Астрономия прошлое и настоящее. Астроном – профессия прошлого, настоящего и будущего. Ускоренное расширение Вселенной

Если Уинстон Черчиль смог назвать Россию и её народы " загадкой, обернутой в тайну внутри загадки ", то можно спокойно биться об заклад, что развитие любительской астрономии в моей стране остается в значительной степени неизвестным большинству читателей "SКY&Теlеsсоре". Я надеюсь рассеять часть этой тайны, рассказав нашу историю.
Говорилось, что отцом Российских любительских астрономов был Архиепископ Афанасий, который жил в северном портовом городе Архангельск, всего лишь в 150 км от Полярного круга. В 1692г он построил обсерваторию, оборудованную несколькими небольшими рефракторами, но его возможности наблюдать были ограничены церковными занятиями и вторжениями шведских армий.
Тем временем царь-реформатор Петр Великий поднимал Россию до статуса великой державы. Хотя его методы были резкими и часто грубыми, он основал столицу Санкт-Петербург, основал много школ, и заложил основу для Российской Академии Наук, куда были приглашены многие известные ученые Европы. Петр Великий время от времени наблюдал в телескоп, и во время его правления астрономия была довольно модной. В то время не было ничего необычного в том, что дворяне строили частные обсерватории.
Некоторые последователи Петра также проявляли интерес к астрономическим наблюдениям. Императрица Анна Иоановна часто приглашала французского астронома Joseрh Dеlisle показать ей кольца Сатурна и другие яркие звездные объекты в длиннофокусный телескоп Ньютона. Но следует признать, что это была активность дилетантов, и не было сделано никаких длительных вкладов в науку российскими любителями астрономии в 18 веке.
Но это скоро должно было измениться. Морской офицер Платон Гамалея независимо изобрел ахроматический объектив для рефрактора, изобретение которого западные историки часто приписывают исключительно англичанам Честеру Муру Холлу и Джону Доллонду. Гамалея также интересовался метеоритами, утверждая, что они имеют астероидное происхождение, несмотря на заявление Антуана Лавуазье, сделанное Французской Академии Наук, что "камни не могут падать с неба".
В 1879г Василий Энгельгардт, присяжный поверенный из Смоленска, основал впечатляющую обсерваторию в городе Дрезден (тогда Саксония, ныне Германия). Энгельгардт заказал 12-и дюймовый рефрактор у известного Дублинского изготовителя телескопов Томаса Гребба. С этим впечатляющим телескопом Энгельгардт посвятил себя наблюдениям. В течение 18-и лет он опубликовал три тома скрупулезных наблюдений комет, астероидов, туманностей и двойных звезд. Он завещал все свое астрономическое оборудование и 50000 рублей Казанскому университету, находящемуся в 600км восточнее Москвы, где обсерватория, носящая его имя, работает и по сей день.
Щедрость другого любителя также имела последствия, действующие по сей день. В конце 19-го века в предместье Санкт-Петербурга, в Пулково, располагалась выдающаяся Российская обсерватория. Широта, на которой расположено Пулково, 60 градусов, выдвинула сильную потребность в расположенной южнее обсерватории, и в 1906г астроном Алексей Ганский был послан на Крымский полуостров для поиска подходящего места.

Вскоре после его приезда он набрел на два купола. Как оказалось, Ганский остановился перед частной обсерваторией высокопоставленного правительственного чиновника, Николая Мальцова. Во время их первой встречи Мальцов предложил свою обсерваторию в дар Пулковской обсерватории, и даже добавил прилегающую территорию для дальнейшего развития. В наши дни это место - Симеизская наблюдательная станция Крымской астрофизической обсерватории является домом для 24 и 40-дюймовых рефлекторов, используемых Украинской Академией Наук.

В погоне за лунной тенью

Одним из наиболее продвинутых Российских любителей 19-го века был Федор Семенов, сын преуспевающего промышленника в Курске. Несмотря на то, что он был самоучкой, Семенов смог сделать 4-х дюймовый рефрактор "из ничего", что является подвигом даже для нынешних дней. Его страстью были солнечные затмения. Семенов был награжден Золотой медалью Российского географического общества за расчеты видимости всех затмений, которые должны были произойти в северном полушарии с 1840 по 2001год.
Николай Донич, казенный рабочий, посвятил себя погоне за затмениями задолго до того, как коммерческие авиалинии сделали легкими путешествия по миру. Преследуя бегущую лунную тень, Донич путешествовал в такие экзотические места, как Суматра в голландской Восточной Индии (ныне Индонезия). Несмотря на свой любительский статус, Санкт-Петербургская Академия наук в 1905 году доверила Доничу возглавить экспедиции на затмения в Испанию и Египет - ему даже придали профессионального астронома в помощники!
14 Августа 1887г. полоса полного затмения прошла через сердце России и вызвала рост общественного интереса к астрономии, что привело к созданию первого астрономического общества в стране. Жители Нижнего Новгорода наняли три паровых судна для 150км путешествия по Волге, чтобы увидеть затмение, и на обратном пути между пассажирами возникли горячие дискуссии. Ужасаясь громадному невежеству сельского населения, с которым им пришлось столкнуться, Платон Демидов, местный поверенный и банкир, а так же два молодых школьных учителя решили создать общество для распространения знаний астрономии в массах.
Но они столкнулись с многочисленными препятствиями. Такое научное общество могло быть создано только в университетском городе. В нижнем Новгороде были церкви, монастыри, кремль и драматический театр - но не было университета. К счастью, связи Демидова в Петербурге привели к отказу от этого требования и официальный устав "Нижегородского кружка любителей физики и астрономии" был утвержден год спустя. Демидов подарил свою личную библиотеку и небольшой телескоп, а члены собрали деньги на покупку 4-х дюймового рефрактора фирмы Мерц.

Кружок в Нижнем Новгороде пережил революцию большевиков и последовавшие гражданскую войну и террор. Члены публиковали результаты работы по переменным звездам, переписывались с зарубежными любителями астрономии, и подписывались на зарубежные журналы - довольно необычная для того сложного времени активность. Наиболее известными они стали за их ежегодно издаваемый с 1895г астрономический календарь. Когда советские астрономы отправили в 1930г открытое письмо папе Пию XI, обвиняя римско-католическую церковь в сожжении Джордано Бруно и в преследовании Галилея, Ватикан ответил: "В СССР нам известны только астрономы из Нижнего Новгорода, с которыми мы обмениваемся публикациями. Другие лица, называющие себя "российскими астрономами", нам неизвестны".
В 1890г., т.е. два года спустя, после того как Нижний Новгород получил свой кружок, было организовано Российское Астрономическое Общество. Хотя членство в нем не ограничивалось одними профессионалами, любителю было практически невозможно собрать пять рекомендаций членов, которые требовались всего лишь для признания. Единственным исключением был 15-летний киевский школьник, который первым в 1901г доложил о появлении Новой в Персее. За это открытие он получил членство в Российском Астрономическом Обществе, а царь Николай Второй подарил ему телескоп Цейса.
В 1908г был основан "Московский Кружок любителей астрономии", за которым год спустя последовало "Российское общество любителей мироведения" или РОЛМ в Петербурге. Слово "мироведение" примерно означает "исследование вселенной", что отражает широкие научные интересы его основателя Николая Морозова. В наказание за свою революционную деятельность, Морозов провел 22 года в одиночном заключении, и после своего освобождения из тюрьмы в 1905г он посвятил науке оставшиеся годы своей жизни. По достижению числа своих членов в 700 человек, "Мироведение" основало обсерваторию, оснащенную 7-и дюймовым рефрактором фирмы Мерц, регулярно выпускало результаты наблюдений и издавало популярный журнал "Мироведение".

