Расширяя границы Вселенной: История астрономии в задачах - Страница 18
Тихо тотчас же измерил и записал угловые расстояния новой звезды от девяти звёзд Кассиопеи и от Полярной звезды, а также своё впечатление о цвете и яркости новой звезды. Как отметил сам Тихо и другие наблюдатели, она была намного ярче Сириуса и даже ярче Венеры. В последующие дни звезду можно было наблюдать и при дневном освещении. Однако, начиная с декабря 1572 г., блеск её стал уменьшаться, и вскоре новая звезда исчезла, проблистав семнадцать месяцев и не оставив никакого следа, видимого невооружённым глазом.
Имея в виду, что в то время Тихо жил в Дании, приблизительно на широте Москвы, и используя звёздную карту или электронную программу — планетарий, ответьте на следующие вопросы. Что за удивительную звезду наблюдал Тихо Браге? Какова была высота Новой Тихо над горизонтом в тёмное и светлое время суток? Был ли в ночное время виден Сириус и была ли видна в тот период Венера?
5.25. В произведениях русских писателей нередко описываются небесные явления. Так, у И. А. Бунина есть строки:
Какую астрономическую информацию несёт этот стихотворный отрывок?
5.26. В научно — фантастической повести К. Э. Циолковского «Вне Земли» (1916 г.) описывается наблюдение звёздного неба с борта космического корабля, обращающегося на околоземной орбите:
Открыли ставни. Более смелые подлетели к окнам.
Послышались восклицания:
— Небо‑то совершенно чёрное!..
— Никогда и сажа не бывает такой черноты!..
— Звёзд какое множество!
— Какие разноцветные!..
— Я вижу совершенно те же созвездия, но как много звёзд!.. И почему они так мертвенны? В них нет жизни; они как бы не испускают лучей, не мигают; это просто точки… Как ясно они видны!
Таким ли видят небо космонавты?
5.27. Известный французский философ Огюст Конт в 1842 г. писал:
Возможно, что мы сумеем определить форму, расстояние и величину небесных светил, что мы исследуем их движения; но никогда и ни в каком случае не удастся нам изучить их химический состав или минералогическое строение.
В 1856 г. Конт снова утверждал, что химический состав звёзд навсегда останется невыясненным. Когда были проведены первые спектральные наблюдения, доказавшие, что Солнце и звёзды состоят из тех же химических элементов, которые известны на Земле?
5.28. Агнесса Кларк — английский историк астрономии (конец XIX в. — начало XX в.) писала:
Ещё не далее, как в середине XIX столетия, астрономия, гордая тесным союзом с математикой, смотрела с равнодушием на остальные науки; ей довольно было телескопа и вычислений. Теперь же материал для её выводов даёт и химик, и специалист по электричеству, и исследователь самых глубоких тайн теории света или молекулярного строения вещества. Астрономия озабочена тем, что скажет геолог, что откроет метеоролог или даже биолог; она должна прислушиваться ко всякой новой истине, взвешивать и стараться использовать всякое открытие в естественных науках. Её величавое одинокое положение сменилось на полное общение, на постоянную взаимопомощь с другими науками. Астроном стал физиком в широчайшем значении этого слова; а физик принуждён быть теперь немного и астрономом… Едва ли будет преувеличением сказать, что родилась новая наука.
Какая же?
5.29. Фридрих Вильгельм Бессель в 1844 году писал Гумбольдту:
Я держусь того мнения, что Процион и Сириус составляют каждый настоящую систему двойных звёзд, куда входят по одной видимой и одной невидимой звезде. Нет никакого основания предполагать, что способность испускать собственный свет представляет коренное, непременное свойство мировых тел. Тот факт, что мы видим бесчисленное множество ярко блистающих звёзд, не может ещё само по себе служить доводом для того, чтобы отрицать возможность существования бесчисленного множества тёмных, невидимых звёзд.
Подтвердилось ли предположение Бесселя, основанное на его наблюдениях собственного движения звёзд? Надо ли понимать под невидимыми звёздами чёрные дыры?
