

и она при­

слышим это как громовой звук,

обрела форму диска. Эго была

неприятно воздейсrвующий на

первичная

ynrnыe перепонки. Только сила

носrь,

солнечная

туман­

образовавшаяся

око-

Солнечное семейство

закончилось. Вещество продол­

«Комья» межзвездной пыли

жало устремляться к центру, и

постепенно слипались в глыбы

там

образовалось протосолн­

-

«предаю> нашего светила.

це

Его температура с самого нача­

подобно волчку. Одна из них
впоследствии стала нашим

домом

-

Солнечной системой.
Иллюстрация НАСА

5

млрд км (при­

протопланеты.

Во внутренних областях пер­

замерзшей воды, утле­

вичной Солнечной системы об­
разовалось четыре такие прото­

дальше

нахо­

планеты, а на большом удале­

тол­

нии от протосолнца сформиро­

ще был слой покрывающего их

вались еще четыре. Со временем

льда. Но все эти пылинки

и

первые стали Меркурием, Ве­

близкие, и далекие, как и рань­

нерой, Землей и Марсом. Они

дились

от

протосолнца

эти частицы,

тем

-

ше, находились в огромном об­

образовались из планетезима­

двух

лей, состоявших из каменисто­

основных газов, которые вместе

го вещества, поскольку все газы

лаке водорода и гелия

составляли более

млрд лет назад. При по­

перечнике

гораздо более крупные тела -

кислого и других газов. Чем

95%

-

вещества

солнечной туманности.

ло

тезимали. В течение нескольких
миллионов лет они постепенно

слоем

каждая из которых вращается

так называемые плане­

объединялись и уплотнялись в

межзвездной пыли, покрытые

самостоятельных областей,

-

на краях диска.

В этих удаленных от центра

распадается на множество

размером в несколько киломе­
тров

ла была значительно выше, чем

областях преобладали частицы

Начальное газопылевое облако

67

Частицы

пыли

слипались

испарились под действием теп­

ла протосолнца. А потому эти

планеты

объединяет

сходство

при столкновениях. Такие стол­

строения: это небесные тела с

орбиты

кновения со временем привели

плотными железными ядрами

имела

к образованию «комьеВ» пыли

в середине, окруженными слоя­

(не­

размерами в несколько милли­

ми менее плотных пород.

сколько больше расстояния от

метров или даже сантиметров.

Земли до Солнца).

Под действием гравитации эти

далеких

комья постепенно оседали бли­

солнечной туманности содер­

же

жали

10

близительно
Нептуна)

размер

туманность

толщину около

200 млн км

Под действием гравитации
все

больше вещества

сжима­

к

центральной

плоскости

Однако

планетезимали

холодных

в

областях

значительное

количе­

лось к центру диска. В резуль­

солнечной туманности. Так про­

ство

тате центральные области сол­

должалось сотни тысяч лет. За

вую очередь метана и аммиака.

нечной туманности оказались

это время большая часть твер­

Неудивительно, что у второй

значительно горячее, чем внеш­

дого вещества в облаке сформи­

четверки планет образовались

ние. Через

ровалась в гигантский плоский

атмосферы из метана, аммиа­

слой с протосолнцем в центре.

ка и других газов.

50 млн

лет форми­

рование солнечной туманности

Протопланетный диск с протосолнцем
в центре. Иллюстрация НАСА

замерзших

газов,

в

пер­

Протосолнце и протопланеты.
Иллюстрация НАСА

68

Солнечное семейство

Пока формировались планеты, к центру

стигла такой величины, что там начались про­

веще­

цессы термоядерного синтеза. Так называют

газы. При падении

реакцию превращения водорода в гелий, тре­

к центру оно уплотнялось, давление там воз­

бующую температуры в миллионы градусов .

растало . По законам физики рост давления

Это обычный механизм рождения новой звез­

ведет к увеличению температуры. Примерно

ды (не путать со сверхновой!). Так возникло и

4,5

наше Солнце.

протосолца

продолжало

ство первичного облака

-

стягиваться

млрд лет назад температура в центре до-

Устройство Соnне"ноi системь1
ВОПРОС

1

Движение каких небесных
тел можно наб11Юдать не­
вооружеННЬIМ глазом?

приблизительно

150

от

значительное

Солнца

есть

млн

км)

количество небольших тел (так

называемый пояс Койпера). Во
внешних

областях

Солнечной

системы имеется сферическое
облако ледяных частиц, кото­
Состав Солнечной системы

рое протянуто на расстояние до

100

ООО а. е. от Солнца (его на­

звали облаком Оорта) .

в
мя

центре Солнечной систе­

Солнце

приходится

почти вся масса системы, а по­

це,

четырь­

тому его гравитация влияет на

планетами

все в ней происходящее. Пла­

окруженное

внутренними

(планеты

земной

четырьмя
тами

На

мы расположено Солн­

-

группы)

большими
газовыми

и

плане­

гигантами

(внешние планеты). На расстоя­
нии от 30 до 50 а. е. (а. е.
номическая

единица,

-

астро­
равная

неты на орбите вокруг Солн­
ца

лежат

орбиты

вблизи

Земли

плоскости

(эклиптики),

большинство тел и планет вра­
щаются

вокруг

него

в

одном

направлении (против часовой

Сравнительные размеры четырех ближайших к Солнцу П11анет

(слева направо): Меркурия, Венеры, Земли и Марса. Фото ПАСА

Солнечное семейство

69

ше стотысячной доли общей

ВОПРОС2

массы Солнечной системы.

Возможны 11И сто11КНове­
:ния ruJaНer между собой?

Большинство

планет

Сол­

нечной системы обладают соб­
ственными спуrnиками. У че­
тырех планет-гигантов имеются

стрелки, если смотреть с Се­

кольца

верного полюса Земли).

чайших частиц, вращающихся

На четыре крупнейших вра­
щающихся тела (газовые гиган­

ты) приходится

99%

Планеты-гиганты (снизу

вверх): Юпитер, Сатурн, Уран
и Нептун. Фото НАСА

-

больше

90%.

Осталь­

олнце

вокруг

планеты-хо­

зяина.

ВОПРОС

3

На

мы (включая четыре планеты

ной системы днем на небе

земной

можно

группы,

карликовые

планеты, луны, астероиды и ко­

каких

телах Со11Неч­

видеть

сразу

и

Сол1Ще, и звезды?

меты) вместе составляют мень-

Соnнце?

это звезда, то

-

есть очень горячее небес­

ное тело в форме шара,

которое

имеет

источник
ет

синхронно

ные объекты Солнечной систе­

Какое оно
с

тонкие полосы мель­

оставшей­

ся массы, причем на Юпитер и

Сатурн

-

ее

собственный

энергии

планетам,

и

переда­

астероидам,

кометам и прочим объектам
Солнечной

системы.

Больше

всего повезло Земле и населя­
ющим ее людям, которые жи­

гранитов, базальтов и пр . ), ко­

вут благодаря нашему светилу.

показатель

Несмотря на то что до Земли

постоянным в течение многих

торые

ДОХОДИТ

двухмил­

миллионов лет. Эго означает,

А Солнце состоит из водорода

лиардная часть всей энергии,

что Солнце будет светить еще

(составляет три четверти всей

излучаемой

этого

очень долго.

нор­

Диаметр

лишь

вполне

одна

Солнцем,

достаточно

для

сохраняется

почти

гораздо

массы),

Солнца,

равен

гелия

плотнее

(около

газов.

одной

четверти), а также кислорода,

мальной жизни. Если бы коли­

1 392

чество солнечной энергии уве­

диаметр Земли более чем в

109

других более тяжелых химиче­

личилось

уменьшилось,

раз. А масса светила превы­

ских элементов в очень малых

жи знь бы на Земле, вероятнее

шает массу нашей планеты в

количествах.

всего, исчезла.

330

За

1

или

с

Солнце

энергию (энергия в
вается

излучает

1

мощностью),

мощности

миллиона

24

составляющего

не­

бесное тело вещества (то есть

равную

отношение

милли­

объему)

электрических лампочек (чис­
нулями). Причем этот

азота,

углерода

и

некоторых

ООО раз! Зато по средней

плотности

с назы­

ардов миллиардов 100-ваттных
ло с

ООО км, что превосходит

массы

Земля

Солнце почти в

тела

к

его

превосходит

4 раза.

На нашей планете есть мно­
го тяжелых веществ (металлов,

ВОПРОС4
В

резуль тате

масса

СоЛIЩа

излучения

постепен­

но уменьшается. Как это
вllИЯет на расстояние пла­

нет от Сол1Ща?

70

Солнечное семейство

Как движется наwе светиnо?
с

олнце

совершает

не­

сколько движений, обу­
словленных его положе­

нием

относительно

разных

групп небесных тел. Во-пер­

Разные части
Солнца

вокруг

вращаются

своей оси. При этом враще­

с различной

вых,

оно

вращается

ние на разных широтах нерав­

номерно:
части

в

экваториальной

период

ставляет

вращения

со­

приблизительно

земных суток, на широте
градусов

скоростью

- 27

25
40

суток. Медлен­

нее всего вращаются полюса :

Солнечная система вращается вокруг центра нашей галактики

ВОПРОСS
Со.llНЦе вращается вокруг
своей оси в том же на­

прав.Jiении, как и 3еМ.JIЯ,
то есть с запада на восток.

Каким представ.JIЯется нам

это вращение при наб11JО­
дении с 3еМ.JIИ?

Солнечное семейство

их

период

ляет

35

вращения

Еще одно движение явля­

состав­

суток.

ется вращением вокруг особой

Кроме того, наше светило

точки

-

центра масс

-

местной

19,5

км/с.

71

Наконец, Млечный

Путь как целое сближается с
галактикой Андромеды со ско­

совершает оборот вокруг цен­

группы звезд (это ближайшие к

ростью

тра Млечного Пути, увлекая за

нам звезды) с периодом

лет они моrут слиться. Солнце

собой планеты. Скорость этого

лет. При этом скорость отно­

также

движения составляет

сительно

галактического диска.

230

км/с.

соседних

371

звезд

ООО

равна

300

км/с, и через

следует

в

2 млрд

направлении

Как устроено Соnнце?
с

олнце, подобно лукови­
це,

состоит

ких

из

несколь­

сферических

слоев.

Вещество в них отличается по
своим свойствам, а энергия там
распространяется посредством

разных

физических

процес­

сов. Первым идет ядро, затем

область

лучистого

энергии,

далее

переноса

конвективная

зона и, наконец, атмосфера. В
атмосфере также выделяют не­
сколько областей: фотосферу,

хромосферу и корону.
Ядро

это центральная об­

-

ласть Солнца радиусом около

150 ООО км. В этом объеме сосре­
доточена

примерно

половина

солнечной массы и выделяется
практически
торая

вся

энергия,

поддерживает

ко­

свечение

Солнца. Материя ядра сильно
сжата тяжестью внешних слоев,
поэтому само оно очень тяже­
лое: плотность вещества в ядре в

150

раз больше плотности воды

(примерно

150 т/м 3 ).

В центральной части Солн­
ца

-

температура

15

млн

сверхвысокие давления.
протекают

0С

Строение Солнца

и

Здесь

термоядерные

Просачивание

ре­

(перенос)

и энергия излучения по мере

излучения из центра Солнца

продвижения

высвобождается огромное ко­

к

светила уменьшаются. Прой­

личество энергии и образуют­

крайне медленно. При этом

дут

ся ядра новых химических эле­

от слоя

родившиеся

ментов. Эга энергия представ­

слабеют. Сперва они превра­

ма-кванты выйдут из него фо­

ляет собой электромагнитное

щаются

тонами видимого света.

акции,

в

результате

которых

поверхности

к

в

совершается

слою гамма-кванты

кванты

рентгенов­

тысячи

к

лет,
в

поверхности

прежде
недрах

чем
гам­

излучение сверхкоротких длин

ских лучей,

ультра­

Электромагнитная энергия

волн.

фиолетовые ... То есть частота

из ядра поступает в область

затем

в

Солнечное семейство

72

лучистого

переноса

энергии

Конвективная

область

(фотосферы), где перенос ос­

(радиационную зону). Эта об­

это сферическая оболочка, ле­

новного потока энергии вновь

ласть достигает длины до

жащая

становится лучистым . Иными

70%

выше

радиационной

радиуса Солнца и представля­

зоны. Толщина этой оболочки

словами,

ет собой оболочку из газа очень

составляет

верхность

высокой

Здесь

Солнца. Плазма конвективной

энергия распространяется пу­

области подвижна, солнечное

тем

вещество здесь

температуры.

1/10

часть радиуса

доставленная

энергия

на

по­

передается

дальше в виде излучения.

Вырываясь на поверхность

пере­

Солнца, столбы горячего газа,

веществом квантов. При этом

мешивается. Отсюда внутрен­

несущие тепло к его поверхно­

коротковолновое

нее тепло Солнца перетекает

сти, как бы взрыхляют ее, как

рент­

по столбам горячего газа к по­

кроты,

геновское с большей длиной

верхности светила. Там проис­

поверхности земли. Поэтому

волны . Плотность, температу­

ходит потеря тепла, газ охлаж­

поверхность

ра

и

дается и погружается обратно

на рыхлую почву. Ширина та­

по

мере

поглощения

чение

в

и

излучения

гамма-излу­

превращается

давление

этом

уменьшаются

удаления

же

в

от

ядра,

направлении

и

идет

кипит и

к центру.

Конвективная зона начина­

роющие

свои

Солнца

ходы

к

похожа

ких неровностей достигает ты­
сячи километров, а время «вы­

поток энергии. В целом этот

ется примерно на расстоянии

равнивая » составляет от

процесс

медленный.

0,7 радиуса от центра и прости­

20

По мере удаления от ядра тем­

рается практически до самой

расстояния поверхность Солн­

пература газа понижается.

видимой поверхности Солнца

ца

крайне

8

до

мин. При рассмотрении с
выглядит

как

бурлящее

Солнечное семейство

73

Изображение солнечной

фотосферы, полученное
наложением фотографий
в разных диапазонах

излучений: голубой и
зеленый

-

в рентгеновских

лучах; желтый и красный

Хромосфера Солнца. Фото НАСА

-

в ультрафиолетовых. Фото
НАСА

море, состоящее из отдельных

ячеек горячего газа

-

гранул.

Как уже отмечалось, сол­

нечная

атмосфера

включает

ВОПРОС&
Почему пятна на Со.iIНЦе

темные?

несколько областей (в направ­
лении к поверхности): фото­

сферу, хромосферу и корону.

верхней

Первая наслаивается на кон­

гораздо ниже

вективную
толщину

Поверхность Солнца.
ФотоНАСА

область

300

газа

на

ной

областью

тельно

и

имеет

км. Температура

границе

10 000° С,

-

с

конвектив­

приблизи­

а температура

области

-

фотосферы

5000°С.

Фотосфера
тящаяся

это

оболочка

све-

Солнца .

Когда мы смотрим на наше
светило,

то

видим

именно

фотосферу. Излучение Солн­
ца,

которое

солнечный

ляет

известно

свет,

собой

смесь

как

представ­

электро­

магнитных волн от инфракрас­
ных (ИК) до ультрафиолето­
вых (УФ) лучей. Оно включает
в себя видимый свет, который
находится между ИК- и УФ-из­
лучением в электромагнитном
спектре.

Слой атмосферы Солнца,
который находится над фото­

сферой, называется хромосфе­
рой. Он имеет красновато-фи­
олетовый

цвет.

Хромосферу

ВОПРОС7
В какую сторону движут­

ся со.1111ечные пятна?

74

Солнечное семейство

можно

наблюдать

во

время

Очень высокая темпераrу­

-

оrnен­

ра солнечной короны возника­

ные языки, которые видны во­

ет в результате того, что в нее

круг лунного диска, закрываю­

из глубинных оболочек звезды

солнечных затмений

выбрасывается огромное коли­

щего Солнце.

Хромосфера

из

чество пылающего солнечного

разряженных газов. Плотность

вещества (газов и плазмы), ко­

вещества

торое нагревает солнечную ко­

в

очень мала

ее

-

состоит
верхней

части

приблизительно

10-12 г/см 3 • Толщина хромо­
сферы - 10 000-15 ООО км, а
Корона, видимая во время
полного солнечного затмения

рону.

Корону можно наблюдать
во время солнечного затмения.

температура огненных языков в

Ее яркость невелика по сравне­

десятки раз больше темпераrу­

нию с фото- и хромосферой.

ры в фотосфере. Она повышает­

Самая яркая часть называется

ся от 5500 до

10 000°С. В верхней

внутренней короной. Она на­

части хромосферы температура

ходится от поверхности Солн­

солнечного

ца на высоте более одного сол­

порядка

вещества достигает

20 000°С.

нечного радиуса.

Самая внешняя часть атмо­

сферы Солнца

-

солнечная ко­

Корона

струкrуру,

имеет

то

есть

лучистую

обладает

рона. Она обладает огромной

слабым свечением. Сила этого

протяженностью:

простирает­

свечения приблизительно та­

ся

километров,

кая же, как у свечения Луны в

на

что

миллионы

соответствует

нескольким

полнолуние. Вещество солнеч­

солнечным радиусам. Корона

ной

состоит из разряженных иони­

в

зованных

называют солнечным ветром.

газов,

температура

которых выше, чем в других ча­

короны,

выбрасываемое

межзвездное

пространство,

Солнечный ветер представ­

стях солнечной атмосферы, и

ляет

составляет

ный поток элементарных ча­

миллион

градусов.

собой

почти

Частицы вещества в солнечной

стиц

короне движутся с огромными

нейтрино) и ядер различных

скоростями.

атомов.

Три дыры
в солнечной

короне (указаны

стрелками).
Снимок
сделан в ультра­

фиолетовом
свете.

ФотоНАСА

(электронов,

постоян­

Этот

протонов,

поток

прохо-

Солнечное семейство

дит сквозь дыры в солнечной

короне и выбрасывается под
воздействием

сильного

нитного

в

поля

маг­

космическое

75

Меркурий

пространство. По мере удале­

ния от Солнца скорость сол­
нечного ветра возрастает. Око­
ло Земли она может достигать

400-500

м/с.

Солнечный ве­

тер уходит далеко за пределы

Солнечной системы. При его
усилении принято говорить о

магнитных бурях

-

сильном

выбросе частиц Солнцем.

Меркурий. Фото НАСА

м

еркурий

ближай­

-

ным суткам. На этой планете

шая к Солнцу и самая

происходит

маленькая

смена дня и ночи

планета

Солнечной системы. А потому
она получает от нашей звезды

значительно

больше

энергии,

очень

-

медленная
они длят­

ся по целому году!

Близость Меркурия к Солн­
цу определяет его очень высо­

чем, например, Земля (в сред­

кую

нем в

раз на каждый ква­

щенной к Солнцу стороне пла­

дратный метр поверхности). Ее

неты температура в отдельных

10

диаметр в

2,5

раза меньше диа­

температуру.

На

обра­

точках достигает +430°С (при

метра Земли. Расстояние меж­

таких

ду Меркурием и Солнцем коле­

ся свинец). А на ночной по­

блется от 46 до почти

ловине

70 млн км.

температурах

планеты

плавит­

температура

Среди всех планет Солнеч­
ной системы Меркурий самый

быстрый: он делает оборот во­
круг Солнца за

ВОПРОС В

земных су­

Существует ли планета, на­

ток. Период вращения вокруг

ходящаяся к Сомщу бли­

собственной оси равен

:же, чем Меркурий?

88

59

зем-

Солнечное семейство

76

ВОПРОС9
Луна

обращается

ЗеМllИ,

будучи

вокруr

поверну­

той к ней одной и той же
сrороной, поэтому мы не
можем

видеть

другую

ее

сrорону. Меркурий обра­
щается подобИЬIМ же обра­
зом, но не вокруr 3еМ11И, а

вокруr Солнца. Позво11Яет
11И это нам видеть все части

поверхности Меркурия?

Поверхность Меркурия. Фото НАСА

доходит до -70°С. Видимо, на

Луне. Самый большой кратер

но падают к центру ядра. А

Меркурии часть тепла с днев­

на Меркурии носит имя не­

само

ной

мецкого композитора Бетхо­

его

ночную, иначе бы ночью там

вена,

поднимается к внешней обо­

стояли морозы до -180°С.

625

стороны

перетекает

на

его

притяжения

может

диаметр

лочке. Эти

км.

стоит

из

железа,

удержать лишь очень тонкий

средоточено

слой атмосферы. Она не за­

зом в ее центре

держивает

рые

часто

метеориты,

падают

на

кото­

плане­

составляет

Масса планеты на

Меркурий столь мал, что
сила

его

ядро

вообще

вещество тоже

жидкое,

все

время

потоки расплав­

со­

ленного железа создают маг­

которое со­

нитное поле Меркурия. Оно

60%

главным

-

обра­

направлено

почти

вдоль

оси

ядре. Не­

вращения планеты. Его вели­

смотря на это, ядро не совсем

чина на поверхности планеты

твердое.

наружных

в

-

состоит

поля Земли, но гораздо силь­

железных

нее магнитных полей на Ве­

В

ту. Оттого вся ее поверхность

слоях

покрыта желтой пылью и ис­

из

пещрена кратерами, как и на

снежинок,

оно

своих
рыхлое

своеобразных
которые

постоян-

100

раз слабее магнитного

нере и Марсе.

Венера
э

та планета одна из ярчайших на нашем
небе после Солнца и Луны . Иногда Венеру
называют вечерней звездой, потому что с

Земли ее видно вечером, сразу после захода
Солнца. Она сияет как звезда на ночном небе,

потому что ее очень плотная атмосфера отлич­
но отражает солнечные лучи .

Венера
планета,

108 млн

-

вторая по близости к Солнцу

находящаяся

км

(0,72

на

расстоянии

около

а. е.). Ее размеры приближены

к размерам Земли . Это самая жаркая планета
Солнечной системы: максимальная температура
ее поверхности составляет 480°С. Поэтому здесь
нет никакой жидкости (воды) на поверхности
высокая

температура

заставляет

ее

-

полностью

выкипать. Космические зонды, которые люди

пытались посадить на поверхность, работали

Вид на Венеру с Международной
космической станции (внизу

-

Земля).

ФотоНАСА

Солнечное семейство

ВОПРОС

77

10

Венера ЯВ.llЯется утренней
и

вечерней

всего

звездой

· земного

шара

Д.l1Я
И11И

TO.llЬKO Д.l1Я от де.llЬНЬIХ его

Кратеры

районов?

на

поверхности

Венеры.
лишь

несколько

часов,

после

Изображение
НАСА

чего они выходили из строя.

Если

смотреть

Солнечную

сверху

систему

(то

на

есть

со стороны нашего Северного

полюса), большинство планет
вращаются

вокруг

своей

оси

против часовой стрелки . А вот

Венера вращается в противо­

сутки), составляет

положную сторону. В то время

суток. Это длиннее венериан­

243

земных

ВНУТРЕННЕЕ

СТРОЕНИЕ ВЕНЕРЫ

как на Земле Солнце восходит

ского года, который продол­

на востоке и садится на западе,

жается

на Венере оно восходит на за­

ку Венера вращается вспять,

паде и садится на востоке.

Солнце дважды встает в тече­

ное

ние орбитального года плане­

ло

Венера вращается очень и
очень медленно. Причем пери­

ты

1990

щаться на

г. она стала вра­

6 мин 30 с медленнее!

каждые

дня.

Посколь­

116,8 дня.

В

центре

этой

планеты

находится твердое желез­
ядро диаметром око­

6000

литая

Венера является планетой с

од вращения постоянно замед­

ляется : с

-

224,7

км. Над ним лежит
скалистая

3000

толщиной

мантия

км. Верх­

-

твердой поверхностью. На ней

няя оболочка

имеется

кора поверхности толщи­

множество

кратеров,

10

20

твердая

Время, за которое эта пла­

что свидетельствует о вулкани­

ной от

нета делает полный оборот во­

ческой активности . Примерно

нитное поле у Венеры от­

круг своей оси (венерианские

две трети поверхности покры­

сутствует.

до

км. Маг­

то плоскими равнинами, в ко­

ВОПРОС

11

торых

Почему на Венере С0111ще

240

восходит на западе и захо­

лавы до

дит на востоке?

присутствуют

тысячи

вулканов размерами от

1

до

км в ширину с потоками

5000 км

в длину.

Около одной трети поверх­
ности Венеры занимают шесть

горных районов . Самым высо­
ким является горный хребет
Максвелл. Его длина достигает
около

870 км,
ляет 11,5 км.

а высота состав­

Атмосфера Венеры состо­
ит в основном

из углекислого

газа и облаков серной кислоты
(очень ядовитых!). А недавно в
ней обнаружили следы воды.

Атмосфера

Венеры

тяжелее,

чем у любой другой планеты,
что приводит к давлению, пре­

вышающему земное в

ВОПРОС
Почему
пература

3еМ11е?

90 раз.

12

на

Венере

вЫIПе,

тем­

чем

на

Солнечное семейство

78

Земnя
у

словия для полноценно­
го

и

интересного

суще­

ствования на Земле весь­

ма разнообразны: день сменяет
ночь, весна

-

зиму, жара на эк­

КОГДА-ТО ОДИН
ГОДНА ЗЕМЛЕ

ДЛИЛСЯ 486 ДНЕЙ
Это

было

800 млн лет назад, н :,,110ху самого масштаб110п>

оледенения Земли. Сот­

ваторе при перемещении к бо­

ни

лее высоким широтам плавно

сп1,

переходит в полярные морозы.

ынров,

Все это происходит благодаря

до

сложному движению планеты.

Землявращаетсявокругсво­

ей оси и вокруг Солнца. Зем­

при:\1ер110

миллионов

уже

в

лет

:,,поху

год

сну­

дино­

сократилси

370 суток.

Сейчас его

продолжительность

365

или

-

366 дней.

Дело в том, что Земли

ная ось (ось вращения Зем­

вращается

ли)

это прямая, вокруг кото­

нее, поскольку 1ia11ее воз­

рой происходит суточное вра­

действует лунная грави­

щение планеты; она проходит

тация. В итоге дни ста-

через центр Земли и в геогра­

1ювито1

фических полюсах пересекает

мерно

поверхность планеты. Ось на­

кунды за одно тысичеле­

клонена по отношению к пло­

тие), а год

-

все

медлен­

длиннее

на

дне

-

(при­

Снимок Земли на фоне Луны.

миллисе­

ФотоНАСА

короче.

скости орбиты. Когда планета

ВОПРОС

делает один оборот вокруг сво-

Какой

ВОПРОС

13

Какой цвет имеет 3еМ11Я
из космоса и почему?

14

набl110дате11Ьный

ей оси, проходит один день, а

факт свидете11ЬСТВует о со­

когда вокруг Солнца

хранении

-

один

Вращение
оси

направ~ения

пространстве

год.

Земли

происходит

с

вокруг

запада

оси

в

враще­

ния Зе~?

на

Вращение Земли вокруг Солнца

Вращение Земли вокруг своей оси

и смена времен года

Весна

~--··········

················-~

Солнце

Ночь

Солнце

~-- ... ________ _

s

.....--·· ···· :;;,t

Солнечное семейство

восток,

вой

то

есть

стрелки,

против

если

79

часо­

смотреть

на земной шар с Северного
полюса.

этом

угловая

скорость вращения

При

(то есть

угол, на который поворачи­

вается любая

точка

верхности Земли за

накова и составляет

(то есть на

1/6

на

по­

1 ч) оди­
15° за час

часть прямого

угла). Линейная скорость за­
висит от широты: на экваторе

она наибольшая

- 464

географические

полюса

м/с, а
не­

подвижны. Осевое вращение

влияет на форму Земли, сжи­
мая ее у полюсов.

Наша

планета

вращается

вокруг Солнца по эллиптиче­
ской траектории,

близкой

к

круговой, со скоростью около

100

ООО км/ч. Среднее расстоя­

ние между ними

- 150 млн км,

а разница между самым мень­

шим и самым большим рас­
стоянием

составляет

почти

5 млн км.
В своем годичном движе­
нии Земля в январе находит­

ся в самой близкой к Солнцу
точке (перигелий), а в июле

в

самой

отдаленной

-

(афе­

лий). Причина смены времен
года

-

наклон

оси

вращения

Земли. Поэтому то одно, то
другое
разное

полушарие
количество

получает
солнечных

лучей. Летом Солнце осущест­
вляет

над

горизонтом

самое

длинное движение за сутки, и

продолжительность

симальна.

ВОПРОС

Зимой,

дня

мак­

напротив,

15

Как надо изменить накл.о­

нение оси вращения 3ем11И к Пllоскости ее орбиты,
чтобы на 3еМ11е везде день
бЬ111 бы равен ночи, а сме­
на времен rода прекрати-

11ась бы?

Магнитное поде Земли

Солнечное семейство

80

Солнце находится низко над

ности. До высоты

горизонтом,

магнитное

солнечные

лучи

падают на Землю не прямо,

каждой

а

но

косо,

и

продолжительность

дня короткая.

Земля

-

его

поле

точке

ООО км

ВОПРОС16

в

Как

пространства,

величина

уменьшается

огромный сфери­

44

постоянное

с

удалением

узнать

с

помощью

:компаса, что мы находим­

постепенно

ся в Южном полушарии

от

.

ЗеМllИ?

земной поверхности. На высо­

ческий магнит. Это означает,

те от

что она создает в окружающем

нитное

ее

магнитное

есть колеблется с какой-точа­

торой обнаруживается земное

Оно достигает высоты

стотой. Область околоземного

магнитное

пространства,

магнитосферой.

пространстве

поле.

80 000-90

ООО км от ее поверх-

44

ООО до
поле

90

ООО км маг­

переменное,

в

пределах

то

ко-

поле,

называется

Яуна
п

уна

-

единственный

естественный

спутник

Земли. Это второй по

яркости объект на земном не­

босводе после Солнца и пятый
по величине спутник в Сол­
нечной системе. Луна является
первым

и пока единственным

внеземным объектом, на кото­

ром побывал человек.
Американский астронавт

ВОПРОС

17

Х. Шмитт у лунной скалы.

Масса Луны составляет при­

Почему Луна всегда обра­

близительно

щена к Земле одной сто­

ли, или сто тысяч миллиардов

роной?

миллиардов

1/81

Справа

массы Зем­

килограмм.

-

лунный автомобИllь,

на котором астронавты

экспедиции «Aпolllloн-17»

Ее

передвшались по поверхности

диаметр чуть больше четвер-

спутника. Декабрь

1972 г.

