И таким распространителем и защитником стал ученый, имя которого было известно всей Европе.
Глава католической церкви, римский папа, в 1616 году выпустил указ. Этим указом под страхом строжайших наказаний запрещалось печатать книги, защищающие учение Коперника. Мало того, считалось преступлением хранить такие книги у себя и читать их.
Церковь так ненавидела учение Коперника, что до 1835 года все сочинения, где оно защищалось, были под строгим запретом.
«Отцы церкви» взялись и за самого Галилея. В 1632 году Галилей написал новую книгу: «Разговор о двух системах», В этой книге он снова отстаивал учение Коперника. Сочинение Галилея удалось напечатать с большим трудом. Типографщики отказывались принимать заказ: они боялись, что их станут преследовать как сообщников в распространении Коперниковой «ереси». Все-таки книга вышла в свет, и церковники разъярились. Распространять сочинение Галилея было строго запрещено, а престарелого ученого потребовали в Рим, на суд самого папы.
Галилею угрожали смертью, его допрашивали в зале пыток, где перед глазами узника были разложены страшные орудия: кожаные воронки, через которые в желудок человека вливали огромное количество воды, железные сапоги (в них зажимались ноги пытаемого), клещи, которыми ломали кости…
Дряхлый старик не вынес угроз и отрекся от своего сочинения. 22 июня 1633 года Галилей на коленях принес покаяние в церкви при большом скоплении народа.
Но и после этого «святая» церковь не выпустила престарелого астронома из своих рук. Галилей остался узником инквизиции до самой смерти. Ему строго запретили разговаривать с кем бы то ни было о движении Земли. И все-таки Галилей тайно работал над сочинением, где утверждал истину о Земле и небесных светилах.
Никакие гонения церкви, никакие пытки и казни не помешали распространению нового учения.
Герои и мученики науки делали свое великое дело.
Телескоп и обсерватория
Первый рабочий инструмент астронома — телескоп. Изобретение зрительной трубы сыграло огромную роль для науки, и надо хотя бы коротко рассказать историю телескопа. У людей бывают недостатки зрения: близорукость и дальнозоркость.
Близорукий человек хорошо видит близкие предметы, но плохо различает дальние. Дальнозоркий видит то, что вдали, но не может вдеть нитку в иголку, не разбирает буквы в книге.
Недостатки зрения люди давно научились исправлять при помощи очков. Дальнозоркие носят очки с двояковыпуклыми стеклами, или линзами, а близорукие — с двояковогнутыми.
У двояковыпуклой линзы с обеих сторон поверхность выпуклая, середина ее толще, чем края. Если смотреть на буквы в книге через двояковыпуклое стекло, то оно их увеличивает; поэтому его еще зовут увеличительным стеклом. У двояковогнутой линзы с обеих сторон поверхность вогнутая, ее края толще середины. Двояковогнутое стекло уменьшительное, оно уменьшает предметы, на которые смотришь через это стекло.
Рассказывают, что лет триста семьдесят назад произошел такой случай. Мальчик, сын мастера, изготовлявшего очки, играл двояковыпуклым и двояковогнутым стеклами. Переставляя их перед глазами так и сяк, он нечаянно поставил одно стекло против другого, и отдаленная колокольня вдруг показалась ему очень близкой. Сын сказал об этом отцу, а тот вставил стекла в трубу: первая зрительная труба была изобретена.
Так это было или не так — неважно. А главное то, что около 1605 года в Европе появилась первая зрительная труба. Она была устроена наподобие теперешнего бинокля, но состояла не из двух трубок, как бинокль, а только из одной, так что смотреть в нее приходилось одним глазом, а другой при этом зажмуривали.
Ты уже знаешь, что с помощью зрительной трубы Галилей сделал много замечательных открытий. Но его инструмент был очень несовершенным.
Искусные мастера улучшали зрительные трубы, увеличивали их размеры. Большие зрительные трубы стали называться телескопами.
Слово «телескоп» греческое; по-русски можно передать его словом «дальновиден».
Это прибор для того, чтобы лучше видеть отдаленные предметы.