5.30. В «Истории математики» Монтюкла сказано:
Аристотель говорит, что Эмпедокл считал свет за беспрерывное истечение из светящих тел… [Оппоненты] говорили, что если свет Солнца состоит из истечения частичек из этого светила, то мы бы никогда не видели его на его истинном месте, потому что оно бы переместилось в промежуток времени, нужный частичке света для достижения до нашего глаза. Эмпедокл, не прибегая к мгновенности распространения света или к его необычайной скорости, говорил, что упомянутое возражение было бы справедливо, если бы самоё Солнце было бы в движении; но Земля, вертясь на своей оси, идёт навстречу лучу и видит светило в его продолжении.
О каком физическом эффекте интуитивно рассуждают здесь древние учёные? На какой угол смещается изображение Солнца в результате этого эффекта для земного наблюдателя?
5.31. Уильям Томсон (лорд Кельвин) (1824–1907), английский физик, один из основоположников термодинамики, так рассуждал о природе Солнца:
Либо признайте, что Солнце — тело чудесное, специально созданное для того, чтобы изливать свет и тепло вечно; либо нужно принять, что оно, как и всё другое, подчинено законам природы… Гораздо проще принять, что Солнце не может представлять исключение из общих законов природы; тогда для него, как и для всякого другого предмета природы, существует начало и конец того состояния, в каком мы видим его в настоящее время.
На какие принципы опирается У. Томсон в данном рассуждении?
5.32. Клавдий Птолемей писал в своей книге «Альмагест»:
Так как мы поставили себе цель объяснить для пяти блуждающих звёзд все наблюдаемые у них неравенства, как для Луны и Солнца, при помощи круговых равномерных движений, которые по природе свойственны божественному, чуждому беспорядка и неравномерности, то хотя и следует высоко ценить окончательное и правильное достижение этого как истинную цель математической теории в философии, но всё‑таки эта задача представляет очень большие трудности и как следует ещё не была решена никем из предшествующих.
О каких блуждающих звёздах говорит Птолемей? О каких неравенствах в их движении идёт речь? Почему движение небесных тел, по Птолемею, может быть только круговым и равномерным? Почему построение теории наблюдаемых движений планет многие рассматривают как научный подвиг Птолемея?
Меркурий движется при помощи всего семи кругов, Венера — при помощи пяти, Земля — при помощи трёх, Луна вокруг них — при помощи четырёх, наконец, Марс, Юпитер и Сатурн — при помощи пяти кругов каждый. Таким образом, для Вселенной будет достаточно 34 кругов, при помощи которых можно объяснить весь механизм мира…
Кому из выдающихся астрономов принадлежит это высказывание?
5.34. Римский политик, философ и писатель Сенека (3 до н. э. — 65 н. э.) писал:
Важно было исследовать, мир ли вращается вокруг Земли, которая остаётся неподвижной, или Земля вертится, тогда как мир стоит… Эта задача достойна наших размышлений, ибо мы должны знать, в каком состоянии мы находимся: обрекла ли судьба нашу Землю на вечный покой или же, наоборот, она одарила Землю быстрым движением; заставили ли боги все небесные тела двигаться вокруг нас или же мы сами около них вращаемся?
Почему вопросы, сформулированные Сенекой, представлялись ему столь важными?
5.35. Французский астроном и физик Ф. Араго (1786–1853) описывает опыты с маятником:
… его можно вывести из вертикального положения, им занимаемого, … вправо или влево, вперёд или назад, и потом предоставить самому себе. Такой прибор, будучи приведён в движение, качается около вертикала и, первоначально, в плоскости, в которой он был выведен из отвесного положения. Но должен ли он оставаться в этой первоначальной плоскости? Члены флорентийской академии del Cimento сделали над маятником множество наблюдений, из которых дознали, что упомянутая плоскость качаний изменяется. Директор флорентийского естественно — исторического музея нашёл в рукописях Вивиани, что все маятники… отклоняются от первоначальной вертикальной плоскости постоянно в одном направлении… [Из приведённого в книге Араго рисунка видно, что плоскость качания маятника поворачивается по часовой стрелке при наблюдении сверху]
Если его выписки и доказывают, что члены академии del Ciment o и знали перемещение плоскости качаний маятника, то они отнюдь не убеждают, что упомянутые академики обратили внимание на зависимость таких перемещений от вращательного движения Земли.