Фазы Луны

t
...

...-

Последняя

четверть

---~ ·----~
Луна

·--.,

•

t •
/

Новолуние

.//

•

Солнечное семейство

81

Марс

Солнце

Солнце

Поверхность Марса.

ФотоНАСА

м

аре

-

ближайшая к

Земле планета после

Венеры.

По размеру

она почти в два раза меньше

Земли. Марс называют Крас­
ной

планетой.

Своему

крас­

но-оранжевому оттенку он обя­
зан огромным залежам в грун­

те
де

ти земного

- 3476 км. Среднее
расстояние Луны от Земли -

384400

км.

Как все планеты и их спут­
ники,

Луна

светит

отражен­

оксида

железа,

называемого

в

обихо­

ржавчиной.

пористыми

Красный цвет в древности ас­

обломками лавы и редкими

социировался с цветом крови,

камнями.

и поэтому планета была назва-

крытую

мелкими

Моря

резко

отли­

чаются от ярких горных об­
ластей, неровная поверхность

Автоматическая межПllанетная

станция НАСА Mars
Reconnaissance Orblter над

ным солнечным светом. Обыч­

которых

но видна та ее часть, которую

отражает свет. А вот на обрат­

южным полюсом Марса.

освещает Солнце. Исключение

ной стороне Луны нет боль­

И1111юстрация НАСА

составляют

ших морей, и поэтому она не

периоды

вблизи

новолуния, когда отраженный

значительно

лучше

похожа на видимую сторону.

от Земли свет слабо освещает
и темную сторону Луны.
ны

На видимой стороне Лу­

ВОПРОС

-

Какую фазу Луны напо­

той, что всегда поверну­

та к Земле,

области,

-

видны темные

названные

астроно­

мами прошлого морями. Они
имеют сухую поверхность, по-

18

минает соllНеЧНЬIЙ диск
в начале nollНoro затме­

ния? В кшще затмения?

82

Солнечное семейство

на в честь римского бога войны
Марса.
Как и у Земли, у Марса есть

полюса, покрытые ярко-белы­

ВОПРОС
Почему

19

rоры

на

Марсе

вЬ1Пiе, чем на 3еМ11е?

ми шапками льда. Самая боль­
шая

находится

на

северном

мое

полюсе.

Атмосфера
щиной

планеты

тол­

110 км очень разрежен­

(15

км), которые больше

похожи
спутника

на

астероиды.

вращаются

в

Оба
непо­

из

средственной близости от пла­

углекислого газа. Давление у

неты. Фобос настолько близок

ная

и

состоит в

основном

поверхности планеты

-

в

160

к Марсу, что его траектория

вращения больше похожа на

раз меньше земного.

Температура колеблется от

спираль. Он год от года при­

-153°С на полюсе зимой и до

ближается к планете и, вполне

более +20°С на экваторе в пол­

возможно, однажды упадет на

день. Средняя температура со­

его поверхность.

ставляет -50°С. Так что если бы
в

прошлом

даже

существова­

ли водные каналы на Марсе, то

со временем жидкая вода либо
испарилась бы, либо замерзла
и стала льдом и снегом .

На Марсе много вулканов.
Именно

здесь

находится

са­

мый высокий вулкан в Солнеч­
ной системе, возвышающийся

на

27

км над окружающими

равнинами, а его общая пло­
щадь составляет

550 км .

У Марса есть два неболь­
ших спутника

27

-

Фобос (около

км в поперечнике) и Дей-

Фобос. Фото НАСА

Солнечное семейство

83

Юnитер

Темные полосы на СКllонах холмов и кратеров Марса. Они
изменяются в зависимости от времени года, появляясь и

увеличиваясь во время теПllой погоды и исчезая зимой. Эти
полосы образованы потоками жидкой соленой воды, которая
испаряется при течении. Фото НАСА

В сентябре

2015 г. было объ­

нов на поверхности Марса и

-

явлено о доказательстве нали­

оставляет

чия на Марсе жидкой воды.

на склонах холмов.

Там при определенных усло­
виях

-

температуре, давлении

и солености

-

вода переходит

следы

русла

ровали эти мокрые минералы,

а значит, на Марсе есть вода в
жидком состоянии,

давно было известно, что на

ней мере сезонно.

Недавние

по край­

ФотоНАСА

ю

питер

пятая

-

на

расстоянии

от

него

примерно

По форме пред­

ставляет собой раздавленный

виде льда (твердое состояние)

проведенные на Красной пла­

шар

и пара (газообразное состоя­

нете,

сильно сжатый с полюсов.

ние).

леком прошлом по ней про­

что

в

да­

от

Солнца планета, на­
ходящаяся

775 млн км.

исследования,

подтвердили,

-

рек

Спектрометры зарегистри­

в жидкое состояние. Довольно

Красной планете есть вода в

Юпитер и его спутники

Ганимед (вверху) и Ио (внизу).

-

сфероид,

Юпитер

-

-

достаточно

третий по ярко­

Исследователи НАСА обна­

текали водные потоки. Тогда

сти объект Солнечной систе­

ружили на поверхности Марса

же и атмосфера Марса была

мы после Венеры и Луны. Зато

-

намного плотнее, чем сейчас.

он светит даже ярче, чем самая

содержащие

И возможно, в то время его

яркая звезда на небосклоне

соли хлорной кислоты. Когда

населяли мельчайшие живые

Сириус. В хороший бинокль

перхлораты

организмы.

или маленький телескоп мож­

перхлораты
ческие

сложные хими­

вещества,

наполняются

на­

но увидеть белый диск Юпи­

стоящей водой, то есть намо­
кают, то вода может существо­

тера, а также его четыре ярких

вать и при очень низкой тем­

вonPOC:zo

пературе. Когда температура

Происходит 11И смена вре

поднимается выше -23°С, эта

мен rода на Марсе?

мокрая

соль

стекает

со

-

спутника.

Юпитер

самой

нечной системы. Его средний

скло-

радиус
Так мог выглядеть Марс в далеком прошлом (слева). Справа

является

большой планетой нашей Сол­

-

в

11

-

около

70

ООО км (что

раз больше радиуса Зем-

Марс в настоящее время. Иллюстрация НАСА

ВОПРОС
Почему

21

Юпитер

сП11Юс­

нут у nollIOcoв, а СоllНЦе
видно с ЗеМllИ как кpy­
rllЬIЙ диск при той же rа­

зовой природе?

84

Солнечное семейство

Верхний

облачный
слой

Юпитера.
Справа

-

структура

облаков
крупным
планом.

ФотоНАСА

ли), а объем в
Внутреннее строение
Юпитера. Иллюстрация
НАСА

1300 раз больше
земного. Масса в 317 раз боль­
ше массы Земли, а также в 2,5

орбите со скоростью

раза больше массы всех осталь­

на Юпитере практически нет

ных планет Солнечной систе­

смены сезонов года .

Экватор наклонен к плоскости

орбиты под углом

мы вместе взятых. Гравитация

поэтому

3°,

В отличие от планет земной

раза силь­

группы, Юпитер представляет

нее, чем на Земле. Эго означа­

собой шар, состоящий почти

на этом гиганте в

КОЛЬЦА ЮПИТЕРА

км/с.

13

2,5

ет, что если бы человек весом

полностью из двух газов

Они слабые и, вероятно,

100 кг

дорода и гелия (как и Солнце).

состоят

он весил бы

У

планеты
из

есть

кольца.

вещества,

вы­

попал на эту планету, то

250 кг.

Правда, там

Темпераrура

брошенного со спутников

некуда было бы поставить ве­

низкая

Юпитера, когда те сталки­

сы

гигант

вались

поверхности .

с

метеоритами

и

-

у Юпитера нет твердой

Планете необходимо

кометами.

ти

12

на

нем

-

во­

крайне

-140°С. Эгот газовый

-

самая быстро враща­

rощаяся планета в Солнечной

поч­

системе: один оборот вокруг

земных лет, чтобы за­

своей оси он совершает каждые

Большое красное пятно.

вершить один оборот вокруг

ФотоНАСА

Солнца. Она мчится по своей

10ч.

Юпитер обладает собствен­
ным магнитным полем, которое

в

14

раз сильнее земного. Оно

простирается на

650 млн км

(за

орбиту Саrурна).
Магнитное

поле

обычно

связывают с наличием у

пла­

неты электропроводящего яд­

ра.

Ученые

предполагают,

что у Юпитера твердое ядро
размером с Землю, но гораз­

до

более

но,

оно

плотное.

состоит

из

Возмож­
каменных

скальных пород. На глубине

60 000-65

ООО км температу­

ра возрастает до

20 000 ° С.

При

этом давление достигает фан­
тастических величин в

5

млн

атмосфер.
Водород,
ким

будучи

колоссальным

под

та­

давлени­

ем атмосферы, превращается

Солнечное семейство

давление, которое увеличива­

мосферный

подобную ртути. В этой жид­

ется при nриближении к цен­

бушует в южном полушарии

кости имеется

много свобод­

тру планеты . Там постепенно

вот уже

ных электронов. Она способна

возникают экстремальные фи­

эта буря имела размер более

проводить электрический ток,

зические

40

как это свойственно металлам.

щие

Получается, что каменное ядро

особое состояние.

в

металлическую

окружено

слоем

жидкость,

жидкого

ме­

к

условия,

переходу

Для

приводя­

вещества

в

вихрь,

85

400 лет.

который

Столетие назад

ООО км в поперечнике. Одна­

ко ныне его размеры уменьши­
лись наполовину, но все равно

атмосферы

Юпитера

его можно наблюдать даже из

таллического водорода, а в на­

(как и остальных трех газовых

земных телескопов. Эго самый

ружном его слое преобладает

планет)

с

большой атмосферный вихрь в

обычный молекулярный водо­

большими

дую­

Солнечной системе: вдоль него

род.

щие

Наблюдаемые снаружи кра­
сивые

облака

Юпитере

и

штормы

лос,

в

характерны

ветра

скоростями,

пределах

широких

параллельных

по­

экватору

три

Землю.

стрелки со скоростью

правлены в противоположные

ло

стороны. Эги полосы различи­

км. Эги облака образуют
полосы

с

Он вращается против часовой

полосах на Юпитере ветры на­

50

разместиться

размером

планеты. При этом в соседних

это верхний слой

многочисленные

бы

планеты

на

его атмосферы толщиной око­

-

могли

жел­

мы даже в небольшой телескоп

ВОПРОС

435

км/ч .

22

го­

и находятся в постоянном дви­

Спутник Юпитера fани­

лубоватых оттенков. Под ними

жении. Ветры на Юпитере до­

мед

простирается

стигают скорости

500 км/ч.

ВЬIПlаIОЩИЙ диаметр Мер­

наблюдается

курия. Можно l1И утвер­

то-коричневых,

красных

океан

из

рода и гелия толщиной

и

водо­

8000-

На

планете

20 ООО км. Еще ниже атмосфера

так называемое Большое крас­

Юпитера

ное

создает

гигантское

пятно

-

гигантский

ат-

имеет

ждать,

что

6011Ьmе?

диаметр,

и

масса

пре­

его

Солнечное семейство

86

Сатурн
с

аrурн
от
ся

1,4

-

шестая планета

Солнца,
на

находящая­

расстоянии

около

млрд км. Это один из са­

мых ярких объектов на нашем

звездном небе.

ВОПРОС ZЗ

KorАа

и кем бЬlllИ откры­

ты ко.llЪца Сатурна?
Подобно

Юпитеру,

турн

-

ная

планета,

Са­

гигантская газообраз­
не

имеющая

твердой поверхности. Масса

его в

100

нашей

раз больше массы

планеты,

а

радиус

в

раз больше и составляет

10

км.

60 268

Средняя плотность вещества
Сатурна в

8

раз меньше, чем у

Земли. Все потому, что планета

состоит главным образом из во­
дорода

-

самого легкого из всех

веществ. Это единственная пла­
нета
Гигантский шторм на Сатурне.
ФотоНАСА

Солнечной системы, чья

плотность

меньше

плотности

воды. Если бы было возмож­
но соорудить огромную ванну,
налить в нее воду и поместить

rуда Сатурн, то он смог бы в ней

ВОПРОСZ4
Чем

можно

плавать.

объяснить,

По своим размерам Саrурн

что Сатурн при меньшей

в три раза меньше Юпитера,

во­

но превосходит Уран и Неп­

круr оси, чем у Юпитера,

тун . Он немного сплюснут у

скорости

вращения

все-таки более сжат у по-

экватора, радиус которого око­

11Юсов?

ло

60

ООО км, что на

5000

больше полярного радиуса.
Облака на северном

полюсе Сатурна
образуют гигантский
шестиугольник. Каждая
его сторона составляет

приблизительно

13 800 км,

то есть больше диаметра

Земли. Он вращается,
совершая полный оборот
за

10 ч 39 мин.

ФотоНАСА

км

Солнечное семейство

ВОПРОС
Почему

87

25

коllЬца

Сатурна

периодически

исчезают

,lVlJI земноrо на611Юдате11Я?

День на Сатурне (то есть

время, необходимое планете,
чтобы совершить

один

пол­

ный оборот вокруг своей оси)
длится около

ч. А полный

11

оборот вокруг Солнца (год на
Сатурне) он совершает за

Внутреннее строение Сатурна. Изображение НАСА

29

земных лет.

На Сатурне очень сильные

Сатурн имеет самую впечат­

ветра. Их скорость на эквато­

ляющую из всех планет систему

ре

из

-

около

500

м/с. Сила ве­

семи

колец

с

несколькими

тров ослабевает при удалении

промежутками

от экватора. Желтые и золотые

Они состоят из миллиардов ча­

полосы, которые наблюдаются

стиц льда и камней размером

в атмосфере Сатурна, являют­

от

ся результатом сверхбыстрых

разделенных пустым простран­

ветров

атмо­

ством. Кольца считаются мусо­

сферы, скорость которых до­

ром, оставшимся от комет, асте­

стигает

роидов или разрушенных спут­

в

верхних

слоях

1800 км/ч!

Ниже атмосферы прости­

зерна

ников.

до

Они

между

крупного

ними.

здания,

простираются

за

рается океан жидкого молеку­

тысячи километров от планеты,

лярного водорода. На глубине

большое кольцо располагается

около

30

ООО км водород, как

на расстоянии до

200

раз боль­

и на Юпитере, становится ме­

шем диаметра планеты. Тол­

таллическим (давление дости­

щина основных колец

гает около

около

3

млн атмосфер) и

-

всего

10 м.

содержащим свободные элект­
роны. Перемещение металли­

ческой жидкости (конвекция)
приводит

к

тому,

что

возни­

ВОПРОС26
Можно ли увидеть ко..11.Ь­

кает магнитное поле. В центре

ца Сатурна с

планеты находится

ности?

массивное

ero поверх­

твердое ядро.

Сатурн в у11ьтрафио11етовых лучах. Изображение НАСА

88

Солнечное семейство

Уран

ние

21

года по спирали подни­

мается

почти

в

зенит,

потом

так же по спирали опускается

за горизонт, и после 42-летне­
го «полярного дня» наступает

у от Солнца. Он относит­
ран

-

седьмая планета

ся к планетам-гигантам.

Его

экваториальный

42-летняя «полярная ночь». За
полярным кругом оказывается
почти

все

полушарие

плане­

радиус

ты, кроме узкой полосы вдоль

14,6

экватора. Только весной и осе­

раза больше, чем у Земли. Ор­

нью в моменты равноденствий

бита находится на расстоянии

Уран освещается Солнцем нор­

в среднем

мально: с восходами, закатами,

ца, Уран

2,8 млрд км от Солн­
обходит ее за 84 года .

сменой дня и ночи.

почти в

4

раза, а масса в

мин, чтобы долететь до Зем­

ли, но целых

2,5

часа, чтобы

добраться до этой планеты.
Уран вращается вокруг сво­

Почему

Атмосфера Урана высотой

Солнечному свету нужно всего

8

около
из

30 км состоит в основном

молекулярного

ВОПРОСZ7

примесями двух газов

-

атмо­

сфер Пllанет под действи­
ем CИllhl тяжести не опу­

с

скаются

гелия

Пllанет?

водорода

мо11еку11ы

на

поверхность

и метана. Последний сильно

почти

поглощает красные лучи, бла­

прямо на наше светило. Это

годаря чему диск этой плане­

лом. Она имеет сложную сло­

означает,

ты имеет голубовато-бирюзо­

истую структуру облаков, где

вый цвет.

вода составляет нижний слой,

ей

оси,

указывающей

что

ось

практиче­

ски лежит в плоскости орби­

У

ты планеты. Можно сказать,

Урана

самая

холодная

а метан

-

верхний. В средних

Уран постоянно как бы лежит

планетарная атмосфера Сол­

широтах ветер дует в направ­

на боку. При этом его экватор

нечной системы с минималь­

лении

движется сверху вниз (относи­

ной температурой-224 °С. Тем­

скоростью около

тельно плоскости орбиты). Пе­

пература

ваториальной

атмосферы

макси­

движения

планеты

со

150 м/с, в эк­
зоне - в обрат­

риод собственного вращения

мальна около экватора, пони­

ном направлении со скоростью

планеты

жается на несколько градусов

около

составляет

прибли­

зительно 17ч14 мин. Поэтому

к

не удивительно, что на Уране

растет к полюсу.

средним

широтам

и

снова

100 м/с.

Под

газовой

находится

атмосферой

ледяная

мантия,

происходит весьма необычная

Атмосфера вращается в ту

представляющая собой смесь

смена сезонов: Солнце в тече-

же сторону, что и планета в це-

водяного и аммиачного льда, а

еще глубже
Ось вращения Урана направлена на Солнце

-

ядро из твердых

пород (возможно, каменное) .
Температура в ядре достигает
тысяч градусов, а давление

-

6 млн атмосфер.
Уран, как многие планеты,

обладает

магнитным

полем.

Оно необычно тем, что маг­
нитная

ось

мерно на

60°

наклонена

при­

от оси вращения

планеты (у Земли этот угол со­
ставляет

12°).

Из-за этого маг­

нитное поле Урана однобоко,
причем его напряженность на
поверхности

шария в

10

северного

полу­

раз превышает на­

пряженность

на

поверхности

южного полушария.

Солнечное семейство

89

КОЛЬЦА УРАНА
Уран имеет девять плот­

Две голубова­

ных, узких и далеко отсто­

тые вспышки

ящих друг от друга темных

колец. Их ширина составля­
ет

1-10 км.

самое

Исключение

широкое

внешнее

кольцо

шириной

Кольца

Урана

ски

черные

и

крупнее

в

96

км.

практиче­
состоят

на

-

поляр­

ные сияния,

обусловлен­
ные магнит-

нымполем

из

планеты.

частиц

не

ФотоНАСА

нескольких

ме­

каменистых

тров

-

на дневной

стороне Ура­

поперечнике.

Ка­

ждое кольцо движется как
единое целое.

У

этого

газового

гиганта

зительно

вдвое меньше

ради­

тания

состоит

из

спутников. Они похо­

уса Луны. Поверхности обеих

жи друг на друга: состоят изо

лун покрыты старыми метео­

горных

льда

ритными кратерами и сеткой

ра на поверхности

тектонических

ет -203 ° С.

есть

27

вперемешку

породами.

Лед

с

горными

представля­

разломов

ет собой смесь из замерзших

следами

газов

ских извержений.

го

аммиака

газа.

и

углекисло­

Наибольший

инте­

рес представляют пять самых

крупных спутников

-

Тита­

древних

со

вулканиче­

-

Титания. Его диа­

метр равен

1577

км. Он на­

ния, Оберон, Миранда, Ари­

ходится от Урана на рассто­

эль и Умбриэль.

янии

Оберон и Титания

очень

похожи. Их радиусы прибли-

436

оборот

Спутник Урана Миранда. Фото НАСА

ООО км, а полный

вокруг

почти за

9

из

соединений

пород.

и

Температу­

Самый

кратеров

водяного

метана

носит

составля­

крупный
название

Гертруда и имеет в диаметре

Самый крупный из спут­
ников

льда,

него

делает

земных дней. Ти-

326 км.

На Титании набл юда­

ется множество долин и каньо­

нов.

Каньоны

очень

дл ин­

ные. Некоторые из них име­

ют протяженность до
Поверхность

1000

спутника

км.
по­

крыта водяным инеем .

Уран и его пять самых больших

спутников (слева направо):
Миранда, Ариэль, Умбриэль,
Титания и Оберон

Солнечное семейство

90

Неnтун
и

ептун

-

восьмая и са­

мая дальняя планета из

больших

планет

Сол­

нечной системы. Его диаметр
составляет почти

50

ООО

км .

Период

вращения

собственной

16

оси

вокруг

составляет

ч. Отклонение оси враще­

ния Нептуна от перпендику­
ляра

к плоскости

примерно

орбиты

-

что близко к

28°,

наклону осей Земли и Марса.
В результате этого на плане­

Эта планета немного меньше,

те

но при этом тяжелее Урана.

ные изменения. Правда, из-за

Ее

длинного орбитального пери­

радиус

четырех

составляет

земных

24 764 км .

около

А по массе Нептун

превосходит Землю в
Среднее

17 раз.

расстояние

схожие

сезон­

ода Нептуна сезоны длятся в

-

радиусов

происходят

течение

40 лет каждый.

Нептун относится к газо­

меж­

вым планетам. Он состоит из

ду Нептуном и Солнцем со­

смеси воды (примерно

56%),

ставляет

метана (примерно

33%)

и ам­

голубой

цвет

гиганта

4,5

млрд км. У этого

практически

орбита .

Полный

круговая

оборот

во­

круг Солнца (период обраще­

миака .

Яркий

планеты
глощения

возникает
красного

из-за

по­

света

в

Нептун. Фото НАСА

лельные экватору планеты,
самые

сильные

планет

ния) равен почти

атмосфере метаном (как и на

(по

годам .

Уране) .

скоростями до

12

июля

165 земным
2011 г. Нептун

завершил свой первый с мо­

Нептуна

в

некоторым

Планета

ветров

системы

оценкам,

2100

со

км/ч).

имеет

собствен­

в

верхних слоях атмосферы близ­

ный внутренний источник теп­

г. полный оборот, то есть

ка к -218 °С. Там бушуют боль­

ла,

шие бури и вихри, наблюдают­

излучает

ся сильнейшие ветры, парал-

энергии,

мента

1846

Температура

среди

Солнечной

-

открытия

прошел

ский год.

ровно

планеты

один

нептун­

благодаря
в

которому она

2,7

раза

нежели

больше

получает

от

Солнца. В центре Нептуна тем­
Три огромных шторма на Нептуне: Большое темное пятно

пература

составляет

пример­

(вверху), Скутер (треугольное облако посередине) и Малое

но 7000 °С, что сопоставимо с

темное пятно (внизу). Фото НАСА

температурой на поверхности

Солнца и сравнимо с внутрен­
ней

температурой

большин­

ства известных планет .

Нептун имеет

14

спутни­

ков, самый большой из них

-

Тритон. В нем сосредоточена
почти вся масса спутниковой

системы

Нептуна.

верхность

светлая

и

Его

по­

отражает

большую часть падающих на
нее солнечных лучей. Снару­
жи Тритон похож на зеленую
дыню, а его ледяные полярные
шапки

-

на розовое мороже­

ное. На экваторе имеется голу­
бой лед из замерзшего метана.

воnРОС2а
Какие тела СоllИечной си­
стемы имеют :коllЬца?

Солнечное семейство

Южная полярная

МАГНИТОСФЕРА

шапка со­

стоит из азотного льда, там на

НЕПТУНА

высоте в несколько километров

Нептун обладает магнит­

бьют гейзеры . Тритон имеет

ным

разреженную

полем.

полюс

па

47"

91

Магнитный

планеты

отстоит

от гео1, рафическоrо

(то есть па такой угол по­

азотную

атмо­

сферу (давление на поверхнос­
ти

-

около

10

мм рт. ст.). Тем­

пература на Тритоне

-

-235°С.

У Нептуна есть кольцевая

вернута магнитная оо. от11осите11ь110 оси вра~цепия

система,

планеты).

ственна, чем, например, у Са­

Мап1итосфера

сильно вытш1ута. Возмож­

но

она

менее

суще­

турна .

но, мап 1ит11ое поле Неп­
туна

норождается

тока­

ми н жидкой пронодшцей

ВОПРОС29

среде, в слое, паходшцем­

ся па расстош~ии

13

Есть ли в числе спутни­

ООО км

от центра планеты. А под

ков

жидким

торьiе по своим разме­

слоем

паходитсs~

П11анет

такие,

ко­

рам превосходят Марс?

твердое siдpo Нептуна.

Нептун и Тритон.

Меркурий? Луну?

Маnь1е nnанеть1

Изображение НАСА

•
•

имеет сферическую форму;
не имеет вокруг себя других
сравнимых по размерам тел.

с

олнечная

система

состо­

под

определение « карликовая пла-

она не является спутником

нета » подпадают Плутон, Це­

другой планеты;

рера (самый большой объект

светила

вращается

не­

ных более мелких объектов. Все
они также довольно интересны.

Среди

малых тел

можно

выделить несколько классов:

карликовые

(малые)

пла-

неты;

астероиды;
кометы;
метеоритные

(метео-

тела

риты);
пыль и газ.

Класс «карликовые плане­
ты » был введен в

2006

г., после

того как Плутон перевели в ка­
тегорию малых планет.

Для того чтобы космиче­
ское

время

ется вокруг Солнца, то есть

исчислимое количество различ­

•

настоящее

восьми больших планет.
нашего

•
•
•

В

ит не только из Солнца и

По различным орбитам вокруг

•

•

карликовая планета враща­

тело

считалось

карлико­

вой планетой, существует на­

бор признаков:

Пояс астероидов. На первом ш1ане

-

карликовая планета

Церера. Иллюстрация НАСА

Солнечное семейство

92

в ближнем поясе астероидов),
Эрида (объект в так называе­
мом поясе Койпера; находит­

ся еще дальше от Солнца, чем
Плутон), Хаумеа, Макемаке и

Квавар. Эти и другие подоб­
ные

объекты

теперь

имеют

-

еще одно название

плутои­

ды (от слова «плутон»).
Хаумеа

один из самых

-

маленьких объектов: его сред­
ний

718

радиус

составляет

всего

км. При этом, в отличие от

остальных

малых

обладает

планет,

она

неправильной,

как

бы сплюснутой формой. Это
самая быстро вращающаяся из
всех планет, известных на сегод­

няшний день в нашей системе:

один оборот вокруг собствен­
ной оси занимает всего

4

ч, в

то время как на полный облет
Солнца уходит почти

282

Хаумеа и ее спутники Хииака и Намака. Фото НАСА

года.

У этого карлика имеется два

спутника

Хииака и Намака.

-

Эрида

несколько

Плутона:

равен

ее

1163

Солнца

у

меньше

средний

радиус

км. Оборот вокруг
этой

карликовой

Его поверхность красновато­

светилу в перигелии на рассто­

го цвета и покрыта льдом из

яние

метана.

в афелии примерно на

Квавар по размерам бли­
зок к Харону: радиус

- 555 км.

42 а.

е. и удаляясь от него

45

а. е.

Как и многие другие объекты
пояса Койпера, Квавар состо­

планеты занимает чуть боль­

Он движется вокруг Солнца

ит

ше

по почти круговой орбите и

дяного льда. У него есть спут­

вокруг Солнца по сильно вы­

совершает один оборот за

ник Вейвот диаметром около

тянутой орбите. В перигелии,

лет,

года.

561

Она

движется

когда Эрида находится ближе
всего

к

Солнцу,

между ними

мерно

38

расстояние

составляет

при­

а. е., а в афелии, то

есть при наибольшем удале­
нии от Солнца,

-

более

97 а.

Сравнительные

размеры Земли (спра­
ва), Ауны (вверху) и
карликовых планет:

е.

Эриды (слева в цен­

вероят­

тре), Цереры (справа

Поверхность

Эриды,

но,

метановым

сне­

от нее), Плутона и

гом. У нее обнаружен спутник,

ero спутника Харона

получивший имя Дисномия:

(внизу). Иллюстрация

покрыта

Его размер

- 150 км,

а период

обращения вокруг Эриды

-

16 земных суток.
Плутоид Макемаке по раз­
мерам

меньше

средний радиус

Плутона:

-

его

около 750 км.

Он находится в поясе Койпе­
ра на расстоянии от Солнца

42-48

а. е. дальше Плутона.

286

приближаясь к нашему

НАСА

из

100 км.

каменных

пород

и

во­

Солнечное семейство

93

По11с

Koinepa

3

а орбитой Нептуна, у гра­
ниц Солнечной системы,
астрономы

обнаружили

множество малых космических

тел. Эгу область они назвали
поясом Койпера.

Его рассто­

яние от Солнца составляет от

30

до

55

ходятся

а . е. Именно в нем на­
карликовые

планеты

Плутон, Эрида и другие плуто­
иды. В поясе Койпера уже об­
наружено свыше

1000 объектов .

Орбиты движения Плутона и Эриды вокруг Солнца.

Предполагают, что там моrут
находиться около

ектов более

100

100

Иllllюстрация НАСА

ООО объ­

км в диаметре.

Спектрографические исследо­
вания этого региона показали,

ПЛУТИНО

,,

В конце прошлого века из

что его члены по большей части

зования планет Солнечной си­

состоят изо льдов: смеси легких

стемы. Их поверхности состоят

углеводородов (вроде метана),

из

аммиака и водного льда; таким

нений

же составом обладают кометы.

углеводородов (например, ме­

Не исключено, что тела по­

-

ряда объектов пояса Кой­

яса Койпера

пера был выделен новый

которые остались после обра-

это обломки,

многих

-

химических

соеди­

от грязных льдов до

тана). У нескольких объектов
пояса Койпера был обнаружен
водный лед.

тип, названный плутино. К
такимтеламотносятобъек­
ты,

которые

движутся

по

орбитам, подобным орби­

те Плутона. Поэтому эти
объекты назвали плутино,
то есть маленькие плутон­

чики. Открыто около
плутино.

Все они

250

имеют

большую полуось, равную
примерно

39

а. е. и нахо­

дятся во внутренней •1асти
пояса.

Самый 6оnыuой среди карnиков
в
2370
отличие от своих гигантских соседей с га­

из замерзшего газа метана. Его диаметр состав­

зовой поверхностью Плутон

ляет

маленький

шар из скальных пород, покрытый льдом

км. Плутон является крупнейшим кос­

мическим телом за пределами орбиты Нептуна.

