Астрономия без преград. Увлекательные научные факты, истории, наблюдения

Первый в мире телескоп, созданный Галилеем, был рефракторным, то есть линзовым. Чтобы усовершенствовать его, астрономы применяли все более крупные линзы и увеличивали длину трубы, но им не удавалось избавиться от главного недостатка – размытости изображения. Исаак Ньютон нашел решение этой проблемы: он стал использовать вместо линзы, собирающей свет, металлическое зеркало – сплав меди, мышьяка и цинка. Зеркальные телескопы стали именоваться рефлекторными.

Это случилось в XVIII веке, и на протяжении следующих трех столетий между рефлекторными и рефракторными телескопами велась нешуточная война. Для каждого вида находились новые технологические решения, позволяющие еще больше приблизить объекты и улучшить изображение. Размытость рефракторов была устранена, когда придумали двухлинзовые объективы. А главный прорыв для рефлекторов случился тогда, когда для зеркал стали использовать стекло, теперь можно было строить телескопы с огромными зеркалами. Именно благодаря огромным рефлекторным телескопам в начале XX века в астрономии случился прорыв: стало очевидно, что Вселенная имеет невообразимо огромные размеры.

Битва телескопов завершилась компромиссом – была создана зеркально-линзовая система, в которой зеркала используются для фокусировки, а линзы – для коррекции изображения.

Новая астрономия – это исследование волн и излучений, идущих из космоса. Для этого используются радио-, инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские и другие виды телескопов, позволяющие изучать Вселенную при помощи волн, которые она излучает. Так как большая часть этих волн не проходит через атмосферу Земли, современные телескопы часто устанавливают на спутниках и орбитальных станциях.

На вопрос, для чего он родился на свет, он [Анаксагор] ответил: «Для наблюдения Солнца, Луны и неба».

– Диоген Лаэртский

№ 84 Роковое яблоко Ньютона. Сила тяготения

Все слышали историю о том, как на голову Ньютону упало яблоко и ученого посетило внезапное озарение. Произошло это так: Ньютон сидел вечером в яблоневом саду, на небе светила полная луна. Неожиданно с ветки упал спелый фрукт прямо ему на макушку. В этот момент он понял, что сила, заставляющая яблоко падать вниз, и сила, удерживающая Луну на орбите, – одна и та же. На самом деле никаких подтверждений этой истории нет, скорее всего, это просто красивая легенда. Из дневников ученого становится понятно, что к своей теории он шел постепенно, на протяжении нескольких лет.

В чем же заключается знаменитая теория Ньютона? Из законов движения планет, открытых Кеплером, Ньютон вывел закон всемирного тяготения, который стал основополагающим для такого раздела астрономии, как небесная механика. В этом разделе законы механики используются для расчетов движения небесных тел.

Фундамент механики – это три закона движения, сформулированных Ньютоном. Первый из них – закон инерции. Согласно ему, любое тело либо остается неподвижным, либо сохраняет прямолинейное равномерное движение, если на него не действует никакая сила. Второй закон – закон силы. Если к телу будет приложена сила, то его движение ускорится; чем больше будет эта сила, тем сильнее ускорение. Ускорение также зависит от массы тела. Третий закон – закон противодействия. Любое действие вызывает равное по силе и противоположное по направлению противодействие.

Закон всемирного тяготения объяснял, почему планеты движутся вокруг Солнца, а спутники – вокруг планет, почему небесные тела имеют шарообразную форму, а на Земле происходят приливы.

Гравитацию я определяю как силу, подобную магнетизму – взаимному притяжению. Сила притяжения тем больше, чем оба тела ближе одно к другому.

– Иоганн Кеплер

№ 85 Разложить по полочкам. Каталог Шарля Мессье

Шарль Мессье составил свой каталог еще в XVIII веке, но он до сих пор пользуется популярностью у астрономов-любителей – потому что в их распоряжении телескопы приблизительно такой же мощности, какой был у французского ученого. Мессье описал самые близкие, интересные и хорошо изученные на сегодняшний день астрономические объекты. Он называл их туманностями, но сегодня мы знаем, что большая часть из них – галактики, звездные скопления, остатки сверхновых и т. п. Хотя туманности тоже имеются.

Сам Мессье был охотником за кометами, он выискивал на небе эти движущиеся объекты, а туманности мешали его наблюдениям. При той мощности телескопа, которая была ему доступна, и те и другие выглядели размытыми пятнами, только кометы двигались, а туманности оставались неподвижными. Шарль Мессье составил каталог для того, чтобы иметь возможность отличать одни от других.

№ 86 Сколько километров в году? Космические расстояния