Советская Эра

Революция большевиков в 1917 году принесла шумные изменения по каждому из аспектов Российской жизни, включая астрономию. Режимы Ленина и Сталина потребовали, чтобы всякое научное исследование было подчинено задаче "социалистического строительства" и астрономы были обязаны брать торжественные клятвы, вроде " я клянусь, что я охарактеризую изменения яркости 150-ти недавно обнаруженных переменных звезд ". Каждое новое открытие демонстрировало возможность превосходства социализма над капитализмом. Когда петроградский астроном С.М.Селиванов нашел комету 1 сентября 1919, официальные государственные лица раструбили это достижение по всему миру.
Борис Кукаркин, нижегородский любитель, в 1928 году стал издавать бюллетень, названный "Переменные Звезды". Далее он превратился в профессиональный журнал, а сам Кукаркин стал известным профессиональным астрономом. В это же десятилетие члены Московского Общества Любителей Астрономии создали " Коллектив Наблюдателей". Несколько из его членов, среди них Борис А. Воронцов-Велиаминов и Павел П. Паренаго, стали всемирно признанными авторитетами в астрономии. Кое-какие выводы относительно характера того времени могут быть сделаны из последнего предложения книги Паренаго " Мир звезд ", который охарактеризовал И.Сталина как " самого великого гения всего человечества ".
В те темные дни многие из основных любителей были репрессированы. В 1928 Российское Астрономическое Общество было распущено, двумя годами позже за ним последовало и РОЛМ. Однако "Мироведение" продолжало появляться в течение нескольких последующих лет и, чтобы держать читателей в курсе астрономических событий в западных странах, содержало некоторые переводы с иностранных журналов. Однако идеология проникла и сюда. Появляющиеся теории расширяющейся вселенной критиковались как несовместимые с марксистско-ленинской догмой. "Мироведение" перестало публиковаться во время пика сталинского террора. Его заключительный выпуск вышел с передовой статьей со зловещим названием "Для полного подавления саботажа на астрономическом фронте ".
После прекращения публикации "Мироведения" советские любители не имели никакого журнала до 1965, когда появился популярный журнал "Земля и Вселенная", выходящий дважды в месяц. Однако его редакторы всегда придавали больший акцент геологии и метеорологии, нежели астрономии. В расцвете журнала его тираж превысил 50000 экз., но в последние годы резко упал до уровня менее, чем 1000 экз.

В 1932 г. любители и профессиональные астрономы всего Советского Союза объединились во Всесоюзное Астрономо-Геодезическое Общество, иначе известное под аббревиатурой ВАГО. Первое научное общество, созданное в советское время, ВАГО обосновало отделения в десятках городов, и его Центральный Совет в Москве координировал визуальные наблюдения любителей переменных звезд, метеоров и серебристых облаков под руководством профессионалов. Вошедшее в 1938 году в состав Советской Академии Наук, ВАГО издавало руководства по наблюдению, организовывало экспедиции на затмения и регулярно проводило конференции и конгрессы. Численность в ВАГО достигла максимума в 1980-е годы, когда оно имело приблизительно 70 разбросанных повсюду своих отделений. Юношеская секция, созданная в 1965, координировала работы среди изолированных кружков юных астрономов.

Традиции телескопостроения

Первая в России астрономическая оптика была, по всей видимости, изготовлена Яковом Брюсом - одним из приближенных Петра Великого, который в 1733 году "слепил" вогнутое зеркало для телескопа-рефлектора. Но первым настоящим любителем телескопостроения в нашей стране был Иван Кулибин. Механик-самоучка из Нижнего Новгорода, Кулибин в 1767 году сумел заполучить в свои руки телескоп-рефлектор системы Грегори. Он смог определить состав, из которого изготовлено его металлическое зеркало - твердый, ломкий сплав меди и олова, и начал строить станок для шлифовки и полировки зеркал и линз. Кулибин также обработал стекло марки флинт для создания ахроматических объективов.
Несмотря на талант людей, подобных Кулибину, Россия на много десятилетий отставала в изготовлении телескопов по сравнению с Европой и Соединенными Штатами. В XX веке под куполами наших больших обсерваторий были размещены инструменты, сделанные немецкими фирмами - Fraunhofer, Merz, и Zeiss или американскими, например Альваном Кларком. И только в 1904 году Юрием Миркаловым был основано первое Российское предприятие по изготовлению телескопов, " Русская Урания ". Перед упадком фирмы в 1917 году, её цеха изготовили более чем сотню телескопов и множество куполов для обсерваторий, хотя Миркалов и получил все объективы из-за границы.

Телескопы-рефлекторы системы Ньютона были популяризированы в России Александром Чикиным. Через четыре года после того, как он в 1911 обработал своё первое зеркало, Чикин издаёт книгу "Отражательные телескопы: изготовление рефлекторов доступными для любителя средствами". В течение десятилетий эта книга, являлась стандартом не только для любителей, но и для профессионалов. Известный оптик-конструктор Дмитрий Максутов, изобретатель катадиоптрических (зеркально-линзовых) телескопов, используемых в настоящее время во всем мире, был только один из многих, кто нашли вдохновение и руководство на страницах небольшой "библии" Чикина.

В 1930-ые годы, одновременно с США, любительское телескопостроение стало популярным в России. Ведущий сторонником этих усилий был цитогенетик и профессор Михаил Навашин. Его книга " Телескоп любителя астрономии" выдержала несколько изданий. Московский художник Михаил Шемякин также играл видную роль, и под его руководством ВАГО издало серию " Любительские телескопы".

В советские времена любитель мог построить телескоп практически бесплатно, просто записавшись в местный клуб любителей телескопостроения, которые существовали в каждом большом городе. Хорошо оборудованные клубы имели станки для изготовления зеркал и принадлежностей. Члены клуба обычно изготавливали 4-х и 6-ти дюймовые зеркала, а некоторые замахивались и на большие апертуры до 16 дюймов. Известный Среди этих клубов был известен клуб телескопостроения им Д. Максутова, основанный в 1973 Леонидом Сикоруком, режиссером из Новосибирска. Его члены взяли на вооружение передовые схемы телескопов, включая камеры Шмидта и Райта, Долла-Кирхема и Ричи-Кретьена и даже спектрогелиограф. Книга Сикорука "Телескопы для любителей астрономии ", изданная в 1982г., остается популярной и по сей день, а его документальный фильм "Телескопы" был транслирован по телевидению на весь Советский Союз.

В 1980 Л.Сикорук убедил директора Новосибирского предприятия, которое производило артиллерийские и ружейные прицелы, начать производство телескопов для любителей астрономии, и это событие стало важной вехой для продвижения российского телескопостроения. Имея фирменный знак ТАЛ, тысячи этих инструментов скоро стали широко доступны в магазинах. По одному или несколько из них нашли свой путь в каждую российскую школу, астрономический клуб, планетарий. Экспорт линейки телескопов ТАЛ начался в 1993 году, а 6-дюймовая модель Ньютона была положительно рассмотрена в этом журнале ("SКY&Теlеsсоре" за декабрь 1997 года, страница 57).

Анатолий Санкович - другой энтузиаст, который направил свою страсть к телескопам в русло коммерческого предприятия. Изготовив многочисленные сложные оптические системы типа камер Райт-Шмидта, Санкович соединил свои усилия с другими телескопостроителями Москвы, чтобы запустить Svеma-Luxе http://www.telescope.newmail.ru/eng/eng.htm l Компания теперь поставляет в производственный кооператив INTES параболические главные зеркала, имеющие апертуры до 20 дюймов.

Можно вообразить, что, поскольку 20-ое столетие близко к окончанию, также близки к окончанию и возможности для создания новых оптических схем телескопов. Но в последние годы П.П.Аргунов из Одессы и Юрий Клевцов из Новосибирска изобрели катадиоптрический телескоп с полностью сферической оптикой, который обещает быть экономически более выгодным для производства, чем Максутов-Кассегрен, обеспечивая сопоставимое качество. Новосибирский приборостроительный завод http://www.npz.sol.ru/ недавно добавил 8-дюймовую апертуру "Клевцова" к линейке любительских телескопов ТАЛ, тем самым соединив изобретательность одиночки и государственное предприятие в строящейся новой России.

Сомнительное, но обнадеживающее будущее

С распадом в 1991 году Советского Союза, ВАГО потеряло свой "всесоюзный" статус и деятельность некоторых из его отделений прекратилась. Начался черный период для астрономии. За редким исключением, российские любители, которые хотели иметь первоклассные телескопы, должны были делать их собственными руками - все же некоторые из клубов телескопостроения сохранились, а вот сырье и принадлежности больше не были бесплатны. При таких неблагоприятных условиях могло бы показаться, что любительская астрономия в России будет медленно и долго угасать.

Во время экономического хаоса, который все еще преобладает в нашей стране, большинство россиян продолжают бороться за каждодневный кусок хлеба, и имеют немного денег для хобби. Но, несмотря на эти трудности, мы видим много обнадеживающих событий. Некоторые прежние отделения ВАГО выжили как независимые общества, и с 1995 сформировалось много новых любительских групп. Цены готовых телескопов и принадлежностей, хотя очень высокие, больше не являются вне пределов досягаемости. Наши растущие ряды любителей обозревать небеса включают одного наблюдателя, который установил высокий стандарт качества наблюдений. Со своего участка на Северном Кавказе, Тимур Крячко к настоящему моменту обнаружил дюжину астероидов, один из которых он обнаружил при прохождении службы в Советской Армии. Крячко осуществляет мониторинг переменных звезд, охотится за сверхновыми, и иногда курирует "экспедиции" любителей к темному небу на Кавказ и Крым.

Благодаря Интернету, любители со всей нашей обширной страны обмениваются сообщениями и устанавливают связи. Спонсируемые школами астрономические "олимпиады" также играет важную роль в росте рядов юных астрономов ("SКY&Теlеsсоре" за март 2000, страница 86). Победители на местном уровне едут в Москву, чтобы участвовать в конкурсе за общее признание. Добсоны, совместные выезды на наблюдения, марафон Мессье - все, что было чуждо для нас не слишком много лет назад - становится все более и более популярным.