Солнечное семейство

94

г. Плутон считался

что у планеты нет ни плотной

девятой планетой Солнечной

атмосферы, ни больших оке­

До

2006

ма­

анов,

обнаруженное

ленькой. Но сейчас его относят

небо,

скорее

к одной из карликовых планет

дымкой. Оно появляется, ког­

пояса Койпера.

да солнечный свет рассеивает­

системы,

притом

самой

Плутон находится дальше
большинства

планет,

враща­

ясь на расстоянии от

7,4 млрд

до

голубое
является

ся очень мелкими частицами.

Сами частицы этой мглы могут
показаться

красными

или

се­

км от Солнца. Ему

рыми, если смотреть на них не­

земных лет, что­

вооруженным взглядом. Тем не

требуется
бы

4,4

всего,

248

вокруг светила.

менее из космоса они действи­

Полный оборот вокруг своей

облететь

тельно выглядят голубыми. На

оси он совершает за

6,4 земных

Земле в роли таких рассеива­

дня, то есть сутки здесь длятся

ющих частиц выступают кро­

почти земную неделю.

шечные молекулы азота.

На

Часть орбиты Плутона на­

Плутоне, судя по всему, такие

ходится ближе к Солнцу, чем

частицы крупнее, но все равно

орбита Нептуна. В результа­

относительно маленькие.

Атмосфера этой планеты

те вблизи перигелия Плутон

приближается к Солнцу бли­

периодически

же, чем восьмая планета (это

Так, при удалении от Солнца

было, например, с

она замораживается и оседает

1979 г.

по

7

февраля

10 февраля 1999 г.).

на

изменяется.

поверхности,

а

при

при­

У Плутона имеется сильно

ближении к светилу разогре­

разреженная атмосфера, состо­

вается и может расширяться.

ящая из газов метана, аргона и

Сейчас

неона. Давление на поверхно­

продолжает

сти планеты в

атмосфера

Плутона

расширяться,

раз меньше

хотя уже пройдена на орбите

земного, а температура в сред­

точка, в которой она должна

нем составляет -223°С.

была бы замерзнуть. Расши­

7000

ГорыПлутонанасамомделе
являются

вулканами.

Толь­

рение

десятка

ко извергают они не раскален­

стигло

(то есть ее объем

ную лаву, а смесь замерзшей

увеличился

воды

Вероятно, этому способствует

и

метана,

аммиака

или

тепло,

Ученые обнаружили дока­
зательства

существования

дяного льда

на

планете,

во­

вода

Снежные поля Плутона.
Иллюстрация НАСА

атмосферы в течение

последнего

азота.

Плутон. Фото НАСА

300%

в

лет

четыре

скрытое

под

до­

раза).

поверх­

ностью, благодаря которому
продолжается
рения

процесс

замороженных

испа­
газов,

появляется лишь в некоторых

Горы и замерзшие равнины

местах.

Кроме того, на поверхно­
сти Плутона имеется несколь­

ко крупных трещин, глубина
которых доходит до

4

км. Дли­

на наибольшей из них состав­
ляет

322 км.

Плутон обладает не толь­
ко обширными полями водя­
ного льда

на

поверхности,

но

и голубым небом. Учитывая,

Плутона. Фото НАСА

Харон. Фото НАСА

Солнечное семейство

которые составляют атмосфе­

размер 54х36 км,

ру Плутона.

4ЗхЗЗ км.

У Плутона известно пять
спутников:

Харон

(крупней­

а Гидра

-

19 400

- 1212

км. Он

образован из замерзших ам­

Харон находится на расстоя­
нии

аметр спутника

95

км от Плутона и по­

миака и воды. На поверхности
имеются

равнинные

и

горные

ший из них), Кербер, Никта,

стоянно обращен к нему одной

участки, множество кратеров и

Стикс и Гидра. Никта имеет

стороной, как Луна к Земле. Ди-

тектонических трещин.

Астероиды
А

стероидом

называется

небольшое

плането­

подобное

тело

Сол­

нечной системы, движущееся

по орбите вокруг Солнца

имеющее диаметр более

30

и

м.

СкоПllения
астероидов

в Солнеч­
ной системе.

ВК11ючают
пояс астеро­

(«звез­

идов (белое

доподобный») данный объект

облако коль­

Название

«астероид»

получил

за

свое

сходство

со

звездами при наблюдении в
телескоп.

-

Первый

Церера

льянским

астероид

был открыт ита­

-

астрономом

зеппе Пиацци в

1801

Джу­

г. Наи­

более крупные из астероидов

-

Паллада

(610 км),
(450 км) -

Веста

цевидной

формы) и
несколько
других групп
астероидов:

ХИllЬДЫ (вну­
три орбиты
Юпитера),

(540

«греки» и

были об­

«троянцы» (на

наружены астрономами еще в

его орбите)

км), Гигея
начале

XIX в.

Церера со средним диаме­
тром

940

км в

2006

г. получила

статус малой планеты, поки­

Сравнительные размеры

нув ряды астероидов. На ней

ВОПРОС

обнаружены выбросы водяно­

Какие космические те-

го пара. Эго, вероятно, связано

11а моrут набllЮАаться

с испарением

TOllЬKO при их прохо:ж­

поверхностного

льда из-за солнечного нагрева.

В настоящее время извест­

(сверху вниз) Марса,

31

Меркурия, Луны, Пllанеты­
карлика Цереры и астероида
Весты. Фото НАСА

Аении через земную ат­

мосферу?

ны десятки тысяч астероидов.

Предполагается,
нечной

системе

ходиться до

что

в

может

Сол­
на­

там между орбитами Марса и

млн подобных

Юпитера. Эту область назва­

тел, имеющих размеры более

ли Главным поясом астерои­

1 км. Большинство астероидов

дов. В нем все астероиды дви­

2

обращаются по схожим орби-

жутся в том же направлении,

что и планеты. Любопытно, что

ВОПРОС30

у некоторых из них есть соб­
ственные спутники. Например,

Каой И3 астероИАОВ мож­

Каллиопа (средний размер

но ВИАеть невооруженным

около

rlla30м?

диаметром

180

-

км) имеет спутник

40

км.

Солнечное семейство

96

Метеорит

ВОПРОС

Гоба

32

самый

-

крупный

В чем особенность асте­

из всех

роидоВ-<<ТJ'ОЯIЩев»?

когда-либо
найденных

на Земле

Кроме астероидов Главного
пояса

есть

еще

три

заметных

их скопления. Одно из них на­

-

зывают хильдами

крупного
(размер

по имени

астероида

- 180 км).

Хильда

Хильды рас­

астероидов

Паллада

-

име­

-

ВОПРОС34

ет размеры 582х556х500 км, а
самые

маленькие

похожи

По каким орбитам дви­

обычные

не Главного пояса. Другие два

Несколько

семейства именуют « греками»

изучены вблизи и сфотогра­

и «троянцами». Они перемеща­

фированы космическими ап­

часто сталкиваются друг с дру­

ются вдоль орбиты Юпитера.

паратами.

гом и СХОДЯТ со своих орбит,

Размеры

подавляющего

небольшие

на

полагаются на внешней сторо­

камни.

астероидов

Помимо

жутся метеорНЬiе те11а?

были

астероидов

су­

то приближаясь к Солнцу, то

большинства таких тел очень

ществует

малы, а общая масса всего поя­

Различий между ними прак­

са астероидов оценивается все­

тически не существует. Боль­

ваться

го в

шинство ученых считают,

таты

1/25

часть от массы Луны.

Самый большой из известных
Внутреннее строение
астроида Веста.

Иллюстрация НАСА

многие

еще

и

метеориты .

метеориты

что

являются

осколками астероидов, а сами

-

астероиды

остатки некогда

удаляясь от него.

Астероиды
с

глубокие

наблюдать на Марсе, Луне и
других

планетах

кновение стало причиной вы­
мирания динозавров на нашей

наиболее близки к планетам

планете

и

группы.

Астероиды

65

всего

33

В то же время на Землю

хождении

поставить

по

ре­

прыжкам

в

они

прямо с Земли даже невоору­

это космиче­

масса

кометы

не­

велика, поэтому это небесное
тело

никак не

влияет на

дви­

ту­

жение планет. Вдали от Солн­

манных объектов, обычно со

ца кометы ничем не отличают­

светлым

и

ся от обычных астероидов, но

шлейфом-хвостом.

при сближении с ними у них

ские

тела,

длинным

Эти

имеющие

ядром

объекты

в

вид

центре

можно

изред-

падает

появляется газовая оболочка,

через

практически

несколько

атмосферу
полностью

сгорают и, падая, не приносят

ни

малейшего

шинство

ка наблюдать на ночном небе

Общая

млн лет назад.

тысяч метеоритов, но при про­

женным глазом .

-

спутниках

каменистых

никеля

океан.

СЫЙ » )

и

пород. По своему составу они

А11ИНУ и высоту?

ДЛИННОВОЛО­

-

можно

железа,

корАЫ

лосатыи,

-

ся, что именно подобное стол­

че

к

кратеры

роиды и метеориты состоят из

На каких Пllанетах 11еr­

« ВО­

Резуль­

столкновений

Солнечной системы. Считает­

ВОПРОС

-

планетами .

таких

ежегодно

ометы ~от греч.

сталки­

существовавших планет. Асте­

земной

Кометь1

могут

из

вреда.

них

Боль­

попадает

в

Солнечное семейство

ВОПРОС

поэтому ее легко увидеть в яс­

35

ном небе.

Иноrда у комет образу­

Головы комет иногда дости­

ется по два хвоста, один

гают размеров, превышающих

из

размеры Солнца, а хвосты име­

которых

97

направ11ен

к Сшuщу, а друrой

-

от

ют порой длину больше

Со111Ща. Чем это можно

Комета, появившаяся в

объяснить?

имела хвост,

размеры

1 а . е.
1888 г.,

которо­

го превосходили расстояние от

Солнца до Юпитера.
которая

называется

комой.

Кома вместе с ядром составля­
ют голову кометы.

Ядро

37

единствен­

В какой части неба эф­

ной твердой и самой массивной

фективнее всеrо искать

частью кометы. Оно состоит из

новые кометы?

смеси

является

ВОПРОС

пыли,

осколков

Ядро кометы Харт11и

2.

ФотоНАСА

астеро­

идов и замерзших газов (угле­
кислого, метана, аммиака). По

Из-за постоянного испаре­

мере приближения кометы к

ния

звезде

уменьшается и в конце концов

ядро

прогревается,

из

ядро

кометы

постепенно

него начинают выделяться газ и

разрушается,

пыль. Под действием давления

себя лишь массу мелких об­

солнечного

ломков. Иногда, когда Земля

излучения

обра­

зуется хвост кометы, который

пересекает

всегда

комет,

направлен

в

сторону,

мере приближения

к

Солнцу количество выделяю­
щихся

газов

увеличивается

орбиты

вместо

бывших

мелкие частицы влета­

ют в атмосферу, образуя мете­

противоположенную светилу.

По

оставляя

и

орный дождь.

На далеких окраинах Сол­
нечной системы, в так называ­

хвост кометы удлиняется. Ядро

емом облаке Оорта

кометы светится благодаря от­

ском

ражаемому солнечному свету,

сферическом

кометного вещества

гигант­

-

скоплении

-

сосредо­

точено около триллиона (тыся­

чи миллиардов) комет, обраща­

ВОПРОС36

ющихся вокруг Солнца на рас­

Как бЬ1110 доказано, что

стояниях от

кометы

что составляет половину рассто­

об11адают

ком ма11ой массой?

с11ИIП­

3000 до 160 ООО а.

е.,

яния до ближайших звезд. Под
влиянием

возмущений

бли-

Космический
аппарат

«Розетга»
Европейского
космического
агентства
у кометы

Чурюмова­

ВОПРОС38

Герасименко.

Происходят 11и сто11кно­

Иллюстрация
НАСА

вения комет с

ми?

Пllанета­

Солнечное семейсrво

98

жайших звезд некоторые коме­

ты навсегда покидают Солнеч­
ную сисrему. Другие, наоборот,

НЕБЕСНЫЕ

ен>

ccKEHTABPbl))

на sва ,111

по сильно вытянутым орбитам

В

устремляются к Солнцу и бла­

обыч11ы1-1

годаря резкому усилению пото­

•1и1ш1ий на sвание Хирон.

обнаружt.>н

ка солнечной радиации сrано­

Этот объект имеет 11р11-

тавр »

вятся обычными кометами.

вonPOCJ9
Бывают

l1И

1977 1.

был откры
объект,

без

хвостов?

•1ес1ъ

;1,рев-

1

11е­

11011у­

Хи­

(11011 уче11овека-1н»1 y110111a;J,11). Череs 15 лет был
рона

второй

-

<1>011,
третий -

а

еще

« кен­
череs

Несс

Все

s11ак11 как коl\1еты (11а11и­

ro;J,

•111е коl\1ы и хвоста), так и

« ке11т ,1 в ры»

астерои;J,а

меж;J,у орбитами Юнитера

(ен>

н1ач11те111.110

:к.ометы

в

11е1 реческон> кентавра

;J,stт

ра Sl\1epы

раsмеры
нревосхо­

известных

КО!\tет). Иl\1ен110 1ннтому

Метеорнь1е

теnа

и

Нентуна

си11ы10

раснu11оже11ы

и

1,1шжутсst

вытш1утым

110

орби­

там.

ВОПРОС40
ВИДНЬ1 l1И метеоры на

Меньшие по размеру объ­
екты,

ются

чем

асrероиды,

метеороидами,

теорными

телами.

счита­

или

ме­

Правда,

роидов в Солнечной сисrеме

небе Луны?

огромно.

Мелкие космические объ­
всrречаются

соте, не успев долететь до по­

они должны быть значительно

на пути Земли. Они влетают

верхносrи. Такие объекты, на­

крупнее

межпланет­

в атмосферу, где большинсrво

поминающие падающие звез­

ной пыли. Количесrво метео-

из них сгорает на большой вы-

ды,

часrиц

екты

посrоянно

называются

метеорами.

Метеорный поток

Солнечное семейство

Они не являются космически­
ми телами, а обозначают явле­

САМЫЕ ИЗВЕСТНЫЕ МЕТЕОРНЫЕ ПОТОКИ

ние. Метеор может полностью

На сегодняшний день из­

сгореть в атмосфере, а может

вестны более

пройти сквозь нее и снова вы­

ных потоков. Вот наибо­

вое число достигает

йти в космос.

лее крупные из них:

оров в час;

Изредка попадаются доста­
точно

крупные

объекты,

ко­

•

60

7

кабря

Земли, не успев полностью сго­

симальное

реть в атмосфере. Такие объек­

(часовое число

ты

количество

метеоритами.

-

Квадрантиды

метеор­

наблю­

даются ежегодно с

торые падают на поверхность

называются

99

по

28

де­

января, мак­

часовое

-

число

среднее

метеоров,

на­

•
с

Персеиды

17 июля

•

-

наблюдаются

24

августа, часо­

по

Ориониды

-

60

мете­

наблюдают­

ся дважды в год, весной мак­

симум можно видеть

-

осенью

21-22

5

мая,

октября;

20

часовое число достигает
метеоров в час;

Они в основном каменные, но

блюдаемых в час во время

•

бывают также железные и же­

метеорного

в первой половине декабря,

лезокаменные. Интересно, что

ставляет

наиболее

•

древние

изделия

были

железные

изготовлены

ются с

22

часовое

ного железа.

60
метеороиды

со­

метеоров;

Ариетиды

людьми именно из метеорит­

Иногда

200

потока)

-

максимум

наблюда­

мая по

число

2

июля,

достигает

-

Геминиды

13-14

наблюдаются

приходится

на

декабря, когда часо­

100

вое число достигает

ме­

теоров в час.

метеоров в час;

со­

бираются в большие скопле­
ния

рои. Эго множество ча­

-

янно возвращаются

к нашей

с

метеоритными

дождями.

стиц, двигающихся по близким

планете. Важно подчеркнуть,

Метеоритный дождь

орбитам. Обычно они связаны

что

дение

общностью происхождения, к

зывают поток метеоров, кото­

средних

примеру, являются обломками

рые

ствие

разрушившихся комет и совпа­

ленного промежутка времени

го

дают с их орбитами.

(несколько ночей) появляются

хождении сквозь атмосферу

Если

метеороидный

пересекается

Землей,

рой

то

мы

наблюдаем явление метеорно­

метеорным

на

опреде­

множества

метеоритов

разрушения

метеорита

па­

при

и

вслед­

крупно­
его

Земли.

теороидный

теорного

«метеорные

по­

следует отличать от ме­

дождя

-

явления

шинство

явление

про­

вычайное, потому что боль­

Понятие

Это

-

мелких

области неба.
токи»

порождает

протяжении

на­

примерно в одной и той же

го потока. Иначе говоря, ме­
рой

потоком

чрез­

космических

тел

сгорают в земной атмосфе­
ре. Те же, которые не сгора­

метеорный поток в атмосфере

массового входа в атмосферу

ют, падают на Землю. Ког­

Земли.

метеороидов, движущихся па­

да

Метеорные
вторяются,

потоки

что

цикличностью.

раллельными курсами и види­

крупный, чтобы не сгореть,

мых как часто вспыхивающие и

но при этом и хрупкий, он

потоки

быстро гаснущие «звезды»-ме­

может

теоры.

сколько

пересека­

В свою очередь, метеор­

ются с орбитой Земли, поста-

ные дожди не следует путать

из

них,

которые

достаточно

их

с

имеют собственные орбиты, и
те

метеорит

по­

связано

Эти

же

стей

-

разрушиться

более

на

не­

мелких

ча­

тогда и выпадает ме­

теоритный дождь.

Hawe очень даnекое 6удущее
с

олнце не молодо
около

5

млрд

-

лет,

ему
но

(выделяемая

энергия)

изме­

нилась не более чем на

30%

возникла

и

развилась

жизнь

на Земле. Однако в свое вре­

предсказывают

без резких скачков. Благода­

мя

ему еще почти такой же срок

ря этому наша планетная си­

же

жизни. За прошедшие мил­

стема

могла

жизнь для Солнечной систе­

лиарды

почти

неизменных условиях,

ученые

лет

его

светимость

существовать

в

через

5

млрд лет

мы закончится.

примерно

-

те

спокойная

Солнечное семейство

100

Все звезды, имеющие массу

увеличения размеров звезды)

лее удаленные планеты (Марс,

от одной до нескольких масс

и достигает нескольких тысяч

Юпитер, Сатурн и др.), скорее

Солнца,

светимостей

всего, выживут.

на

заключительном

Солнца.

Затем

этапе вступают в стадию крас­

звезда

начинает

интенсивно

Неясна судьба Земли. Ко­

ного гиганта . Основная при­

терять

вещество.

Образуется

нечный результат в большей

чина

такого

перехода

-

из­

газопылевая

оболочка,

кото­

степени

зависит

использу­

рая, расширяясь, рассеивается

емой

горения в недрах звезды. Как

в космическом пространстве. В

люции нашего Солнца . Изме­

мы знаем, основной источник

результате

нение

энергии

процессов

в

звездах

-

превра­

от

вырожденное ядро

щение водорода в гелий. Ког­

карлик

да

верхности до

в

ядре

звезды

водородное
весь

исчерпано

горючее

водород

(почти

превратился

в

более тяжелые элементы), на­

звезды

с

-

остается

белый

температурой

50

учеными

от

ядерного

менение

радиуса

сколько

модели

звезды

процентов

в

эво­

на

не­

сторону

по­

уменьшения может дать нашей

000°С, кото­

планете шанс выжить. Если же

рый не имеет ядерных источ­

радиус красного гиганта, в ко­

ников энергии и потому мед­

торый

ленно остывает.

окажется на несколько процен­

превратится

Солнце,

чинается сжатие ее ядра. При

Таким образом, на стадии

этом радиус звезды увеличива­

красного гиганта близкие пла­

погибнет. Остается надеяться,

ется

неты

Венера)

что те существа, которые будут

будут поглощены расширив­

жить на ней в столь печальные

(то есть орбиты Земли). Тем­

шейся атмосферой звезды, за­

времена, заранее примут меры

пература

падает

тормозятся в ней и, двигаясь

и

до 2000-ЗООО 0 С. Но при этом

по спиральной траектории к

кое-нибудь более уютное ме­

светимость возрастает (за счет

центру звезды, испарятся. Бо-

стечко во Вселенной.

в

сотни

раз,

достигая

од­

ной астрономической единицы

поверхности

(Меркурий

и

тов больше расчетного, Земля

сумеют

переселиться

в

ка­

Солнечное семейство

ОТВЕТЫ

1

(с.

68).

Поэтому пятно кажется бо­

Движение Луны при

наблюдении в телескоп с уве­
личением

500-1000 раз, мете­

орных тел при их сгорании

в

ходит рассеяние их в земной

лее темным по сравнению с

атмосфере. Именно рассеян­

окружающей фотосферой.

ный свет и попадает нам в

7 (с. 73).

глаза. Бо11Ьше всего рассеива­

В ту же, куда враща­

ется Солнце. А оно вращает­

ется коротково11Новая

космических

ся вокруг своей оси в направ­

спектра

аrпхаратов при их движении

лении движения П11анет во­

причем

вокруг Земли.

круг него. Это соответствует

ниях.

2

атмосфере,

(с.

69).

ших

Столкновения боль­

101

движению
стрелки,

против

если

часовой

смотреть

со

(голубая,
в

разных

часть

синяя),

направле­

Поэтому небо

имеет

голубой цвет и такой же цвет

имеет Земля из космоса.

П11анет

невозможны,

вероятны

столкновения

стороны Северного полюса

астероидов с большими П11а­

мира (он близок к Полярной

ной сферы вокруг оси мира,

нетами.

звезде).

проходящей через постоян­

но

Происходят также

столкновения

астероидов

Вращение

приводит

к

Солнца

перемещению

14

(с.

ные

78).

Вращение небес­

точки

звездного

неба

между собой. Осколки, воз­

пятен

никающие при таких соу да­

падному краю, что совпада­

15

рениях, достигают Земли в

ет по направлению с суточ­

ли должна быть перпенди­

виде метеоритов.

ным движением Солнца по

кулярна П11оскости орбиты.

3 (с. 69). На тех, у которых нет

небесной сфере.

16

атмосферы.

8

Такое

явление

(с.

от

восточного

к

за­

Планета, орбита ко­

75).

(полюса мира).

(с.

Ось вращения Зем­

79).

(с.

В

80).

шарии

в

Южном полу­

полдень

стрелка

можно наблюдать на Мер­

торой

курии,

лась бы внутри орбиты Мер­

Солнце своим северным по­

курия, не обнаружена. Зато

люсом.

дах. Причина этого заключа­

существует

П11анета

17 (с. 80). Луна вращается во­

ется в отсутствии рассеяния

Икар, которая в своем дви­

круг своей оси с периодом,

солнечного света на молеку­

жении

равным периоду ее обраще­

лах атмосфер.

риодически

Луне,

спутников

4

(с.

от

69).

большинстве

П11анет,

астерои­

Расстояния П11анет

Солнца

увеличиваются

полностью

малая

вокруг

находи­

Солнца

пе­

оказывается

к

компаса будет указывать на

ния вокруг Земли

(27,3

зем­

нему ближе, чем Меркурий.

ных суток). Следовательно,

В это время ее расстояние

Луна постоянно обращена

(вспоминаем закон всемир­

до Солнца всего

к Земле одной и той же сто­

ного тяготения!).

9 (с. 76). Нет, так как мы можем

роной.

видеть

18

5

(с.

70).

С точки зрения зем­

ТО11ЬКО

0,19

а. е.

освещенные

(с.

81).

Сначала Луну на

ных наблюдателей и земных

СоlIНЦем

ориентиров Солнце враща­

Если же во время его прохож­

сяц. Сначала молодой месяц

ется вокруг своей оси с запа­

дения по

(иногда в непривычном по­

да на восток против часовой

видна и неосвещенная часть,

ложении), затем растущую

стрелки, как и Земля. Это

то раз11ИЧИТЬ на ней подроб­

Луну перед полнолунием.

видимое движение!

ности невозможно.

19

6 (с. 73). Установлено, что сол­
нечные пятна это места

10

выхода

11

в

солнечную

сферу сильных

-

атмо­

магнитных

(с.

части

77).

Меркурия.

со11Нечному диску

Для всего земного

шара.

(с.

ущербе,

(с.

затем

82).

деляется

77).
-

ме­

Высота горы опре­
преде11Ьным

ханическим

ления

старый

ме­

напряжением,

Причина этого яв­

при каком начинают разру­

в обратном враще­

шаться

минералы,

из

кото­

полей. Эти поля уменьшают

нии П11анеты.

рых состоит гора. Механиче­

поток энергии, идущий от

12 (с. 77).

Причины две: Вене­

ское напряжение зависит от

недр светила к фотосфере,

ра ближе к Солнцу, чем Зем­

веса горы. Вес тел на Марсе

ля, и она обладает мощной

меньше, чем на Земле, при­

углекислой

мерно в

поэтому в
на

месте их выхода

поверхность

температу­

ра падает. Пятна холоднее

атмосферой,

создающей парниковый эф­

ковых

2,5

раза. При одина­

механических

свой­

фект.

ствах горных пород на Земле

в среднем на 1500°С, следо­

13 (с. 78). При падении СО11Неч­

и Марсе и одинаковой горо­

вательно, они менее яркие.

ных лучей на Землю проис-

образовательной деятельно-

окружающего

их

вещества

102

Солнечное семейство

высоких

наблюдателя с Земли в это

жется вокруг Солнца так же,

гор на Марсе доllЖНа быть

время они становятся неви­

как и Юпитер, но либо впе­

димыми.

реди, либо позади него.

сти

высота

самых

2,5

примерно в

раза больше

высоты гор на Земле, что и

26 (с. 87). Ко11Ьца Сатурна рас­

33

подтверждается наб11Юдени­

положены

прыжков обратно пропор­

ями. Самые высокие горы на

экватора, поэтому с по11I0сов

Марсе (Арсия, Акреус, Паво­

Пllанеты они не видны вооб­

бодного падения на поверх­

нис, Снежный 011ИМП) име­

ще. На экваторе они видны в

ности Пllанеты. Самое малое

виде очень узкой полосы.

ускорение на поверхностях

27 (с. 88). Равновесие планет­

МеркурияиМарса (g=3,7м/с 2 ).

25-27 км.

ют высоту

20
на

(с.

83).

Смена времен года

любой

ходит

Пllанете

по

трем

проис­

причинам:

в

П11оскости

его

(с.

96). Высота и дальность

циональны

ных атмосфер обусловлено

Высота

тем,

при

что

силы

тяготения,

и

ускорению

сво­

длина

прыжков

одинаковой

скорости

1) обращение Пllанеты вокруг
Со111Ща; 2) наклон оси враще­
ния К П110СКОСТИ орбиты; 3)

лекулы к поверхности, урав­

П11анетах в

новешиваются

чем на Земле. Аналогичные

сохранение направления оси

зового давления. Чем выше

вращения

температура

Марс

в

опустить

силами

мо­

га­

отталкивания будут на этих

условия

2,6

на

раза больше,

Плутоне.

Еще

атмосферы,

дальше можно улететь, пры­

этим

тем больше протяженность

гая по поверхности астерои­

пространстве.

удовлетворяет

стремящиеся

требованиям,и,следовате11Ь­

атмосферы по высоте, и на­

да (рискуя, правда, при этом

но, на нем происходит смена

оборот, чем ниже темпера­

у лететь в космос).

времен года, что и зафикси­

тура, тем больше концен­

34 (с. 96). Орбиты метеорных

ровано

трация

тел такие же, как у комет и

астрономическими

молекул

наб11Юдениями.

ности планеты.

21

83).

к

поверх~

астероидов, то есть преиму­

СП11юснутость

28 (с. 90). Самую развитую си­

щественно эллиптические.

Юпитера возникает из-за его

стему колец имеет Сатурн.

35

быстрого вращения (период

Обнаружены также кольца

ный к Солнцу, состоит из

вращения

у Юпитера, Урана, Нептуна.

более крупных частиц, для

(с.

зоны
тоже

- 9

экваториальной

ч

50

мин). Солнце

СП11юснуто,

ствие

но

сравнительно

вслед­
мед­

29

(с.

91).

Спутников, превос­

97).

Хвост, направлен­

которых

сила

солнечного

ходящих по размерам Марс,

притяжения больше оттал­

нет.

кивающей силы его лучей.

Спутники,

ленного вращения (период

дящие Меркурий,

вращения

нимед

экваториальной

(с.

(спутник

превосхо­

-

это Га­

Юпитера)

36

(с.

ют

97).

Кометы не вызыва­

никаких возмущений в

зоны

- 25,4 суток) эта СП11Юс­
нутость очень мала (73 км) и

и Титан (спутник Сатурна).

движениях П11анет, возле ко­

Спутники,

торых они проходят, а сами,

не поддается измерениям.

Луну,

22

Нет, Ганимед из­

Каллисто (спутник Юпите­

за своей ледяной природы

ра) и Тритон (спутник Неп­

щениям.

туна).

37

(с.

85).

имеет массу в

2,2

раза мень­

ше массы Меркурия.

23

(с.

86).

30

Сначала Галилеем,

<с.

95).

превосходящие
Ганимед,

-

Титан,

При благоприятных

наоборот,

подвергаются

с

их стороны сильным возму­

(с.

97).

Комета становится

более яркой и у нее появля­

условиях можно видеть Весту.

ется хвост по

31

95). Малые космические
- астероиды - могут

ближения к Солнцу. Поэто­

Гюйгенсом.

быть видимы ТО11ЬКО во время

обозревать те части ночного

24 (с. 86). Малой средней ПllОТ­

их сгорания в земной атмо­

неба, которые расположены

ностью вещества Сатурна.

сфере как явление метеора.

ближе к Солнцу, то есть в

32

первой половине ночи

которому
новить

25

(с.

87).

не

их

у далось

природу,

уста­
затем

Два раза за период

(с.

тела

96).

(с.

Любой из астеро­

мере

му в первую очередь важно

обращения Сатурна вокруг

идов,

Солнца

лет) его кольца

«троянцев», вместе с Юпи­

рой половине ночи

бывают обращены к Земле

тером и Солнцем образует

точную.

ребром.

равносторонний

38

(29

Так

колец мала

как

толщина

(1,5-3 км), то для

ник

и,

ВХОДЯЩИХ

в

группу

треуголь­

следовательно,

дви-

ее при­

-

за­

падную часть неба, во вто­

(с.

97).

