-->
|
|
|
|
|
Ãëàâà 15. Ñîëíå÷íàÿ ñèñòåìà § 116. Âèäèìûå äâèæåíèÿ íåáåñíûõ òåëÀñòðîíîìèÿ ýòîì ðàçäåëå ìû èçó÷èì ñòðîåíèå Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, çàêîíû, îïèñûâàþùèå äâèæåíèå ïëàíåò, ïðîÿâëåíèÿ ãðàâèòàöèîííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ â ñèñòåìå Çåìëÿ — Ëóíà, ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà Ñîëíöà è çâåçä. Èñïîëüçóÿ èçâåñòíûå çàêîíû ôèçèêè, çàãëÿíåì â íåäðà çâåçä, îáñóäèì èõ æèçíü è ñìåðòü. Óçíàåì, ÷òî îñòàíåòñÿ ïîñëå ñìåðòè Ñîëíöà è áîëåå ìàññèâíûõ çâåçä. Èçó÷åíèå ìèðà ãàëàêòèê ïîçâîëèò íàì óçíàòü, êàê óñòðîåí Ìëå÷íûé Ïóòü è ãäå îáðàçóþòñÿ çâåçäû. Ìû ïîñìîòðèì, êàê íàáëþäàåìîå êðàñíîå ñìåùåíèå â ñïåêòðàõ ãàëàêòèê óêàçûâàåò íà ðàñøèðåíèå Âñåëåííîé â öåëîì è ÷òî íàáëþäàåìîå ðåëèêòîâîå èçëó÷åíèå, çàïîëíÿþùåå âñþ Âñåëåííóþ, óêàçûâàåò íà òî, ÷òî â ïðîøëîì Âñåëåííàÿ áûëà íå òîëüêî ïëîòíîé, íî è ãîðÿ÷åé. Óâèäèì, êàê çíàíèå çàêîíîâ íåáåñíîé ìåõàíèêè ïîçâîëÿåò ñìîäåëèðîâàòü äâèæåíèå íå òîëüêî ïëàíåò, íî è èñêóññòâåííûõ íåáåñíûõ òåë. Ãëàâà 15. Ñîëíå÷íàÿ ñèñòåìàÈç òåêñòà ýòîé ãëàâû ìû óçíàåì, ÷òî ñëîæíûå âèäèìûå ïåòëåîáðàçíûå äâèæåíèÿ ïëàíåò ñðåäè çâåçä îáúÿñíÿþòñÿ äâèæåíèåì Çåìëè è ïëàíåò âîêðóã Ñîëíöà. Óçíàåì, ÷òî ñëîæíûé õàðàêòåð äâèæåíèÿ Ëóíû âîêðóã Çåìëè è Çåìëè âîêðóã Ñîëíöà îáúÿñíÿåò ñìåíó ëóííûõ ôàç, ÿâëåíèå ïðèëèâîâ è îòëèâîâ, à òàêæå çàêîíîìåðíîñòè ñîëíå÷íûõ è ëóííûõ çàòìåíèé. Èçó÷èì ñîñòàâ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. § 116 Âèäèìûå äâèæåíèÿ íåáåñíûõ òåëÒåìíîé íî÷üþ ìû ìîæåì óâèäåòü íà íåáå îêîëî 2500 çâåçä (ñ ó÷åòîì íåâèäèìîãî ïîëóøàðèÿ 5000), êîòîðûå îòëè÷àþòñÿ ïî áëåñêó è öâåòó. Êàæåòñÿ, ÷òî îíè ïðèêðåïëåíû ê íåáåñíîé ñôåðå è âìåñòå ñ íåé îáðàùàþòñÿ âîêðóã Çåìëè. ×òîáû îðèåíòèðîâàòüñÿ ñðåäè íèõ, íåáî ðàçáèëè íà 88 ñîçâåçäèé. Âî II â. äî í. ý. Ãèïïàðõ ðàçäåëèë çâåçäû ïî áëåñêó íà çâåçäíûå âåëè÷èíû, ñàìûå ÿðêèå îí îòíåñ ê çâåçäàì ïåðâîé âåëè÷èíû (1m), à ñàìûå ñëàáûå, åäâà âèäèìûå íåâîîðóæåííûì ãëàçîì, — ê 6m.  ñîçâåçäèè çâåçäû îáîçíà÷àþòñÿ ãðå÷åñêèìè áóêâàìè, íåêîòîðûå ñàìûå ÿðêèå çâåçäû èìåþò ñîáñòâåííûå íàçâàíèÿ. Òàê, Ïîëÿðíàÿ çâåçäà — α Ìàëîé Ìåäâåäèöû èìååò áëåñê 2m. Ñàìàÿ ÿðêàÿ çâåçäà ñåâåðíîãî íåáà Âåãà — α Ëèðû èìååò áëåñê îêîëî 0m.