В течение прошлых пяти лет Московский Астрономический Клуб, в настоящее время самая большая любительская группа в России, спонсировала астрономический фестиваль в Звенигороде, 50 км к западу от Москвы http://astroclub.ru/astrofest

Горстка энтузиастов также объединилась, чтобы издать ежемесячный журнал "Звездочёт", который посвящен исключительно любительской астрономии http://www.astronomy.ru/

Самое время для процветания астрономии и планетариев в России.

Девиз Британских Королевских Воздушных сил "через тернии к звездам" мог конечно быть нашим также.

"SКY&Теlеsсоре", сентябрь 2001 года, стр.66-73

Еще в детстве, будучи любопытным ребенком, я мечтал стать космонавтом. И естественно, когда я вырос, мой интерес был обращен к звездам. Постепенно читая книги по астрономии и физике, неспеша изучал азы. Параллельно чтению книг, осваивал карту звездного неба. Т.к. я вырос в поселке, то у меня был достаточно хороший обзор звездного неба. Сейчас в свободное время продолжаю читать книги, публикации и стараюсь следить за современными достижениями науки в этой области знаний. В будущем хотелось бы приобрести собственный телескоп.

Астрономия - наука о движении, строении и развитии небесных тел и их систем, вплоть до Вселенной в целом.

Человек, по своей сути, имеет необычайное любопытство, ведущее его к изучению окружающего мира, поэтому астрономия постепенно зарождалась во всех уголках мира, где жили люди.

Астрономическая деятельность прослеживается в источниках по крайней мере с VI-IV тыс. до н. э., а наиболее ранние упоминания названий светил встречаются в "Текстах пирамид", датируемых XXV-XXIII в. до н. э. - религиозном памятнике. Отдельные особенности мегалитических сооружений и даже наскальных рисунков первобытных людей истолковываются как астрономические. В фольклоре также множество подобных мотивов.

Рисунок 1 – Небесный диск из Небры

Итак, одними из первых "астрономов" можно назвать шумер и вавилонян. Жрецы-вавилоняне оставили множество астрономических таблиц. Они же выделили основные созвездия и зодиак, ввели деление полного угла на 360 градусов, развили тригонометрию. Во II тыс. до н. э. у шумеров появился лунный календарь, усовершенствованный в I тыс. до н. э. Год состоял из 12 синодических месяцев - шесть по 29 дней и шесть по 30 дней, всего 354 дня. Обработав свои таблицы наблюдений, жрецы открыли многие законы движения планет, Луны и Солнца, смогли предсказывать затмения. Вероятно, именно в Вавилоне появилась семидневная неделя (каждый день был посвящён одному из 7 светил). Но свой календарь был не тоько у шумер, в Египте был создан свой "сотический" календарь. Сотический год - это период между двумя гелиакическими восходами Сириуса, то есть он совпадал с сидерическим годом, а гражданский год состоял из 12 месяцев по 30 дней плюс пять дополнительных суток, всего 365 дней. Употреблялся в Египте и лунный календарь с метоновым циклом, согласованный с гражданским. Позже под влиянием Вавилона появилась семидневная неделя. Сутки делились на 24 часа, которые сначала были неравными (отдельно для светлого и тёмного времени суток), но в конце IV века до н. э. приобрели современный вид. Египтяне также делили небо на созвездия. Свидетельством этого могут служить упоминания в текстах, а также рисунки на потолках храмов и гробниц.

Из стран Восточной Азии наибольшее развитие древняя астрономия в получила в Китае. В Китае были две должности придворных астрономов. Примерно в VI веке до н. э. китайцы уточнили продолжительность солнечного года (365,25 дней). Соответственно небесный круг делили на 365,25 градусов или на 28 созвездий (по движению Луны). Обсерватории появились в XII веке до н. э. Но уже гораздо раньше китайские астрономы прилежно регистрировали все необычные события на небе. Первая запись о появлении кометы относится к 631 г. до н. э., о лунном затмении - к 1137 г. до н. э., о солнечном - к 1328 году до н. э., первый метеорный поток описан в 687 г. до н. э. Из других достижений китайской астрономии стоит отметить правильное объяснение причины солнечных и лунных затмений, открытие неравномерности движения Луны, измерение сидерического периода сначала для Юпитера, а с III века до н. э. - и для всех прочих планет, как сидерические, так и синодические, с хорошей точностью. Календарей в Китае было множество. К VI веку до н. э. был открыт метонов цикл и утвердился лунно-солнечный календарь. Начало года - день зимнего солнцестояния, начало месяца - новолуние. Сутки делились на 12 часов (названия которых использовались и как названия месяцев) или на 100 частей.

Параллельно Китаю, на противоположной стороне земли, цивилизация майя спешит овладевать астрономическими знаниями, что доказывают многочисленные археологические раскопки на местах городов этой цивилизации. Древние астрономы майя умели предсказывать затмения, и очень тщательно наблюдали за различными, наиболее хорошо видимыми астрономическими объектами, такими как Плеяды, Меркурий, Венера, Марс и Юпитер. Остатки городов и храмов-обсерваторий выглядят впечатляюще. К сожалению, сохранились только 4 рукописи разного возраста и тексты на стелах. Майя с большой точностью определили синодические периоды всех 5 планет (особо почиталась Венера), придумали очень точный календарь. Месяц майя содержал 20 дней, а неделя - 13. Астрономия развивалась также и в Индии, хоть и не имела там большого успеха. У инков - астрономия непосредственно связана с космологией и мифологией, это нашло отражение во многих легендах. Инки знали различие между звёздами и планетами. В Европе дело обстояло похуже, но друиды кельтских племён определённо обладали какими-то астрономическими знаниями .

На ранних этапах своего развития астрономия была основательно перемешана с астрологией. Отношение ученых к астрологии в прошлом было противоречивым. Образованные люди в целом всегда скептически относились к натальной астрологии. Но вера во всеобщую гармонию и поиск связей в природе стимулировали развитие науки. Поэтому естественный интерес древних мыслителей вызывала натуральная астрология, установившая эмпирическую связь между небесными явлениями календарного характера и приметами погоды, урожая, сроками хозяйственных работ. Астрология ведет свое происхождение от шумеро-вавилонских астральных мифов, в которых небесные тела (Солнце, Луна, планеты) и созвездия были ассоциированы с богами и мифологическими персонажами, влияние богов на земную жизнь в рамках этой мифологии трансформировалось во влияние на жизнь небесных тел - символов божеств. Вавилонская астрология была заимствована греками и, затем, в ходе контактов с эллинистическим миром, проникла в Индию. Окончательное выделение научной астрономии произошло в эпоху Возрождения и заняло долгое время.

Становление астрономии как науки, наверное, следует отнести еще к древним грекам, т.к. они произвели огромный вклад в развитие науки. В трудах древнегреческих учёных находятся истоки многих идей, лежащих в основании науки нового времени. Между современной и древнегреческой астрономией существует отношение прямой преемственности, в то время как наука других древних цивилизаций оказала влияние на современную только при посредничестве греков.

В Древней Греции астрономия была уже одной из наиболее развитых наук. Для объяснения видимых движений планет греческие астрономы, крупнейший из них Гиппарх (II в. до н.э.), создали геометрическую теорию эпициклов, которая легла в основу геоцентрической системы мира Птолемея (II в. н.э.). Будучи принципиально неверной, система Птолемея тем не менее позволяла предвычислять приближенные положения планет на небе и потому удовлетворяла, до известной степени, практическим запросам в течение нескольких веков.

Системой мира Птолемея завершается этап развития древнегреческой астрономии. Развитие феодализма и распространение христианской религии повлекли за собой значительный упадок естественных наук, и развитие астрономии в Европе затормозилось на многие столетия. В эпоху мрачного средневековья астрономы занимались лишь наблюдениями видимых движений планет и согласованием этих наблюдений с принятой геоцентрической системой Птолемея.

Рациональное развитие в этот период астрономия получила лишь у арабов и народов Средней Азии и Кавказа, в трудах выдающихся астрономов того времени - Аль-Баттани (850-929 гг.), Бируни (973-1048 гг.), Улугбека (1394-1449 гг.) и др. В период возникновения и становления капитализма в Европе, который пришел на смену феодальному обществу, началось дальнейшее развитие астрономии. Особенно быстро она развивалась в эпоху великих географических открытий (XV-XVI вв.). Нарождавшийся новый класс буржуазии был заинтересован в эксплуатации новых земель и снаряжал многочисленные экспедиции для их открытия. Но далекие путешествия через океан требовали более точных и более простых методов ориентировки и исчисления времени, чем те, которые могла обеспечить система Птолемея. Развитие торговли и мореплавания настоятельно требовало совершенствования астрономических знаний и, в частности, теории движения планет. Развитие производительных сил и требования практики, с одной стороны, и накопленный наблюдательный материал, - с другой, подготовили почву для революции в астрономии, которую и произвел великий польский ученый Николай Коперник (1473-1543), разработавший свою гелиоцентрическую систему мира, опубликованную в год его смерти.

