Земля и небо

— Подождите немного! — улыбается кассир. — Итак, один рубль за миллион километров — это сто пятьдесят рублей за астрономическую единицу. А до Проксимы двести шестьдесят тысяч астрономических единиц, значит… с вас по тридцать девять миллионов рублей, граждане!

Мы пятимся от кассы в испуге.

— А… а как долго будет идти поезд?

— Сейчас высчитаем и это, — успокаивает нас кассир. — Мы отправляем экспресс — триста километров в час. Путь до Солнца занял бы пятьдесят восемь лет, а до Проксимы в двести шестьдесят тысяч раз дальше… Через пятнадцать миллионов лет доедете до цели, товарищи!

— Станции по дороге будут?

— Вряд ли… Разве какая-нибудь комета попадется.

Мы сконфуженно пятимся от кассы.

— В другой раз зайдем, когда будем посвободнее…

Кассир смотрит вслед нам с грустью.

— Видно, не состоится рейс. Все пассажиры убегают…

Оказывается, поезд для межзвездных путешествий совсем неподходящее дело. Мы вспоминаем о ракете. Предположим, что уже изобретено такое горючее, при котором скорость ракеты достигает 20 километров в секунду, 72 000 километров в час.

Сейчас мы с тобой узнаем, нисколько выгоднее лететь на ракете. Скорость ракеты в 240 раз больше скорости поезда, значит, времени понадобится в 240 раз меньше. Делим 15 миллионов на 240.

Фантастические поезда, отправляемые с Земли в мировое пространство.

Однако же! Даже на ракете придется лететь 62 500 лет. Как далеки от нас звезды!

В этой книге уже говорилось, что самое быстрое в мире — световой луч. Каждую секунду он пробегает расстояние в 300 тысяч километров — почти столько же, сколько от Земли до Луны. Вот если бы путешествовать на световом луче!

Расстояние от Земли до Солнца, то есть одну астрономическую единицу, световой луч пробежит за 8 минут 20 секунд. В сутках 1440 минут — это в 173 раза больше, чем 8 минут 20 секунд. Значит, за сутки свет пробегает около 173 астрономических единиц, а за год он проделает путь в 63 000 астрономических единиц, то есть путь, который в 63000 раз больше, чем расстояние от Земли до Солнца.

Расстояние, которое свет проходит за год, астрономы назвали световым годом, и этой огромно, мерой длины измеряют расстояния во Вселенной.

В самом деле, астрономическая единица хороша для Солнечной системы, а когда речь идет о звездных расстояниях, она становится совсем маленькой. Даже до Проксимы 260 тысяч астрономических единиц, а есть звезды, которые в тысячи и даже миллионы раз дальше от Земли. Мерить расстояние до таких звезд астрономическими единицами — это все равно что измерять расстояние от Москвы до Владивостока миллиметрами.

Твердо запомни: год — мера времени, 365 с четвертью суток; световой год — мера длины, 63 000 астрономических единиц.

Сколько световых лет до Проксимы? В одном световом году 63 000 астрономических единиц, а всего до Проксимы 260 тысяч астрономических единиц — это значит, что до нее четыре с лишним световых года.

Вот еще одна фантастическая сценка.

Экспедиция, посланная с Земли до Проксимы, добралась туда. Путешественники взяли с собой мощный радиопередатчик и ведут разговор с Землей.

— Алло, алло! Говорит Проксима! Земля, слышите нас?

— Алло, алло, говорит Земля! Слышим Проксиму хорошо! Как прошло путешествие?

— Очень хорошо! Никаких особенных происшествий по дороге не случилось. Ждем присылки людей и продовольствия.

— А разве вы не нашли там обитаемых планет?

— Пока не нашли. Устроились временно на одной небольшой планете, но природа на ней скудная и пища не годится для земных желудков.

— Хорошо, пришлем пассажирские и транспортные корабли. На этом разговор кончаем. До свиданья, Проксима!

— До свиданья, Земля!

Как ты думаешь, сколько времени займет этот немногословный разговор? Больше 25 лет! Между каждым вопросом и получением ответа на него пройдет больше восьми лет, так как радиоволны летят в пространстве с такой же скоростью, как и свет.

Свет с его колоссальной скоростью, 300 тысяч километров в секунду, мчится от Проксимы до нас больше четырех лет. А есть звезды, которые находятся неизмеримо дальше.

Необъятно велика Вселенная! И почти невозможно представить себе, как далеки от нас даже ближайшие звезды. Быть может, тебе помогут рассказы о поезде, о ракете и о разговоре по радио.