остальных

-

вос­

Случаются. Чаще
сталкивается

с

Солнечное семейсrво

другими объектами Юпитер.
Один из самых известных по­
добных случаев произошел

а также в сентябре 2012 г.
17 марта 2016 г. австрийскому
астроному-любителю

Гер­

103

мета выглядит как туманное
пятнышко, то есть не имеет

хвоста.

При

приближении

когда на газовый ги­

риту Кернбауэру удалось за­

к Солнцу ядро кометы про­

гант упала комета Шумей­

печатлеть падение на Юпи­

гревается, из него выделяют­

керов

тер

ся газы и пыль, которые под

в

1994 г.,
-

Леви

9.

Похожее

событие произошло в
Тогда

столкновение

зарегистрировано

2009

г.

было

космиче­

небольшого

тела

-

небесного

астероида

или

ко­

действием солнечного излу­

меты. Событие произошло,

чения

когда

образуют хвост.

астроном

наблюдал

(с.

и

ветра

Явление метеора

газовый гигант в 20-сантиме­

40

Кроме того, падения небес­

тровый телескоп.

может наблюдаться только

ных тел на Юпитер наблюда­

39 (с. 98). На больших рассто­

в атмосфере, а на Луне она

яниях от Солнца любая ко-

отсутствует.

ским

телескопом

«Хаббл».

лись в июне и августе

2010

г.,

98).

солнечного

Фотография ночного неба с длительной выдержкой.
Ось вращения Земли указывает на Полярную звезду. Из-за этого набllЮдателю с Земли кажется,

что вокруг Полярной звезды вращаются все звезды. Если производить фотографирование
с большим временем экспозиции, направив фотоаппарат на Полярную звезду, то получится
картина, подобная приведенной на Иl111Юстрации

104

Такие разные звезды

Звездь1

газово-плазменный

шар,

в отличие от планет,

в

селенная

составлена

из

пичная звезда

в

Впрочем,

разнообразные

которые

светят отраженным светом . Ти­

материи, организованной

самые

из­

лучающий собственный свет,

-

наше Солнце.

звезды

посылают

формы: газ, пыль, твердое и хо­

нам не только свет (видимое

лодное вещество (планеты), вы­

излучение), но тепло (инфра­

сокотемпературные газ и плаз­

красное излучение), радиовол­

ма (звездные rуманности и звез­

ны и другие виды электромаг­

ды), а также загадочная темная

нитного излучения.

Невозможно

материя.

Как известно, звезда пред­

ставляет

собой

массивный

точно

ска­

Иллюстрация к книrе Антуана
де Сент-Экзюпери «Маленький
принц»

приближенно

зать, сколько существует звезд

в

во

ло

Вселенной.

Можно

лишь

нашей

оценить,

галактике

млрд.

150

сколько

Зато

звезд

их

что
око­

известно,

можно

увидеть

на небе невооруженным гла­
зом

-

около

4500.

Самые яр­

кие из них имеют имена.

Звезды можно назвать глав­

ными
ной,

объектами
ведь

более

9/10

в

них

во

Вселен­

заключено

всего наблюдаемо­

го нами вещества. Все звезды
очень далеки

от нас:

расстоя­

ние до каждой из них (кроме

Солнца) во много раз превы­
шает расстояние от Земли до

любой из планет Солнечной
системы.

Звезды, как и живые суще­
ства, рождаются, живут и уми­

рают. Продолжительность их
жизни

настолько

велика

(до

десятков миллиардов лет), что
астрономы

не

могут

просле­

дить жизнь хотя бы одной из
них от начала до конца. Зато

ВОПРОС

1

Какие космические тела

имеют атмосферы?

Такие разные звезды

Звезды в центре галактики

105

Схема Млечного Пути с указанием расстояний

Млечный Путь. Фото НАСА

до различных его областей в световых годах.

Иллюстрация НАСА
у

ученых

есть

возможность

наблюдать за звездами, нахо­

-

ШКАЛА ЗВЕЗДНЫХ
ВЕЛИЧИН

стадиях

Внутри Солнечной систе­
расстоя ­

Астрономы оценивают ве­

Выражать расстояния меж­

ний часто используют астро­

личину звезд по шкале: чем

номическую единицу (а. е.).

ирче звезда, тем меньше ее

Одна

номер. Каждый последую­

дящимися

на

разных

развития.

ду

звездой Проксима Центавра

40 700 ООО ООО ООО км.
мы

космическими

километрах
слишком

телами

неудобно.

в

Это

мелкая единица из­

мерения.

Например,

между

Солнцем и ближайшей к нему

для

измерения

астрономическая

еди­

ница равна длине большой

щий номер соответствует

полуоси орбиты Земли. Это

звезде,

около

srркой,

150

ООО ООО км . Рассто­

яние до ближайшей звезды
тогда

САМАЯ 60ЛЬWАЯ

270

ЗВЕЗДА
Звез да

Болыного

Majoris)

Пса

записать

как

ООО а. е .
Но

в

VY

можно

еди­

чем

раз

менее

11редыдущаsr.

Самой stркой звездой но•1.11ого неба sшм1етсs1 Сири­
ус.

астрономическая

в ;'есsпъ

Его

видимаsr

звезднаsr

величина составлsrет

-1,46,
15

соз вездии

ница тоже неудобна, посколь­

а это значит, что он в

(VY Canis

ку

звезда­

раз srpчe звезды с ну левой

больше,

величиной. Звезды, чы1 ве­

sшлsreтcsr

самым

ми

расстояния

обычно

между

гораздо

представите­

чем между Солнцем и звездой

личина составлsrет

лем з в ез дного мира. Опа

Проксима Центавра. Для таких

лее,

све­

масштабов используют другие

11евооруже1111ым глазом.

товых лет от Солнечной

единицы: световой год и пар­

системы. Диаметр звезды

сек. Световой год

составлsrет

млрд км (то

мя,

ра з больше

светом за один земной год. В

большим
расположена

есть 011 в
среднего

2,9
20

в

5000

расстош1ии

Земли до Солнца).

от

а

расстояние,

этом случае

-

8

и бо­

увидеть

это не вре­
проходимое

270 ООО а. е. запи­
4,3 светового года.

сываются как

невозможно

ВОПРОС

2

Какая звезда бllИЖайmая к
С011нцу?

Такие разные звезды

106

Классификация звезд
по их светимости (яркости) и
температуре поверхности.

Звезды разделяются по
цветам на спектральные

• 8

классы, указывающие на их

температуру. Существуют
lt)()

F, G, К и

М. Классу О соответствуют

•

Самые холодные звезды
относятся к классу М, их цвет
красный

0

l

j1

-

о

111

/,/
__,

8

•

8

••

···,

1111 \11 fl,f
••

lr 1 \/llll' l l

••

•е • • •

\/' /[

•

8

1сп,

8ее

""' " '"'

/\ /{ llltl/ '"'

• ."!""""''

1./\/:11 \~/
1/< )l, 1/, 1< 11: 111. ff,f /(

rолубоrо цвета.

-

//,•1'11:1

• • •• • • Q

самые горячие звезды во

Вселенной

/'11 .1'

о ~. ..

следующие классы звезд

Вселенной: О, В, А,

•
11· ·,

1"·111t'\l'.'t'li't'

, '1111'/lll 11111 ,/

.

= 1!1(\()11

•

8сФ

,

оФ
о

•

/

() ()(}() i

1

1

30000

10000

(Ji':.:i'i'

~

7000

4000

3000

/ t' \l llt)'11/llll/ 'rl ,, ·/ '•lr 11/t rl 1 "" 1 l•r,ll llrl

Путь короче не стал, но звезда

Солнце, и другие, во столько

кажется как-то поближе. Боль­

же раз уступающие ему в этом

шинство

показателе. А вот массы звезд

ных

звезд,

хорошо

невооруженным

замет­
глазом,

меняются

в

более

пределах

товых лет.

сы светила до сотни его масс.

Еще

меньше

это

расстоя­

ние выглядит в парсеках (пк)

-

1,32 пк (1пк=3,26 светового года).
Звезды

различаются

температуре,
размерам,

возрасту,

плотности,

-

Около
являются

1/12

части мас­

половины

звезд

ОДИНОЧНЫМИ

(как

ЗВЕЗДА
нн.•sл-ппантов,

l lo:\1111\10
ко

1орые :\Нnут бы 1ъ в
300 - 700 р.н болыне Сол11н.1, ее 11,
нн~ .1ды-карлики.
К

О ПIОСИТОI

lllli\1

lllllllCTBO зпезл Млечноп>

по

двойные (например, Сириус),

llути,

тройные и более сложные си­

К.1р 1111ковыми

свети­

стемы . Чем больше звезд в си­

' 11 ,1,1

11.1

sывакп

стеме, тем реже она встречает­

111-1а

о(>

••l'i\1a,

ся. Известны звездные системы

<.1Н.'t11:\1ос111.

поверхности

60111,-

Солнце), остальные образуют

массе,

мости и химическому составу.

Температура

от

скромных

удалено на десятки и сотни све­

САМАЯ МАЛЕНЬКАЯ

включан

Солнце.
'JТи

а

На

све­

вовсе

не

~п-1а

их

<.' <.'l<> / 1.11s1

звезд различна. У некоторых

из семи членов, но более слож­

<. ,1:\lllil

звезд

ные пока не обнаружены.

1\011 во Вселенной, К<П о­

30

она

может

достигать

000°С, а у других

3000°С.

Температура

ности Солнца
Есть

-

лишь
поверх­

- около 6000° С.

звезды,

превышающие

в
по

сотни

впервые

нагревать,

то

при

увели­

чении температуры он сначала

рую

оi'mаружи ,111

110:\11>1,

1101\

C'lllT.llOT
K0 1\0Bbli\I

раз

светится красным светом, затем

OCl_E-TH-122b.

размеру

желтым и, наконец, белым. Так

1 \,1-к.~рлик

же дело обстоит и со звездами .

110!1

ВОПРОСЗ
Кто

Если стальной предмет на­
чать

i\1,1 1ll'lll>KOЙ

1н

\Bl' lастро-

объекt
Иi\ll'lleM

Эта

SIBЛSJeTCSI

зве:1ол-

составлшо1цих

Они бывают разного цвета: от

i'н111.~р11ой

красного к белому и голубому.

<. 1 <.'i\tы (ко1ла лпе :~везлы
вр.111t.~юто1 вокруг обще­

:щезлной

си­

установИ11,

Красный цвет самый «холод­

что двоЙНЬlе звезды пред­

ный»: такая звезда имеет тем­

'о

став1UП0т собой системы,

пературу на своей поверхности

ОС l_E-TH-122b состав11иет

компоненты которых свя­

около 3000°С. Звезды наподо­

заны между собой тяготе­

бие Солнца

нием и движутся по зако­

лые

167 ООО км (1/8 часть диаме1ра Солнца). Масса этого
к.~р1111ка в 98 pa:s бо11ьше,

нам КеП11ера?

ратуру 6000° С. Самые горячие

-

-

желтовато-бе­

имеют в среднем темпе­

Hl'JJ 1 ра i\tacc). Диаметр

•1<.':\1 :\1,н-с.1 IО11итера.

Такие разные звезды

107

ВОПРОС4

рождается столь необходимая

ных реакций. В результате это­

для звезды энергия. А томные

го

Что

ядра

представllЯет собой

rлавная

ность

п~едователь­

на

приведенной

диаrрамме (см. с.

106):

по­

-

водорода

-

протоны

процесса

высвобождается

огромное количество энергии.

объединяются в ядра атомов

Скорость протекания ядер­

гелия с двумя нейтронами. Од­

ного синтеза пропорциональна

-

электрически

массе звезды в четвертой степе­

лосу, вдоJlЬ которой эво­

заряженные элементарные ча­

ни. Это значит, что если масса

iUОционируют звезДЬ1, Иl1И

стицы, которые при прибли­

одной

нако протоны

звезды

больше

массы

место

жении отталкиваются друг от

второй в два раза, то на первой

звезДЬ1

друга. Так что из двух прото­

ядерное топливо горит в

проводят 66J1Ьmую часть

нов новое ядро не построишь.

(2

Нужен какой-то элемент, при­

стрее.

rеометрическое
точек,

в

которых

времени?

чем более крепкий, чем силы
звезды

-

голубые, что соответ­

Следовательно, массивные

электрического отталкивания.

звезды сгорают быстрее.

Эту

мые

роль

ствует температуре их поверх­

играет

ности выше

ца

12 000°С.

16 раз

в четвертой степени) раз бы­

-

в

другая

атомных

ядрах

ядерная

части­

нейтрон.

тяжелые

водород
тысяч

Таким образом, температу­

Ядро обычного атома водо­

за

лет,

сжигают

несколько
а

легкие

Са­
весь

сотен

красные

звезды могут «тлеть» несколь­

ра и цвет звезды взаимосвязаны.

рода имеет всего один протон.

А температуру определяет мас­

Но у его разновидностей

са: чем она больше, тем боль­

дейтерия и трития

ше должно быть ядро звезды,

кроме одного протона имеется

очень большой массы и очень

а значит, тем больше энергии

и нейтрон: у дейтерия один, а

высокой светимости, то есть те,

должно выделяться внутри это­

у трития два. Оба они также

которые

присутствуют в недрах звезд.

много раз больше, чем Солн­

го ядра. То есть больше энергии

-

ко миллиардов лет.

Если говорить о возрасте, то

-

в ядрах

молодыми

считаются

излучают

звезды

А том дейтерия соединяет­

и увеличит ее температуру. Но

ся с атомом трития, образуя

го

есть

исключение

атом гелия и свободный ней­

интенсивно

красные гиган­

трон. Именно из гелия и фор­

что

мируется ядро звезды. В нем

только

также

содержатся

по

желые

химические

достигнет

и

поверхности

интересное

из всего этого

-

ты; о них чуть позже.

Звезду можно представить
как гигантский ядерный очаг.

более

тя­

элементы

звезды

энергии

во

це. Они гораздо моложе наше­
светила,

в

потому

что

теряют

состоянии

столь

энергию,

существовать

сравнительно

астрономическим

короткое

масшта­

бам время. Недавно возникшие

-

Термоядерная реакция внутри

(например, железо), которые

звезды

нее превращает водород в ге­

были захвачены из «материн­

гантские

лий в ходе слияния (синтеза)

ской» туманности или же об­

боватого цвета, так называемые

ядер водорода, благодаря чему

разуются во время термоядер-

голубые сверхгиганты.

Строение атомов водорода (Н) и гелия (Не).
Частицы со значком+

-

протоны, без значка

-

нейтроны

это, прежде всего, ги­
горячие

звезды

голу­

Реакция слияния ядер

дейтерия (слева) и трития.
Числа

14.1 MeV и 3.5 MeV -

выделяющаяся при реакции
энергия, выраженная в

особых единицах энергии

-

электронвольтах

1

4 Не

n

+ 14.1

MeV

+ з.s

меv

108

Такие разные звезды

Голубой сверхгигант

GRB

130925А,

расположенный в созвездии

Печь.
Показаны сравнительные

размеры звезды и орбит Марса
и Юпитера. И1111юстрация
НАСА

ВОПРОС

5

Название какой звезды об­
разовано от имени плане­

ты Со11Нечной системы?

Звезднь1е
сскоnnективь111

3

везды распределены в пространстве не­
равномерно. Иногда они образуют груп­
пы, которые в зависимости от размеров и

степени концентрации звезд к центру галактик
делятся на скопления и ассоциации.

Звездные скопления

-

это группы звезд,

связанных между собой силами притяжения и
общностью происхождения. Они насчитывают
от нескольких десятков до сотен тысяч звезд. Все
входящие в скопление звезды находятся от нас

на одном расстоянии (с точностью до размеров
скопления) и имеют примерно одинаковые воз-

Рассеянное звездное скопление

Плеяды в созвездии Тельца,

3000 звезд, расположено
400 световых лет (120 пк) от Земли

состоящее примерно из

на расстоянии

Такие разные звезды

109

РоJКдение

звезд
в

о Вселенной, в :ом числе
и внутри нашеи галакти­

ки, существуют так назы­

ваемые газообразные rуманно­
сти. Эго не скопления звезд, а

область повышенной концен­
трации газа. В основном это
водород, но не в атомарном, а в

молекулярном состоянии. Мо­
лекула

водорода

представля­

ет собой два атома водорода,
Шаровое скоПllение омега Центавра,
содержащее несколько МИllllионов звезд, принадлежит нашей

галактике Млечный Путь и является ее крупнейшим шаровым
скоПllением, известным на данный момент

связанные между собой. Тем­

пераrура молекулярных обла­
ков

очень

-230-250°С),

низкая
а

(обычно
плотность

сравнительно высокая. Эти два
раст и химический состав. При

скопления

этом они находятся на разных

леко от Солнца, и даже бли­

стадиях эволюции.

жайшие из них видны лишь

ства,

в

единому центру. При сжатии

Выделяют
шаровые

рассеянные

скопления,

и

которые

расположены

бинокль.

Сейчас

галактике известно

да­

в

нашей

150

шаро­

условия

делают

возможным

гравитационное сжатие веще­
то есть

темпераrура

его

стягивание

газа

к

возрастает,

отличаются в основном массой

вых звездных скоплений. Два

он нагревается и начинает све­

и возрастом образований. Рас­

самых ярких из шаровых ско­

титься. Такое образование на­

сеянные

плений

звездные

скопления

-

омега Центавра и

зывают протозвездой.

объединяют десятки и сотни,

47

редко тысячи звезд. Звезды та­

невооруженным глазом в Се­

Протозвезда в туманности

ких скоплений сходны по хи­

верном полушарии, но только

Ориона. Снимок сделан в

мическому составу с Солнцем

в южных странах.

Тукана

хорошо видны

-

инфракрасных лучах.

галакти­

Звездными ассоциациями

ческого диска. Примеры рассе­

называют разреженные груп­

и

другими

звездами

янных звездных скоплений

-

пы звезд, возраст которых не

Плеяды и Гиады в созвездии

превышает нескольких десят­

Тельца . В нашей галактике из­

ков миллионов лет. Обычно

вестно более тысячи звездных

звездная

50

размер от

скоплений.

Шаровые звездные скопле­
ния,

ассоциация

которые

моrут

насчиты­

держит

от

до

100

имеет

пк и со­

нескольких

звезд

до нескольких сотен. Притя­

вать сотни тысяч и миллионы

жение

звезд, имеют четкую сфериче­

социациях

скую

чтобы удержать их вместе, и

или

эллипсоидальную

между

звездами

слишком

в

ас­

мало,

форму с сильной концентра­

поэтому

цией звезд к центру. Размеры

ствуют недолго (по космиче­

ассоциации

суще­

10-20

их вместе с коронами (внеш­

ским меркам). За

ними областями) доходят до

лет

100-200

столько, что их звезды уже не

руются

пк. Они концентри­
к

центру

Млечного

Пути. Все шаровые звездные

они

расширяются

млн
на­

выделяются на фоне других
звезд.

ФотоНАСА

Такие разные звезды

110

ВОПРОС&
Какие звезды самые rоря­

чие? Самые ХОllОДНЬ1е?

Когда температура в ядре
достигает

онов

нескольких

градусов,

термоядерные
деляющееся

реакции.

тепло

увеличение

милли­

начинаются

Вы­

вызывает

давления

до

тех

пор, пока оно не уравновесит

гравитационные силы. Тогда
сжатие

прекращается.

зультате

ярко

В

ре­

засветится

но­

вая звезда.

Таким

образом,

рождаются

из газа,

звезды
который

очень сильно сжался под дей­

ствием притяжения. Процесс
сжатия газа в звезду достаточ­

но медленный: он может зани­
мать сотни тысяч и миллионы

лет.

Самые

молодые

звезды

практически всегда наблюда­

ются в облаках молекулярного
газа.

Звезды

продолжают

ро­

ждаться и сейчас. Правда, не
все

протозвезды

могут

стать

полноценными звездами . Те
из

них,

которые

имеют

не­

большую массу, никогда не
разогреваются

до

темпера­

тур, необходимых для нача­
ла

термоядерной

реакции .

Эти звезды в результате сжа­
тия превращаются в тусклых
красных

или

коричневых

карликов . Обнаружить такие
объекты оказалось затрудни­

Туманность
Голова Обе­
зьяны на­

ходитсяна
расстоянии

6400 световых
лет от Земли
в созвездии

Ориона.Она
плотно насе­
лена молодыми и рож­
дающимися
звездами,
которые на­

тельно. Первая звезда корич­

ходятся в

невый карлик была открыта

облаке мо­

лишь в

1987 г.

лекулярного
газа и косми­

ческой пыли.

ВОПРОС7
Почему звезда существует
:кв цelloe тello? Возможно
11И нарушение равновесия

вещества звезды?

Снимок
сделан в ин­

фракрасных
лучах. Фото

НАСА

Такие разные звезды

Сжигая водород в термо­
ядерных
дает

го
до

реакциях,

силам

звезда

гравитационно­

притяжения

сжать

сверхплотного

ционному

себя

ется топливо и накапливает­

пенно

уменьшается,

коли­

должается до тех пор, пока не

коллапсу

непре­

вну­

закончатся

запасы

род

тится в гелий.

возникает

устой­

энергетическое

равно­

в центре звезды

ном

ком

акции

размеры,

имеет

посто­

превра­

По мере того как в звезд­

весие. Это означает, что в та­
звезда

топлива в

ядре звезды. Тогда весь водо­

результате

постоянные

а

гравита­

возобновляемое

состоянии

гелий.

чество гелия растет. Так про­

треннее тепловое давление. В
чивое

-

ся продукт реакции

Количество водорода посте­

состояния,

противопоставляя

рывно

не

термоядерном
синтеза

ядре

начнут

ре­

зату­

хать, температура и, соответ­

янную поверхностную темпе­

ственно, давление там будут

ратуру и постоянное количе­

уменьшаться.

ство выделяемой энергии. О

сможет

звездах

гантскому

на

сжигания

стадии

активного

водорода

говорят,

что они находятся в основной

роны

Ядро

уже

сопротивляться
давлению

внешних

слоев

со

не
ги­
сто­

звезды.

Силы гравитации стремятся

фазе своего жизненного цик­

сжать звезду, и большое дав­

ла, или эволюции. А само све­

ление

тило на этой стадии развития

ядро

называют

главной

А реакции превращения во­

последовательности. В таком

дорода в гелий при этом пе­

состоянии звезда

реместятся

звездой

пребывает

приведет
станет

к

очень

в

тому,

что

плотным.

прилегающий

большую часть своей жизни.

слой за пределами гелиевого

Пока идет реакция, расходу-

ядра .

111

112

Такие разные звезды

превращается
ганта,

а

в

красного

крупная

-

в

ги­

красно­

го супергиганта. Звезды этого
типа

имеют

радиусы в

сотни

раз больше радиуса нынеш­
него Солнца. Например, ког­
да Солнце подойдет к такой
стадии своей жизни, то станет
медленно

раздуваться,

увели­

чиваться в размерах и превра­

щаться в гигантский жаркий

диск. Очень многие звезды уже
прошли

эту

стадию,

то

есть

успели постареть раньше, чем

начало стареть Солнце.
Фаза
жается

раздувания
до

тех

пор,

продол­
пока

то­

пливо не израсходуется окон­
чательно
ядре,

но

ственно

Тогда

в

не
и

только

в

слоях

вокруг

ядра

внутреннее

области

в

ядерных

самом

непосред­
звезды.

давление

реакций

совсем ослабеет и больше не
сможет

уравновешивать

силу

гравитации. В результате про­
изойдет гравитационный кол­
Красный супергигант

V838 Единорога в созвездии Единорога
находится на расстоянии 20 ООО световых лет от Земли. Радиус
звезды равен 380 солнечным радиусам, а светимость в 15 ООО раз
больше светимости Солнца. Фото НАСА

лапс звезды

-

сжатие косми­

ческого объекта под действи­

ем собственных сил тяготения,
приводящее

к значительному

уменьшению его размеров.

Дальнейшая судьба свети­

ется в размерах, звезда стано­

При гравитационном кол­

ла зависит от его массы. Если

вится очень большой, а мощ­

лапсе звезды с массой, близ­

говорить о Солнце и звездах,

ность

не превышающих его по массе

несмотря на то, что темпера­

дящей ее не более чем в

более чем в

тура поверхностных слоев

она

8

раз, то происхо­

излучения

возрастает,

па­

кой к солнечной, но превосхо­

сжимается

8 раз,

примерно

до

дит следующее. Ядро сжима­

дает. Эта фаза развития звезды

размеров Земли. После чего

ется, а звезда начинает разду­

называется красным гигантом.

коллапс прекращается в силу

ваться. Оболочка ее увеличива-

Если точнее, маленькая звезда

противодействия электронов,

Жизнь Солнца от рождения до белого карлика

Такие разные звезды

113

видимой. Температура белого
карлика колеблется от тысячи
до нескольких десятков тысяч

градусов. Первый белый кар­
лик был обнаружен в

1862

Это был спутник Сириуса

г.

-

Сириус В. Всего в нашей галак­
тике около 6% таких звезд. При
этом ни один из белых карли­
ков

не

превосходит

Солнце

по массе более чем в полтора
раза.

У больших звезд (с массой,
большей
Звезда белый карлик

8 масс Солнца,
30 таких масс)

меньшей

происходит

немного

но
все

иначе.

Они продолжают сжиматься,
которые

отталкиваются

друг

пока

не

взрываются

с

высво­

от друга. Хотя энергию звез­

бождением громадного коли­

да на этой стадии уже не мо­

чества

жет производить, однако она

те

продолжает

звезды устремляется к центру

еще

достаточно

энергии.

этого

В

взрыва

результа­

часть

массы

долго светиться, остывая при

под действием

этом . Такие звезды получили

ного сжатия (в этот момент

название белых карликов. Бе­

гравитационные

силы

лый карлик удерживается от

не

термоядер­

полного коллапса благодаря

ными

-

гравитацион­

сдерживаются

реакциями),

уже

а другая

гравита­

часть разлетается в простран­

ционного притяжения и свое­

стве. Само явление называется

го рода давления электронов

взрывом

изнутри.

Этот

равенству двух сил

Размер белого
сотни

раз

карлика

меньше

в

размеров

Солнца, а плотность вещества

столь

что

сверхновой

взрыв

звезды .

сопровождается

мощным

некогда

излучением,

тусклую

звезду

становится видно на небе ино­

в миллионы раз больше плот­

гда даже днем . Судьба же цен­

ности воды. Такая звезда уже

тральной части звезды полно­

почти

стью зависит от ее исходной

не

излучает

видимого

света и потому становится не-

массы.

В ЗВЕЗДНЫХ НЕДРАХ
Когда возникла Вселенная,

сложных

из химических элементов

тоны

в

и

ней были только водород и

скольку

гелий. А наша планета и все

вывался

на ней, включая нас с вами,

менем

состоит

из

атомов

других

элементов. Оказывается, все
эти атомы

-

азота, кислоро­

да, железа и иные

-

синте­

в

веществ

-

про­

нейтроны,

из

них

гелий.
звездах

по­

образо­

Со

вре­

или

при

их взрывах образовались
углерод,

кислород,

азот

и другие химические эле­

менты. Так

что каждый

ВОПРОС В

зировались в звездах. Там по­

атом в пашем теле побы­

Когда звезда светит, как

началу были только состав­

вал

це.llая гмактика?

ные

кой-то звезды.

части

будущих

более

когда-то

внутри

ка­

114

Такие разные звезды

Нейтронь1

и ни11еrо 6onьwe
У:

олее массивных звезд с

массами от
нечных

тронов

в

10

до

30

сол­

давление

элек­

центральной

части

дай.

Ее

радиус

воnРОС9
КаJСие звезДЬ1 живут AOllЬ­

me -

с малой ИАИ боllЬ­

·mой массой?

У

составляет

еще

более

массивных

10-15 км, а плотность
вещества в 280 трлн раз пре­

более

вышает плотность воды. Ней­

су Солнца, ядра испытывают

около

раз

превосходит

30

и

мас­

не может сдержать гравитаци­

тронные

звезды

онное сжатие. И оно продол­

огромным

магнитным

жается до тех пор, пока боль­

в

шинство электронов не будут

щим магнитное поле Земли.

противостоять

«Вдавлены»

Первое наблюдение нейтрон­

му гравитационному схлопы­

1968 г.,

ванию. По мере сжатия тако­

в

протоны,

как

изюм в тесто, и не превратятся

миллиарды

раз

обладают

звезд, масса которых в

полем,

превышаю­

ной звезды состоялось в

полный гравитационный кол­
лапс,

так как никакие извест­

ные в природе силы не могут
столь

сильно­

в «пирог», точнее в нейтроны.

когда были открыты необыч­

го объекта сила тяжести на

Получившееся нейтронное мо­

ные космические объекты

его

ре называется нейтронной звез-

пульсары.

-

поверхности

настолько,

что

возрастает

уже

частицы

Эв011юция звезд разного типа. Иллюстрация НАСА

Такие разные звезды

и

САМЫЙ БОЛЬШОЙ АЛМАЗ

даже

кинуть.

свет

не

Такие

моrут

115

ее

по­

удивительные

объекты назвали черными ды­
В

2004

г. ученые обнаружи­

щая примерно

ли самый большой алмаз из

диаметр~

когда-либо

каратов,

зафиксирован­

с

на

шенная

50 световых

звезда.

Составляю-

Краснь1е
к

расный

гигант

это

-

крупная звезда красно­

км в

рами.

биллионами

она

ных. Фактически ::по разру­

4000

находится

расстоянии

ВОПРОС10

примерно

лет от Земли.

Что такое :кollllaпc звезДЬI?

rиrанть1
да

100

может светить

еще

около

млн лет .

ватого или оранжевого

Красный гигант имеет ра­

цвета. Она представляет со­

диус в сотни раз больше ради­

бой позднюю стадию жизни,

уса Солнца. Внешняя поверх­

когда запасы водорода в цен­

ность

тре звезды подходят к концу,

остывает, благодаря чему она

почти полностью превратив­

приобретает красный цвет.

шись

в

гелий.

гелиевого

Масса

расширяется

Крупнейшие

из

и

красных

становится

гигантов превращаются в крас­

столь значительной, что оно

ных супергигантов. Звезда Бе­

годах от нас)

не выдерживает собственного

тельгейзе из созвездия Орио­

пример

веса

на (примерно в

та. Когда она взорвется

и

ядра

этого

звезды

начинает

сжиматься.

650

световых

-

самый яркий

красного

супергиган­

-

в

Возрастающая при этом тем­

самое ближайшее время или

пература

через

стимулирует

моядерное

тер­

превращение

вестно .

