Астрономия

Содержание раздела

Как развивалась наука о Вселенной

Как измеряют расстояние до небесных светил

На Земле предмет, расстояние до которого надо определить, рассматривают одновременно с двух мест, откуда он виден по разным направлениям. Если два человека, стоящие на расстоянии 10 м друг от друга, будут целиться из ружей в один и тот же предмет, удаленный от них на 100 м, то их ружья не будут параллельны друг другу, как параллельны друг другу рельсы железных дорог. Ружья обоих стрелков образуют между собой угол, который будет тем меньше, чем дальше от стрелков находится цель.

Зная расстояние между наблюдателями и угол между направлениями, под которым они видят цель, легко можно высчитать расстояние до нее. Это делается при помощи тригонометрии. Ученые тоже "целятся" на светило, но не из ружей, а из телескопов. Угол между направлениями двух телескопов на светило определяют по специальным приборам с точностью до 1/100, а иногда и до 1/1000 доли секунды дуги.

Небесные светила находятся очень далеко от Земли. Чтобы заметить различие в направлениях, по которым видно светило, ученые должны находиться на расстоянии многих тысяч километров друг от друга, иначе угол между направлениями будет так мал, что его невозможно измерить. Например, делают так: один астроном наблюдает светило на севере Европы, а другой в то же время - в Южной Африке. Производя наблюдения с двух отдаленных точек земного шара, астрономы определили расстояния до наиболее близких к нам небесных светил: Луны, Солнца и планет. Расстояния до ближайших к нам планет теперь точнее всего определяют методами радиоастрономии, о чем сказано в следующей статье. Даже при самых тщательных попытках описанными выше способами нельзя определить расстояние до звезд, так как диаметр земного шара слишком мал по сравнению с расстояниями до ближайших звезд и, наблюдая с противоположных концов его, нельзя заметить различие в направлениях на звезды. Следовательно, надо было наблюдать звезду с концов такого отрезка прямой линии, который по крайней мере в тысячи раз по длине превышает диаметр земного шара. Где же астрономы могли взять такой отрезок прямой линии, который на земном шаре никак не уместится? Оказывается, такой отрезок в природе есть - это диаметр земной орбиты. Чтобы проехать вдоль диаметра земной орбиты, который равен 300 млн. км, на курьерском поезде, идущем со скоростью 100 км/ч, пришлось бы затратить более 340 лет! Но за полгода сам земной шар переносит нас на другую сторону Солнца, на противоположную точку диаметра своей орбиты. Лишь наблюдая таким путем, можно заметить ничтожно малое различие в направлениях, по которым видны ближайшие звезды. Правда, наблюдения при этом приходится производить не одновременно, а в моменты, отдаленные друг от друга промежутком в полгода. За это время изучаемая звезда переместится в пространстве на огромное расстояние вследствие своего движения. Но это расстояние ничтожно мало в сравнении с расстоянием от нас до звезды, и его можно не принимать во внимание. Точно так же для артиллериста, вычисляющего многокилометровое расстояние дд позиции неприятеля, не имеет значения передвижение кого-нибудь во вражеском стане на шаг вперед или назад. Его вычисления будут достаточно точны без учета длины этого шага.

Однако наблюдения даже с противоположных концов диаметра земной орбиты долгое время не давали необходимых результатов. Слишком малы углы между направлениями, и для их измерения требовалась огромная точность.

Только в 30-х годах XIX в. русский ученый В. Я. Струве впервые определил расстояние до звезды Вега (самая яркая звезда из созвездия Лиры) и тем самым положил начало точному определению звездных расстояний. Вскоре были определены расстояния до целого ряда звезд.

Оказалось, что даже ближайшие к Земле звезды в тысячи раз дальше самой далекой планеты -Плутона. Такие расстояния выражать в километрах неудобно. Поэтому их выражают в единицах времени, которое нужно свету, чтобы пройти эти расстояния. Свет движется очень быстро и за 1 с распространяется на 300 тыс. км. Когда сверкает молния, то свет ее доходит до нас за ничтожно малую долю секунды. От Луны до Земли свет идет 1¹/₄ с, от Солнца - 8 мин, от самой далекой планеты -Плутона - около 5 ч, а от ближайшей звезды -более 4 лет! Курьерский поезд, идя без остановки со скоростью 100 км/ч, добрался бы до ближайшей звезды, называемой альфой Центавра, только через 46 млн. лет; за 3-4 млн. лет до нее долетел бы современный самолет. А ведь альфа Центавра -самая близкая к нам звезда! Расстояние от Земли до нее ничтожно мало по сравнению с расстоянием до далеких звезд Млечного Пути.

Описанный способ определения расстояний до звезд применим только для сравнительно близких к Солнечной системе звезд. Для звезд более далеких он не годится - слишком мал диаметр земной орбиты по сравнению с расстояниями в тысячи и более световых лет. Астрономы имеют теперь в своем распоряжении другие методы определения расстояний до очень далеких звезд.

Измерения расстояний до звезд окончательно доказали, что все звезды находятся от нас на разных расстояниях и вовсе не расположены на поверхности круглого купола, каким нам кажется звездное ночное небо. Оно нам кажется куполом, опрокинутым над Землей, или сферой, окружающей со всех сторон нашу планету, только потому, что невооруженный глаз не воспринимает различия в расстояниях до разных звезд.

Если бы какая-нибудь планета, даже намного большая, чем Юпитер, находилась от Земли на расстоянии ближайшей звезды, то для нас она была бы совершенно невидима. На таком огромном расстоянии Солнце освещало бы ее слишком слабо, да и на обратном пути к нам отраженный ею свет ослабевал бы слишком сильно. Звезды же светят собственным, чрезвычайно ярким светом, т. е. являются самосветящимися солнцами. Таким образом, мы можем разделить Вселенную на Солнечную систему (ближайшие к нам окрестности) и бесконечный мир, лежащий за ее пределами. Этот мир состоит из бесчисленного количества звезд, подобных нашему Солнцу.

перейти к началу страницы