Учение Коперника явилось началом нового этапа в развитии астрономии. Кеплером в 1609-1618 гг. были открыты законы движений планет, а в 1687 г. Ньютон опубликовал закон всемирного тяготения.

Новая астрономия получила возможность изучать не только видимые, но и действительные движения небесных тел. Ее многочисленные и блестящие успехи в этой области увенчались в середине XIX в. открытием планеты Нептун, а в наше время - расчетом орбит искусственных небесных тел .

Астрономия и ее методы имеют большое значение в жизни современного общества. Вопросы, связанные с измерением времени и обеспечением человечества знанием точного времени, решаются теперь специальными лабораториями - службами времени, организованными, как правило, при астрономических учреждениях.

Астрономические методы ориентировки наряду с другими по-прежнему широко применяются в мореплавании и в авиации, а в последние годы - и в космонавтике. Вычисление и составление календаря, который широко применяется в народном хозяйстве, также основаны на астрономических знаниях.

Рисунок 2 – Гномон - cамый древний угломерный инструмент

Составление географических и топографических карт, предвычисление наступлений морских приливов и отливов, определение силы тяжести в различных точках земной поверхности с целью обнаружения залежей полезных ископаемых - все это в своей основе имеет астрономические методы.

Исследования процессов, происходящих на различных небесных телах, позволяют астрономам изучать материю в таких ее состояниях, какие еще не достигнуты в земных лабораторных условиях. Поэтому астрономия, и в частности астрофизика, тесно связанная с физикой, химией, математикой, способствует развитию последних, а они, как известно, являются основой всей современной техники. Достаточно сказать, что вопрос о роли внутриатомной энергии впервые был поставлен астрофизиками, а величайшее достижение современной техники - создание искусственных небесных тел (спутников, космических станций а кораблей) вообще было бы немыслимо без астрономических знаний.

Астрономия имеет исключительно большое значение в борьбе против идеализма, религии, мистики и поповщины. Её роль в формировании правильного диалектико-материалистического мировоззрения огромна, ибо именно она определяет положение Земли, а вместе с ней и человека в окружающем нас мире, во Вселенной. Сами наблюдения небесных явлений не дают нам оснований непосредственно обнаружить их истинные причины. При отсутствии научных знаний это приводит к неверному их объяснению, к суевериям, мистике, к обожествлению самих явлений и отдельных небесных тел. Так, например, в древности Солнце, Луна и планеты считались божествами, и им поклонялись. В основе всех религий и всего мировоззрения лежало представление о центральном положении Земли и ее неподвижности. Много суеверий у людей было связано (да и теперь еще не все освободились от них) с солнечными и лунными затмениями, с появлением комет, с явлением метеоров и болидов, падением метеоритов и т.д. Так, например, кометы считались вестниками различных бедствий, постигающих человечество на Земле (пожары, эпидемии болезней, войны), метеоры принимали за души умерших людей, улетающие на небо, и т.д.

Астрономия, изучая небесные явления, исследуя природу, строение и развитие небесных тел, доказывает материальность Вселенной, ее естественное, закономерное развитие во времени и пространстве без вмешательства каких бы то ни было сверхъестественных сил.

История астрономии показывает, что она была и остается ареной ожесточенной борьбы материалистического и идеалистического мировоззрений. В настоящее время многие простые вопросы и явления уже не определяют и не вызывают борьбы этих двух основных мировоззрений. Теперь борьба между материалистической и идеалистической философиями идет в области более сложных вопросов, более сложных проблем. Она касается основных взглядов на строение материи и Вселенной, на возникновение, развитие и дальнейшую судьбу как отдельных частей, так и всей Вселенной в целом .

Двадцатый век для астрономии означает нечто большее, чем просто очередные сто лет. Именно в XX столетии узнали физическую природу звёзд и разгадали тайну их рождения, изучили мир галактик и почти полностью восстановили историю Вселенной, посетили соседние планеты и обнаружили иные планетные системы.

Умея в начале века измерять расстояния лишь до ближайших звёзд, в конце столетия астрономы "дотянулись" почти до границ Вселенной. Но до сих пор измерение расстояний остаётся больной проблемой астрономии. Мало "дотянуться", необходимо точно определить расстояние до самых далёких объектов; только так мы узнаем их истинные характеристики, физическую природу и историю.

Успехи астрономии в XX в. были тесно связаны с революцией в физике. При создании и проверке теории относительности и квантовой теории атома использовались астрономические данные. С другой стороны, прогресс в физике обогатил астрономию новыми методами и возможностями.

Не секрет, что быстрый рост числа учёных в XX в. был вызван потребностями техники, в основном военной. Но астрономия не так необходима для развития техники, как физика, химия, геология. Поэтому даже сейчас, в конце XX в., профессиональных астрономов в мире не так уж и много - всего около 10 тыс. Не связанные условиями секретности, астрономы ещё в начале века, в 1909 г., объединились в Международный астрономический союз (MAC), который координирует совместное изучение единого для всех звёздного неба. Сотрудничество астрономов разных стран особенно усилилось в последнее десятилетие благодаря компьютерным сетям .

Рисунок 3 – Радиотелескопы

Сейчас в XXI веке перед астрономией стоит множество задач, в том числе и таких сложных, как изучение наиболее общих свойств Вселенной, для этого необходимо создание более общей физической теории, способной описывать состояние вещества и физические процессы. Для решения этой задачи требуются наблюдательные данные в областях Вселенной, находящихся на расстояниях в несколько миллиардов световых лет. Современные технические возможности не позволяют детально исследовать эти области. Тем не менее, эта задача сейчас является наиболее актуальной и успешно решается астрономами ряда стран .

Но вполне возможно, что основное внимание астрономов нового поколения будут привлекать не эти проблемы. В наши дни первые робкие шаги делают нейтринная и гравитационно-волновая астрономия. Вероятно, через пару десятков лет именно они откроют перед нами новое лицо Вселенной.

Одна особенность астрономии остаётся неизменной, несмотря на её бурное развитие. Предмет её интереса - звёздное небо, доступное для любования и изучения с любого места на Земле. Небо одно для всех, и каждый при желании может его изучать. Даже сейчас, астрономы-любители вносят заметный вклад в некоторые разделы наблюдательной астрономии. И это приносит не только пользу науке, но и огромную, ни с чем не сравнимую радость им самим .

Современные технологии позволяют промоделировать космические обьекты и предоставить даные обычному пользователю. Таких программ еще не много, но их количество растет и они постоянно совершенствуются. Вот некоторые программы, которые будут интересны и полезны даже людям, далеким от астрономии:

Компьютерный планетарий RedShift, продукт компании Maris Technologies Ltd., широко известен в мире. Это самая продаваемая программа в своем классе, она уже заслужила более 20 престижных международных наград. Первая версия появилась в далеком уже 1993 году. Она сразу встретила восторженный прием у западных пользователей и завоевала передовые позиции на рынке полнофункциональных компьютерных планетариев. По сути дела, RedShift преобразовал мировой рынок программ для любителей астрономии. Унылые столбцы цифр мощью современных компьютеров преображаются в виртуальную реальность, вмещающую в себя высокоточную модель Солнечной системы, миллионы объектов дальнего космоса, обилие справочного материала .
Google Earth - проект компании Google, в рамках которого в сети Интернет были размещены спутниковые фотографии всей земной поверхности. Фотографии некоторых регионов имеют беспрецедентно высокое разрешение.В отличие от других аналогичных сервисов, показывающих спутниковые снимки в обычном браузере (например, Google Maps), в данном сервисе используется специальная, загружаемая на компьютер пользователя клиентская программа Google Earth .
Google Maps - набор приложений, построенных на основе бесплатного картографического сервиса и технологии, предоставляемых компанией «Google». Сервис представляет собой карту и спутниковые снимки всего мира (а также Луны и Марса) .
Celestia - свободная трёхмерная астрономическая программа. Программа, основываясь на Каталоге HIPPARCOS, позволяет пользователю рассматривать объекты размерами от искусственных спутников до полных галактик в трёх измерениях, используя технологию OpenGL. В отличие от большинства других виртуальных планетариев, пользователь может свободно путешествовать по Вселенной. Дополнения к программе позволяют добавлять как реально существующие объекты, так и объекты из вымышленных вселенных, созданные их фанатами .
KStars - виртуальный планетарий, входящий в пакет образовательных программ KDE Education Project. KStars показывает ночное небо из любой точки нашей планеты. Можно наблюдать звёздное небо не только в реальном времени, но и каким оно было или будет, указав желаемую дату и время. Программа отображает 130 000 звёзд, 8 планет Солнечной системы, Солнце, Луну, тысячи астероидов и комет .
Stellarium - свободный виртуальный планетарий. Со Stellarium возможно увидеть то, что можно видеть средним и даже крупным телескопом. Также программа предоставляет наблюдения за солнечными затмениями и движением комет .