Îñîáîå ìåñòî ñðåäè ñîçâåçäèé çàíèìàëè 12 çîäèàêàëüíûõ ñîçâåçäèé, ÷åðåç êîòîðûå ïðîõîäèò ãîäè÷íûé ïóòü Ñîëíöà — ýêëèïòèêà. Òàê, â ìàðòå Ñîëíöå äâèæåòñÿ ïî ñîçâåçäèþ Ðûá, â ìàå — Òåëüöà, â àâãóñòå — Ëüâà, â íîÿáðå — Ñêîðïèîíà.  íàñòîÿùåå âðåìÿ äëÿ îðèåíòàöèè ñðåäè çâåçä àñòðîíîìû èñïîëüçóþò ðàçëè÷íûå ñèñòåìû íåáåñíûõ êîîðäèíàò. Îäíà èç íèõ — ýêâàòîðèàëüíàÿ ñèñòåìà êîîðäèíàò (ðèñ. 15.1).  åå îñíîâå ëåæèò íåáåñíûé ýêâàòîð — ïðîåêöèÿ çåìíîãî ýêâàòîðà íà íåáåñíóþ ñôåðó. Ýêëèïòèêà è ýêâàòîð ïåðåñåêàþòñÿ â äâóõ òî÷êàõ: âåñåííåãî (ϒ) è îñåííåãî ( Òî÷êà âåñåííåãî ðàâíîäåíñòâèÿ íàõîäèòñÿ â ñîçâåçäèè Ðûáû, è îíà ñëóæèò íà÷àëüíîé òî÷êîé, îò êîòîðîé â íàïðàâëåíèè ïðîòèâ ÷àñîâîé ñòðåëêè îòñ÷èòûâàåòñÿ êîîðäèíàòà ïðÿìîå âîñõîæäåíèå, êîòîðóþ îáû÷íî îáîçíà÷àþò áóêâîé α. Ýòà êîîðäèíàòà ÿâëÿåòñÿ àíàëîãîì äîëãîòû â ãåîãðàôè÷åñêèõ êîîðäèíàòàõ.  àñòðîíîìèè ïðèíÿòî ïðÿìîå âîñõîæäåíèå èçìåðÿòü â ÷àñîâîé ìåðå, à íå â ãðàäóñíîé. Ïðè ýòîì èñõîäÿò èç òîãî, ÷òî ïîëíàÿ îêðóæíîñòü ñîñòàâëÿåò 24 ÷. Âòîðàÿ êîîðäèíàòà ñâåòèëà δ — ñêëîíåíèå — ÿâëÿåòñÿ àíàëîãîì øèðîòû, åå èçìåðÿþò â ãðàäóñíîé ìåðå. Òàê, çâåçäà Àëüòàèð (α Îðëà) èìååò êîîðäèíàòû α = 19÷48ì18ñ, ñêëîíåíèå δ = +8°44’ Èçìåðåííûå êîîðäèíàòû çâåçä õðàíÿò â êàòàëîãàõ, ïî íèì ñòðîÿò çâåçäíûå êàðòû (ðèñ. 15.2), êîòîðûå èñïîëüçóþò àñòðîíîìû ïðè ïîèñêå íóæíûõ ñâåòèë.
Âçàèìíîå ðàñïîëîæåíèå çâåçä íà íåáå íå ìåíÿåòñÿ, îíè ñîâåðøàþò ñóòî÷íîå âðàùåíèå âìåñòå ñ íåáåñíîé ñôåðîé. Ïëàíåòû íàðÿäó ñ ñóòî÷íûì âðàùåíèåì ñîâåðøàþò ìåäëåííîå äâèæåíèå ñðåäè çâåçä, îïðàâäûâàÿ ñâîå íàçâàíèå (planetas â ïåðåâîäå ñ ãðå÷åñêîãî — áëóæäàþùàÿ çâåçäà).
Âèäèìûé ïóòü ïëàíåò íà íåáå ïåòëåîáðàçåí. Ðàçìåðû îïèñûâàåìûõ ïëàíåòàìè ïåòåëü ðàçëè÷íû. Íà ðèñóíêå 15.3 ïîêàçàíî âèäèìîå ïåòëåîáðàçíîå äâèæåíèå Ìàðñà, êîòîðîå äëèòñÿ 79 äíåé. Íàèáîëåå ïðîñòî âèäèìîå äâèæåíèå ïëàíåò è Ñîëíöà îïèñûâàåòñÿ â ñèñòåìå îòñ÷åòà, ñâÿçàííîé ñ Ñîëíöåì. Òàêîé ïîäõîä ïîëó÷èë íàçâàíèå ãåëèîöåíòðè÷åñêîé ñèñòåìû ìèðà è áûë ïðåäëîæåí ïîëüñêèì àñòðîíîìîì Íèêîëàåì Êîïåðíèêîì (1473—1543).  ýòîé ñèñòåìå ñóòî÷íîå äâèæåíèå íåáåñíîãî ñâîäà îáúÿñíÿåòñÿ âðàùåíèåì Çåìëè âîêðóã îñè, ãîäè÷íîå äâèæåíèå Ñîëíöà ïî ýêëèïòèêå — äâèæåíèåì Çåìëè âîêðóã Ñîëíöà, à îïèñûâàåìûå ïëàíåòàìè ïåòëè — ñëîæåíèåì äâèæåíèé Çåìëè è ïëàíåò (ñì. ðèñ. 15.3). Âîêðóã Çåìëè äâèæåòñÿ òîëüêî Ëóíà. Êîïåðíèê ðàññ÷èòàë ðàññòîÿíèÿ ïëàíåò äî Ñîëíöà.  àñòðîíîìèè ñðåäíåå ðàññòîÿíèå îò Çåìëè äî Ñîëíöà ïðèíÿòî çà åäèíèöó ðàññòîÿíèÿ è íàçûâàåòñÿ àñòðîíîìè÷åñêîé åäèíèöåé (à. å.), 1 à. å. = 150 • 106 êì. Òàê, Ìåðêóðèé íàõîäèòñÿ îò Çåìëè íà ðàññòîÿíèè 0,39 à. å., à Ñàòóðí — íà ðàññòîÿíèè 9,54 à. å.