Какой маленькой представляли себе Вселенную древние!

В одной древнегреческой легенде рассказывается, что бог Гефест уронил с неба наковальню, и она летела до Земли девять дней и девять ночей. Древним грекам это расстояние казалось неимоверно большим, а падающий предмет пройдет за девять суток всего 580 тысяч километров — это чуть дальше, чем от Земли до Луны.

Даже Солнечная система в тысячи раз больше, чем вся Вселенная в представлении греков.

Картина звездного неба

Чудесна картина звездного неба в безлунную ночь! На темно-синем небе мерцают крупные и мелкие звезды, и кажется, что их миллионы.

Глядя на ночное небо, думаешь: невозможно сосчитать на нем все звезды. А на самом деле звезды, видимые простым глазом на небе, сосчитаны давным-давно, и всего-то их на каждом небесном полушарии около трех тысяч!

Да, только три тысячи вместо того воображаемого множества, от которого разбегаются глаза…

Первый звездный каталог составлен на Востоке в IV веке до нашей эры.

Что такое звездный каталог? Это список звезд с указанием их точного места на небосводе.

Часть неба, какой она кажется в телескоп.

Позднее звездный каталог составил древнегреческий астроном Гиппарх.

Он записал в него не все звезды, а только тысячу самых ярких. Современники назвали труд Гиппарха великим подвигом, и это действительно был подвиг! В те времена определить положение звезды на небе было чрезвычайно трудно, так как были только самые простые астрономические инструменты, а все наблюдения древние астрономы производили невооруженным глазом.

Позднее, в XV веке, замечательный звездный каталог был составлен по приказу самаркандского хана и великого ученого Улуг-бека. Более ста ученых работали в обсерватории, устроенной Улуг-беком. В Самарканде сохранились ее развалины.

Наблюдения Самаркандской обсерватории производились невооруженным глазом, но отличались исключительной точностью. Впервые через шестнадцать столетий после Гиппарха были вновь определены положения самых ярких звезд неба.

Позднее в каталоги попали все звезды, которые можно разглядеть простым глазом. Но это лишь ничтожная часть тех звезд, которые можно видеть в телескопы.

Когда Галилей посмотрел в свою слабую трубу на тот участок неба, где простым глазом различались три звезды, труба показала там больше двадцати звезд. Совершенствовались телескопы — все новые и новые звезды открывались на небе. Сейчас самые мощные телескопы показывают миллионы звезд, но, понятно, все их в каталог внести невозможно. И все-таки в каталоги занесены сотни тысяч звезд.

Сравнительная величина Солнца и некоторых звезд.

Но и звезда, не записанная в каталог, состоит на строгом учете у астрономов. Все небо разделено на районы, и каждый район неба закреплен за какой-нибудь обсерваторией. Астрономы этой обсерватории фотографируют свой район по строго определенным правилам и всегда на пластинки одного размера. Если есть подозрение, что на каком-либо участке неба появилась новая звезда или погасла старая, достаточно заново сфотографировать этот участок и полученный снимок сравнить с прежним.

Здесь пора рассказать о том огромном значении, которое имеет фотография при изучении звезд.

Была в старину ужасная пытка: человеку на руку одна за другой падали капельки воды.

Ты подумаешь: «Какая же это пытка?» При первых каплях пытаемый, правда, ничего не чувствовал, но потом кожа набухала, лопалась, и каждая новая капля, падая на руку, причиняла невыносимую боль. Ведь недаром сложилась пословица: «Капля долбит камень!»

Так и световой луч действует на фотографическую пластинку. Сначала луч слабой звезды как будто не производит действия, но проходят минуты за минутами, часы за часами, и на пластинке появляется изображение звезды. Луч как бы выдолбил на пластинке изображение той звезды, которая его посылает. А человеческий глаз если в первый момент не увидит в телескоп слабую звезду, то и не увидит ее никогда, смотри хоть десять часов подряд, только глаз устанет. Взгляни на рисунки:

На рисунке слева снята область неба около звезды Альфа Лебедя с выдержкой в 4 часа, а на рисунке справа та же область снята с выдержкой в 13 часов. И какое множество звезд увидел «фотографический глаз» за эти добавочные 9 часов!

Участок неба, наблюдаемый простым глазом (слева), и его фотографический снимок, сделанный с помощью телескопа (справа).