«История астрономии». Электронный ресурс.
Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/История_астрономии
«Древняя астрономия и современная астрономия». Электронный ресурс.
Режим доступа: http://www.prosvetlenie.org/mystic/7/10.html
«Практическое и идеологическое значение астрономии». Электронный ресурс.
Режим доступа: http://space.rin.ru/articles/html/389.html
«Начала астрономии. Гномон - астрономический инструмент». Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.astrogalaxy.ru/489.html
«Астрономия XXI века - Астрономия в XX веке». Электронный ресурс.
Режим доступа: http://astroweb.ru/hist_/stat23.htm
«Астрономия» Электронный ресурс.
Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Астрономия
«Астрономия XXI века - Итоги XX и задачи XXI века». Электронный ресурс.
Режим доступа: http://astroweb.ru/hist_/stat29.htm
«Компьютерный планетарий RedShift». Электронный ресурс.
Режим доступа: http://www.bellabs.ru/RS/index.html
«Google Планета Земля». Электронный ресурс.
Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Google_Планета_Земля
«Google Maps». Электронный ресурс.
Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Google_Maps
«Celestia». Электронный ресурс.
Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Celestia
«KStars». Электронный ресурс.
Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/KStars
«Stellarium». Электронный ресурс.
Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Stellarium

Наверное, нет ни одного человека на всей планете, кто не задумывался о непонятных мерцающих точках на небе, которые видны ночью. Почему Луна ходит вокруг Земли? Все это и даже больше изучает астрономия. Что такое планеты, звезды, кометы, когда будет затмение и почему в океане происходят приливы - на эти и многие другие вопросы отвечает наука. Давайте разберемся в ее становлении и значении для человечества.

Определение и структура науки

Астрономия - это наука о строении и происхождении различных космических тел, небесной механике и развитии вселенной. Название ее происходит от двух древнегреческих слов, первое из которых означает «звезда», а второе - «установление, обычай».

Астрофизика изучает состав и свойства небесных тел. Подразделом ее является звездная астрономия.

Небесная механика отвечает на вопросы о движении и взаимодействии космических объектов.

Космогония занимается происхождением и эволюцией вселенной.

Таким образом, сегодня обычные земные науки с помощью современной техники могут распространить область исследования далеко за пределы нашей планеты.

Предмет и задачи

В космосе, оказывается, находится очень много самых разнообразных тел и объектов. Все они изучаются и составляют, собственно, предмет астрономии. Галактики и звезды, планеты и метеоры, кометы и антивещество - все это лишь сотая доля вопросов, которые ставит перед собой эта дисциплина.

Недавно появилась потрясающая возможность практического С этого времени космонавтика (или астронавтика) гордо стала плечом к плечу с академическими исследователями.

Об этом человечество мечтало давно. Первая известная повесть - «Сомниум», написанная в первой четверти семнадцатого века. И только в двадцатом столетии люди смогли взглянуть на нашу планету со стороны и посетить спутник Земли - Луну.

Темы астрономии не ограничиваются только этими проблемами. Далее мы поговорим более подробно.

Какие же методики применяются для решения задач? Первая и самая древняя из них - наблюдение. Следующие возможности появились только недавно. Это фотография, запуск космических станций и искусственных спутников.

Вопросы, касающиеся происхождения и эволюции вселенной, отдельных объектов, пока не могут быть в достаточной мере изучены. Во-первых, не хватает накопленного материала, а во-вторых, многие тела находятся слишком далеко для точного изучения.

Виды наблюдений

Вначале человечество могло похвастаться лишь обычным визуальным наблюдением за небосводом. Но и такой примитивный метод дал просто потрясающие результаты, о которых мы поговорим немного позже.

Астрономия и космос сегодня связанны как никогда. Объекты изучают с помощью новейшей техники, что позволяет развиваться многим отраслям этой дисциплины. Давайте познакомимся с ними.

Оптический метод. Древнейший вариант наблюдения с помощью невооруженных глаз, при участии биноклей, подзорных труб, телескопов. Сюда же относится и изобретенная недавно фотография.

Следующий раздел касается регистрации инфракрасного излучения в космосе. С его помощью фиксируют невидимые предметы (например, скрытые за газовыми облаками) или состав небесных тел.

Значение астрономии невозможно переоценить, ведь она отвечает на один из вечных вопросов: откуда мы произошли.

Следующие методики исследуют вселенную на предмет гамма-излучений, рентгеновских волн, ультрафиолета.

Также существуют методики, не связанные с электромагнитным излучением. В частности, одна из них базируется на теории нейтринного ядра. Гравитационно-волновая отрасль изучает космос по распространению этих двух действий.
Таким образом, виды наблюдений, известные в нынешнее время, значительно расширили возможности человечества в освоении космоса.

Давайте посмотрим на процесс становления этой науки.

Зарождение и первые этапы развития науки

В древности, во времена первобытнообщинного строя, люди только начинали знакомиться с миром и определять явления. Они пытались осознать смену дня и ночи, сезоны года, поведение непонятных вещей, таких как гром, молния, кометы. Что такое Солнце и Луна - тоже пока оставалось загадкой, поэтому их причисляли к божествам.
Однако, несмотря на это, уже в эпоху расцвета Шумерского царства жрецы в зиккуратах делали достаточно сложные вычисления. Они разделили видимые светила на созвездия, выделили в них известный сегодня «зодиакальный пояс», разработали лунный календарь, состоящий из тринадцати месяцев. Также ими был открыт «цикл Метона», правда, немного раньше это сделали китайцы.

Египтяне продолжили и углубили изучение небесных тел. У них вообще сложилась потрясающая ситуация. Река Нил разливается в начале лета, как раз в это время на горизонте начинает появляться которая пряталась в зимние месяцы на небосвод другого полушария.

В Египте впервые начали делить сутки на 24 часа. Но неделя в начале у них была десятидневной, то есть месяц состоял из трех декад.

Однако наибольшее развитие древняя астрономия получила в Китае. Здесь умудрились практически точно рассчитать длину года, могли прогнозировать солнечные и лунные затмения, вели учет комет, пятен на Солнце и прочих необычных явлений. В конце второго тысячелетия до нашей эры появляются первые обсерватории.

Период античности

История астрономии в нашем понимании невозможна без греческих созвездий и терминов в небесной механике. Хотя вначале эллины и ошибались очень сильно, но со временем они смогли сделать достаточно точные наблюдения. Ошибка, например, состояла в том, что появляющуюся утром и вечером Венеру они считали двумя разными объектами.

Первыми, кто особое внимание уделил этой сфере знаний, были пифагорейцы. Они знали, что Земля имеет форму шара, а день и ночь сменяются, потому что она вращается вокруг своей оси.

Аристотель смог рассчитать окружность нашей планеты, правда, ошибся в большую сторону вдвое, но и такая точность для того времени была высока. Гиппарх смог рассчитать длину года, ввел такие географические понятия, как широта и долгота. Составил таблицы солнечных и лунных затмений. По ним можно было предсказать эти явления с точностью до двух часов. Поучиться бы нашим метеорологам у него!

Последним светилом античного мира был Клавдий Птолемей. Имя этого ученого история астрономии сохранила навсегда. Гениальнейшая ошибка, определившая надолго развитие человечества. Он доказал гипотезу, по которой Земля находится в а все небесные тела вращаются вокруг нее. Благодаря воинственному христианству, пришедшему на смену римскому миру, многие науки были заброшены, такие как астрономия тоже. Что такое и какова окружность Земли, никого не интересовало, больше спорили о том, сколько ангелов пролезет в ушко иглы. Поэтому геоцентрическая схема мира на многие века стала мерилом истины.

Астрономия индейцев

Инки рассматривали небосвод немного иначе, чем остальные народы. Если обратиться к термину, то астрономия - это наука о движении и свойствах небесных тел. Индейцы же этого племени в первую очередь выделяли и особо почитали «Великую Небесную Реку» - Млечный путь. На Земле ее продолжением была Вильканота - главная река возле города Куско - столицы инкской империи. Считалось, что Солнце, зайдя на западе, опускалось на дно этой реки и по нему переходило на восточную часть небосклона.

Достоверно известно, что инки выделяли следующие планеты - Луна, Юпитер, Сатурн и Венера, причем без телескопов сделали наблюдения, которые смог повторить только Галилей с помощью оптики.