Первые телескопы были очень неудобны. Здесь изображен большой телескоп Гевелия, построенный в польском городе Гданьске. Ты видишь, что этот телескоп даже не имел трубы. Он поднимался и поворачивался с помощью веревок. Наблюдать в такой телескоп было очень неудобно.
Вскоре был изобретен зеркальный телескоп. У него главная часть — большое, хорошо отполированное вогнутое зеркало. Труба такого телескопа походит на огромную пушку, нацеленную в небо.
В 1941 году советский ученый Д. Д. Максутов изобрел усовершенствованный телескоп новой системы.
Главные части в телескопе Максутова — вогнутое зеркало и выпукло-вогнутое стекло, то есть такое стекло, у которого одна сторона выпуклая, а другая вогнутая. Если смотреть на такое стекло сбоку, оно походит на среднюю часть серпа молодого месяца, или мениск, как называют такую фигуру ученые. Поэтому и телескоп Максутова называют менисковым.
Менисковый телескоп дает очень хорошие изображения. Он удобен и тем, что у него длина трубы гораздо меньше, чем у телескопов старых систем, и потому пользоваться им проще.
По системе Максутова строятся весьма удобные, простые, но хорошие школьные телескопы. Старшие школьники, изучающие астрономию, наблюдают небесные светила в менисковый телескоп.
Научно-исследовательское учреждение, где наблюдают за небесными телами, называется астрономической обсерваторией.
Обыкновенно обсерватории стоят вдали от городов, на холмах и на высоких горах. Там меньше туч, воздух прозрачнее и спокойнее, не так колеблется, как на равнине.
Одна из лучших на земном шаре обсерваторий находится на пулковских холмах близ Ленинграда. Пулковская обсерватория прославилась научными открытиями и точностью своих наблюдений.
Ее даже иностранные ученые называли «астрономической столицей мира».
Известный американский астроном Ньюком писал, что одно русское наблюдение, сделанное в Пулкове, равняется четырем английским, сделанным в Гринвичской обсерватории (близ Лондона).
Во время Великой Отечественной войны гитлеровцы разрушили Пулковскую обсерваторию, но теперь она восстановлена.
Как велик земной шар?
В этой книге тебе часто придется встречаться с большими числами: с миллионами, миллиардами.
Ты, без сомнения, знаешь, что миллион — тысяча тысяч, а миллиард — тысяча миллионов. Но этого недостаточно — надо хорошо представлять себе, как велики эти числа.
Один ученый предложил вот что: если хотите наглядно узнать, что такое миллион, возьмите сто больших листов бумаги и на каждом листе поставьте по десять тысяч черных пятнышек или точек (сотня строчек, в каждой строчке — сотня пятнышек). Все листы развесьте по стенам большой комнаты: осматриваясь кругом, вы будете видеть миллион точек.
Может быть, попробуешь сделать это? Но предупреждаю, если ты успеешь ставить по три точки в секунду, то затратишь на всю работу около 92 часов.
Как видно, одному школьнику такое предприятие не под силу, но оно сразу станет легким, если за него возьмется целый класс. Тогда каждому придется поработать около 2 часов, а листы с точками можно развесить на стенах классной комнаты.
И это было бы очень хорошо: весь класс наглядно понял бы, что такое миллион!
Теперь представь себе, что директор фабрики, выпускающей школьные тетради, распорядился сложить друг на друга в одну стопу миллион тетрадей. Как высока окажется эта стопа? Целых 1,5 километра! Начинающим альпинистам можно тренироваться на горе такой высоты.
А теперь вообрази, что директор карандашной фабрики приказал разложить цепочкой миллион карандашей «Пионер». Эта цепочка растянулась бы дальше, чем от Москвы до Калинина, — на 180 километров. А если бы фабрика сделала карандаш, по объему и весу равный миллиону обыкновенных, то этот гигант имел бы в длину 18 метров, а весил 7 тонн. Писать таким карандашом мог бы только сказочный великан, у которого голова уходит под облака.
Миллиард в тысячу раз больше миллиона. Если бы можно было увеличить в миллиард раз окружающие нас предметы, то они приняли бы исполинские размеры.
Стопа тетрадей в миллиард штук имела бы в высоту 1500 километров.