ге­

-

неиз­

взрыва

свети­

миллион

После

лет

лия в более тяжелые элемен­

мость звезды будет постепен­

ты, например углерод. Бла­

но

годаря той энергии, которая

нескольких

при

она перестанет быть видимой

этом

выделяется,

звез -

уменьшаться,

и

в

месяцев

течение
или

лет

невооруженным глазом .

ВОПРОС

11

Изменится 11И

ВОПРОС

движение

3еМ11И, :коrда С01uще ста­
нет :красным rиrантом?

Как обнару:жить Пllанеты

Красный сверхгигант

у друrих звезд?

Бетельгейзе. Фото НАСА

Кори"невь1е карnики

из

т

ак

называется

12

первичного

облака

мас­

сы недостаточно, чтобы ядро

сравни­

происходят термоядерные ре­

сжалось до температур, необ­

тельно новый тип астро­

акции. Однако они не являют­

ходимых

номических объектов, за­

ся для карликов этого типа ос­

гелия из водорода. Такие ре­

для

начала

синтеза

новным источником энергии.

акции идут крайне медленно.

положение между звездами и

Их масса

Поэтому коричневые карлики

планетами. В коричневых кар­

сы нашего Солнца

ликах,

образовании

нимающих

в

промежуточное

отличие

от

планет,

-

не более

1/14 мас­
(7,5%). При

такого

объекта

живут очень долго
миллиарды

и

-

многие

даже триллио-

116

Такие разные звезды

ны лет. То есть гораздо дольше, чем существует
Вселенная.

Объекты с массой меньше

1/14

массы Солн­

ца в период своего формирования также сжи­
маются под действием собственной гравитации,
разогреваются и начинают светиться слабым

красным светом, но главным образом инфра­
красным излучением. Разогреться сильнее они

не могут

-

слишком слабо сжатие. Век таких

карликов недолог, со временем они остывают и

становятся обычными планетами.

Сравнительные размеры (сверху вниз) Солнца,
звезды самой малой массы, коричневого

карлика, Юпитера и Земли. Иллюстрация НАСА

&еnь1е
э

то

необычные

карnики

звезды.

Они рассматриваются как
заключительный

есть ионизации. Вырвавшиеся
электроны

образуют

движущееся среди

облако,

«Оборван­

щейся планетарной туманно­

ных» атомных ядер. Ядра же

стью.

образуют

От звезды остается сжима­

этап

эволюции звезд малой и сред­

ющееся

ней масс, сравнимых с массой

не

ядро,

в

котором

уже

систему
лической

плотно

связанную

наподобие
решетки.

кристал­
Внутри

реак­

белого карлика образуется ве­

Солнца . Когда в центре звезды

ции . Эгу фазу эволюции звез­

щество с физическими свой­

выгорает весь водород, ее ядро

ды и называют белым карли­

ствами, похожими на свойства

сжимается,

ком.

знакомых нам металлов.

наоборот,

а

внешние

ядерные

Гравитационное сжатие

расширя­

белого карлика происходит в

ются. Происходит общее по­

течение длительного времени.

тускнение светимости,

Вследствие

да

сильно

слои,

происходят

превращается

в

и

звез­

красного

гиганта. Затем пульсирующий

красный

гигант

сбрасывает

атомы

сильного

вещества

чрезвычайно

сжатия

оказываются

плотно

ВОПРОС

13

Что бы произо1П11.о,

ec-

упако­

llИ бы на С01пще исчез­

ванными. Их давление друг на

ла CИ.lla rазовоrо давле­

свою оболочку. Впоследствии

друга

ния?

она

сти

становится

расширяю-

приводит

электронов

к
от

отрыву
атомов,

ча­
то

Такие разные звезды

117

Температура внутри таких звезд зависит от

Запасенная энергия и, соответственно, тем­

скорости электронов, которая по мере сжатия

пература постепенно уменьшаются за счет из­

все больше увеличивается: некоторые из них

лучения электромагнитных волн. Остывая, бе­

двигаются со скоростью, соответствующей тем­

лые карлики превращаются в невидимые чер­

пературе в

1 млн

градусов. Температуры на по­

ные карлики. Так называют очень плотные и

верхности и внутри белого карлика могут резко

холодные звезды размером чуть больше Земли,

отличаться.

коле­

но имеющие массу, сравнимую с массой Солн­

блется в пределах от 5000°С у старых, холодных

Температура

поверхности

ца. Процесс остывания белых карликов длится

звезд до

сотни миллионов лет.

50 000°С у молодых и

горячих.

Красные
карnики
э
от

то звезды с массой, мень­
шей трети массы Солн­
ца,

ность

то

но

нее.

Их

-

есть

большей
главная

низкая

7,5%

особен­

светимость,

излучаемая

она составляет от

Протопла­
нетный диск
вокруг двух

энергия:

до

красных

7%

карликов.

светимости Солнца. Их тем­

Иллюстрация

пература

-

0,01

2000-3000°С. Из­

НАСА

за низкой светимости красные

карлики не видимы на небе
невооруженным глазом. Боль­
шинство звезд этого типа на­

столько

тусклы,

что

астроно­

мам очень тру дно изучать их

свойства.

Вследствие небольшой мас­

сы и слабой светимости время

раст может во много раз пре­

гравитационного

вышать возраст старых и мас­

сжатия

для

этих звезд очень велико. Лишь

сивных красных гигантов.

по истечении более миллиар­
да

лет

внутри

них

начинают

Красные карлики
распространенные

-

самые

звезды

в

идти стабильные ядерные ре­

нашей галактике. К ним от­

акции, как в обычных звездах

носится около

вроде нашего Солнца,
становятся

звездами

-

они

главной

все

красные

это

300 млрд све­
80% звезд Млечного

Пути. Пример красной звез­

-

звезда

Прок­

кар­

сима

в

ста­

Ее масса составляет

либо на

ста­

массы Солнца, а диаметр

лики находятся либо
бильной фазе,

-

ды-карлика

последовательности.

Сейчас

тил

в

созвездии

Центавра.

Красный карлик Проксима

долю

Центавра. Фото НАСА

1/8

-

ООО км. То есть эта звезда

дии гравитационного сжатия.

200

Последние принято называть

несколько крупнее, чем Юпи­

эволюционно МОЛОДЫМИ крас­

тер,

ными карликами, хотя их воз-

143 ООО

диаметр

км.

которого

равен

ВОПРОС

14

Какие звезды размером с

Землю? С Юпитер?

Такие разные звезды

118

Неiтроннь1е
Е
сли

масса

большая,

звезды

то

очень

сжатие

звездь1

нейтронизация

ее

вещества,

результате которой

в

большая

МОЖНО ЛИ СДАВИТЬ
ЯДРО АТОМА?
Атомы,

из

которых

со­

останавливается

часть массы оказывается состо­

ставлено все на Земле, со­

на стадии белого карлика. Оно

ящей совсем не из атомов, а из

стоят в основном из пусто­

со временем взрывается (взрыв

частиц их ядер

сверхновой звезды). Ядро с мас­

Можно сказать, что нейтрон­

крутятся

сой в полтора-два раза боль­

ная звезда состоит из нейтрон­

котором

шей, чем масса ядра Солнца,

ной

почти вся масса атома. За­

остается

протонов и электронов

ядра

не

целым,

превратив­

жидкости

нейтронов.

с

примесью

весит около

Корень
ная»

-

слова

и

есть

ключ

к

очень

тру дно,

потому

1 млрд т.

что там действуют мощ­
ные ядерные силы, проти­

жать

ядра

востоящие сжатию.

обычных

атомов

железа),

причем

звезды

пони­

образуют они не газ, а твердую

быть в

«нейтрон­

(например,

нейтрон. Эта атомная

частица

ях

Лишь очень тонкий внеш­
ний слой звезды может содер­

название нейтронные звезды.

в

сильнее в земных услови­

ло

получили

ядра,

сосредоточена

ставить ядро сжаться еще

рии: чайная ложка ее вещества

ядра

вокруг

мате­

ный шар радиусом всего око­

км. Эти крохотные

ты: легчайшие электроны

это

самая

10-20

форма

-

шись в крошечный компакт­

сверхплотные

плотная

-

В

центре

нейтронной

плотность

10

может

раз больше, чем

манию природы данных звезд.

и очень горячую кристалличе­

у атомного ядра. Причем,

Из-за огромной плотности и

скую (то есть упорядоченную)

если

сверхвысокого давления в них

решетку. Значит, у такой звез­

состоит

происходит

ды

нейтронов,

ВОПРОС

так

называемая

15

может быть твердая по­

вещество
из

на

Земле

протонов

и

соотношение

верхность. Впрочем, тонкая ат­

которых

примерно

мосфера (из водорода и более

ное,

в

тяжелых атомов) все же име­

частях нейтронных звезд

то

рав­

центральных

У каких звезд вещество на­

ется. А гравитационное поле

нейтронов может быть до

ходится в состоянии, по­

из-за сверхвысокой плотности

9

хожем на жидкость?

вещества в

нов.

100

млрд раз силь­

раз больше, чем прото­

нее земного.

Пуnьсарь1
и

ейтронные звезды, как оказалось, явля­
ются магнитами. Их магнитное поле го­
раздо сильнее земного. Область вокруг

звезды, занятая магнитным

полем, называется

магнитосферой. Как и у магнитного поля на­
шей планеты, у поля нейтронной звезды есть

ось, проходящая через полюса. Причем точно

так же, как и у Земли, магнитная ось не совпа­
дает с осью вращения нейтронной звезды. В
результате

получается,

что

и

магнитное

поле

звезды вращается, то есть периодически меняет
свое положение в пространстве.

Меняющееся магнитное поле, как учит элек­
тродинамика, создает электрическое поле. При­
чем поскольку магнитное поле звезды очень ве­
лико, а скорость ее вращения огромна, то и ге­

нерируемое электрическое поле громадно.

Пульсар в туманности

-

космическом

облаке из газа и пыли

Такие разные звезды
Магнетар

119

-

нейтронная

80nPOC16

звезда, об­

Почему пу11ЬСары быстро

ладающая

вращаются?

исКllючительно сИllЬным
магнитным

Маrnитосфера нейтронной

полем. Явля­

звезды не пуста, она заполне­

ется источни­

на плазмой, состоящей из за­

ком мощного

гамма-излу-

-

ряженных атомных частиц

электронов и протонов. Элек­
трическое

поле

разгоняет

их

почти до световых скоростей.

чения, испу­

скаемого в
виде повто­
ряющихся

Причем их движение происхо­
дит по спиралям вокруг сило­

всПllесков.

Иллюстрация

вых линий маrnитного поля .

Из

электродинамики

вестно,

что

щении

при

таком

электрически

НАСА

из­
вра­

заря­

лучение. Такую излучающую

бязательно совпадает с осью

электромаrnитные волны, при­

нейтронную

ее

чем

усло­

пульсаром. Именно по ради­

нии

вий разной частоты (длины) .

оизлучению и были открыты

распространяется

пульсары, оказавшиеся в даль­

подобно

нейшем

го маяка, лишь на

женные

в

частицы

зависимости

излучают

от

В одних случаях это излуче­
ние

-

в

других

-

радиодиапазоне,

в

более высокочастот­

ное: рентгеновское и гамма-из-

Черные

дами.
ось

Поскольку

нейтронной

Г.

Имя

Джона

физика,

олога,

звез­

магнитная
звезды

нео-

вращения,
звезды

прорезая

то

лучу

Мичелла

астронома

и

профессора

Кем­

университета

Если

гравитация

столь

сильна,

что

церк­

рость

света,

совершенно незаслу­

зенит

световые

-

мрак

англиканской

скоро­

стью и скоростью убегания.

тора
ви

мгновение

второй космической

ге­

сжатие

нейтронных звезд не за­

космосе

космоса.

убегания

стадии

в

бездонный

и по совместительству пас­

на

враще­

радиоволн

проблесково­

самых массивных звезд
ядра

при

поток

ДАТА РОЖДЕНИЯ ЧЕРНЫХ ДЫР

-

бриджского

у

назвали

нейтронными

1783

дь1ры

звезду

планеты
скорость

превышает

ско­

выпущенные

в

корпускулы

канчивается . Гравитационный

женно

среди

(частицы) не смогут уйти в

коллапс всегда сжимает такую

известных английских уче­

бесконечность. Это же про­

звезду « ДО упора », полностью

ных

разрушая ее вещество. В ре­

первым

зультате возникает своеобраз­

затерялось

XVIII

в.

Именно

пришел

к

он

изойдет и с отраженным от

идее

такого объекта светом. Сле­

черных дыр. Мичелл рас­

довательно,

ный суперконцентрат гравита­

суждал следующим обра­

ленного наблюдателя плане­

ционного поля, или сингуляр­

зом. Пушечное ядро, вы­

та окажется невидимой. Уче­

ность. Это совершенно особый

стреленное с поверхности

ный

мир, замкнутый в бесконечно

планеты,

пре­

значение радиуса такой пла­

притяжение,

неты (Rкр) в зависимости от

малом
тем

объеме,

бездонный.

ной дыры

но

вместе

с

Вблизи чер­

радикально

меня­

ются свойства пространства и

времени. Сила тяготения там

одолеет

лишь

ее

если

скорость
ние,

полностыо

его

начальная

превысит

называемое

значе­
теперь

для

вычислил

очень

у да­

критическое

ее массы (М), приведенной
к массе нашего Солнца

Rкр

=3 км M/Ms.

(Ms):

Такие разные звезды

120

ВОПРОС

17

У каких звезд твердая по­
верхность?

стремится

к

бесконечности.

Огромная сила тяжести пре­
пятствует

какому-либо

излу­

чению из недр черной дыры.

В

реальности

существова­

ния черных дыр сейчас мало
кто из астрономов сомневает­

ся . Дело в том, что есть наблю­
даемые объекты, свойства ко­
торых невозможно

интерпре­

тировать иначе как то, что они

ведут

себя

дырам.

В

подобно
нашей

найдено порядка

черным

галактике
объектов

50

такого сорта.

Обычно кандидатов в чер­
ные дыры находят на орбитах
вокруг

нормальной

звезды.

Точнее, это двойная звезда, в
системе которой один партнер

является
звездой,

дырой.

обычной
а

второй

Под

видимой

-

черной

влиянием

мощ­

ного поля тяготения вещество

обычной звезды перетекает на
черную дыру. При этом оно
падает на нее по траектории­

спирали

с

большой

скоро­

стью, разогреваясь до высоких

температур . По мере того как
вещество из нормальной звез­
ды падает к черной дыре, оно
испускает заметное рентгенов­
ское излучение до того, как на­

всегда в ней исчезнет.

Подобного рода исследова­
ния с регистрацией не только
рентгеновского,

но

инфракрасного и
го

излучений

и

радио-,

оптическо­

показали,

что

значительно большие черные
дыры,

называющиеся

массивными,

супер­

существуют

в

центре большинства галактик.
Они

имеют массу,

колеблю­

щуюся от нескольких миллио-

Перетекание вещества обычной звезды на черную дыру

Такие разные звезды

121

нов до нескольких миллиардов

масс Солнца. Супермассивная
черная дыра в центре Млеч­
ного Пути имеет массу только

4 млн солнечных масс.
Черная дыра - это не про­

около

сто какое-то особое вещество,

а область пространства с уни­
кальными

свойствами.

У нее

нет твердой поверхности, есть
только

зывают
Именно
черной

граница,

которую

горизонтом
она

отделяет

дыры

от

на­

событий.
недра

остального

мира. А все, что попало за го­
ризонт, навсегда останется вну­

три. Поскольку лучи света не
могут вырваться из дыры, теря­
ется возможность получить ка­

кую-либо информацию о ней.
Как дыра устроена внутри,
до

настоящего

времени

неиз­

вестно. Ведь у астрономов нет
никаких наблюдательных дан­
ных о таких объектах, посколь­
ку сигналы из них наружу не

выходят. Все, что подходит до­

статочно близко к дыре, исче­
зает в самом ее центре.

Туда не пошлешь космиче­
ский зонд, как на Луну, с тем,

чтобы он вернулея, отщипнув
от дыры кусочек. Так что мы
не

знаем,

что

там

творится.

ность,

давление,

тяже­

сти)

физические величины

значений. Поэтому при при­

(плот-

достигают

сила

Известно, правда, что многие

бесконечных

лактик.
дыры

И,

наконец,

черные

промежуточных

остающиеся

пока

масс,

загадочны­

ближении к центру дыры лю­

ми. Они являются промежу­

бой объект, изготовленный из

точным

ныне

материалов,

черных дыр между двумя пер­

и

выми типами. Предполагает­

известных

будет

раздавлен

силами

разорван

гравитации.

в

эволюции

Это

ся, что если черные дыры на­

означает, что известные физи­

чинаются с малых размеров и

ческие

ее

звеном

законы там

перестают

быть верными.

масс и затем растут путем сли­
яния

с другими черными ды­

Существует три основных

рами, то, заглатывая материю,

типа черных дыр. Самый из­

они должны пройти через та­

вестный
звездных

-

это черные дыры
масс,

на финальных стадиях эволю­
ции

самых

Второй тип

массивных

-

кую фазу.

возникающие

звезд.

это сверхмас­

сивные объекты в центрах га-

ВОПРОС

18

Во что превращаются чер­

НЬiе дыры?

Такие разные звезды

122

Естественно, эта черная ды­

се ВИЦЕ-ЧЕМПИОН))

СРЕДИ ЧЕРНЫХ ДЫР
Астрономы
вторую

ную

по

дыру

обнаружили
размеру

в

чер­

Млечном

с

постоянной

скоростью,

ра стремится поглотить все, что

имея ось симметрии (подоб­

проходит рядом с ней. Кроме

ную

того, она очень активна: не толь­

При этом, как и у обычного

ко пожирает,

небесного тела, диаметр по

плевывает»

но

и часто

погаснувшие

«Вы­

звез­

оси

экватору

вращения

больше

Земл и).

диаметра

Пути. Она находитси вбли­

ды и оставшийся газ со звезд­

по оси симметрии . Попросту

зи

ной пылью.

говоря: дыра тоже вроде

центра

галактики,

расстошши

200

на

Далее, бывают черные ды­

световых

лет от нее. Масса ::пой чер­

ры,

ной

волчку,

в

100

дыры

оцениваетси

ООО солнечных. Опа

уступает

только

сверх­

вращающиеся
и

те,

подобно

которые

не

вра­

как

сплющивается! Это сплющи­
вание тем больше, чем выше
скорость

вращения.

Поэто­

щаются. Невращающиеся ды­

му

ры

черной дыры зависят тол ько

идеально

шарообразны,

размеры

вращающейся

массивной черной дыре в

их размеры зависят только от

от ее

идре Млечного Пути. От­

их массы,

потому все дыры

щения. А вся информация о

с одинаковыми массами абсо­

звезде, погибшей при родах

лютно одинаковы.

этой дыры, полностью про­

крытая черная дыра

счи­

тается среднемассивпой.

а

Вращающиеся черные ды­
ры

кружатся

в

пространстве

массы

падает .

и

скорости

вра­

Такие разные звезды

ОТВЕТЫ
(с.

1

104).

Атмосферу имеют

бо11Ьmинство Пllанет,

коме­

ты:, некоторые спупmки Пllа­
нет, а также звезды.

(с.

123

щества, направленной к цен­

по

тру, и СИ11h1 газового давления,

ниям положения звезды под

направленной от центра.

гравитациоlПIЬIМ воздействи­

8

(с.

113).

этапе

На заключите11Ьном

своей

жизни

звезда

периодическим

измене­

ем Пll.анеты. А в методе тран­

зитной фотометрии Пll.анеты:

может иметь светимость до

обнаруживаются при их про­

млрд светимостей Солнца

хождении по диску светила,

и даже бо11Ьше. То есть свети­

которое сопровождается не­

105). Самая ближайшая
звезда - это Проксима Цен­
тавра (от лат. proxima - «бли­

10

мость звезды будет сравнима

бо11Ьmим изменением свети­

жайшая»), компонент трой­

со

мости звезды.

2

светимостью

галактики.

ной звезды а11Ьфа Центавра,

Эrо

пm

ВСПh11ПКИ сверхновой звезды.

3

<с.

-

краСНЬIЙ карлик.

Анrлийский астро­

106).

9

(с.

происходит

114).

во

время

13 <с. 116). СтабШ1ЬНое сосrояние
11Юбой звезды определяется ра­

Звезды с бо11Ьшой

венством между силой газовою

ном УИ11Ьям Герше11Ь.

массой эво11Юционируют бы­

давllеIОЩ сrремящейся раздуть

4 (с. 107). На главной последо­

стрее, чем звезды с малой мас­

звездУ1 и сил.ой тm:urения, ко­

вате11Ьносrи

сой, т. е. они живут меньше.

торая сжимаеr звездУ· При дей­

находятся

звез­

(с.

Kollllaпc звезды

ды, у которых в центре идут

10

термоядерНЬiе реакции. Эrо

это

состояние звезды оказывает­

ционное

ся

звезды после того, как у нее

достаточно

до11ГИМ,

поэ­

115).

неудержимое

сжатие

-

гравита­

массивной

сгвии ТО11ЬКО

схло:пнулось бы в точку.

14(с.117). ЧерНЬiе карлики. Ко­

тому главная последовате11Ь­

полностью

ность

есть

ное горючее. Звезда при этом

15

место

точек

схлопывается

ной

геометрическое
на

Пll.ОСКОС'IИ

вЬIГОрит

в

ядер­

очень

Пll.ОТ­

СИ11h1 тяготения

Солнце примерно через 40 мин

ричневые и краСНЬiе карлики.

(с,

В недрах нейтрон­

118).

звезды

вещество

нахо­

«светимость-температура»,

ное и компактное образова­

в

ние. Kollllaпc сопровождается

состоянии.

0011Ьшую часть своей жизни.

выделением бо11Ьшоrо коли­

16

5 (с. 108). Звезда а11Ьфа в созвез­

чества энергии, что позволяет

ются при сжатии обЬIЧНой

дии: Скорпиона, в котором бы­

наб11Юдать это явление в виде

вращающейся звезды. В про­

вает виден Марс, по яркосrи

ВСПЬIШКИ сверхновой звезды.

цессе

и цвету б11ИЗка к последнему.

11

Древние греки называли эту

останется

как

ния момента импу11Ьса. Так

звезду Антарес, что означает

величина

гравитационного

как при СИ11Ьном сжатии су­

«соперник Марса». Арес

взаимодействия двух mарооб­

щественно уменьшается мо­

греческое имя Пll.анеты Марс.

разНЬIХ тел зависит от расстоя­

мент

Антарес

ния между их центрами. А оно

такой же степени возрастает

которых

звезды

проводят

-

это

краСНЬIЙ сверХI'И­

-

гант, его светимость равна

700

светимостям Солнца.

115).

Движение Земли
прежним,

так

существенно не изменится.

12

(с.

115).

Планеты:, вращаю­

(с.

119).

Пу11Ьсары образу­

сжатия

физический

выполняется

закон

инерции

сохране­

звезды,

то

в

угловая скорость вращения.

17 (с. 120).

Внешняя оболочка

Самыми горячими

щиеся вокруг звезд, располо­

нейтроННЬIХ звезд представ­

ЯВllЯЮТСЯ ядра Пll.анетарНЬIХ

жеННЬIХ за пределами Сол­

ляет собой твердую кристал­

туманностей.

нечной системы, называются

лическую кору из железа.

экзоПllанетами. В отличие от

18

звезд

паряются. Эrо явление пред­

6

(с.

(с.

дится в жидком сверхтекучем

110).

Температура

поверхносrи

этих

звезд

стигает более

50 000°С.

до­

Самой

Пllанеты: тyCКllhl, а

по­

холодной из известНЬIХ в на­

тому их обнаружение пред­

(с.

121).

сказал

ЧерНЬiе дыры ис­

легендарНЬIЙ

физик

стоящее время .ярляется звез­

ставляет собой весьма слож­

Стивен Хокинr. Их масса пе­

да эпсилон в созвездии: Возни­

ную задачу. Их раздеllЯЮт на

реходит в ИЗ11учение: фотоНЬI,

чего. Температура ее поверх­

подтверждеННЬiе

нейтрино, гравитоНЬI. Правда,

носrи всего 1000°С.

и :кандидаты: в ЭКЗОПllанеты:.

процесс

В настоящее время открыто

дыр очень медлеННЬIЙ. Так,

7 (с. llQ).

Равновесие вещества

подтверждеННЬiе

звезды и, следовате11Ьно, суще­

2093

ствование звезды как единого

Пll.анеты: (весна

целого
ством

обусловлено
СИ11h1

равен­

притяжения

ве-

Пllанеты:

экзо­

2016 г.).

испарения

черНЬIХ

черная дыра с массой, равной

10

массам Солнца, испарится

Их обнаруживают неско11Ь­

за срок, выражаемый числом

кими методами. Например,

с

69 нулями!

«Государства» во Вселенной

124

<<ГОСУДАРСТВА~

ВО ВСЕЛЕННОИ

Возникновение

rаnактик

n

ланеты, звезды и прочие
космические объекты во

Вселенной видятся бес­

Черная

порядочно разбросанными по
ее

бескрайним

дыра­

просторам.

силовой

Правда, иногда они объединя­

центр

ются вокруг звезды типа Солн­
ца

галактики.

и образуются планетные

Иллюстрация

системы. Наша планетная си­

НАСА

-

стема, в которую входит Земля,

образует Солнечную систему.
Несколько
связанных

гравитационно

звезд

и

их

планет­

ты

в

громадные

космические

ные системы составляют звезд­

«государства»,

ные системы.

лактиками. Все тела в галакти­

Сверхмассивные
дыры

своим

черные

гравитационным

именуемые

га­

межзвездный газ и пыль обра­
зуют различные туманности.

Кроме звезд в галактиках

ке вращаются вокруг центра ее

присутствуют

тяжести.

ции,

как

такие

темная

полем объединяют планетные

Звезды в галактике состав­

и звездные системы, межзвезд­

ляют не только целые системы,

них приходится до

ный газ, пыль и прочие объек-

но

галактик.

и

отдельные

скопления,

а

темная

энергия,

субстан­

материя

причем

9/10

и

на

массы

«Государства » во Вселенной

ВОПРОС

галактика­

в одной области можно обна­

миллионов световых лет.

ружить их группу, а в другой

между

1

-

ми

Как при набllЮдении от-

Это

соседними

значит,

11ИЧИТЬ комету без хвоста

между

от обычной туманности?

больше

расстояния

размеров

гораздо

самих

Пространство

га­

между

не найти ни одной, даже са­

мой маленькой.

По

подсчетам

ними представляет собой поч­

можно

современного

В пространстве галактики
распределены

неравномерно:

ученых,

в

той части Вселенной, которую

ти чистый вакуум .

достигать нескольких сотен ты­

сяч световых лет, а расстояния

что

галактиками

лактик.
Диаметр галактики может

125

изучать

с

помощью

оборудования,

находится примерно

100

млрд

галактик.

Строениеrаnактик
т

ипичная галактика (вро­

мосферное

де Млечного Пути) со­

ле

стоит из четырех основ­

Солнца или Луны). Централь­

-

на

Зем­

светящееся кольцо вокрут

ных частей: ядра, диска, гало и

ная

короны. Центральная, наибо­

гало

лее компактная область галак­

тысяч

тики называется ядром.

галактики

Там

явление

наиболее
в

плотная

пределах

световых лет

имеет

часть

нескольких

от

центра

собственное

пребывает черная дыра. В ядре

имя

к тому же высокая концентра­

чено

ция звезд. Если бы мы жили на

вещество межзвездной среды.

-

балдж. Здесь сосредото­
почти

все

молекулярное

Третья часть галактики

планете около звезды, находя­

-

щейся вблизи ядра галактики,

это массивный звездный диск.

то на небе были бы видны де­

Он представляет собой как бы

сятки звезд,

две

по яркости сопо­

ставимых с Луной. Многие из

сложенные

них поглощает черная дыра.

Область

пространства

крут ядра,

имеющая

во­

сфери­

ческую форму и содержащая
звезды,
гало

представляет

(так

же

собой

называется

ат-

Гало и балдж
типичной
галактики.

ФотоНАСА

МЕЖЗВЕЗДНАЯ
СРЕДА
Помимо звезд каждм1 га­
лактика

включает

реженную

среду
доли

-

раз­

межзвездную

газ

и

пы111"

Их

может быть от ты-

01чной части до полови­
ны

всей

массы

I' алакти­

ки. Не стоит думап,, что
га ·~

-

-:>то

нечто

несуществешюе.
содержании

в

мелкое,

От

его

галактике

зависит процесс образова­
нии звезд.

краями тарел­

ки. В диске концентрация звезд

Г а11актический
диск.Фото
НАСА

Ядро галактики

126

«Государства» во Вселенной

ВОПРОС

Тиnь1 rаnактик

2

r

Каких звезд бolJ.ьme всего
в галактиках?

значительно

больше,

чем

в

алактики бывают разны­

ми по форме: эллипти­
ческими,

спиральными

и неправильной формы. Ти­

гало. Звезды внутри диска дви­

пичная

жугся по круговым траектори­

тика выглядит как сфера или

ям

галактики.

эллипсоид. Она ярко светится

В звездном диске между спи­

в середине, а к краям яркость

ральными рукавами Млечного

света

Пуги расположено Солнце.

ся. Такие галактики состоят из

вокруг

Диск

центра

и

постепенно

галак­

уменьшает­

его

звезд красных и желтых гиган­

гало погружены в корону. Она

тов, красных и желтых карли­

представляет собой оболочку

ков, белых звезд.

горячего

окружающее

эллиптическая

газа,

Спиральные галактики со­

простирающе­

гося на десятки тысяч световых

стоят из центрального сфери­

лет с каждой из сторон цен­

ческого уголщения (балджа),

тральной плоскости галактиче­

окруженного

ского диска. Эгот газ испускает

ненным

ультрафиолетовое

и

излучение,

диском,

молодыми

межзвездным

запол­

звездами

веществом.

по которому и удается обна­

Диски погружены в разряжен­

ружить

ное

и

изучить

короны

га­

лактик. Таким способом было
установлено,

что

размеры

роны нашей галактики в

ко­

10 раз

больше, чем размеры ее диска.