Обсерваторией у них были двенадцать столбов, которые располагались на пригорке возле столицы. С их помощью определялось положение Солнца на небосводе и фиксировалась смена времен года, месяцев.

Майя же, в отличие от инков, развили знания очень глубоко. Основная масса того, что изучает астрономия сегодня, была им известна. Они сделали очень точный расчет продолжительности года, месяц делили на две недели по тринадцать дней. Началом же хронологии считался 3113 год до нашей эры.

Таким образом, мы видим, что в Древнем мире и среди племен «варваров», каковыми их считали «цивилизованные» европейцы, изучение астрономии было на очень высоком уровне. Давайте посмотрим, чем же могли похвастать в Европе после падения античных государств.

Средневековье

Благодаря усердию инквизиции в позднем средневековье и слабому развитию племен на раннем этапе этого периода многие науки шагнули назад. Если в эпоху античности люди знали, что изучает астрономия, и многие интересовались подобной информацией, то в средние века более развитой стала теология. За разговоры о том, что Земля круглая, а Солнце располагается в центре, можно было сгореть на костре. Подобные слова считались кощунством, а люди назывались еретиками.

Возрождение, как ни странно, пришло с востока через Пиренеи. Арабы принесли в Каталонию знания, сохраненные их предками еще со времен Александра Македонского.

В пятнадцатом века кардинал Кузанский высказывал мнение, что вселенная бесконечна, а Птолемей ошибается. Подобные изречения были богохульными, но очень сильно опережали время. Поэтому их посчитали бредом.

Но революцию совершил Коперник, который перед смертью решился опубликовать исследование всей своей жизни. Он доказал, что в центре находится Солнце, а Земля и остальные планеты вращаются вокруг него.

Планеты

Это небесные тела, которые вращаются по орбите в космосе. Свое название они получили от древнегреческого слова «странник». Почему так? Потому что древним людям они казались путешествующими звездами. Остальные стоят на обычных местах, а они каждый день передвигаются.

В чем их отличие от других объектов во вселенной? Во-первых, планеты достаточно мелкие. Размер им позволяет очистить свой путь от планетезималей и прочего мусора, но его недостаточно для того, чтобы началась как у звезды.

Во-вторых, благодаря своей массе, они приобретают округлую форму, а вследствие определенных процессов формируют себе плотную поверхность. В-третьих, планеты обычно вращаются в определенной системе вокруг звезды или ее останков.

Древние люди считали эти небесные тела «посланниками» богов или полубожествами, более низкого ранга, чем, например, Луна или Солнце.

И только Галилео Галилей впервые с помощью наблюдений в первые телескопы смог сделать вывод, что в нашей системе все тела ходят по орбитам вокруг Солнца. За что и пострадал от инквизиции, заставившей его замолчать. Но дело было продолжено.

По определению, признанному сегодня большинством, планетой считаются только тела с достаточной массой, которые вращаются вокруг звезды. Остальное - это спутники, астероиды и прочее. С точки зрения науки одиночек в этих рядах нет.

Итак, время, за которое планета делает полный круг по своей орбите вокруг звезды, называется планетарным годом. Наиболее близкое место на ее пути к звезде - это периастр, а самое дальнее - апоастр.

Второе, что важно знать о планетах, это то, что у них наклонена ось относительно орбиты. Благодаря этому при вращении полушария получают разное количество света и радиации от звезд. Так происходит смена сезонов, времени суток, на Земле еще и сформировались климатические зоны.

Немаловажным является то, что планеты кроме своего пути вокруг звезды (за год), еще вращаются вокруг своей оси. В этом случае полный круг называется «сутки».
И последняя особенность подобного небесного тела - это чистая орбита. Для нормального функционирования планета должна по пути, сталкиваясь с различными более мелкими объектами, уничтожить всех «конкурентов» и путешествовать в гордом одиночестве.

В нашей Солнечной системе есть разные планеты. Астрономия всего насчитывает их восемь. Первые четыре относятся к «земной группе» - Меркурий, Венера, Земля, Марс. Остальные делятся на газовых (Юпитер, Сатурн) и ледяных (Уран, Нептун) гигантов.

Звезды

Мы их видим каждую ночь на небосклоне. Черное поле, усеянное блестящими точками. Они формируют группы, которые называются созвездиями. И все же не зря же в их честь названа целая наука - астрономия. Что такое «звезда»?

Ученые говорят, что невооруженным глазом при достаточно хорошем уровне зрения человек может увидеть по три тысячи небесных объектов в каждом из полушарий.
Они издавна манили человечество своим мерцанием и «неземным» смыслом существования. Давайте разберемся подробнее.

Итак, звезда - это массивный комок газа, некое облако с достаточно высокой плотностью. Внутри его происходят или происходили ранее термоядерные реакции. Масса подобных объектов позволяет им формировать вокруг себя системы.

При изучении этих космических тел ученые выделили несколько способов классификации. Вы, наверное, слышали о «красных карликах», «белых гигантах» и прочих «жителях» вселенной. Итак, на сегодня одна из наиболее универсальных классификаций - типология Моргана-Кинана.

Она подразумевает деление звезд по величине и спектру излучения. По убыванию группы носят названия в виде букв латинского алфавита: O, B, A, F, G, K, M. Чтобы вы немного разобрались в ней и нашли точку отсчета, Солнце, согласно этой классификации, попадает в группу «G».

Откуда же берутся подобные гиганты? Они формируются из наиболее распространенных во вселенной газов - водорода и гелия, а вследствие гравитационной компрессии приобретают окончательную форму и вес.

Наша звезда - это Солнце, а ближайшая к нам - проксима Центавра. Она располагается в системе и находится от нас на расстоянии 270 тысяч расстояний от Земли до Солнца. А это около 39 триллионов километров.

Вообще все звезды измеряются в соответствии с Солнцем (их масса, размер, яркость в спектре). Расстояние же до подобных объектов считается в световых годах или парсеках. Последний равен примерно 3,26 светового года, или 30,85 триллионов километров.

Любители астрономии, несомненно, должны знать и разбираться в этих цифрах.
Звезды, как и все в нашем мире, вселенной, рождаются, развиваются и умирают, в их случае - взрываются. Согласно гарвардской шкале, они делятся по спектру от голубых (молодых) до красных (старых). Наше Солнце относится к желтым, то есть «зрелого возраста».

Также существуют коричневые и белые карлики, красные гиганты, переменные звезды и много других подтипов. Они отличаются уровнем содержания разных металлов. Ведь именно сгорание разных веществ вследствие термоядерных реакций позволяет измерять спектр их излучения.

Также существуют названия "новая", "сверхновая" и "гиперновая". Эти понятия не совсем отражаются в терминах. Звезды - как раз старые, в основном заканчивающее свое существование взрывом. А слова эти обозначают всего лишь то, что их заметили только во время коллапса, до этого они совершенно не фиксировались даже в самые лучшие телескопы.

Если смотреть на небо с Земли, отчетливо видны скопления. Древние люди давали им имена, слагали о них легенды, помещали туда своих богов и героев. Сегодня мы знаем такие названия, как Плеяды, Кассиопея, Пегас, пришедшие к нам от древних греков.

Однако сегодня учеными выделяются Если говорить просто, то представьте, что мы видим на небе не одно Солнце, а два, три или даже больше. Таким образом, существуют двойные, тройные звезды и скопления (там, где светил больше).

Занимательные факты

Планета вследствие разных причин, например, удаленности от звезды, может «уйти» в открытый космос. В астрономии такое явление получило название «планета-сирота». Хотя большинство ученых все-таки настаивают на том, что это протозвезды.

Интересной особенностью звездного неба является то, что фактически оно не такое, каким мы его видим. Многие объекты уже давно взорвались и перестали существовать, но находились настолько далеко, что мы до сих пор видим свет от вспышки.

Недавно была распространена мода на поиск метеоритов. Как же определить что перед вами: камень или небесный пришелец. На этот вопрос отвечает занимательная астрономия.

В первую очередь метеорит плотнее и тяжелее большинства материалов земного происхождения. Благодаря содержанию железа он имеет магнетические свойства. Также поверхность небесного объекта будет оплавленной, поскольку во время падения он перенес сильнейшую температурную нагрузку вследствие трения с атмосферой Земли.

Мы рассмотрели основные моменты такой науки, как астрономия. Что такое звезды и планеты, историю становления дисциплины и некоторые забавные факты вы узнали из статьи.

Кафедра астрономии в Петербургском университете — одна из старейших в России. Она была учреждена в январе 1819 года. Первым заведующим кафедрой был академик В.К.Вишневский, после него в течение более чем 40 лет ее занимал академик А.Н.Савич. В 1881 году усилиями профессора С.П.Глазенапа в Университете была основана Астрономическая обсерватория, в 1992 году преобразованная в Астрономический институт.