Чтобы сосчитать миллиард тетрадей, класс школьников в пятьдесят человек должен затратить больше трех лет, работая по 6 часов в день без выходных дней, и при условии, что каждый будет сосчитывать по три тысячи тетрадей в час.
Цепочкой из миллиарда карандашей можно было бы обернуть всю Землю больше четырех раз. А если бы миллиард карандашей соединить в один, то длина его равнялась 180 метрам, толщина 6,5 метрам и вес 7000 тоннам. Но если бы этот карандаш был пустой, как труба, то внутри него можно было бы построить десятка полтора одноэтажных домиков и поселить в них сотню жителей, которые могли бы с гордостью заявлять:
— Мы живем в поселке «Карандаш»!
Теперь можно говорить о величине Земли.
Если бы люди задумали просверлить колодец, чтобы добраться до центра Земли, то глубина колодца была бы 6380 километров. Человек, спускающийся в колодец по лестнице со скоростью 5 километров в час, достиг бы центра Земли после двухмесячного беспрерывного спуска.
Понятно, что пробуравить такой колодец невозможно. До сих пор нет шахт глубже шести километров, а это всего одна тысячная часть расстояния от поверхности Земли до ее центра.
Что находится в недрах Земли, под твердой земной корой? Сейчас на этот вопрос исчерпывающе ответить трудно.
Зато поверхность Земли люди изучили хорошо, и осталось мало мест, где не побывали путешественники.
Поверхность земного шара составляет примерно 500 миллионов квадратных километров.
Ты знаешь, что квадратный километр — мера площади; это такой квадрат, у которого каждая сторона равна километру. В квадратном километре 100 гектаров. Поверхность Земли — 50 миллиардов гектаров. Из всей этой поверхности земного шара около семи десятых приходится на моря и океаны и только три десятых на сушу.
Наша Родина — Союз Советских Социалистических Республик — занимает почти одну шестую часть всей суши, 22,4 миллиона квадратных километров, или 2240 миллионов гектаров. Наше государство — самое обширное на земном шаре.
Как велик объем Земли?
Представляешь ли ты себе кубический километр? Это ящик, длина, ширина и высота которого равна километру. В него можно было бы уложить жилые дома и здания огромного города Москвы. И вот таких кубических километров в объеме Земли насчитывается свыше тысячи миллиардов!
Трудно представить себе и массу Земли, то есть то количество вещества, из которого состоит земной шар.
Я постараюсь рассказать о массе Земли наглядно.
Представь себе, что люди решили перевезти Землю в другую часть Вселенной. Массу Земли, все ее вещества: камни, металлы, воду в больших бочках, газы, плотно сжатые в баллонах, — погрузили в большегрузные вагоны по 100 тонн в каждый. Сколько же вагонов в поезде, везущем Землю?
Если я назову громаднейшее число, оно будет тебе незнакомо. Достаточно сказать, что, когда последний вагон поезда еще будет стоять на том месте, где находилась Земля, электровоз окажется в области отдаленнейших звезд.
Самое быстрое на свете — это скорость, с какой движется световой луч. Он пролетает 300 тысяч километров в секунду.
Ты скажешь: «Какая быстрота!», а за это время луч света может обежать Землю кругом восемь раз.
Ты скажешь: «Как далеко до Луны!», а луч света донесся до нее, пока ты говорил эти четыре слова.
Проводник последнего вагона поезда, везущего Землю, поднял фонарик, чтобы подать сигнал машинисту на электровоз. Скоро ли долетит до машиниста луч света от фонарика? Ему понадобится на это больше шестидесяти тысяч лет. Вот как велика масса нашей Земли!
Для поезда требуются проводники. Вагонов очень много, и решили поставить по одному проводнику на каждые двадцать миллиардов вагонов.
Все население земного шара — более трех с половиной миллиардов человек — составило бы бригаду этого удивительного поезда. И при этом каждый проводник оказался бы удаленным от ближайшего соседа на 240 миллионов километров; это в 1,6 раза больше, чем расстояние Земли от Солнца. И если бы один из проводников вздумал навестить соседа и отправился по вагонам с обычной скоростью пешехода — 5 километров в час, — то его прогулка продолжалась бы пять тысяч лет.
Есть такие буржуазные ученые, которые уверяют, что на Земле слишком много населения, что Земля скоро не в состоянии будет прокормить живущих на ней людей.