слабосветящееся

звезд и газа
хорошо
узор

из

-

гало. На дисках

виден

спиральный

двух или

рукавов,

в

нескольких

одну

выходящих

сторону
иногда

из центра галактики . Именно

ГАЛАКТИК­

в

ЭТОВАЖНО
Изуче111н~

сфери­

ческое облако слабых старых

закрученных

ИЗУЧЕНИЕ

рукавах

образуются

свер­

кающие голубые (то есть мо­

свойсп1

1·алак­

лодые) звезды, которые ярко

тик и:\1еет решающее зна­

различимы на фоне диска. К

чение дли

спиральному

I

IOHИl\laHlИI

люционных

':)80-

нроцессов

во

типу

относит­

ся наша галактика Млечный

Все11е11110й, так как имен­

Пугь,

но галактики и 11х скопле­

близкая к ней туманность Ан­

нии

-

OCIIOBJJЫe :>Лel\ICllTЫ

ее структуры. Н.111р11:\1ер,
tl31\tep1ш

лучевые

скоро­

сти у 11ескол1.ких десsпков

галактик,

1929 1.

Эд1ш11

Хабfм

у 1,алшотсs1

от

11

, 1е111ш

на11ьна

ду

скорос1ъ

11риl\10

11111\111.

1ЧJУГ
у да­

11р01юрц110-

расснтнню

а также

Спиральная галактика. Фото
НАСА

сравнительно

дромеды.

Важным

свойством

спи­

ральных галактик является их

вращение. Диски

вращаются

в

о(н1аруж1ы, •по 1 ·а­

лакт11к11
1чJуг.1

Э1111иптическая галактика

меж­

Это было откры­

ВОПРОС3
Почему старые звезды
CIIИpalJ.ьНЬIX

образовЬIВают
ческую

галактик

сфери­

подсистему,

тиеl\1 расширении Все11е11-

мо11одые

ноi1.

щающийся диск?

-

а

тонкий вра­
Линзовидная галактика

«Государства » во Вселенной

со скоростью,

САМАЯ УДАЛЕННАЯ

ляет

ГАЛАКТИКА
Обнаружена

2016

г.

нача ,1е

километров

они относи­

в

лись к одному из упомянутых

секунду в центральной части

типов, но под действием мощ­

галактики и

ных

100-300

км в се­

гравитационных

полей

кунду на больших расстояниях

скопа « Хабба » . Эта иркаи

от центра. Звезды обращаются

нили свое строение. У таких га­

га ,1акт11ка,

вокруг

лактик нет четко выраженного

звали

ПО:\ЮЩЬЮ

десятки

ятно, в прошлом

теле­

13,4

с

в

которая состав­

127

которую

GN-zll,

на­

наход1ггсн в

:\1 ,1рд световых лет от

ца.

Бо ,1ьшм1

Она

спустя

400

мед­

леннее, чем газ. Из-за больших

ядра,

размеров диска даже

спиральных

рукавов,

а

при та­

форма их может быть разно­

ких высоких скоростях враще­

образной. Чаще они бывают

Медве 1~н­

ния один оборот вокруг цен­

сфор:\шрова ,1ась

всего

немного

i-

нас в направ ,1ен11н созве

дня

центра

были деформированы и изме­

:\1 , 1н

, 1ет

пос1е Бо ,1ьшого взрыва, с

тра

занимает несколько сотен

миллионов лет.

Неправильные

воnРОС4

галактики

Какое самое древнее кос­

которого н нача ,1ась наша

не имеют спиральной или эл­

мическое те110 попадuо в

Все ,1енная.

липтической структуры . Вера-

руки че11овека?

«Государства» во Вселенной

128

бесформенными и клочкова­
тыми.

КОСМИЧЕСКОЕ 06ЛАКО СПИРТА
Для тех, кто мечтает от­

держит миллиарды литров

ные галактики. У них имеется

крыть

ЭТИЛОВОГО спирта. Хотя он

выпуклая центральная часть и

бар,

нет

тонкий диск, как у спиральных

чем

облако

галактик.

(Sagittarius

Встречаются еще линзовид­

Однако

линзовид­

свой

собственный

места

лучше,

Стрелец

В

В). Расположен­

26

и
не

находится

в

пригодном

состоинии,
для

ческое соединение, без ко­

ные не имеют эффектных спи­

ное на расстоянии

ральных рукавов, хотя иногда

световых лет, это межзвезд­

торого

в наружных частях «ЛИНЗ» вид­

ное облако газа и пыли со-

ствование жизни.

ООО

питьи,

это очень важное органи­

невозможно

суще­

ны некоторые их зачатки.

Карnики

среди
rаnактик
ольшинство

•

среди

га­

лактик составляют вовсе

не большие, а малень­
кие

и тусклые

-

карликовые

галактики. Они в десятки раз
меньше

обычных

галактик.

Выделено три основных типа

подобных
ликовые

образований:

кар­

эллиптические,

ликовые

кар­

сфероидальные

и

карликовые неправильные га­

лактики. Первые являются ми­

ниатюрными

копиями

боль­

ших эллиптических галактик.

Вообще, эллиптические струк­

туры

-

это наиболее распро­

страненные типы галактик не­

зависимо от размеров. Галак­
тик

со

спиральными

ветвями

среди карликов не встречается.

Карликовые галактики со­
стоят всего лишь из

2-3

млн

звезд. Невелики и их разме­
ры

-

несколько

сотен

свето­

вых лет в поперечнике.

ВОПРОС
Какие

5

галактики

ВИДНЬI

невооружеННЬIМ г11азом?

Карликовая rалактика (вверху) в сравнении с б011ьшой.
ФотоНАСА

«Государсrва» во Вселенной

129

Раз6еrание rаnактик
в

ажным результатом на­

блюдений за галактика­
ми

что

они

явилось

не

сrоят

открытие,

на

месrе,

© Olga Popova /
Shutterstock.com

а

Памятная

движутся. К тому же все они

почтовая

(кроме самых близких, таких
как

туманносrь

Андромеды)

марка в честь

Эдвина Хабб11а,

от

выпущенная в

друга. Можно сказать, что Все­

СШАв2008г.

удаляются

ленная

в

от

нас

целом

и

друг

расширяется.

Разбегание галактик наблюда­
ется во всех часrях Вселенной,

доступных наблюдениям. Оно
было обнаружено по спектрам
принимаемого

от

них

света.

Оказалось, что спектральные

мический прибор

линии излучения атомов раз­

ный

ных

с

химических

элементов

-

орбиталь­

космический

телескоп,

помощью

которого

галактика

является

центром

расширяющегося мироздания .

было

Куда более есrественным было

количесrво

бы допущение, что во Вселен­

сдвинуты (по сравнению с их

сделано

положением на Земле) в сrо­

асrрономических

рону больших длин волн, то

за последнюю четверть века).

которого бы галактики отда­

есrь к красному краю спектра

Долгие годы Хаббл потратил

лялись. Тогда получается, что

видимого света.

открытий

ной нет никакого центра,

от

сдвиг

на сосrавление каталогов спек­

Вселенная

спектральных линий, прозван­

тров галактик и рассrояний до

направлениях. А ее расшире­

ный красным смещением, воз­

них. Основательно изучив по­

ние следует понимать как име­

никает

лученные данные, к

ющий

всегда,

Такой

огромное

когда

рассrоя­

1929

г. он

одинакова

месrо

во

всех

повсюду разлет

ние между исrочником и при­

обнаружил, что почти все га­

галактик, при котором проис­

емником

лактики удаляются от нас. Бо­

ходит

лее того, их спектры смещены

ние рассrояний между двумя

света

возрасrает

со

временем (эффект Доплера).

непрерывное

Явление разбегания галак­

в красную обласrь тем сильнее

любыми

тик и расширения Вселенной

(то есrь скоросrь убегания тем

собсrвенные размеры при этом

было обнаружено в

выше),

практически не меняются,

1924 г.

аме­

риканским асrрономом Эдви­
уникальный

асrроно-

более

галактика

удалена.

ном Хабблом (его именем был
назван

чем

скольку они

Конечно, можно было пред­
положить,

из них.

увеличе­

что

именно

наша

Правда,

их
по­

предсrавляют со­

бой крепко связанные гравита­
цией сисrемы объектов .

КРАСНОЕ СМЕЩЕНИЕ

11 =
одна

далеких

мер, галактики) в расширя­

водорода с длиной волны

объектов у астрономов слу­

ющейся Вселенной по срав­

=

(z)

нению с длиной волны тех

миллиардная доля метра) на­

Точ­

же линий, измеренной от не­

блюдается

крас­

подвижного источника. Оно

12

выражаетси

ние ::>той: галактики: z

Мерой
жит

скорости

красное

линий

в

их

смещение
снектре.

нее,

космолоп1ческое

ное

смещение

::>то

блюлаемое

сме1цение

тралы 1ых

линий:

11ия
вол

11

ского

на­

безразмерным

с11ек­

отношением разницы приви­

~плvче-

1216 ангстрем оА
на

=

длине

волны

А, то красное смеще­
=(~-l 1 Щ =3.

= 4864

Красное

смещение

той: и испущенной длин полн

вается

в

сторону

1\ли1111ых

но

Знаи красное смещение

от

лалеко1л

космиче­

11ой: длине волны. Например,

можно определить скорость

источника

(напри-

если линия ио11изирова1111ого

удалении галактики

отношению

к

испу1цен-

::>ффектом

вызы­

Доплера.

(v).

(z),

«Государства » во Вселенной

130

Сверхскоnяенияrаяактик
и

а первый взгляд, может
показаться, что галакти­

ки беспорядочно рассея­

ны во Вселенной. Но в действи­
тельности
в

их

распределение

космическом

имеет

пространстве

определенные

законо­

мерности. Галактики, причем

разнообразные
размеру,
пления,

редь,

по

форме

группируются
которые,

являются

в

и

в

ско­

свою

оче­

частями

еще

больших объединений, назван­
ных

сверхскоплениями.

СкоП11ение трех галактик

Для

Triplet ARP 274.

Фото НАСА

примера: Млечный Путь вме­
сте с галактикой Андромеды и
еще

34 меньшими галактиками

входит в состав так называемой

Местной группы галактик

-

скопления, имеющего в попе­

речнике примерно

5

млн све­

товых лет.

Местная группа находится
по соседству со скоплением га­

лактик в созвездии Девы, кото­
рое составляет вместе с Мест­
ной

группой

и

несколькими

другими систему, называемую

Местным сверхскоплением. Эго
гигантское образование имеет

СкоП11ение галактик

СкоП11ение галактик Во11осы

в созвездии Девы. Фото НАСА

Вероники. Фото НАСА

уплощенную форму, его наи­
больший

размер

достигает

большинство

которых

скон­

МЕСТНАЯ ГРУППА

80 млн световых лет.
На расстоянии 300 млн све­

части. Масса этого скопления

товых лет в созвездии Волосы

равна примерно

Вероники находится наиболее

масс Солнца. Вместе с сосед­

ка, туманность Андроме­

крупное из скоплений галак­

ним скоплением Абелла

1367

ды (МЗl), туманность Тре­

тик. В нем насчитывается бо­

(Abell 1367)

оно образует са­

угольника (МЗЗ), Бо11ьшое

лее

1ООО

отдельных галактик,

центрировано в центральной

Маl'е11ланово Облако, Ма­
лое Магелланово Облако,

Вероника-А1367.

Почему в вещесrве самых

ка-А1367

старых

гом тонким

rClllaJПИDI

очень мuо тяжеllЫХ эАе­

галактик,

меJПОв,

много.

в

вещесrве

са­

мых МОАОАЫХ, наоборот,

В Местную группу галак­
тик входит наша галакти­

названное

сверхскопление

звезА

ООО млрд

мое большое сверхскопление,

Эги две струкrуры

ВОПРОС&

а

100

-

-

и

Местное
Верони­

связаны друг с дру­
кружевом других

которых

Сверхскопления

довольно

мшуг об­

ПОВЬIПlенное их СОАер:жа­

разовывать

ние?

или филаменть1, в которые вхо-

длинные

цепочки,

неправильные

галактики

NGC 6822, IC 1613, карли­
ковые галактики всего
около 50 галактик, свя­
занных

взаимной

тацией.

Местная

движется

635

со

грави­

группа

скоростью

км/с относительно со­

седних скоплений.

131

«Государства» во Вселенной

Свет даnеких rаnактик

дит от

5

до

20

Галактика Вертушка

сверхскоплений

разного размера. Самая богатая
из близких к нам цепочек
так

называемая

Шепли. Она находится от нас
на расстоянии около

500

млн

световых лет и имеет протяжен­

ность до

300 млн световых лет.

Рост галактических систем

в созвездии Бо11Ьшая Медведица.

диапазонах Д1J.ИН во11Н: инфракрасном, видимом,

-

концентрация

(MlOl)

Изображение получено наложением ее фотографий в четырех
у11Ьтрафио11етовом и рентгеновском. Фото НАСА

r

алактики светятся, пото­

сотен миллиардов

му что в них имеются све­

тик-гигантов.

тящиеся

примерно

объекты:

звез­

Ls

Эта

у галак­

величина

пропорциональна

ды, газовые туманности и ядра

общему количеству звезд в га­

не продолжается беспредель­

галактик. При этом речь идет

лактике (или ее полной мас­

но до сколь угодно больших

не только об излучении види­

се). Светимость галактик типа

масштабов: он ограничен де­

мого света. Ведь небесные тела

Млечного

сятками сверхскоплений. При

испускают

несколько

этом

волны самых разных длин.

скопления

пления

и

сверхско­

распределены

в

Вся

про­

электромагнитные

энергия,

дов

Пути
десятков

составляет
миллиар­

Ls.
Однако у одной и той же

излучаемая

странстве в среднем равномер­

галактикой в единицу време­

галактики

но. Если мысленно выделить

ни, называется ее светимостью.

сильно

в разных областях Вселенной

Дµ

мости от диапазона спектра, в

куб с ребром

млрд световых

галактик (и звезд) в качестве

котором ведется наблюдение.

лет (или более) и подсчитать

единицы измерения часто ис­

Поэтому очень важную роль

в каждом из них число галак­

пользуют

в

тик,

сти

1

то оно окажется практи­

чески

одинаковым

для

всех

выражения

величину

Солнца.

тимость

светимости

светимо­

Например,

Сириуса,

све­

звезды нашего ночного неба,

тат получится и при подсчете

в

скоплений и сверхскоплений.

Солнца

Современным

раза больше светимости

Светимость галактик быва­

доступен объем пространства

ет самой разной: от нескольких

товых лет.

13,5

млрд све­

миллионов
ких

Ls у самых малень­

галактик

галактик

может

зависи­

играют

наблюдения в различных ин-

ВОПРОС7
Какие космические объ­

(Ls).

наблюдениям

радиусом около

изучении

в

ярчайшей

таких областей. Тот же резуль­

22

светимость

различаться

до

нескольких

екты напоминают гигант­

ские атоМНЬlе цра?

ryr

11И

они

протонов?

Mo-

состоять

из

132

«Государсrва» во Вселенной

Активные
rаnактики

Рентгеновское излучение новой звезды

GK Персея в

одноименном созвездии. Такие объекты, как и сверхновые звезды,

за короткое время резко уве11ИЧИВают свою светимость (до
МИllllИOHa раз). Но, в отllИЧИе от сверхновой, при взрыве новой
звезды не происходит разрушение самой звезды, и всПЬ1ШКа
новой может повториться через какое-то время.

ФотоНАСА

тервалах длин волн. Вид галак­

лактиках

тик неузнаваемо меняется при

межзвездный

переходе от одного спектраль­

сильно излучающие ядра не­

ного
от

диапазона

радиоволн

к

к

-

другому

гамма-лучам.

которых

емых

являются
газ,

горячий
а

галактик

поэтому

также

Активная галактика

спирального типа

n

NGC 7742 в

созвездии Пегаса. Фото НАСА

олная

энергия,

кото­

рую испускает галакти­
ка,

предсrавляет сумму

(называ­

энергий излучений от всех ее

активными).

звезд во всех спектральных ди­

Причина этого заключается в

Основной вклад в излучение

апазонах. Но есrь такие галак­

том, что основной вклад в излу­

галактик

тики,

чение

вом

галактик

длинах

волн

различной
мер,

на

различных

вносят

объекты

природы.

оптическая

ядра галактики

Напри­

светимость

NGC 1068,

на­

в

ультрафиолето­

диапазоне

вносят

голу­

бые звезды-гиганты, в
мом

-

расrа.

звезды

среднего

Наконец,

сrареющие

види­
воз­

сrарые

красные

и

звезды

в

которых

гигантские

происходят

взрывы,

и

из

их

центральных обласrей выры­
ваются сrруи вещесrва и чудо­

вищное излучение. При этом

светимосrь

подобных

галак­

блюдаемой в созвездии Кита,

(сверхгиганты, гиганты и кар­

тик в радио-, инфракрасной,

сосrавляет 500 млн

лики) ответсrвенны за инфра­

ультрафиолетовой

красное излучение галактик.

новской

красная

-

в

Ls, а инфра­

500 раз больше.

Основнымисrочникомрент­
геновского

излучения

в

га-

В

последнем

исключение
галактики,

излучения

-

случае

есrь

инфракрасные

почти вся энергия

которых

прихо­

магнитного

спектра

галактики

гораздо

называются

актив­

ными.

дится на инфракрасный ди­

Каким образом на звездах

апазон. Этот тип возникает в

ных

может

Энергия наиболее актив­
галактик

исходит

возникнуть

СИllЬ­

процессе слияния двух обыч­

ядра,

которое

ренпеновское

излу­

ных галактик, если он приво­

титься

в

чение?

электро­

выше, чем у обычных. Такие

ВОПРОС В

ное

и рентге­

обласrях

может

миллиард

раз

из

их

све­
ярче

дит к бурному рождению но­

Солнца. Предполагается, что

вых звезд.

там

находятся

сверхмассив-

«Государсrва» во Вселенной

133

БЕЗУДЕРЖНОЕ
ПАДЕНИЕ
Процесс

падения

ш1ного

в

рассе­

пространстве

вещества

на

массивное

космическое

тело

(чер­

ную дыру или звезду) на­
зывают аккрецией. Обыч­
но

падающее

образует

вещество

диск,

вращаю­

щийся вокруг этого тела.

Траектории
частиц
онного

нают

от дельных

внутри

аккреци­

диска

туго

напоми­

закрученные

спирали. При этом часть
энергии,
при

за

выделяющейся

падении

их

частиц,

взаимных

из­

столкно­

вений переходит в тепло

(как

при

нии)

и

обычном

вызывает

тре­

интен­

сивное излучение. Имен­
но

и

по

этому

можно

излучению

узнать

черную

дыру.

ные черные дыры (с массой
от

1 млн

до

1 млрд

солнечных

масс). Они-то и являются ге­

Строение активной галактики: яркое белое пятно
в центре

область раскаленного до огромных температур газа,

окружающего черную дыру; светящийся круг

-

аккреционный

диск падающего на черную дыру вещества;

нераторами такой огромной
энергии.

-

расширяющиеся полосы по обе стороны галактики

-

джеты,

струи скоростной плазмы, летящие в противоположные от диска

Окружающее их вещество

стороны. Фото НАСА

(газ и остатки разрушивших­
ся звезд) дыры «засасывают»

стро

вокруг

отдаленных квазаров, обнару­

в свои недра. При этом гра­

нее диск с фантастически вы­

женных астрономами, состав­

витационная энергия падаю­

сокой температурой, которая

ляет примерно

щей материи преобразуется

во внутренних областях диска

что

в

превышает

возраста

большую

которую

кинетическую,

она

приобретает,

вращающийся

млрд градусов!

1

лишь

12

млрд лет,

немногим

Вселенной.

меньше

Из

об­

Именно диск является источ­

ластей по размеру меньших,

ускоряясь до больших скоро­

ником

чем Солнечная система, они

стей при падении на черную

лактического ядра.

яркого

излучения

га­

испускают больше света, чем

Как уже упоминалось, чер­

дыру.

Хотя черные дыры с тре­

ные дыры есть в центрах поч­

буемой массой в миллионы,

ти всех близких галактик. И

а

представляют они собой быв­

иногда

в

миллиарды

Солнца известны,
не

излучают

масс

сами они

никакого

света.

шие

квазары

особые

Но газ, падающий на такую

еся,

черную

Вселенной.

дыру,

образует

бы-

-

объекты,

можно

совершенно

находящи­

сказать,

Возраст

на

краю

самых

вся наша галактика.

ВОПРОС9
Какие

космические

тела

не моrут быть разделеНЬI,
в то время как их слияние

возможно?

«Государства» во Вселенной

134

Квазарь1 Радиоrаnактики
к
в
вазары

тик,

это ядра галак­

но

они

светят

одних

на­

галактиках

ос­

ДЖЕТЫ

столько интенсивно, что

новная энергия ядра вы­

затмевают совокупный свет мно­

деляется в форме опти­

гих миллиардов звезд галакги­

ческого и инфракрасного из­

ных особенностей радио­

ки, внутри которой сами нахо­

лучений, в других

в форме

галактик являются джеты,

дятся. При этом надо иметь в

радиоволн и потоков релятиви­

которые представляют со­

-

Одной из самых интерес­

стских (летящих со скоростями,

бой топкие образования.

это не свет каких-либо звезд, а

близкими к скорости света) ча­

Они

самостоятельное свечение.

стиц, а в третьих, внешне таких

галактики

же галактиках, активность ядра

лиарды

остается очень слабой (к ним

диоизлучение

относится и Млечный Путь).

хротронную

виду, что излучение квазаров

-

В центре нашей галактики
также

обнаружена

сивная

черная

сверхмас­

дыра,

которая,

по-видимому, миллиарды лет

Галактикисмощнымрадио­

назад была квазаром. Сейчас

излучением

активность

галактиками. Большинство из

на
у

ядра

довольно
многих

находится

низком

известных

уровне,
галактик

она в тысячи раз выше. Причи­
на этого кроется в том, что во­
круг ядра стало гораздо мень­
ше вещества для поглощения.

Самые удаленные объекты,
доступные

для

наблюдений

на современных астрономиче­
ских инструментах,

-

как раз

квазары. Они как бы очерчи­
вают

ки

-

границы

метагалакти­

наблюдаемой области

Вселенной.

Красное

смеще­

ние квазаров намного больше
красного смещения обычных
звезд и близких галактик. Рас­
стояние до самых далеких ква­

заров

оценивается

мегапарсеков
(Мпк) =

1

(1

тысячами

мегапарсек

ООО ООО пк). Свет от

них идет к нам миллиарды лет.

Далекий квазар

RX }1131-1231

на комбинированном снимке,
созданном с помощью данных,

полученных космическими

телескопами «Чандра» и
«Хаббл». Фото НАСА

них

именуют

относится

к

радио­

эллиптиче-

начинаюто1

джетах

и

в

тянутся

ядре
мил­

километров.
имеет

Ра­
син­

природу:

излучают

в

ре11яти­

вистскиеэлектро11ы,движу­
щиесн в магнитном поле.

«Государства » во Вселенной

скому

типу,

они

отличаются

Эвоnюqия

135

rаnактик

их вещество в форме плазмы.

r

Оно

ядра

ся. Но происходит это очень

элементов в звездах и газе. Как

высокоэ­

медленно. Со временем умень­

уже отмечалось, все атомы тя­

шается

массами и размерами. Источ­
никами

излучения

являются

горячий газ и звезды, точнее,

выбрасывается

из

галактики

в

виде

нергичных

протонов

алактики,

как

и

люди,

По мере старения галактик

рождаются, живут и уми­

происходит увеличение коли­

рают. В общем, меняют­

чества

все

желее гелия, в том числе и те,
из которых состоим мы с вами,

скорость, близкую к скорости

Эта

возникли в свое время в недрах

света.

и

элек­

способных развивать
Излучение

эволюция

газа,

химических

реже рождаются в них звезды.

тронов,

количество

тяжелых

происходит

с

возникает

разной скоростью в разных си­

звезд.

при их движении в магнитных

стемах. Некоторые из галактик

жизни звезд эти атомы были

полях,

На

последних

этапах

давно полностью сформирова­

выброшены

галактик (так называемое син­

лись

среду, из которой рождаются

хротронное излучение).

собой

имеющихся

в

центрах

Правда, не всегда выброс
заряженных
ходит

из

частиц

центра

галактики,

-

некоторых случаях

тяженных

проис­
в

из про­

областей,

распо­

и

сейчас

представляют

медленно

стареющие

в

межзвездную

новые поколения звезд.

звездные системы. Среди них

Это подтверждается наблю­

преобладают так называемые

дениями, из которых уже дав­

эллиптические галактики . Но

но известно, что наиболее ста­

многие

рые

свою

активность,

звезды нашей

галактики

потому

что

содержат во много раз меньше

расходуют

газ.

элементов тяжелее гелия, чем

К таким относится, в частно­

звезды, возникшие ближе к на­

тики имеют два источника ра­

сти, и наш Млечный Путь .

шему времени. Мало тяжелых

за

ее

пределами .

диоизлучения. Интенсивность
радиоизлучения

достигает

1 трлн Ls.
Ближайшая
радиогалактика

(NGC 5128),
ярких

в

Мессье
Девы,

60

87

-

Земле

Центавр А

а одна из самых

этом

на

к

(М

диапазоне

87)

-

в созвездии

расстоянии

около

млн световых лет. С одной

стороны от ее центра (ядра)

наблюдается выброс вещества
(джета),
имеет

излучение

которого

синхротронную

при­

роду. Измерения скорости ее

вращения
дили

(550

км/с) подтвер­

существование

массив­

ной черной дыры в центре.

Самая мощная радиогалак­
тика Лебедь А расположена в
созвездии Лебедя. Она состоит
из ядра,

газопылевого

слоя

и

гало. В области ядра обнаруже­
но излучение сильно

ионизи­

рованной плазмы, которое яв­

ляется радиоисточником. Ле­

бедь А расположена на рассто­
янии

652

млн световых лет от

Солнечной системы.

экономно

сохранили

Поэтому многие радиогалак­

ложенных

они

галактики

«Государства» во Вселенной

136

ВОПРОС
Где

в

10

космосе

образова-

11ИСЬ химические

з11емен­

ты:,

состоит

из

которых

элементов обнаружено и в тех

мироваться

галактиках, которые находятся

эпоху, около

в периоде своей ранней моло­

зад. Эго означает, что было та­

Существует предел возраста
наблюдаемых галактик:

боль­

шая часть из них начала фор-

Взаимодействие

rаnактик
зменения

и

в

вызываются

галактиках

столкновения

не

ются

внутренними

только

процесса­

13,5

в

одну

млрд лет на­

кое время, когда во Вселенной

дости.

те110 че11овека?

примерно

Да и вообще ничего из того, что
имеется в мироздании сейчас.

ниями между ними, то вероят­
ность столкновения двух звезд
очень мала.

Чем медленнее сближают­
ся две галактики, тем больше
времени

они

воздействуют

явля­

друг на друга. Соответственно,

движущими

более значительным будет ре­

галактик

главными

не было ни галактик, ни звезд.

силами их эволюции и причи­

ной

ними. Галактики движутся, рас­

что из-за больших расстояний

ное

ширяются,

процессы

галак­

газом и пылью. Именно они и

этом

в

присоединяя

основном

при

Понятно,

сближения

Вспомним,

что

пространство

межзвезд­
заполнено

тик, изменений их формы и

взаимодействуют, когда галак­

небесные объекты. Но под дей­

разрушения

тики

ствием

миллионов лет.

мощных

небольшие

разнообразия.

зультат этого взаимодействия.

ми, но взаимодействием между

сил

гравита­

ции они испытывают взаимное

притяжение друг к друrу. В ре­

Не

занимают

сталкиваются.

Гравита­

ционное взаимодействие при­

следует

столкновение

сотни

думать,

двух

что

водит к изменению газопыле­

галактик

вой среды и перекачиванию ее

зультате некоторые рядом рас­

представляет собой бесчислен­

вещества из одной галактики в

положенные

ные столкновения между вхо­

другую. Столкновение между

дящими в них звездами. По­

галактиками

скольку

может спровоцировать бурное

галактики

иногда

сталкиваются.

Более того, оказалось, что
именно

взаимодействие

и

размеры

звезд

очень

малы по сравнению с расстоя-

или

их

слияние

рождение звезд.

Столкновение двух галактик

«Государства » во Вселенной

137

Звезды, как известно, возникают и формиру­

щих или сливающихся систем. Множество да­

ются в мощных газопылевых облаках. Трение,

леких, а следовательно, очень старых галактик

возникающее между газом в сталкивающихся

носят следы разрушения

галактиках,

ет о том, что в ранней Вселенной столкновения

порождает ударные

волны,

кото­

-

это свидетельству­

вещества

галактик были скорее правилом, чем исключе­

и способны вызвать образование новых звезд.

нием. Большинство скоплений галактик уже

Они в первые несколько миллионов лет своей

прошло

жизни имеют весьма необычную светимость и

более. Наш Млечный Путь тоже является ре­

рые

приводят

к

сильному

сжатию

через

одно

такое

столкновение

или

голубизну, а потому обнаружение таких звезд

зультатом слияния небольших галактик. А сей­

является

час он сам захватывает карликовую галактику,

наиболее

очевидным

признаком

произошедшего столкновения. Эти процессы

находящуюся на расстоянии всего

радикально влияют на исход. Например, две

товых лет. Через

спиральные галактики могут слиться и сфор­

ликовой галактики станут звездами Млечного

мировать эллиптическую. Большие галактики

Пути.

поглощают маленькие и растут до еще боль­
ших размеров.

Многие активные галактики, включая ква­
зары, также являются частью взаимодействую-

Магеллановы

100

60

ООО све­

млн лет звезды этой кар­

Облака

также

разрушают­

ся. По подсчетам астрономов, в ближайшие

10

млрд лет наша галактика полностью погло­

тит все вещество Магеллановых Облаков.

138

«Государства» во Вселенной

Наша rаnактика
м

лечный Путь относит­

Наиболее густонаселенная

ся к спиральному типу

звездами

галактик. Он содержит

хожа на диск или двояковыпу­

всего около

20 звездных скопле­

ний, собранных вместе.

часть

галактики

по­

клую линзу. С Земли она ви­

дится как бы с ребра. Огромное

Вид Млечного Пути «сверху».
ФотоНАСА

«Государсrва» во Вселенной

ВОПРОС

139

11

Как доказать, что СоllНЦе
pacno.lloжeнo и всеrда на­

хоДИJ1ось б11И3:ко к rмак­

тичес:кой ПJIОСКОСТИ?

содержит до

200

млрд звезд.