Чтобы звезда вышла на фотографии в виде светлой точки, надо, чтобы телескоп все время держал ее в поле зрения на одном месте пластинки; для этого он поворачивается за звездой с помощью часового механизма.

В звездные каталоги записывается не только положение звезды на небе, но и ее яркость. Ведь звезды различаются по яркости: иные светят сильно, другие совсем слабо.

В религиозных книгах говорится: звезды созданы ботом, чтобы освещать Землю. Если бы это было так, то задача выполнена совсем плохо. Труда положено много, а результат получился жалкий: полная Луна дает света в 3000 раз больше, чем все звезды неба, видимые простым глазом. Значит, если бы вместо всего огромного количества звезд была сотворена хотя бы еще одна маленькая луна, раз в сотню меньше первой, то она светила бы ярче всех звезд.

Звезды в телескоп кажутся бесконечно маленькими яркими точками на темно-синем небе.

Телескоп не увеличивает звезду, не показывает ее нам кружком или диском, как планету. Он только как бы придвигает ее к нам, но она все-таки остается слишком далекой от нас, чтобы мы могли рассмотреть ее поперечник. Так как телескоп «придвигает» звезды, то становятся видны и такие, которые не различишь простым глазом. Телескоп увеличивает не размер звезд, а количество звезд, которые можно видеть, их яркость.

Звезды бывают различного цвета: Сириус — белый, Капелла — желтая, Арктур — оранжевый, Альдебаран — красный. Здесь приведены названия нескольких звезд, названия эти очень древние. Но понятно, что собственные имена имеют немногие звезды — самые яркие звезды неба.

Еще с древних пор люди заметили, что некоторые яркие звезды, расположенные недалеко одна от другой, образуют различные фигуры. Эти фигуры из звезд люди исстари назвали созвездиями. О названиях некоторых наиболее известных созвездий северного неба говорилось в главе «Страны света».

Астрономы называют созвездия теми именами, которые им дали древние греки. Однако в позднейшие времена астрономы отыскали на небе еще много созвездий и тоже дали им названия, но не сказочные, а самые простые. На небе появились Часы, Микроскоп и даже Насос и Циркуль!

Сейчас на небе насчитывается восемьдесят восемь созвездий. Зачем нужны астрономам созвездия?

Вид главных созвездий северного неба.

Астрономы прекрасно понимают, что каждое созвездие — лишь видимая на небе группа ярких звезд. В этой книге уже говорилось, что звезды названы неподвижными неправильно. Они движутся с большой скоростью, но очень далеки от нас; люди могут заметить только через сотни и тысячи лет, что та или иная звезда переместилась с одного места на другое. Созвездия меняют свою форму постоянно, но незаметно.

Созвездиям даны названия по той же причине, по какой люди называют улицы и площади своих городов и селений.

По созвездиям очень удобно указывать «адрес» звезды. Уже было сказано, что собственные имена имеют лишь немногие звезды. А остальные звезды принято называть так.

Положим, в каком-то созвездии имеется несколько ярких и много более слабых звезд. Более яркие звезды астрономы называют буквами греческого алфавита: α Центавра (читается альфа Центавра),β Геркулеса (бета Геркулеса). А слабым звездам дают порядковые номера: 61-я Лебедя.

Главные созвездия необходимо знать моряку, путешественнику, летчику, разведчику, геологу, и не только им.

Главные) созвездия помогают находить правильный путь в незнакомой местности ночью. Быть может, и тебе придется прокладывать свой путь по звездам.

В картине неба замечательно одно обстоятельство, о котором мы обычно совсем не думаем.

Мы видим эту картину не такой, какая она на самом деле. Каждая звезда — солнце, и она сообщает о себе своим светом. Но свет распространяется не мгновенно, а со скоростью 300 тысяч километров в секунду. Для нас, людей Земли, эта скорость кажется огромной, но ведь мы знаем, что даже от ближайшей звезды свет идет к нам больше четырех лет. А есть звезды, свет от которых добегает через тысячи и миллионы лет.

Мы видим каждую звезду не такой, какая она есть, а какой была в прошлом. Так письмо, дошедшее до нас через неделю после его написания, сообщает только о событиях, происшедших неделю назад.

Представим себе невозможное: сразу погасли все звезды неба. Что же, небо сразу станет пустым и темным? Вовсе нет.