В разные годы на Астрономическом отделении учились, работали и преподавали выдающиеся ученые — В.А.Амбарцумян, В.В.Соболев, В.А.Домбровский, В.В.Шаронов, К.Ф.Огородников, М.Ф.Субботин и другие. Предметом особой гордости отделения является то, что два его выпускника — академики В.А.Амбарцумян и А.А.Боярчук — в течение ряда лет возглавляли Международный Астрономический Союз.

В настоящее время Астрономическое отделение математико-механического факультета Санкт-Петербургского университета состоит из Астрономического института и трех кафедр: астрономии, небесной механики, астрофизики. Институт включает лаборатории теоретической астрофизики, наблюдательной астрофизики, активных ядер галактик, астрометрии, небесной механики и звездной астрономии, радиоастрономии и физики Солнца. В институте и на кафедрах работает около 80 ученых, из них 21 доктор и 43 кандидата наук.

Научные и учебные лаборатории отделения оснащены современным оборудованием. Специальная астрономическая библиотека, насчитывающая около 20 000 единиц хранения, получает многие российские периодические научные издания и основные астрономические журналы из-за рубежа. Всеми ресурсами пользуются как сотрудники, так и аспиранты и студенты Астрономического отделения.

Астрономы Университета проводят наблюдения на многих телескопах России, ближнего и дальнего зарубежья: на 6-метровом оптическом телескопе и на 600-метровом радиотелескопе Специальной астрофизической обсерватории РАН, на телескопах Пулковской и Крымской обсерваторий, а также на крупных телескопах во Франции, Германии, Италии и даже на Гавайских островах. Сотрудничество с ведущими астрономическими учреждениями мира стало неотъемлемой частью жизни университетских астрономов.

Астрономические исследования

Современная астрономия изучает самые разнообразные объекты — от соседней Луны и искусственных небесных тел до находящихся на "краю" Вселенной квазаров. Это звезды, большие и малые планеты, их спутники, галактики и квазары, пылевые и газовые облака, излучение, гравитационные и магнитные поля, а также космические лучи. Вселенная — уникальная физическая лаборатория, позволяющая изучать вещество во всех состояниях, в том числе и недоступных для исследования методами "земной" физики.

В Санкт-Петербургском университете представлены многие направления астрономических исследований. Перечислим важнейшие:

фрактальная структура Вселенной
галактики с активными ядрами
скрытая масса в галактиках
спиральная структура нашей Галактики
кинематика звезд
взаимодействие излучения и вещества в различных космических объектах
синтез химических элементов в звездах
звезды с протопланетными системами
радиоизлучение Солнца
динамика межпланетного вещества
эволюция орбит в планетных и спутниковых системах
математические методы обработки астрономических наблюдений
расчет конструкции и оптики телескопов

Как правило, научные исследования выполняются в тесном взаимодействии с сотрудниками учреждений Российской Академии Наук: Главной (Пулковской)астрономической обсерватории , Специальной астрофизической обсерватории , и др., а также зарубежных институтов и обсерваторий.

Ежегодно астрономы Университета публикуют 1-2 книги и около 90 статей, из них половину — в международных научных журналах. Достижения астрономов Университета отмечены престижными премиями, большим числом персональных и коллективных грантов, многочисленными приглашениями на российские и международные научные конференции. Имена наших ученых есть на картах Луны и Марса. В честь А строномической О бсерватории Л енинградского У ниверситета назван астероид Аолута , 9 других носят имена выдающихся астрономов Университета.

Обучение астрономии

По университетской традиции чтение лекций и работу с аспирантами и студентами осуществляют ведущие ученые. Процесс обучения студентов можно разделить на два этапа:

на первом — изучаются основные математические, физические и астрономические дисциплины, а также программирование,
на втором — основное внимание уделяется подготовке по одной из восьми специализаций (астрометрия, небесная механика, звездная астрономия, теоретическая астрофизика, наблюдательная астрофизика, радиоастрономия, физика Солнца, физика планетных систем).

Общая продолжительность обучения на Астрономическом отделении Санкт-Петербургского университета — 6 лет.

После выбора специализации студенты старших курсов слушают лекции и участвуют в семинарах по различным направлениям современной астрономии, например: космической астрометрии, динамике звездных систем, физике и эволюции звезд, физике галактик и скоплений галактик, радиоастрономическим исследованиям Солнца, релятивистской и стохастической небесной механике и др.

Особое место в подготовке студентов занимают астрономические наблюдательные практики, часть которых проходит в крупнейших обсерваториях и институтах нашей страны, ближнего и дальнего зарубежья. Большое внимание в процессе обучения уделяется активному освоению компьютерных технологий. Этому способствует высокая оснащенность Астрономического института как современными вычислительными средствами, так и новейшими компьютерными программами для обработки астрономических наблюдений и моделирования космических объектов.

Студенты и аспиранты Астрономического отделения принимают непосредственное участие в научных исследованиях под руководством старших коллег. Это является исключительно важным для формирования высококлассных специалистов, способных вести научную работу на мировом уровне.

Астрономическое отделение СПбГУ дает фундаментальное образование, которое можно применять в самых разнообразных областях человеческой деятельности. Выпускники астрономического отделения работают в астрономических учреждениях Санкт-Петербурга — Главной (Пулковской) астрономической обсерватории, Институте прикладной астрономии, Астрономическом институте Санкт-Петербургского университета, а также в институтах и обсерваториях России и стран СНГ. Немалое количество выпускников проходят стажировку и работают за рубежом: в Германии, США, Франции, Швеции, Финляндии, Польше и других странах. Помимо научной деятельности, выпускники отделения находят себя как преподаватели элитарных школ и вузов, программисты, специалисты в области компьютерных и сетевых технологий. После окончания учебы студенты могут поступить в аспирантуру для продолжения научной работы и защиты диссертации.

Будущее поколение будет рассматривать 80-90-е годы прошлого столетия как период, определивший развитие астрономии в XXI веке. Это действительно так, потому что именно в те годы были получены научные результаты, которым по значимости трудно найти аналоги в истории астрономии XX века. Тот период знаменателен еще тем, что астрономы стали серьезно ставить вопрос о будущем нашей Земли не только в гносеологическом плане, но и для обеспечения безопасности всего человечества. К сожалению, диапазон мнений, особенно в массовой прессе, по поводу возможной опасности очень широк - от откровенно панических до полного игнорирования проблемы. Поэтому мы попытаемся дать краткое изложение фактического состояния дел.

ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРОИСХОЖДЕНИИ ЗЕМЛИ И СОЛНЦА

Астрономы еще не выработали окончательного мнения о детальных процессах образования Солнечной системы, поскольку ни одна из гипотез не способна объяснить многие ее особенности. Но в чем почти все астрономы единодушны, так это в том, что звезда и ее планетная система образуются из единого газопылевого облака, причем этот процесс может быть объяснен известными законами физики . Предполагается, что это облако имело вращение. В центре такого облака 4,7 млрд лет назад образовалось сгущение, которое вследствие закона всемирного тяготения начало сжиматься и притягивать к себе окружающие частицы. При достижении этим сгущением определенной массы в центре создаются большие температуры и давления, что приводит к выделению громадной энергии за счет термоядерных реакций превращения четырех протонов в атом гелия 4H+ He. Объект в этот момент вступает в ответственную стадию своей жизни - стадию звезды.

Вращение облака приводит к появлению вращающегося диска около звезды. В тех областях, где среднее расстояние между частицами диска мало, происходит их столкновение, что вызывает образование так называемых планетезималей размером примерно в 1 км, а затем и планет около звезды. Образование Земли потребовало около 50 млн лет. Часть несконденсировавшегося вещества диска (твердые и ледяные частицы) при движении могла падать на поверхность планет. Для Земли этот процесс длился примерно 700 тыс. лет. В результате масса Земли постоянно увеличивалась и главное - пополнялась водой и органическими соединениями. Около 2 млрд лет назад начали появляться примитивные растения, а спустя 1 млрд лет образовалась нынешняя азотно-кислородная атмосфера. Около 200 млн лет назад появились простейшие млекопитающие, 4 млн лет назад на ноги встал австралопитек, а 35 тыс. лет назад появился непосредственный предок Homo sapiens.

Для нас главным является следующее: можно ли описанную схему опровергнуть или подтвердить наблюдениями, если проверить, в частности, такие ее следствия:
а) около молодых звезд должны быть обнаружены протопланетные диски;
б) около звезд, которые находятся на более поздней стадии развития, необходимо обнаружить планетные системы;
в) поскольку не все вещество протопланетного диска конденсируется в большие тела, особенно на периферии диска, то в Солнечной системе должны существовать остатки такого вещества.
Если бы данная статья писалась лет 30 назад, то автору трудно было бы найти такие подтверждения, так как существовавшие тогда телескопы и приемная аппаратура не могли зарегистрировать упомянутые выше объекты из-за их слабого блеска. И лишь в последнее десятилетие благодаря использованию космических телескопов, повышению точности астрономических измерений большинство предсказаний теории получили полное подтверждение.