Солнечная сисrема находится
почти

точно в

средней

пло­

скосrи галактики, только бли­
же к ее краю, чем к центру, на

внутренней

кромке

спирале­

видной обласrи газа и пыли,
которая

называется

рукавом

Ориона. Рассrояние до центра
галактики

сосrавляет

около

28 ООО световых лет.
Галактика совершает один
Вид Млечноrо Пути с «ребра»

оборот вокруг своего центра за

220

млн лет, Солнце вращает­

ся вокруг центра со скоросrью
звезд

«осrрова». В сосrав этого ги­

светящуюся

гантского «осrрова» входят все

количесrво

удаленных

сливается

одну

в

полосу, которая и образует на

звезды, наблюдаемые на небе

ночном небе Млечный Путь.

как

Его

так и в телескопы.

ся

видимая

полоса

экваториальной

галактики,

являет­

обласrью

наиболее

богатой

невооруженным

глазом,

120

250 км/с,
800 ООО км/ч.
В
ся

то есrь почти

галактике

также

много

содержит­
межзвездно­

го газа и пыли. Межзвездное

Диаметр галактики сосrав­
ляет более

около

ООО световых

просrранство
нитными

пронизано

полями,

маг­

заполнено

звездами и созерцаемой нами

лет при средней толщине при­

часrицами высоких анергий

изнутри

мерно

космическими лучами.

самого

звездного

1000

световых лет. Она

-

Центр rалактики Млечный Путь. Фото НАСА

140

« Государства » во Вселенной

141

«Государства» во Вселенной

Как уже известно, у боль­
шинства

крупных

центре

есть

галактик

в

сверхмассивная

ко сама дыра. А она окружена

чу

еще и громадным аккрецион­

200

ным диском.

мерно через

друг

дру~у

со

скоростью

км/с. Когда-нибудь, при­

4-5

млрд лет,

черная дыра. Центр нашей на­

Но наша галактика не оста­

они столкнутся и сольются во­

зывается Стрелец. Ее размеры

нется вечно такой, как сейчас.

едино. Эту новую галактику,

составляют

больше

Оказывается, она сближается с

которая, вероятно, образуется

млн км, что равно размеру

туманностью Андромеды: эти

в будущем, астрономы назва­

галактики

ли Милкомеда .

22

немного

орбиты Меркурия. И это толь-

ОТВЕТЫ

1

125).

(с.

ночном

Комета перемеща­

движутся

небе.

-

галактика

навстре-

СlJ.едующая

это

знамени­

ростей.

При

вещества

с

ется О'ПIОСИТеllЬНО звезд. Эrо

тая туманность Андромеды.

выдеlJ.Яется

перемещение

соударении

поверхностью
энергия

в

виде

Она видна невооружеlПIЬIМ

рентгеновского

тить за неаю11Ько часов И11И

гlJ.азом

Такое изlJ.учение может воз­

даже

IIЯТНЬ1П1Ка. Кроме этих га­

никнуть

lJ.акти:к на южном небе хо­

нии между собой падающих

за

можно

неско11Ько

заме­

десятков

минут.

2

126).

<с.

Звезд с малЬIМИ

рошо

в

виде

видны

светящегося

спутники

-

на­

массами существенно боllЬ­

шей галактики

ше, чем звезд с боlJ.ьmими

Малое МагеlJ.lJ.ановы ОбlJ.ака.

массами.

6 (с. 130). Самые старые звез­

Основная

часть

при

СТОlJ.КНОВе­

на черную дыру частиц.

9 (с.133). Такими свойствами
обlJ.адают

TOlJ.ЬKO

черные

дыры.

это красные кар11ИКИ.

тяжеlJ.ЬIМИ эlJ.ементами про­

3 (с. 126). Самые старые звез­

тогалактического

газового

10 (с. 136). ЧеlJ.овеческое тelJ.o
на 65% состоит из кисlJ.оро­
да, на 18% из угlJ.ерода, а так­

ды в таких галактиках зани­

обlJ.ака. Массивные звезды,

же азота, магния, фосфора

мают обlJ.асть пространства

быстро

и многих других эlJ.ементов.

примерно такую

же, какое

взрывались и обогащаlJ.И газ

Всего в живых организмах

протогалактиче­

протогалактики образовав­

установlJ.ено

шимися

ЭlJ.ементов.

звезд с

малЬIМИ

занимало

ское
го

обlJ.ако,
они

массами

из

-

Бо.11Ьшое и

и

изlJ.учения.

которо­

ды образовались из бедного

ЭВОlJ.ЮЦИонируя,

в

них

тяжеlJ.ыми

70

химических

Все

ЭlJ.ементы,

сформировались.

ЭlJ.ементами. Поздние поко­

бolJ.ee тяжеlJ.ые,

Оставшемуся газу сжаться

lJ.ения звезд образовались из

род и геlJ.ий, ВКlJ.ючая же­

в

веществ с бо.11Ьmим содер­

lJ.езо,

жанием метшов.

термоядерных

реакциях

недрах

Химические

галактической

01J.оско­

сти мешаlJ.И центробежные

сИ1J.Ь1,

отбрасЬ1Вая

его

от

7

(с.

131).

центра. В резуlJ.ьтате в ПlJ.О­

ды

скости

01J.отно

вращения

спираль­

в

НейтроННЬ1е звез­

основном

состоят

упакованных

из

ней­

чем

водо­

синтезировались

звезд.

ЭlJ.ементы,
чем

бolJ.ee

жеlJ.езо,

при
в

тяжеlJ.ые,

образовались

тон­

тронов. В таком состоянии

кий вращающийся газовый

нейтронную звезду можно

вых звезд.

диск, в котором и образуют­

рассматривать

11

ся самые моlJ.одые звездные

ское атомное ядро. Косми­

объекты галактики.

ческое тelJ.o не может состо­

ся б1J.И3ко к середине галак­

4

ять из одних протонов, так

тического

породы,

как между ними возникнут

то, что

3еМ1J.Ю

гигантские CИlJ.ЬI отталкива­

го Пути почти совпадает с

ния и тelJ.o разрушится.

бо.11Ьmим кругом небесной

8

сферы.

ных

(с.

галактик

127).

образцов

возник

Возраст одного из
lJ.унной

привезенного

на

экспедицией «AnolJ.lJ.oн-15»,
оценен в

5

U8).
lJ.акти:к (с.

тика

4 МlJ.Рд 150 М1J.Н lJ.eт.
Одна из таких га­
это

Мl.1.ечный

наша

галак­

Пуrь.

Мы

(с.

132).

как

гигант­

В двойной звезд­

во время вспышек сверхно­

(с.

139).

Свидете.11Ьством

того, что СоlJ.НЦе находит­
диска,

середина

Вектор

ЯВlJ.Яется

Мl.1.ечно­

скорости

ной системе одним из ком­

СоlJ.НЦа относите.11Ьно цен­

понентов может быть ней­

тра

тронная

в галактической 01J.оскости.

звезда.

Вещество,

галактики

засасываемое этой звездой,

Это

представlJ.Яет­

в ее окрестностях разгоня­

СоlJ.НЦе всегда двигалось в

ся в виде светlJ.OЙ поlJ.осы на

ется до очень высоких ско-

ЭТОЙ ПlJ.ОСКОСТИ.

поэтому

она

ее

на

lJ.ежит

изнутри,

рассматриваем

указывает

тоже

то,

что

142

Космология

космология
Возникновение
космоnоrии
д

о сих пор предметом

Современная

космология

нашего интереса были

возникла

составные части Вселен­

тии. Датой ее рождения мож­

в

ной: планеты, звезды, их ско­

но считать

прошлом

1915

столе­

г., когда Аль­

пления, галактики. Точно так

берт Эйнштейн опубликовал

же различные области меди­

Общую

цины занимаются отдельными

ности (ОТО). Благодаря реше­

органами и системами челове­

ниям уравнений Эйнштейна

ческого организма. И как этот

были описаны такие объекты,

организм

живет

по

законам,

как

теорию

черные

относитель­

дыры,

уточнено

движение планет,

тельности своих органов, так и

лых галактик. В этой теории

Вселенная развивается по осо­

было

бым законам, не сводящимся

вание

к свойствам своих подсистем.

совсем недавно открытых экс­

фон или сцена, на которой ра­

Исследованием

периментально. Именно ОТО

зыгрываются события в миро­

лежит

современных

здании. Например, считалось,

моделей Вселенной и ее разви­

что гравитация создается мате­

тия во времени (эволюции).

риальными телами, существует

именно

этих

принципов занимается специ­

альный раздел астрономии

-

космология. Она изучает свой­

предсказано

звезд и це­

Событие в физике и

не похожим на принципы дея­

существо­

гравитационных

в

основе

астрономии отмечено местом,
где оно случилось, и временем,
когда произошло

волн,

ства и эволюцию Вселенной в

Физика существует в про­

в нашем обыЧном (трехмерном

целом . Космология действует

странстве (то есть в нем проис­

евклидовом) пространстве, ни­

на стыке со многими сложны­

ходят физические процессы), но

чуть не влияя на него.

ми разделами физики, такими

пространство, описываемое гео­

Любое событие (движения

как теория гравитации, физика

метрией, обитает само по себе,

и столкновения тел, распад ато­

элементарных частиц и сверх­

то есть не зависит от того, что

мов, взрывы звезд и др.) может

высоких энергий.

в ней происходит. Это просто

быть помечено четырьмя чис-

Альберт Эйнштейн

Космология

143

ЧТО ТАКОЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ЛИНИИ?
В неевклидовых, то есть ис­

мяча,

кривленных

кувшина или нйца

геометрических

спинки

пространствах роль прямой

неполный

играет

мерных

(или

геодезическая

просто

линия

геодезическан).

кресла,

-

вот

список

дву­

искривленных

пространств.

Если

мате­

Это означает, что любая, не

риаль11аs1 точка движется

сли1пком

большан

по какой-либо из подоб­

sшлнетсн

кратчайшей,

диняющей

ее

концевые

часть
сое­

точки

этой части. На сфере геодези­

ных

поверхностей

так,

что на нее не действуют
никакие

силы,

кроме

ре­

ческими нвлнютсн дуги боль­

акции поверхности, то ее

ших кругов, на круговом ци­

траектория

линдре

-

винтовые линии.

есть

геодези­

ческая.

В быту мы сталкиваемсн с

Риманово пространство в

примерами

ОТО нвлнетсs1 обобщени­

геометрии

кривленного

ис­

пространства

значительно

чаще,

чем

ем

подобной

поверхности

геометрии

с

двух

можно подумать. Простей­

рений

ший пример риманова про­

ставить

странства представлнет лю­

какого-то образа

бая

гладкая

поверхность:

лами: положением в простран­

стве

(тремя

пространствен­

на

изме­

четыре.

наглядно

Пред­
в

виде

Художественное

его ни­

представление искривленного

как невозможно.

пространства-времени

Эйнштейн в ОТО объеди­
нил

геометрические

движутся

по

искривлен­

ным орбитам не под действи­

с

ем

ными координатами), где оно

такого

произошло,

ческой природой гравитации.

тацией, а по геометрическим

и

моментом

вре­

пространства

ле,

свойства

физи­

силы,

именуемой

мени, когда это событие случи­

Иными словами, он на матема­

линиям,

лось. В классической физике, в

тическом языке геометрических

геодезическими.

том числе в ньютоновской тео­

пространств сумел описать фи­

рии тяготения, пространствен­

зическую реальность

ные

тацию. Правда,

и

временная

координаты

-

грави­

геометрия и

которые

грави­

называются

Сила притяжения (знако­
мая нам до боли при падении)

в

ОТО

рассматривается

описываемые ею пространства

искажение

от друга. Эго как разные бирки

не евклидова, а так называемая

пространства-времени,

на одном товаре, сообщающие

риманова. Каждое событие во

зошедшая

нам о его различных достоин­

Вселенной

находящихся в нем тел. Это

ствах.

тырехмерном мире простран­

можно

ства-времени.

стрировать, положив тяжелый

В

независимо

ОТО к трем

измерениям

основным

пространства до­

бавляется еще одно

-

время. В

происходит

Главная идея, с помощью ко­

торой Эйнштейн объяснил гра­

результате получается единое

витационные

геометрическое

очень

пространство,

в че­

проста.

взаимодействия,

Гравитация

не

или

как

друг

существуют

под

деформация
прои­

воздействием

наглядно

продемон­

предмет на батут: впадина под
предметом

искривление

пространства-времени,

скаты­

вание в центр впадины более

названное пространством-вре­

обычная сила, а следствие того,

мелких предметов

менем. В нем все координаты

что пространство-время не яв­

ние силы притяжения.

равноправны и имеют одина­

ляется

принято

Когда гравитация слаба и

ковую природу. В отличие от

было думать раньше. В ОТО

не играет никакой роли (на­

обычного

пространство-время

пример,

трехмерного

про­

плоским,

как

изогнуто

на

-

уровне

проявле­

атомных

странства, где мы обитаем, но­

или

помещенны­

явлений), это четырехмерное

вое пространство является че­

ми в него массами и энергией

пространство неискривленное,

тырехмерным.

(любой). Тела, подобные Зем-

плоское, евклидово. Но в кос-

искривлено

144

Космология

ВЕЩЕСТВО

И ПРОСТРАНСТВО
Не

следует

считать,

гравитационное
нолннет

что

поле

на­

пространство

и

тем самым искривлнет его.

Поле само по себе являетсн
искривленным

простран­

ством! В ОТО гравитаци­
ошюе

поле

и

структура

(геометрии) пространства
восприпимаютсн как одно

и то же пшштие. В урав­

ненинх

Эйнштейна

соответствует
же

математическан

чина.

им

одна

и

та

вели­

Следовательно,

в

ОТО вещество пе мыслит­
сн вне :}ТОГО гравитацион­

Искривление пространства-времени вблизи Солнца и Земли

ного

ПОЛН,

а

ОНО,

В

CBOIO

очередь, не мыслито1 без
искривленного

простран­

мических масштабах оно наде­

искривление и есть поле тяго­

ства. Таким образом, веще­

ляется кривизной, определяю­

тения. Планета движется по

ство

щей движение материальных

эллипсу вокруг Солнца не по­

принимаютсн

и

пространство
как

вос­

крепко

объектов . Гравитационные по­

тому, что светило притягивает

связанные 1101штин, более

ля в ОТО выражаются через

ее, а благодаря особым свой­

того, как взаимосвязанные

кривизну

ствам

части единого целого.

четырехмерного

пространства-времени.

В ОТО тела всегда следу­
ют по
в

геодезическим

четырехмерном

линиям

простран­

стве-времени. В отсутствие ма­
терии

эти

прямые

четырехмерном
соответствуют

линии

в

пространстве

прямым

лини­

ям в трехмерном . В присут­
ствии материи четырехмерное
пространство-время искажает­
ся,

вызывая

екторий

искривление

тел

в

тра­

трехмерном

пространстве.

Пространство-время

осо­

бенно искривляется в присут­
ствии больших масс, таких как
Солнце. Чем ближе к нему,
тем больше кривизна. Иными
словами, геометрия простран­
ства-времени

больших

в

искривленного

ранства-времени.

окрестности

материальных

тел

становится неевклидовой. Это

прост­

Космология

145

Расwирвющавсв &ь1nо nи

Всеnенная мира?

сотворение

к

акой

в

была

школьной

вестно,

Вселенная

прошлом?
что

газ

Из курса

физики

при

из­

расшире­

нии охлаждается, а при сжатии

нагревается. Вещество Вселен­

ной

-

по сути тот же газ. Основ­

ные характеристики вещества,

Расширение Вселенной от рождения до наших дней

том числе и газа,

-

плотность,

давление и температура. Если
сейчас Вселенная расширяется,

ч

то происходит с нашей

лактики удаляются друг от дру­

то

Вселенной

с

течением

га со скоростью тем большей,

когда-то она было очень ма­

времени, на

ленькой и очень горячей.

можно

предположить,

что

протяжении

чем больше расстояние между

многих миллионов и миллиар­

ними. Исходя из скоростей раз­

дов лет? Меняется ли она или

бегания галактик, Хаббл рассчи­

считали ученые,

остается

тал,

назад она была во столько же

неизменной

(статич­

ной)? Под изменением подразу­
мевается изменение основных ее

что

расширение

началось

около 20 млрд лет назад.

И действительно, как под­

13,7

млрд лет

раз меньше протона, во сколь­

В теоретическом плане идея

расширения

ства, расстояний между галак­

предсказана российским мате­

странстве» не было разделения

тиками и их скоплениями и т. д.

матиком

на несколько видов сил

Очень долгое время ученые

Вселенной

Александром

маном. В своей статье

была

ко протон меньше Луны. В этом

характеристик: плотности веще­

Фрид­

«0

кри­

невообразимо

витационную,

малом

«про­

-

гра­

электромагнит­

считали, что Вселенная статич­

визне пространства», опубли­

ную и иные. Действовала еди­

на и неизменна. Эго означало,

кованной в

ная и неделимая сила.

что

к выводу, что наша Вселенная

ни через

тысячелетия,

ни

1922

г., он пришел

через десятки тысяч лет ничего

эволюционирует:

она

расши­

По

неизвестной

произошел

взрыв,

причине
вследствие

в небесах не изменится и кар­

ряется, ее объем растет. Эта

которого все содержимое «ТОЧ­

тина звездного неба останется

идея была настолько нова, что

КИ» приобрело скорость и стало

прежней.

даже Эйнштейн вначале вос­

разлетаться. Скорость расши­

принял ее с недоверием.

рения была особенно велика в

В ХХ в. существовали ги­
потеза стационарной (статич­
ной)

Вселенной

расширяющейся

и

гипотеза

Вселенной.

самые первые мгновения, и за
совершенно

ВОПРОС1

Подтверждение как в теории,

Вл.ияет .l1И расширение

так

Все.J1е1П1ой на расстоя­

и

путем

экспериментов

ние 3еМ11И:

получила вторая.

Окончательное

подтверж­

дение было получено в
когда

1929

американский

г.,

астро­

l)доЛуны;

2)

до центра Мllечноrо

Пути;
до rмактики М

ном Эдвин Хаббл обнаружил

3)

расширение

созвездии АндромеДЬli

Вселенной.

Эгот

4)

представлению

сверхскоПllения

о

неизменной

в

до центра местноrо

факт полностью противоречил
Вселенной. Оказалось, что га-

31

тик?

rмак­

ничтожное время

Космология

146

размер Вселенной вырос от О до

1 см .

Эгот период ее эволюции

назвали инфляцией. Накопив­
шаяся
стала

кинетическая
переходить

в

энергия
энергию

рождающихся и разлетающих­
ся затем элементарных частиц.

Из-за этого возникавшая мате­
рия нагрелась до чудовищных

температур. Появилось огром­
ное количество квантов света

-

фотонов. Со временем все это
начало остывать~ а фотоны раз­
летелись

по

расширявшемуся

пространству.

Само
вавшее

событие,

ознамено­

зарождение

Вселен-

Образование галактик из крупных скоП11.ений материи.
И11Люстрация НАСА

ной, а также последующее ее
развитие

с

расширением

и

остыванием назвали Большим
взрывом.

Спустя одну десятимилли­
ардную долю секунды с начала
взрыва единая сила стала рас­
падаться

на

отдельные

типы.

Появились электроны и квар­
ки в свободном виде. Вещество
в

таком

состоянии

называли

кварк-глюонной плазмой.

Примерно через одну сто­
тысячную долю секунды квар­

ки слились в протоны и ней­

троны. Начиная с четвертой

Космология

147

минуты, Вселенная остыла на­
столько, что при столкновени­

ях протонов и нейтронов ста­

ли

образовываться

атомные

ядра. Причем в процессе соу­
дарений с новыми частицами
ядра постепенно утяжелялись

за счет присоединения к ним

каждый раз протона или ней­

трона.

При

этом

поначалу

сформировались ядра

лишь

самых легких химических эле­

ментов . Вскоре Вселенная рас­
ширилась уже настолько, что
столкновения

между

части­

цами стали огромной редко­
стью .

Примерно через

300 ООО лет

после Большого взрыва Вселен­

Таким можно представить Большой взрыв

ная остыла так, что электроны
начали

прочно

удерживаться

ядрами и появились стабиль­

звезды,

ные

ки. Вселенная понемногу ста­

полняет Вселенную

никновение атомов из свобод­

ла

оно

нь~х ядер и электронов. привело

рый мы наблюдаем сегодня.

к образованию всех встречаю­

Со

образовались

Описанный сценарий про­

щихся

звезды и планеты, включая и

исхождения Вселенной назы­

атомы.

Постепенно

сегодня

во

воз­

Вселенной

лет

начали

400

позднее

принимать

временем

тот

и

галакти­

вид,

кото­

нашу Землю.

химических элементов.

Спустя примерно

а

млн

формироваться

в зрыва

называется

электромагнит-

-

сейчас

реликтовым

или фоновым излучением .

вают

Оставшееся с момента Боль­
шого

ное излучение до сих пор на­

моделью

горячей

Все­

ленной. Это означает, что все
процессы

на

начальных

эта­

пах развития Вселенной про­
Формирование rалактик в развивающейся Вселенной.

Иllllюстрация НАСА

исходили

при

температурах.

сверхвысоких

Модель

была

придумана американским фи­
зиком российского происхож­

дения

Джоржем

(Георгием)

Гамовым. Суть такой модели
Большого
том, что

взрыва

13,7

состоит

в

млрд лет назад

все мироздание было сжато
в

невообразимо

крошечном

объеме, можно сказать, точ­

ке, и было очень горячо. В
космологии
называется

такое

состояние

сингулярность

и

означает бесконечно большие
плотность, температуру и дав-

ВОПРОС2
Можно l1И увидеть

ПlllOe Bce.llemюй?

npo-

148

Космология

ление. Из этого состояния и произошел Боль­

ных представлений. Нет ответа и на вопрос, что

шой взрыв.

было до этого состояния. Пространство и вре­

Физического толкования синrулярность не

мя в таком состоянии не существуют. Поэтому

имеет. Она обладает неизвестными свойства­

нельзя указать точку на небе, где произошел

ми, выходящими за рамки современных науч-

Большой взрыв.

Инфn•11••

n
ная

было!).

Причем

раздувание

происходило со скоростью, го­

ервые мгновения после

раздо большей скорости света.

Большого взрыва
время,

очень

когда

быстро

это

Вещества в обычном понима­

Вселен­

нии не было, а имелась некая

расширя­

первородная субстанция, став­

-

лась с крайне маленьких, ми­

шая источником не притяже­

кроскопических

ния, а отталкивания. Иными

размеров

до

огромных. И произошло это

словами,

за малые доли секунды. Такой

витация .

процесс в космологии назвали

появилась

антигра­

Представим себе, что гра­

раздуванием или инфляцией.

витация

Слово это позаимствовано из

сменилась бы антигравитаци­

в

нашем

мире

вдруг

экономики и обозначает бы­

ей. Вселенная со взрывом раз­

стрый рост какой-нибудь вели­

летелась бы. Так и произошло

чины,

в начале инфляции. Из-за дей­

роста

при

котором

скорость

пропорциональна

са­

ствия сил отталкивания Все­

мой величине. Это значит, чем

ленная

больше размер Вселенной, тем

кинетическую

быстрее идет ее расширение.

рая наблюдается сейчас в виде

Особенность

инфляцион­

приобрела

хаббловского

большую

энергию,

кото­

расширения.

В

ной стадии в том, что на самом

пространстве возникли обла­

деле это не расширение, а мгно­

сти со случайной плотностью

венное образование простран­

энергии,

ства и времени (их раньше не

лом образования галактик. В

послужившие

Антигравитация

-

физическое явление,
противопо11ожное гравитации:
оно означает не притяжение
те11, а их отталкивание

нача­

конце фазы инфляции темпе­
Этапы развития Все11еIШой. Иллюстрация НАСА

ратура Вселенной понизилась
настолько, что из единой до
того силы возникли все четыре

типа фундаментальных физи­
ческих сил (взаимодействий):

сильная

и

слабая

электромагнитная

ядерные,
и

гравита­

ционная.

Формирование ранней Все­
ленной

3

завершилось

через

мин после Большого взры­

ва. Начался процесс объеди­
нения протонов и нейтронов

в ядра

нуклеосинтез. Затем

-

температура и плотность упа­
ли

еще

счет

в

миллиарды

времени

тысячелетия.

уже

раз,

пошел

и
на

Космология

Темная зnоха

149

РАСШИРЕНИЕ
И ТЕМПЕРАТУРА
ИЗЛУЧЕНИЯ
Сразу после рождения Все­
ленная

продолжала

расти

и охлаждаться. При этом
охлаждение происходило в

том числе и благодаря рас­
ширению

пространства.

Электромагнитное
чение

излу­

характеризуется

длиной

волны,

которую

можно

связать с темпера­

турой:

чем

на

волны

больше

дли­

излучения,

меньше температура.

тем

Но

если пространство расши­

ряется, то будут увеличи­
ваться

и

расстояние

меж­

ду двумя гребнями волны,
и, следовательно, ее длина.

Модель Большого взрыва. Иllllюстрация НАСА

Значит, в расширяющем­
ся

пространстве

тура

з

а 500 ООО лет после Большо­
го взрыва Вселенная ость1-

ла

примерно

до

3000°С.

Началась
Вселенной

эпоха,

было

когда

уменьшаться. Это и под­

совершенно

тверждает крайне низкая

темно, пусто и холодно,

-

неу­

дивительно, что космологи про­

тоны и ядра атомов гелия уже

звали ее темной . Темная эпоха

захватывать

свободные

должна

во

При такой темпераrуре про­
могли

темпера­

излучения

продолжалась около

250

температура

современно­

го реликтового излучения.

млн

превращаться

лет. Во Вселенной не было ни

примерно -120°С и продолжа­

при этом в нейтральные атомы

одной звезды, ни одной галак­

ло остывать по мере расшире­

водорода

тики.

ния пространства. Реликтовое

электроны

и

и

гелия.

Образова­

Пространство было

за­

лась однородная Вселенная, со­

полнено главным образом тем­

излучение

стоявшая из рассеянных частиц

ной материей и основательно

ние фотоны, возникшие, когда

трех типов: легких частиц (или

уже

темпераrура

лептонов)
и

вроде

нейтрино,

электронов

излучения

(фо­

остывшим

(древним)

реликтовым

излучением,

кото­

Вселенной

-

это

самые древ­

расширявшейся

упала

настолько,

рое тогда было более корот­

что позволила разделиться ма­

тонов) и атомарного вещества

коволновым

терии и излучению.

(атомов водорода и гелия).

соответствовало

(инфракрасным),
темпераrуре

Атомарная материя состав­

ляла
коrдА ВЕЩЕСТВО и ИЗЛУЧЕНИЕ СРАВНЯЛИСЬ?
Все, что мы видим,

-

это ве­

щество. То, благодаря чему

преобладало

излучение.

Доля вещества непрерыв­

1/10 темной и состояла из

атомов водорода и гелия.

ВОПРОС

3

срав­

Почему в раз.llИЧНЬIХ кос­

тромагнитные волны. Соот­

нялась с долей излучения

мических объектах почти

ношение между излучением

примерно через

и

В то время средняя тем­

ное содержание rellИЯ, но

пература Вселенной была

разное содержание бо11ее

47° С.

тя.же11ЬIХ э11ементов?

мы

в

видим,

-

веществом

это

во

свет, элек­

Вселенной

процессе эволюции

лось.

В

ранней

меня­

Вселенной

но

увеличивалась

и

70 млн лет.

одинаковое

относите11ь­

Космология

150

Реnиктовое

изnу11ение

ПОЯСНЕНИЕ
В ТЕОРИИ
Представьте,

что

вы

си­

дите у камина и смотрите

на угли. Пока огош, н>рит
ярко,

уI"ли

кажутси

жел­

тыми. По мере затухании

г

пламени
до

угли

тускнеют

оранжевого

тем

до

цвета,

за­

темно-красного.

Когда огонь почти потух,
угли перестают испускать
видимое излучение, одна­
ко, поднеси к ним руку, вы
почувствуете жар, что <н­
начает,
жают

что

угли

излучап,

но уже

в

про tl,ОЛ­
:;,нергию,

и11фракрас110:\1

диапазоне частот. Чем хо­
лоднее объект, тем ниже
излучае:\1ые

и:\1

частоты

и больше длина волн. По

сути,

Пензиас

определили

и

Вилсон

те :ш1ературу

«КОС:\Пtческих углей » Все­
ленной

после

того,

как

опа остывала па протиже­

Рупорная антенна, или радиотелескоп, А. Пензиаса и Р. Вилсона,

нии почти

с помощью которой они открыли реликтовое микроволновое

14

:\Ырд лет.

излучение. Фото НАСА

д иапазон частот релик­

тового излучения в на­

ши дни

-

от

500

МГц

(мегагерц, или миллион герц)

500

Реликтовое излучение, су­
ществование

которого

пред­

наковой

интенсивностью),

распределенным

равномерно

сказал также Георгий Гамов,

в

и

было открыто в

(не связанным с каким-либо

1965

г. амери­

пространстве,

фоновым

Ггц (гигагерц, или мил­

канцами Арна Пензиасом и

конкретным

лиард герц). Длина наиболь­

Робертом Вилсоном. Они об­

Никакая теория, кроме тео­

шей волны

- 60 см, а наимень­

наружили, что Вселенная на­

рии

- 0,6

мм . Реликтовое из­

полнена

электромагнитным

могла

лучение несет в себе огромное

излучением в микроволновом

дение

космического

количество

диапазоне

тового

излучения.

до

шей

информации

о

том, что происходило со Все­

вавшие

ленной

что

до

того,

образовываться

как

начали

Последо­

измерения

показали,

это

характерное

класси­

горячей

Вселенной,

объяснить

убедительное

как

также многие другие объек­

ное объектам с температурой

чей Вселенной.

ты.

около -270 ° С

(3

всего

градуса

точки,

ни

этого

являются

ни

излу­
некие

на

три

К), то есть
выше

его

триваться

подтверждение

не

релик­

Факт

стал

ческое излучение, свойствен­

Источником

не

происхож­

существования

а

чения

галактики,

частот.

источником).

За

рассма­

теории

горя­

прошедшие несколько

десятилетий исследования ре­

абсолютного нуля. Его длина

ликтового

какое-либо место в Солнечной

волны составила

дились неоднократно . Сейчас

системе. Из этого был сделан

оказалось

вывод, что оно имеет внегалак­

пространяющимся

тическое происхождение.