 àíòè÷íûå âðåìåíà è âïëîòü äî Êîïåðíèêà ïîëàãàëè, ÷òî â öåíòðå Âñåëåííîé ðàñïîëîæåíà Çåìëÿ è âñå íåáåñíûå òåëà îáðàùàþòñÿ ïî ñëîæíûì òðàåêòîðèÿì âîêðóã íåå. Ýòà ñèñòåìà ìèðà íàçûâàåòñÿ ãåîöåíòðè÷åñêîé ñèñòåìîé ìèðà. Äîêàçàòåëüñòâî äâèæåíèÿ Çåìëè âîêðóã Ñîëíöà è îïðåäåëåíèå ðàññòîÿíèé äî çâåçä. Åñëè Çåìëÿ îáðàùàåòñÿ âîêðóã Ñîëíöà, òî áëèçêèå çâåçäû äîëæíû ïåðèîäè÷åñêè ñìåùàòüñÿ íà ôîíå áîëåå äàëåêèõ çâåçä. Ýòî ñìåùåíèå íàçûâàåòñÿ ïàðàëëàêòè÷åñêèì, à óãîë π, ïîä êîòîðûì ñî çâåçäû âèäåí ðàäèóñ çåìíîé îðáèòû, íàçûâàåòñÿ ïàðàëëàêñîì. Êàê âèäíî èç ðèñóíêà 15.4, ðàññòîÿíèå äî çâåçäû
Òàê êàê ïàðàëëàêñ çâåçä ìàë, ìû çàìåíèëè ñèíóñ ìàëîãî óãëà ñàìèì óãëîì, âûðàæåííûì â ðàäèàííîé ìåðå, à çàòåì ïåðåøëè îò ðàäèàííîé ìåðû ê ãðàäóñíîé, ó÷òÿ, ÷òî 1 ðàä = 206 265". Â àñòðîíîìèè ïðèíÿòî èçìåðÿòü ðàññòîÿíèå äî çâåçä â ïàðñåêàõ (ïê). 1 ïê = 206 265 • à0 = 206 265 • 150 • 106 êì = 3 • 1013 êì. Èòàê, åñëè ïàðàëëàêñ èçìåðÿòü â óãëîâûõ ñåêóíäàõ, à ðàññòîÿíèå äî çâåçäû — â ïàðñåêàõ, òî ñâÿçüþ ìåæäó íèìè áóäåò ðàâåíñòâî
Òîëüêî âî âòîðîé ïîëîâèíå XIX â. óäàëîñü èçìåðèòü ïàðàëëàêñû è ðàññòîÿíèÿ äî çâåçä è òåì ñàìûì ïîäòâåðäèòü òåîðèþ Êîïåðíèêà íàáëþäåíèÿìè. Òàê, áëèæàéøàÿ ê íàì çâåçäà à Öåíòàâðà èìååò ïàðàëëàêñ π = 0,751", ïîýòîìó ðàññòîÿíèå äî íåå r = 1,33 ïê = 4 • 1013 êì. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïîëîæåíèÿ çâåçä èñïîëüçóþòñÿ íåáåñíûå ýêâàòîðèàëüíûå êîîðäèíàòû. Ñëîæíîå ïåòëåîáðàçíîå äâèæåíèå ïëàíåò îáúÿñíÿåòñÿ äâèæåíèåì Çåìëè è ïëàíåò âîêðóã Ñîëíöà, à íàáëþäåíèå ãîäè÷íîãî ïàðàëëàêñà ó çâåçä íå òîëüêî ïîäòâåðæäàåò îáðàùåíèå Çåìëè âîêðóã Ñîëíöà, íî è ïîçâîëÿåò îïðåäåëÿòü ðàññòîÿíèÿ äî íèõ. Âîïðîñû ê ïàðàãðàôó 1. ×òî íàçûâàåòñÿ íåáåñíûì ýêâàòîðîì? 2. ×òî òàêîå ýêëèïòèêà? 3. ×åì îòëè÷àåòñÿ ãåîöåíòðè÷åñêàÿ ñèñòåìà ìèðà îò ãåëèîöåíòðè÷åñêîé? 4. ×òî òàêîå ïàðñåê?
|
|
|