Но ведь если разделить всю поверхность земного шара поровну между всеми ее жителями, на долю каждого человека досталось бы более 3,5 гектара земли и 8,5 гектара воды. Сколько злаков, плодов, фруктов можно собрать с 3,5 гектара земли! Не один человек, а десятки людей могут прокормиться с участка, который выделен на одного.
Конечно, много надо приложить труда, чтобы превратить пустыни и тундры в цветущие сады, но человек может этого добиться.
В нашей стране мы возводим колоссальные гидроэлектростанции, создаем огромные искусственные моря, проводим величайшие в мире каналы, сажаем леса…
Капиталисты заявляют, что людям скоро не хватит угля, железа, нефти…
Они обманывают простой народ, чтобы держать все богатства Земли в своих руках. Богатства Земли хотя и ограниченны, но очень велики. И уже теперь на смену углю и нефти вступают реки, используется сила ветра, тепло солнечных лучей, атомная энергия…
Запасы металлов на Земле огромны, а если когда-либо не хватит одного металла, техника сумеет заменить его другим.
Страны света
Возьми тонкую металлическую спицу. Этой спицей проткни яблоко так, чтобы спица прошла через центр. Спицу втыкай там, где у яблока хвостик, — так удобнее. Теперь спица стала осью яблока: ведь яблоко можно вращать вокруг нее, как колесо вращается вокруг оси; при этом сама ось неподвижна — она не вращается.
Те точки, где спица выходит из яблока, назовем полюсами: один — северным, другой — южным. Пусть на нашей модели северным полюсом будет тот, где у яблока хвостик; так ты легко отличишь один полюс от другого.
Посреди яблока на одинаковом расстоянии от полюсов проведи линию, которая разделит поверхность яблока на две одинаковые части, на два полушария, эта линия — экватор.
То полушарие, на котором находится северный полюс, называется северным, а противоположное — южным.
Поставь на экватор маленького картонного человечка лицом к северному полюсу, или, проще говоря, к северу. Правой рукой человечек будет указывать на восток, а левой — на запад.
Проведи линию от северного полюса к южному. Линии на яблоке можно проводить по образцу того, как это делают плотники. Намажь нитку мелом или углем, привяжи ее концы за выступающие края спицы, а потом слегка оттяни ее и хлопни по яблоку. На яблоке останется ясно видимый след.
Линия, идущая от северного полюса к южному, называется меридианом или, по-русски, полуденной линией. Почему она получила такое название?
На яблоке легко протянуть нитку от полюса до полюса, а ведь на земном шаре этого не сделаешь: понадобится нитка в 20 тысяч километров длиной и тянуть ее надо через громадные горы, пустыни, океаны. Но ты можешь провести маленькую часть меридиана, и делается это так.
Нужно взять длинный шест и поставить его прямо, или, как говорят, вертикально. В солнечный день надо следить, как изменяется тень от шеста.
С утра она будет длинная, а по мере того как солнце поднимается выше, тень будет укорачиваться.
Выше всего солнце поднимается в полдень, и в этот момент тень бывает всего короче, а затем снова начинает удлиняться.
Надо уловить момент, когда тень самая короткая, и у конца ее вбить колышек. Если протянуть веревку от шеста к колышку, это и будет часть меридиана. Шест — южный ее конец, а колышек — северный. И так как направление меридиана определяется в полдень, то он и называется полуденной линией.
Стань у шеста лицом к колышку: перед тобой будет север, позади — юг, справа — восток, слева — запад. Так определились страны света. Есть еще и промежуточные направления: между севером и востоком — северо-восток, между севером и западом — северо-запад, между югом и востоком — юго-восток, между югом и западом — юго-запад.
А у моряков и путешественников, которым направления надо определять очень точно, бывают еще и такие обозначения: северо-северо-восток, востоко-северо-восток и так далее. Я думаю, тебе теперь нетрудно догадаться, какой смысл имеют эти обозначения.
А как определить направление в пасмурный день? Это можно сделать при помощи магнитной стрелки компаса, один конец которой указывает на север, а другой — на юг. На круглой картушке компаса отмечены и все промежуточные направления; деления картушки называются румбами.