Только через четыре года погаснет первая звездочка — Проксима; она погаснет для астрономов с их телескопами, а простым глазом ее и так не видно. Остальные звезды будут сиять по-прежнему, через три-четыре года исчезнут с небосвода еще две-три незначительные звездочки… Через девять лет после катастрофы погаснет блестящий Сириус, но от этого почти не изменится картина неба. Пройдут столетия и тысячи лет, а звездное небо по-прежнему будет величаво развертываться над Землей, и лишь через многие миллионы лет для земного наблюдателя-астронома небо лишилось бы всех своих звезд.

Возьмем другой случай. Астроном увидел, как где-то на небе неожиданно вспыхнула звезда (а такие случаи бывают). Когда она загорелась? Сегодня? Нет, сто или тысячу лет назад, и только сегодня ее лучи донесли до нас весть об этом событии во Вселенной. А звезду, которая загорелась в тот день, когда ты читаешь эти строки, ученые увидят лишь много веков или тысячелетий спустя, когда дойдет до них космическая «светограмма».

Посылаемые звездой видимые световые, невидимые рентгеновские, ультрафиолетовые лучи и радиоволны, а также космические лучи, состоящие из атомных ядер с очень высокой энергией, — вот единственные вестники далеких миров. Много ли они нам сообщают? Только то, что где-то в мировом пространстве существует звезда, пославшая их? Нет. Люди придумали остроумнейшие приборы, улавливающие все лучи, идущие от звезд, и по ним они узнают, как далека от нас звезда, куда она движется и с какой скоростью, из каких веществ состоит, как велика ее энергия. Иногда ученые узнают также и возраст звезды, ее объем и массу и даже (но это пока в немногих случаях) вращается ли звезда вокруг своей оси и есть ли около нее планеты.

А специальные устройства, называемые радиотелескопами, позволяют узнать о существовании невидимых небесных тел, которые не испускают световых лучей, а посылают только мощные радиоволны.

Чудесного развития достигла астрономия! И если бы в былое время старинным астрономам сказали, как много их потомки узнают о звездах, они, возможно, решили бы: — Это фантазия!

Но то, что казалось людям невозможным вчера, сегодня становится возможным. Человеческий разум все глубже проникает в тайны Вселенной.

Великаны и карлики в мире звезд

Звезда существует миллиарды лет. Люди появились на Земле миллион лет назад. Первым сведениям по астрономии — пять-шесть тысяч лет. Научная астрономия возникла всего 400–500 лет назад, а самые точные способы исследования родились, что называется, на наших глазах.

Можно ли при таких условиях изучить жизнь звезды? Узнать, как звезда загорается, сколько времени живет, когда гаснет?

Конечно, человек не может проследить жизнь одной звезды от начала до конца, от рождения до гибели. Но в одно и то же время во Вселенной существует множество звезд самого различного возраста — от молодых, недавно появившихся, и до старых, умирающих.

Изучая эти звезды, можно узнать историю звезды, подобно тому как можно в несколько дней изучить историю столетнего дуба, рассматривая маленькие дубки, только что пробившиеся из-под земли, дубы постарше, дубы зрелого возраста, дубы-великаны, кончающие жить.

И как же разнообразны звезды Вселенной! Есть небесные светила, величина которых поражает воображение человека.

Вот Антарес в созвездии Скорпиона. Его поперечник 450 миллионов километров — это в 320 раз больше поперечника Солнца. Из Антареса можно выкроить 33 миллиона шаров такого объема, как наше Солнце. Каким же скромным кажется наше Солнце, это могучее светило, источник всякой жизни на Земле, в сравнении с гигантом Антаресом!

Но Антарес — далеко не самая большая звезда во Вселенной. Есть звезды, которые намного больше Антареса.

Диаметр звезды Бетельгейзе 650 миллионов километров. По объему он втрое больше Антареса.

А вот еще исполин звезда из созвездия Цефея. Ее диаметр в тысячу раз больше солнечного, ее объем в миллиард раз превышает объем Солнца! Окажись эта чудовищная звезда на месте нашего Солнца, она поглотила бы не только Меркурий, Венеру, Землю, Марс, но и пояс астероидов, и величайшую планету Солнечной системы Юпитер. Все это огромное пространство, которое трудно охватить воображением, было бы заполнено раскаленным, бушующим газом.

Но хотя красные сверхгиганты превышают наше Солнце по объему в миллионы и миллиарды раз, по массе они больше его только в десятки и сотни раз. Это значит, что они состоят из крайне разреженных газов, их плотность в сотни тысяч раз меньше плотности Солнца.

На другом полюсе плотности стоят звезды, так называемые «белые карлики». История их открытия и исследования весьма интересна.