личным направлениям с оди-

центр

галактик,

ни

7,35

см. Оно

изотропным
по

(рас­
раз­

наиболее
измерения

составляет

излучения

точный
его

прово­

результат

температуры

2,725 К (-270,425°С).

Космология

151

Темная материв

n

очти

лет

100

назад

в

данном случае закон Ньюто­

астрофизических наблю­

на), либо есть какая-то скры­

дениях было замечено,

тая,

невидимая

нам

масса.

что мир, вероятно, состоит не

Наиболее

только из того, что мы видим:

кой зрения является теория о

популярной

звезд, туманностей, межгалак­

скрытой массе

тического газа и прочих астро­

рую мы не видим, потому что

-

точ­

такой, кото­

номических объектов . По вра­

она не испускает свет. Та ма­

щению

терия,

звезд

вокруг

центра

галактики можно определить,

которая

не

испускает

свет, была названа темной. Ее

какова ее масса. Так вот, мас­

присутствие

са, оказывается, больше, чем

косвенному признаку: темная

то,

что

мы

видим

как

светя­

материя

щуюся галактику (разглядеть

онное

можно

лучая

только

то,

что

испу­

скает излучение). Например,

опознается

создает

поле,

при

никаких

по

гравитаци­
этом

не

из­

электромаг­

нитных волн.

в состав Млечного Пути вхо­

Темная

масса

Вселенной

ВСЁ МОЖЕТ БЫТЬ

дит определенное количество

в

звезд, которое можно подсчи­

су обычной материи

тать

что видят глаза и приборы. В

КАК МЫ ВИДИМ

отличие от обычной материи,

В 1930-х гг. швейцарский

которая

астроном

путем

астрономических

наблюдений.
но

известно,

А

еще

Приблизитель­
какова

можно

их

масса.

посмотреть;

шесть

раз

центру

галактики,

классический

центра

масса

со скоростью

220

примерно

км/с. Если

той,

-

диск,

гало,

темная

НЕ ТАК,

Фриц

Цвикки

измерил скорости, с кото­
рыми

галактики

скопле­

более

ния Волосы Вероники (а

охватыва­

это одно из самых боль­

гигантской

ших

вращаться

сферой. В этом смысле вокруг

щее

медленнее. Было сделано два

и внутри нашей звездной си­

движутся

стемы находится еще одна га­

центра.

лактика.

чился неожиданным: ско­

ИСХОДИТЬ
то

оно

из

видимых

должно

звезд,

предположения:

либо

ны

неверны

гравитации

зако­
(в

галактику

к

образуя

распределена

равномерно в

ющем

мас­

концентрируется

как Солнце вращается вокруг
галактики:

превышает

скоплений,

из

рости

тысяч

состоя­

галактик)

вокруг

общего

Результат

полу­

галактик оказались

гораздо больше, чем мож­
Гипотетиче­
ское изображе­
ние темной ма­
терии вокруг

но было ожидать, исходя

из наблюдаемой суммар­

ной :\~ассы скопления. Это
означало,

что

истинная

Земли.Она

масса

имеет вид ни­

Вероники

тей или волос,

ше

видимой.

состоящих из

ное

количество

каких-то неиз­

присутствующей

вестных частиц

области Вселенной, оста­

и проходящих
через планету насквозь.

Иллюстрация
НАСА

скопления

Но

по

нам

невидимым

каким-то

для

боль­
основ­

материи,

ется

ступным

Волосы

гораздо

в

этой

причи­

и

недо­

прямых

на­

блюдений, проявляя себя
только гравитационно, то
есть только как

:\tacca.

152

Космология

Темная материя уже существовала в момент

ют на излучение, но и практически не взаимо­

Большого взрыва. Без нее наш мир не мог воз­

действуют между собой. Многие исследователи

никнуть. Кроме тяготения, темная масса ничем

считают, что они оставались холодными даже

себя не выдает. Предполагается, что она состоит

при Большом взрыве. О них нет абсолютно ни­

из неизвестных элементарных частиц со стран­

каких

ными свойствами (для них уже предложено на­

витации. Есть только научное название

экспериментальных данных,

кроме

гра­

-

хо­

звание нейтралино). Они не только не реагиру-

лодная бесстолкновительная темная материя.

Темная знерrия
у

же

почти

науке

столетие

держится

ставление

том,

что

Вселенная расширяется.

Как

долго

будет

о

в

пред­

продолжаться

расширение и чем оно закон­

чится? Силы гравитационно­
го притяжения, действующие
между

отдельными

Вселенной,

мозить

частями

стремятся

разбегание

затор­

этих ча­

Ускоряющееся
расширение

стей.

~

~
~
~

До 1970-х гг. общеприня­
тым

был

прогноз

расширении

которое

о

нашего

неизбежно

привести

к

так

тепловой

смерти

~

вечном

Мед.ленное "
расширение

мира,

должно

Большой

называемой

-

_ ________

состоянию системы, когда ве­

щество

в

ней

_________

взрыв

такому
Расширяющаяся Все.ленная

распределено

Этапы расширения Вселенной. Иллюстрация НАСА

равномерно и разные ее части
имеют одну и ту же темпера­

туру. Поэтому невозможна ни

до

должно

на, чем темная материя. Из­

передача

было быть согласно существо­

вестно лишь, что она занима­

вавшей

Оказалось,

ет большую часть Вселенной

что скорость расширения Все­

и не видима даже с помощью

ленной

самых

энергии

части системы

от

перераспределение

В

такой

одной

к другой,

системе

ни

вещества.

ничего

не

дальше,

чем

это

теории.
со

временем

увели­

современных

прибо­

происходит и никогда уже не

чивается: сейчас она гораздо

ров. Для нее характерно рав­

сможет произойти.

выше,

номерное

В

г.

чем

после

Большого

распределение

по

астрофизикам

взрыва. Если так будет про­

представился еще один шанс

должаться и в будущем, то

ровать ее воздействие можно

сопоставить

Вселенная замерзнет.

лишь

1998

данные

теорий

с фактами. Этот год ознаме­
новался

на

огромных

космиче­

ских расстояниях. То есть тем­

-

сверхновой

рить движение тела, ему нуж­

ная

звезды в далекой от нас галак­

но передать энергию. Причи­

энергия

тике.

ну,

Все­

себе, не связанная с находя­

расстояние до нее и крайне

ленную расширяться быстрее,

щимися в нем обычной мате­

удивились

дан­

стали называть темной энер­

рией и энергией и не завися­

гораз-

гией. Она еще более загадоч-

щая от них.

ным:

взрывом

Как известно, чтобы уско­

всей Вселенной, а зарегистри­

Астрономы

измерили

полученным

звезда вспыхнула

которая

вынуждает

энергия

это

космоса

какая-то

самого

по

Космология

Количество
гии

в

темной

космосе

153

энер­

превосходит

энергии всех звезд и галактик
и

значительно превышает ко­

личество обычного вещества.

Вселенная состоит из
ной энергии,

22%

Содержание

тем­

разных видов

темной ма­

материи

74%

3,6% межгалактическо­
го газа и 0,4% звезд.

в общей

терии,

Вселенная

ускорением.

расширяется

Обычное

с

грави­

массе

Вселенной.
И1111юстрация
НАСА

тационное притяжение замед­

ляло бы разбегание галактик,
а в нашей Вселенной все нао­

борот. Темная энергия созда­
ет

антигравитационное

которое

не

поле,

притягивает,

а

ющая сила действия темной
энергии

со

временем

начнет

расталкивает галактики прочь

превосходить

друг от друга и заставляет их

остальные

разлетаться

ной . В резуль тате могут быть

с

возрастающей

скоростью.

разорваны

Судьба нашей Вселенной,

по

силы
все

мощи

во

все

Вселен­

гравитацион­

но-связанные объекты

вроде

сценарий дальнейших в ней

галактик,

событий

полностью

опре­

электростатических и внутри­

деляются

темной

энергией,

ядерных взаимодействий, за­

если ее свойства во времени

тем

остаются неизменными. Уче­

крочастиц

преодолены

силы

произойдет распад

-

и

мир

ми­

будет

темная

полностью уничтожен. Прав­

расширить

да, произойти это может не

Вселенную до состояния абсо­

ранее чем через десятки, а то

лютной «пустыни». Расширя-

и сотни миллиардов лет.

ные

полагают,

энергия

может

что

Такой можно представить Вселенную: зеленая сетка внизу
гравитация, фиолетовая вверху

-

-

темная материя.

И1111юстрация НАСА

ВОПРОС4
Конечна Иl1И бесконечна
звездная Вселенная?

Космология

154

ссБЛИЗНЕЦЫн
Тем на я

матери si

';)нергия

ера .зу

го

рол1111ис1,

же

110'1п1

носле

взрыва.

Это

субста111~ии
свойствами.
гия

11 1еi\1на si

с

Бо ,1ы1ю­

1\Ве

ра HIЫl'

ра] 1НР111ыми

Темнаs~

равномерно

';)Нер­

разлита

но

Вселенной и отвечает ы ее

рап1111ре1111t'.

p11si 1нк ,1t'

Тl':\111,н1

l:io,1ы1101 о 111ры11,1

с1 а ,1а со!н1р,11 ы: я

111

ко1оры\

тики.

ла<.ъ» 11ротонаi\111

нами, то CCI

1>

нее обр.нова­

11,

" У п1жр ,111-

\11:\lll'tl'cкнe ·Jлементы, обр<1-

нl'С11 ро­

1011,11н1111е со време11еi\1 вен~е­

к,1к,н1-1 о

:\1,11 Ррии

\1,11 t•p11t•i1, 111

,1 в11ут ри тп1х
111 1ll'p11011il'l<1 11l>HЫX
,11 O\IOll Jkt',1l'llllOJI (1!01\Оро­
,\,1, 1t.•,111si и 1\ейтерия) - все

11 «KO\IKll »,

11011111к , 111

Ко1 ,,,1

тем110С1

:\1,11 t'-

11

1,1 , 1.н; ­

'1,К

CT<1Лil обы•1110С1

, 111tъ

1щ•

с

sве1 ,\1.1,

1,\

1110 JJ,1<11 Il'T.

rравитаqионно-воnновая
астрономия
Гравитаци­

ы

м

познакомились

реликтовым

с

электро­

возникшие

излуче­

при Большом

магнитным

нием, оставшимся со времени

рождения Вселенной. За про­
шедшие

миллиарды

сильно «постарело»

ло

первоначальную

охладилось,

но

тем

-

онные волны,

лет

оно

взрыве

-

рождении

Вселенной

потеря­

энергию,
не

менее

стало для астрономов ценным

носителем информации о юно­
сти нашего мира .

А теперь вспомним, что та­

кое инфляция в космологии .
Так ученые называют почти
мгновенное

увеличение

раз­

мера Вселенной от почти ну­

левого до огромного. По сути,

произошло рождение

(обра­

зование, возникновение) про­
странства и времени. Точнее
сказать,

пространства-време­

ни, как того требует Общая те­
ория относительности (ОТО).
Пространство-время пред­

ставляет

собой

геометриче­

ные геометрические свойства.

скую единую структуру с че­

Такая

тырьмя

измерениями.

формируется

не

пустота

Это

ткань

изменяется,

под

де­

влиянием

Определенные движения
массивных тел в космосе
вызывают появление

гравитационных волн

про­

находящихся в ней тел. А сила

странства-вместилища-все­

притяжения (гравитация) по­

лебедя по воде создает на

го-на-свете, в котором все мы

является в результате дефор­

ней поверхностные волны,

некая

вроде

подобно тому, как движение

обитаем, а скорее своего рода

мации

пространства-времени

движущиеся во все стороны от

ткань,

со стороны объектов, облада-

своего источника

имеющая

определен-

Космология

155

Г антелевидная система
двух тел

ющих массой. Как, например,
звезды и планеты .

Так вот, в инфляционный
период

расширения

Вселен­

Две черные дыры, вращающиеся вокрут друт друта. Иллюстрация
НАСА

ной при ее рождении и возник­
новения

пространства

и

вре­

мени произошло чрезвычайно
резкое изменение этой самой
ткани

пространства-времени.

Натяните,

например,

длин­

ную скатерть за четыре конца
и затем тряхните один из них.

На поверхности скатерти воз­

никнет деформация (« гравита­
ция » ) и побежит в виде волны
вдоль скатерти.

Точно

так

же

побежали

волны гравитации по всей Все­
ленной на заре ее «туманной

юности » . И беrут по сей день.
Как и реликтовое излучение,
гравитационные

волны

несут

Схема возникновения гравитационных волн при слиянии двух
черных дыр

нам блаrую весть о появлении
на свет нового мира . При этом
важно подчеркнуть, что источ­

ствование

никами таких волн были не

ОТО Эйнштейна в

какие-то

материальные

тела

было

предсказано

1915 г.

лиарды лет. По мере сокраще­
ния

расстояния

между

ними

В своей статье, написанной в

этот процесс ускоряется. На за­

(их вообще тогда не существо­

1918

г., великий физик описал,

ключительном этапе своей жиз­

вало!), а именно сама стадия

какие объекты моrут создавать

ни двойная система в считанные

ускоренного расширения Все­

такие волны: гантелевидные си­

минуты схлопывается с образо­

ленной, приведшая к появле­

стемы,

одновременно

ванием общего сверхмассивно­

нию пространства-времени .

вращаются вокруг двух осей. Со­

го тела. При этом испускается

гласно ОТО, пара таких массив­

колоссальное количество энер­

ных объектов, кружась вокруг

гии-массы и возникают особен­

друг друга,

но

Гравитационные волны
это

распространяющиеся

пространстве-времени

в

коле­

которые

бания его геометрии, которые

энергию,

движутся

онные

со

скоростью

света

постепенно

испуская

волны.

теряет

гравитаци­

Объекты двой­

мощные

гравитационные

волны, которые можно зареги­

стрировать на Земле.

про­

ной системы медленно сбли­

Проходя через определен­

странства-времени). Их суще-

жаются миллионы и даже мил-

ный участок космоса, гравита-

(так

называемая

рябь

Космология

156

О РЕЛИКТОВЫХ ВОЛНАХ ГРАВИТАЦИИ
Гравит ационые волны, рож­

раздо слабее тех, что были

денные Большим взрывом,

зарегистрированы в

как и электромагнитное из­

Вселенная

лучение

пронизана

такого

же

возрас­

должна

гравитационными

Но, в отличие от излучения,

ми,

эти

инфляционной

до

сих

пор

не

быть

волна­

унаследованными

фазы.

от

В

у далось обнаружить в экс­

них закодирована

периментах.

мация о строении «зароды-

Ведь

они

го-

шевой » Вселенной. Прав д а,
эту информацию еще на д о

г.

реликтовыми

та, называют реликтовыми.

волны

2015

инфор­

расшифровать.
позволит

Зато

заглянуть

в

она
мо­

мент рождения нашей Все­
ленной, в котором многое

еще является

научной за­

гадкой.

растягивают

скую башню) на одну тысяч­

ных объекта,

пространство в одном направ­

ную диаметра ядерной части­

витацией в одно целое и вра­

лении

цы протона.

ционные

мают

ном.

и

волны

одновременно

его

в

Гравитационная

достигшая

сжи­

перпендикуляр­

друг друга.

гравитационных

Целый век ушел на поиски

это сливающиеся двой­

волн тяготения, то есть попыт­

источники

-

щающихся по орбитам вокруг
астрофизические

способна

волн

крупный

ные нейтронные звезды и чер­

ки их экспериментального об­

объект (например, Останкин-

ные дыры, то есть два массив-

наружения.

растянуть

Земли,

волна,

Главные

связанных гра­

и

сжать

Были

потрачены

157

Космология

мент слияния. Такой сценарий

29

ученых многих стран. Но толь­

эволюции

от Земли в момент слияния

ко

был предсказан теоретически,

1,3

но никогда не наблюдался. Факт

При этом событии около трех

которые можно было с уверен­

слияния

солнечных

ностью

шение частоты rравитационных

секунды

вол­

волн за время их регистрации

ны

ной. Их источник расположен

(ведь при сближении дыры вра­

Возникшая новая черная дыра

в южной полусфере неба. Им

щаются все быстрее и быстрее).

имеет массу в

стали

Массы черных дыр составляли

(29 + 36 - 3 = 62).

rромадные

средсrва

сентября

14

поймать

ванной

2015

сигналы

назвать

и

усилия

г. удалось

из

космоса,

зарегистриро­

rравитационной

две

черные

дыры

в

мо-

двойной

системы

подтверждает

повы­

и

36

солнечных, а удаление

млрд

в

лет
масс

были

световых
за

-

лет.

считанные

преобразова­

rравитационные

62

волны.

солнечные

Новое окно во Всеnенную
я

юди тысячи лет наблюдали небо глазами,

чем пока не имеем никакого представления. Эго

потом начали строить оптические телеско­

очень большой шаг вперед, в неизвестное. Огкры­

пы. Затем научились использовать в астро­

лось новое окно во Вселенную!

номии гамма-, реmтеновское, инфракрасное и
радиоизлучение, космические лучи. Еще одним
поставщиком информации стали нейтрино

-

ОТВЕТЫ
(с.

1

невесомые частицы. Они особенно обильно ис­

не участвуют гравигационно связанные си­

пускаются Сомщем. За пределами Солнечной

стемы (Со.llНечная система, гuактика, ско­

системы нейтринная астрономия позволяет ис­

Пllения гuактик). Поэтому в первых трех

следовать плоп~ые обьектьr и отдаленные космо­

С.llучаях

логические эпохи, не досrупные средсrвам других

в.llИЯет на расстояния между 3еМАей и ука­

разделов астрономии. Потоки нейтрино идут от

занными объектами, а в ПОС.llеднем, четвер­

активных ядер галактик, возникают при взрывах

том,

сверхновых

2

звезд

и

rравитационных

коллапсах

-

космо.llоrическое

расширение

не

В.llИЯет,

147).

Это может сдеАать 11Юбой чеАо­

век, наб11Юдая звездное небо. Чем дClllЬme

звезд.

И вот теперь точно извеспю о сущесrвовании

rравитационных волн. Их регистрация
ментальное

(с.

145).

В космоАоrическом расширении

чрезвычайно шустрые, трудноуловимые, почти

открьггие,

очень

-

важное для

от нас распоАожены звезды И.l1И гuакти­

фунда­

ки, тем дo.llhme от них идет свет и в тем

астро­

боАее дuекое npoШ.lloe можно загМIНуть.

очередной но­

Например, самую б.llИЗкую к нам звездную

ситель информации о том, что происходит во

группу ClllЬфy Центавра мы видим такой,

Вселенной. С этим открьггием начинается rра­

какой она бЬllla

витационно-волновая астрономия

абсолютно

ность Андромеды имеет вид, какой бЬlll у

новая и очень интересная область. Она дает све­
в электромагнитном или нейтринном излучении.

2,5 М.l1Н Ает назад.
149). Содержание rellИЯ в космических
теш одинаково (20,8%), так как опреде.llЯ­

Гравитационньrе волньr нигде не поглощают­

ется термоядерным синтезом в первые ми­

номии. Потому что эти волны

-

-

дения нового типа по сравнению с астрономией

4,3 года назад. А туман­

нее

3

(с.

ся, ни с чем не взаимодейсrвуют. Они свободно

нуты Бo.llhmoro взрыва. Образование тяже­

распространяются и несут эту информацию о

.llЬIХ Э.llементов происхоДИ.llо в резу.llЬтате

сверхсильных rравитационньrх полях. Именно та­

синтеза в ходе эво11Юции конкретных звезд,

кие поля определяют свойсrва черньrх дыр и ней­

поэтому содержание их раз11ИЧН0 в разНЬIХ
космических тe.llaX.

тронньrх звезд.

rравитационньrх

4<с.153). Граница наблюдаемой звездной Все­

волн может оказать такое же влияние на астроно­

Аенной находится от ЗеМ.llИ на расстоянии

мию, как в свое время оказало появление радио­

порядка

телескопов. Весьма вероятно, что на этом пути

стояние пройдет свет за время с момента об­

мы получим новые возможности изучения Все­

разования перВЬIХ звезд. На бo.llee Да.llеких от

ленной, узнаем много важного и неожиданного, о

нас расстояниях звезд пока не обнаружено.

Строительсrво

детекторов

13,4

МАРА светоВЬIХ Ает. Такое рас­

158

Содержание

СОДЕРЖАНИЕ @
НАУКА О КОСМОСЕ ...... .".............. "." ...... "...... " 3

КОГДА СВЕТИЛА БЫЛИ БОГАМИ"""""""". 4
Взаимосвязь с космосом жизни на Земле""

Ньютон и астрономия """""""""""""""""" 37
Эволюция Вселенной по Канту"""""""""" 40
Система Иоганна Ламберта """"""""""""" 41

4
Неандерталец наблюдает """""""""""""""" 5
Первые свидетельства интереса к небу"""". 5

Фридрих Уильям Гершель

Представления древних людей

Спектроскопия

о мироздании""""""""""""""""""""""". 6

От созерцания к наблюдению

"""""""""""" 7
Первые обсерватории """""""""""""". """ 9
Астрономия Древнего Египта""""".
"10
Астрономия Междуречья"""""""
". 13
Вавилонская астрономия"""""""".
.14
Астрономия древних греков """"".
""". 15
Арабская астрономия"""""""""""" ..""""". 20

и его наблюдения""""""""""""""""""". 42
Как возникает излучение?

-

"""""""""""""". 45

наука

об излучающих атомах """""""""""""" 46
Звездные величины """""""""""""""""""". 49
От теорий к экспериментам """""""""""". 50

Ответы

"""""""""""""""""""".;t;""""" 51

ИНСТРУМЕНТАРИЙ

~

АСТРОНОМОВ """"""""""".
""""""" 52
Посланники иных миров """""" """"""" "". 52

Астрономическая деятельность

Шкала электромагнитных волн

индейских племен Америки""""""""". 22
Астрономия в Древней Индии"""""""""". 25

Спектры .... " ........ " ... " ........ " ... " ..... " ... " ............ "53

Китайская астрономия""""""""""""""""". 26
Ответы

.. " ......... " ................. " ......" ................. ". 27

""""""" "". 52

Астрономические инструменты

и приборы """"""""" """""" """"""" """ 54
Телескопы: классы, виды,

характеристики

СТАНОВЛЕНИЕ АСТРОНОМИИ
КАК НАУКИ ......... "......... "...... "........... "." .......

28

В эпоху Великих географических
открытий .... " ................. " ...................... "." .. 28
Астрономия в помощь

......" .............. " ...... " ........ 29
Новое - это хорошо забытое старое""""" 31
Первый революционер Средневековья""" 31
Законы Кеплера """"""""""" """" """""""". 33
Открытия Галилея""""""""""""""""""""". 35
мореплавателям

............. " .......... " ............ ". 55
При мерцающем блеске звезд""""""""""" 58
Адаптивная оптика """ """""" """"""" """". 59
Роль фотографии в астрономии """"""""" 60
Радиоастрономия .. " ... " ... " ... " ..... " ............ " .... 60
Виды радиоизлучений"""""""""""""""""" 61
Самый крупный астрономический

инструмент

-

радиотелескоп """"""""

62

Методы радиолокации""""""""""""""""". 63
В рентгеновском диапазоне""""""""""""". 63
Ответы

.... " ... " ... " ... " ... " ... " ... "" ..... " ... " ..... " ..... 65

Содержание

СОЛНЕЧНОЕ СЕМЕЙСТВО ............ ".... "..... "... 66
Путь длиной в

5 млрд лет .............................. 66
Устройство Солнечной системы .................. 68
Какое оно - Солнце? ..................................... 69
Как движется наше светило? ......................... 70
Как устроено Солнце? ..................................... 71
Меркурий ........................................................... 75
Венера ................................................................. 76
Земля.....................................
............ 78
Луна......................................
............ " .. 80
Марс"""" .. "." ... "...................
.." ....... " 81
Юпитер.. .... .. ... .... . ..................
." ..... " .. 83
Сатурн................................
." .... " .. " .. 86
Уран .................................... "
...... "" .. 88
Нептун ................................... " ........................... 90
Малые планеты ................................................. 91
Пояс Койпера ........................... " ... " ... " ..... "." .. 93
Самый большой среди карликов .. " ............. 93
Астероиды " ................... " .................................. 95
Кометы .." ..... " ... " ................................................ 96
Метеорные тела .............. "." .... " ....................... 98
Наше очень далекое будущее ....................... 99
Ответы ....... " ................................................... 101

159

Нейтронные звезды ............ .

................ 118
............. 118
Черные дыры ................ .
..""." ........ 119
Ответы ..................................___ __ .... " .. " ... 123
Пульсары ........................ "

«ГОСУДАРСТВА)) ВО ВСЕЛЕННОЙ ............. 124
Возникновение галактик

.............................. 124

Строение галактик ......................................... 125
Типы галактик

................................................ 126

Карлики среди галактик ... " ....." ..."" ..." ... ".128
Разбегание галактик ..........." ... "" ..."" ... "" .... 129

Сверхскопления галактик." ... "" ... " .... ".""" 130
Свет далеких галактик ....... " ....." ..."" .. "" .....

131
...... " ... "132
Квазары ..........".""." ... " .. " .. "
. . ..... 134
Радиогалактики.................. .
" ......... 134
Эволюция галактик ... "." ... ".""".""" ... ".""" 135
Взаимодействие галактик " ... "" "."" ".""."" 136
Наша галактика ...................." ..... " ..... ".""."" 138
Ответы ............................................................ 141
Активные галактики ..."."...

космология

................................................... 142

Возникновение космологии

..... " ..... "".".""142
""."""."".""."145
Было ли сотворение мира?"""".""."".""". 145
Инфляция .......................... " ............................ 148
Темная эпоха"""".""." . "" ... "."".
".""" ... 149
Реликтовое излучение """."." • '1 """.". 150
Темная материя."."".""."".".. .
1" "." ... "151
Темная энергия"".".""."""." .... - - "" ........ 152
Расширяющаяся Вселенная

ТАКИЕ РАЗНЫЕ
ЗВЕЗДЫ... .. .......... .... .........

................... 104
... " ..."" ..... " ..... " ..... ".
............. 104
Звездные «коллективы»" ..... " ..... " ................ 108
Рождение звезд." ....."" ... "" ... " ....................... 109
Нейтроны и ничего больше ........................ 114
Красные гиганты " ..."" ... "." ........................... 115
Коричневые карлики " ........ " ........................ 115
Белые карлики .... "" ..... " ................................. 116
Красные карлики .. " ..... " ..... " ..... " ... " ..... " ... ".117
Звезды

Гравитационно-волновая
астрономия ................................................

154
Новое окно во Вселенную ............" ... ""." .." 157
Ответы ............................................................ 157

Научно-популярное издание

ГУСЕВ Игорь Евгеньевич

АСТРОНОМИЯ
ДЛЯ СРЕДНЕГО И СТАРШЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА

Ответственный за выпуск И В. Резько
Подписано в печать

11.07.2016.
60x84 1/s. Усл. печ. л. 18,6.
Тираж 3000 экз. Заказ 5987.

Формат

ООО «Издательство АСТ».

129085, r.

Москва, Звездный бульвар, д .

21,

стр.

3,

комната

5

www.ast.ru
Мы в социальных сетях. Присоединяйтесь!

https://www.facebook.com/lzdatelstvoMalysh
https://www.facebook.com/avantabooks
http://vk.com/izdatelstvo_ malysh
http://vk.com/avanta_ books
https://instagram.com/malysh_ books
«Баспа Аста» деrен ООО

129085, г.

М:~скеу, JG'ЛДЫЗды гулзар, д.

21, 3 Iq(рылым, 5 белме
www.ast.ru

Бiздiц электроцдьщ мекенжайымыз:

I<;аза!\стан Республикасыцда дистрибьютор
ж:~не енiм бойынша арыз-талаптарды 1\абылдаушыньщ

екiлi «РДЦ-Алматьш ЖШС, Алматы

!\., Домбровский кеш., З«а>>, литер Б,
8(727) 2 515989,90,91,92
8 (727) 2515812 вн. 107; E-mail: RDC-Almaty@eksmo.kz

офис

Тел.:

факс :

8нiмнiц жарамдыльщ мерзiмi шектелмеген.
8цдiрген мемлекет : Ресей

Сертификация 1\арастырьшFан

Отпечатано в филиале «Тверской полиграфический комбинат
детской литературы» ОАО «Издательство « В ысшая школа»

170040, г. Тверь, проспект 50 лет Октября, д. 46
+7 (4822) 44-85-98. Факс: +7 (4822) 44-61-51

Тел.:

•
[!]

- . ):

1.

Электронный вариант книги:

Скан 1 обработка 1 формат:

manjak1961

1'
.
• •

~ ~
о ~ ~ , 1111
~~
1 '
ф
~ э () ~~ ~

0

)-~

'<

• m
"'
"
•
•
~
•
'°
m
~·
.)~ J,1
<i

~

~~

ш
~

Знаете ли вы, что даже самые серьезные предметы

из школьной программы бывают весьма занимательными?

~
о-

Не верите? Тогда загляните в книги серии,

которая так и называется : «Увлекательная наука».
Она создана для тех школьников,

:I:

которые стремятся знать много больше, чем изучается в школе.

)>
::о

Благодаря этой книге вы с головой окунетесь в волшебный мир
астрономии и с удовольствием изучите эту древнюю науку.

Вы почувствуете себя настоящим астрономом и раскроете тайны

:I:

Вселенной, побывав в самых отдаленных ее уголках.

~

А еще удивите учителей и друзей своей эрудицией!

Текст книги написан простым языком, все необычные явления
и удивительные факты объясняются без сложных формул ,

"

с использованием аналогий, сравнений, иллюстраций и схем.
Вперед -

)>

к новым знаниям!

Почувствуйте себя важной частью необъятной Вселенной!

1
'9?
;t

~~·
~

~~

~

~

ф

•

• •
•
~ ·il·
•~ •
• •
~
о

~

~~

~

~

"~

~

1 '

~··

.

11

~

#·~'ф.~.
~

I SBN 978 - 5- 17- 0988 13- 6

111111111111 111111111111

9 785170 988136

:i;:

~
>
"';.,-i
с

(R[

.)~

(1
8)

%

<t

.)~

8)-

~

1 '

~~

~

-~" <i
~ J,1
~~

о

~

1111

"~

,

1 '

•

+

t

.ф

о

ф

;t

вэ

••

" ... ~

ф

ф

•••

•••••

'4-"
... ~

,•
• ' •t •
" () 8) •
•% "-~
• "'
~

~ А
~
"

~

~

~~

~

)>

n
-1
-а

о

:I:
о

s:

:s:
~