Первые астрономы

Люди самых далеких от нас по времени цивилизаций считали, что Солнце и Луна — боги. Землю они считали плоской, а небо в их понимании было огромным шатром, который опирается на горы или прочные столбы.

Первые астрономы — древние греки, начиная с 600 года до н. э. по 200 год сумели отойти от таких причудливых представлений. Они смогли доказать, что Земля имеет форму шара, а живший в III веке до н. э. математик Эратосфен с большой точностью рассчитал размер её окружности. Эратосфен установил, что когда в Сиене (S) Солнце находится прямо над головой наблюдателя, в Александрии (А) оно расположено на расстоянии 7,2 градуса от зенита. Угол между А и S должен быть равен 7,2 градуса. Взяв известное ему расстояние между А и S, Эратосфен вычислил размер Земли. Греки считали, что Солнце, Луна и планеты вращаются вокруг Земли по круговым орбитам, звезды же, как им казалось, закреплены неподвижно на громадной сфере, совершающей за день один оборот. Обо всем этом можно узнать в главном труде Птолемея «Альмагест».

В 1543 году польский астроном и священник Николай Коперник рассудил иначе, предположив, что Земля вместе с остальными планетами обращается вокруг Солнца. Хотя эта мысль постепенно приобретала все больше сторонников, все же она встретила серьезное сопротивление со стороны церковных властей. Для большинства верующих католиков Земля обладала особой значимостью, что подтверждалось ее положением в центре, вокруг которого обращались все остальные небесные тела.

Тем не менее, поиски в указанном Коперником направлении продолжались. Датский астроном Тихо Браге сделал множество точных измерений меняющихся положений планет. Его результатами воспользовался немецкий ученый Иоганн Кеплер, доказавший, что все планеты обращаются вокруг Солнца, причем движутся они не по правильным круговым орбитам, а по вытянутым, в форме эллипса. Кеплер открыл свои законы движения планет в период с 1609 по 1619 год.

Первые телескопы

Вначале первые астрономы использовали только телескопы-рефракторы, то есть такие оптические инструменты, в которых одна линза (объектив) собирает лучи, а другая, называемая окуляром, служит для увеличения объекта. Недостатки, присущие линзам, очень скоро привели к тому, что астрономы стали строить огромные телескопы без трубы. В отличие от рефракторов, в телескопах-рефлекторах лучи собираются с помощью зеркала, что обеспечивает ряд преимуществ. Стоунхендж (Англия) древнее сооружение из поставленных по кругу камней, использовался для наблюдения за звездным небом.

Следующий важный шаг был сделан, когда астрономы стали применять телескоп. Его изобрел в 1608 году голландский мастер Ганс Липпершей, занимавшийся изготовлением очков. Но для наблюдения неба телескоп впервые использовал итальянский астроном Галилео Галилей. В 1609 году он построил несколько телескопов, с помощью которых ему удалось открыть многое из того, о чем раньше никто не догадывался. Ученый увидел кратеры на Луне, пятна на Солнце, наблюдал фазы Венеры и обнаружил, что вокруг Юпитера обращаются четыре спутника.

Английский ученый Исаак Ньютон, в свою очередь, доказал, что все тела притягиваются друг к другу и что сила их взаимного тяготения, гравитации, зависит от массы и расстояния. Благодаря своему открытию Ньютон объяснил, почему Луна обращается вокруг Земли, а планеты в соответствии с законами Кеплера движутся вокруг Солнца по эллиптическим орбитам. Имя Ньютона связывают также с изобретением нового типа телескопа — рефлектора.

Астролябия

С помощью астролябии, изобретенной древними греками, можно определить, где находится та или иная звезда, узнать время восхода и захода звезд, а также в какой точке неба следует искать звезду в определенный момент. Прибор состоял из неподвижного диска и вращающейся рамки, на которой были отмечены самые яркие звезды. Поворотом рамки воспроизводилось движение звезд. Направив визир на звезду, определяли ее высоту.

Исторические вехи астрономии:

1543 год. Коперник обнародует свою гелиоцентрическую теорию.

1576-1596 годы Тихо Браге наблюдает движение планет.

1608 год Липперсгей изобретает телескоп.

1609 год Кеплер формулирует свои первый закон, согласно которому планеты движутся по эллиптическим орбитам.

1609-1610 годы Галилей наблюдает небо с помощью телескопа.

1668 год Ньютон создает первый телескоп-рефлектор.

1687 год Ньютон формулирует свои законы тяготения и механического движения.

В древности первые астрономы считали, что все звезды закреплены на огромной сфере, которая за сутки совершает полный оборот вокруг Земли. Теперь всем известно, что небесные светила по-разному удалены от нас и их кажущееся движение вокруг Земли объясняется вращением нашей планеты вокруг своей оси. Тем не менее, для простоты описания положения звезд, их восходов и заходов, удобно считать их находящимися на внутренней поверхности шара, которая называется небесной сферой. Земля вращается в направлении с запада на восток, но нам кажется, что вращается -в противоположную сторону — небесная сфера, поэтому Солнце, Луна, звезды и планеты восходят на востоке и заходят на западе. Солнце, Луна и планеты к тому же медленно перемещаются на фоне звезд.

Небесная сфера

У небесной сферы есть северный, южный полюс и экватор. Половина небесной сферы в любое время суток скрыта от наблюдателя за горизонтом. В результате видимого вращения неба звезды описывают круги различных размеров вокруг полюсов.

Звезды, находящиеся вблизи полюса, называют околополярными, они никогда не уходят за горизонт. Ответить на вопрос, какие из наблюдаемых звезд являются околополярными, можно, зная широту, на которой находится наблюдатель. Звезды, расположенные рядом с другим полюсом, никогда не восходят. Остальные, из средней части сферы, в определенный час появляются над горизонтом и через некоторое время заходят. Солнце медленно перемещается на небесной сфере по большому кругу, который называется эклиптикой.

Если объектив фотоаппарата направить на полюс и сделать большую выдержку, то на снимке получатся круги, очерченные звездами полюса благодаря вращению Земли.

Восходы и заходы

Земля вращается с запада на восток: против часовой стрелки, если смотреть со стороны Северного полюса. На пяти рисунках видно, как по мере вращения Земли меняется положение телескопа. Стрелки компаса показывают направления на север, восток, юг и запад из точки, где находится телескоп. (1) Телескоп направлен на восток, и звезда только начинает подниматься над восточной частью горизонта. (3) Теперь звезда достигла своей высшей точки. (5) Телескоп направлен на запад, и звезда уже заходит в западной части горизонта. На диаграмме внизу показан видимый путь звезды на небе.

Определение расстояний

По мере движения Земли вокруг Солнца положение близкой к нам звезды на небесной сфере меняется. Более отдаленная от нас звезда тоже перемещается, но менее заметно. Такое видимое смещение называется параллаксом. Измеряя параллаксы, астрономы могут, зная расстояние между Землей и Солнцем, вычислить, насколько та или иная звезда удалена от Солнца.

Большой Ковш изменяет форму

Каждая звезда передвигается в космическом пространстве, но звезды так настолько от нас, что невооруженным глазом невозможно увидеть эти изменения даже в течение жизни человека. На верхней части рисунка видно знакомую нам современную форму Большого Ковша, а на нижней части рисунка показано, каким он будет примерно через 100 тыс. лет. Такое изменение расположения звезд в пространстве называют собственным движением. Слабая красная звезда Барнарда в 6 световых годах от нас имеет самое большое собственное движение из известных звезд. За 180 лет она проходит на небе расстояние, равное размеру Луны.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.