Гайд по астрономии. Путешествие к границам безграничного космоса - Уильям Уоллер

аль- Джауза» — «подмышка близнеца» [так арабы называли Ориона]), три голубые звезды в поясе Ориона — Альнитак, Альнилам и Мин- така, а также яркий бело-голубой Ригель (левая нога Ориона).

Безусловно, у этих этимологических смешений есть исторические основания. Первые записи о созвездиях появились в Месопотамии в начале II тысячелетия до нашей эры. Примерно в 350 году до нашей эры древнегреческий философ Евдокс отметил сорок восемь созвездий, а около 129 года до нашей эры древнегреческий астроном Гиппарх аккуратно перечислил их в своем каталоге, указав и относительную яркость звезд. В 128 году уже нашей эры египетский астроном Клавдий Птолемей (90–168 гг. н. э.) — римский гражданин, писавший на греческом, — на основе этой системы составил подробный каталог из 1022 звезд, приведенный в его знаменитом трактате «Альмагест». В период, продлившийся с XI века по XVII столетие, астрономы арабского мира и Центральной Азии — в том числе Ахмад аль-Фергани и Абу Рейхан аль-Бируни — внесли свой вклад в астрономию: они исправили ошибки Птолемея, отметили цвета звезд и их вариации, очертили границы созвездий и впервые описали туманные объекты, доступные для наблюдения невооруженным глазом, — те самые, которые, как нам сейчас известно, представляют собой гигантские газопылевые облака.

СРЕДНЕВЕКОВЫЕ ОБСЕРВАТОРИИ НА БЛИЖНЕМ ВОСТОКЕ

Астрономы Ближнего Востока, жившие до эпохи Николая Коперника, вели наблюдения в больших обсерваториях, построенных в XIII веке в Мараге (современный Иран) и примерно полтора столетия спустя в Самарканде (современный Узбекистан). Телескопов там, конечно же, не было — их еще не было нигде. Но и без них астрономы сумели сделать очень многое и, помимо прочего, составили каталог небесных тел, который оставался одним из самых полных со времен Птолемея до европейского Возрождения и указывал положения 992 звезд.

Современная система созвездий, принятая на Западе, обрела облик благодаря «Уранометрии» («Измерению небесного свода») — атласу звездного неба Иоганна Байера, изданному в 1603 году. В нем на карту впервые были нанесены созвездия и северного, и южного небесных полушарий. А в 1763 году вышел «Каталог звезд южного неба» Никола Луи де Лакайля, где появились созвездия, уже не связанные с мифологией: Печь, Насос, Часы и Микроскоп. Протяженность этих разнообразных созвездий, а порой и их частичное совпадение приводили к серьезной путанице, пока в 1922 году Международный астрономический союз не утвердил окончательный список из восьмидесяти восьми «официальных» созвездий со смежными границами (рис. 1.2).

Впрочем, помимо западной системы, были и другие досконально продуманные картины неба. Китайцы за ту же тысячу лет создали совершенно независимую систему созвездий и наименований звезд. И хотя Запад ее так и не принял, она настолько точно описывала положения светил, что ее применяли астрономы и археоастрономы всего мира, желавшие определить, где в давние эпохи вспыхивали сверхновые, пролегали пути комет и случались иные мимолетные небесные явления. Одна из моих любимых картин ночного неба, возникших за минувшее тысячелетие, пришла от коренных американцев. Если сравнить их созвездия с теми, что приняты на Западе, мы выявим ряд поразительных сходств и удивительных различий. Например, их версия Большой Медведицы известна как «Три охотника и медведь». «Песьи звезды» Сириус и Антарес обозначены так же у индейцев чероки. А Плеяды и Гиады, звездные скопления, расположенные вдали друг от друга в созвездии Тельца, у племени западных моно были известны как «Шесть жен, наевшиеся лука» и — на безопасном расстоянии — «Их мужья».

Рис. 1.2. Сравнение образной звездной карты из Atlas Coelestis («Атласа звездного неба») Джона Флемстида 1776 года, на которой показаны созвездия Ориона и Тельца, и современной интерпретации той же области неба с очерченными границами созвездий. (Вверху: изображение любезно предоставлено Wikimedia Commons. Внизу: материалы любезно предоставлены constellationguide.com и Sky & Telescope.)

Картины дневного и ночного неба меняются и сейчас, по мере того как мы внедряем передовые технологии наблюдения и открываем новые небесные феномены. И точно так же развиваются модели строения Вселенной. Ее иерархическую структуру, принятую в наше время, мы рассмотрим в третьей главе, а разговор о том, как эта структура появилась, отложим до третьей части, в которой совершим необыкновенное путешествие от Большого взрыва к возникновению галактик, звезд, планет и жизни. Но сначала посмотрим, что видно с поверхности нашей родной планеты и как нам во всем этом разобраться. Обычно это занятие называют «астрономией, постигаемой невооруженным глазом».

2. Дневное и ночное небо

Самое непостижимое во Вселенной — это то, что она вообще постижима.

Альберт Эйнштейн. Мир, каким я его вижу

Если бы мы сумели беспечно воспарить над Землей и улететь в межпланетное пространство, то увидели бы одну и ту же космическую картину: с небесной сферы на нас, и сверху, и снизу, изливался бы, подобно покрову, блистающий звездный свет. Но, к сожалению, в ближайшее время это вряд ли случится, и поэтому нам приходится считаться с тем, что все мы живем на сферической планете, которая каждые 23,93 часа совершает полный оборот вокруг своей оси, а каждые 365,26 суток — вокруг Солнца.

Взгляд с Земли

Поскольку мы «прикованы» к земной поверхности, нашему взгляду в любой момент доступна лишь половина небесной сферы, а вид Земли ограничен линией горизонта, заглянуть ниже которой нельзя. Будь Земля не сферической, а плоской, наш видимый горизонт простирался бы до ее внешнего края, а корабль, удаляющийся от нас, был бы виден всегда, — только пришлось бы следить за судном, которое становилось бы все меньше и меньше, в достаточно сильный бинокль. Но, как известно, корабли, отходящие от причала, уходят за горизонт неизменно, а Британские острова с побережья Новой Англии не рассмотреть (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Вид с поверхности Земли, как показано на этой схеме, зависит от высоты, на которой находится наблюдатель (h), и от радиуса Земли (R). Чем больше высота, тем дальше линия горизонта (d).

Даже с Международной космической станции невозможно увидеть всю половину Земли одновременно. Астронавты МКС, пребывая на орбите над нами на средней высоте в 340 км, видят изогнутый горизонт, отдаленный от них на 2110 км. Это примерно треть земного радиуса и двадцатая часть окружности земного шара. Чтобы кривизна стала гораздо более выраженной, потребуется переместиться намного дальше; скажем, при взгляде с Луны облик Земли кажется нам почти идеальной полусферой. Вот почему снимки нашей планеты, сделанные экипажем «Аполлона», вызвали в обществе преобразующий эффект такой огромной силы, — ведь впервые в истории человечества Землю можно было увидеть во всей полноте,