Протопланетные диски. Поскольку в таких дисках есть пыль, то в излучении диска и звезды должен наблюдаться инфракрасный избыток цвета. Такие избытки обнаружены у нескольких звезд, в частности у яркой звезды северного полушария Веги. Для некоторых звезд Космическим телескопом им. Э. Хаббла были получены изображения таких дисков, например у многих звезд в туманности Ориона. Число открываемых дисков около звезд постоянно растет.

Планеты около звезд. Чтобы наблюдать традиционными методами планеты около звезд, необходимо создать телескопы очень больших диаметров - порядка сотни метров. Создание таких телескопов - это совершенно безнадежное дело как с технической, так и с финансовой точки зрения. Поэтому астрономы нашли выход из положения, разработав косвенные методы обнаружения планет. Известно, что два гравитационно связанных тела (звезда и планета) вращаются вокруг общего центра тяжести. Такое движение звезды можно установить лишь на основе чрезвычайно точных методов наблюдений. Такие методы на основе современной технологии были разработаны в самые последние годы, и для знакомства с ними мы отсылаем читателя к статье А.М. Черепащука .

С использованием этих методов сразу же наблюдали около 700 звезд. Результат превзошел самые лучшие ожидания. К концу января 2001 года открыты 63 планеты у 50 звезд. Основные сведения о планетах можно найти в статье .

Открытие трансплутоновых комет. В 1993 году были открыты объекты 1992QB и 1993FW, расположенные за пределами орбиты Плутона. Это открытие может иметь большие последствия, так как оно подтвердило существование на дальней периферии нашей Солнечной системы на расстоянии более 50 а.е. так называемого пояса Койпера и далее облака Оорта, где сосредоточились сотни миллионов комет, сохранившихся в течение 4,5 млрд лет и являющихся остатками того вещества, которое не смогло сконденсироваться в планеты.

АСТРОНОМИЧЕСКОЕ ПРОШЛОЕ ЗЕМЛИ

После своего образования Земля прошла долгий путь развития. Было установлено, что естественный ход ее развития нарушался вследствие определенных геологических, климатических или биологических причин, приводящих к исчезновению растительности и животного мира. Причины большей части этих кризисов учеными объясняются как океаническими явлениями (понижение солености океанов, изменение химического состава в сторону увеличения токсичных элементов в водах океана и т.д.), так и земными явлениями (парниковый эффект, вулканическая деятельность и т.д.). В 50-х годах XX века делали попытки объяснить некоторые кризисы и астрономическими факторами - на основе многих астрономических явлений, зарегистрированных наблюдателями и описанных в исторических документах. Следует отметить, что за период в 2000 лет (c 200 года до н.э. по 1800 год н.э.) в различных источниках было зафиксировано 1124 важных астрономических факта, часть из которых можно связать с кризисными явлениями.

В настоящее время существует мнение, что кризис, имевший место 65 млн лет назад, когда исчезли рифовые кораллы и вымерли динозавры, был вызван столкновением крупного небесного тела (астероида) с Землей. Долгое время астрономы и геологи искали подтверждение этого явления, пока не обнаружили большой кратер на полуострове Юкатан в Мексике диаметром в 300 км. Подсчеты показали, что для создания такого кратера был необходим взрыв, эквивалентный 50 млн т тротила (или 2500 атомных бомб, упавших на Хиросиму; взрыв 1 т тротила соответствует выделению энергии в 4 " 1016 эрг). Такая энергия могла бы выделиться при столкновении с астероидом размером в 10 км и имевшим скорость в 15 км/с. Этот взрыв поднял в атмосферу пыль, которая полностью затмила Солнце, что привело к понижению температуры Земли с последующим вымиранием живого. Оценка возраста этого кратера привела к цифре в 65 млн лет, что совпадает с моментом одного из биотических кризисов в развитии Земли.

Далее в 1994 году астрономы предсказали теоретически, а затем и пронаблюдали столкновение кометы Шумейкеров-Леви с Юпитером. Были ли подобные столкновения комет с Землей? Согласно американскому ученому Массе, за последние 6 тыс. лет подобные столкновения были. Особенно катастрофическим было падение кометы в океан около Антарктиды в 2802 году до н.э.

Таким образом, все изложенное выше приводит к следующим заключениям:
* астрономы имеют надежные подтверждения имеющимся представлениям о прошлом развитии Солнечной системы;
* это позволяет вполне определенно судить о будущем Солнечной системы. В частности, некоторые описанные явления ставят серьезный вопрос: несет ли Космос опасность для будущего нашей Земли?

АСТРОНОМИЧЕСКОЕ БУДУЩЕЕ ЗЕМЛИ

Из изложенного ясно, что наибольшие неприятности для человечества могут вызвать движущиеся малые небесные тела. Рассмотрим, насколько велик шанс столкновения.

Астероиды (или малые планеты). Основные характеристики этих объектов таковы: массы 1 г-1023 г, размеры 1 см-1000 км, средние скорости при приближении к Земле 10 км/с, кинетическая энергия объектов 5 " 109-5 " 1030 эрг.

Астрономы установили, что в Солнечной системе число астероидов с диаметром больше 1 км около 30 тыс., меньших по размеру астероидов существенно больше - порядка сотни миллионов. Большая часть астероидов вращается по орбитам, расположенным между орбитами Марса и Юпитера, образуя так называемый пояс астероидов. Эти астероиды, естественно, не несут опасности столкновения с Землей.

Но несколько тысяч астероидов с диаметром более 1 км имеют орбиты, пересекающие орбиту Земли (рис. 2). Появление таких астероидов астрономы объясняют образованием зон неустойчивости в поясе астероидов. Приведем некоторые примеры.

Астероид Икар в 1968 году приблизился к Земле на расстояние 6,36 млн км. Если бы Икар столкнулся с Землей, то произошел бы взрыв, эквивалентный взрыву 100 Мт тротила, или взрыву нескольких атомных бомб. Другой астероид - 1991ВА диаметром в 9 м прошел 17 января 1991 года на расстоянии всего в 170 тыс. км от Земли. Нетрудно подсчитать, что разница во времени у Земли и астероида прохождения точки пересечения составляет всего 1,5 часа. Астероид 1994XM1 9 декабря 1994 года пролетел над территорией России на расстоянии всего в 105 тыс. км.

Существуют также примеры падения астероидов на поверхность Земли. Есть определенное мнение, что в 1908 году в Сибири произошло столкновение астероида диаметром 90 м с последующим взрывом, эквивалентным взрыву примерно 20 Мт тротила. Если бы это тело упало на три часа позже, то оно уничтожило бы Москву.

Используя данные об ударных кратерах на поверхности Земли, планет и их спутников, астрономы пришли к следующим оценкам:
* столкновения с крупными астероидами, которые могут привести к глобальным катастрофам в развитии Земли, происходят примерно раз в 500 тыс. лет;
* столкновения с малыми астероидами происходят чаще (каждые 300 лет), но последствия столкновений носят лишь локальный характер.

На основе орбит уже изученных астероидов астрономы составили список потенциально опасных известных астероидов, орбиты которых пройдут на критическом расстоянии от Земли до конца XXI века. Этот список насчитывает около 300 объектов, орбиты которых пересекают орбиту Земли. Самое близкое прохождение на расстоянии в 880 тыс. км ожидается у астероида Хатор в октябре 2086 года.

В целом же астрономы считают, что число опасных и пока необнаруженных опасных астероидов примерно 2500. Именно эти таинственные странники и будут составлять главную опасность будущему Земли.

Кометы. Их типичные характеристики таковы: массы 1014-1019 г, размеры ядра 10 км, размеры хвоста 10 млн км, скорости движения 10 км/с, кинетическая энергия 1023-1028 эрг.

Кометы отличаются от астероидов своим строением: если астероиды представляют собой твердые глыбы, то ядра комет - это скопление "грязного льда". Кроме того, кометы в отличие от астероидов имеют протяженные газовые хвосты. Но прохождение Земли через такие хвосты не представляет какой-либо опасности из-за их низкой плотности. Например, при прохождении Земли через хвост кометы Галлея 18 мая 1910 года не было замечено каких-либо аномалий на поверхности Земли.

Но проблема опасности столкновения с ядром кометы стала очень актуальной после 1994 года в связи с падением различных частей кометы Шумейкеров-Леви на поверхность Юпитера. Возникшие при этом взрывы были оценены в величину, эквивалентную взрыву 60 000 Мт тротила, что равно взрыву нескольких миллионов атомных бомб, сброшенных на Хиросиму.

Астрономы подсчитали, что кометы проходят между Землей и Луной каждые 100 лет, а некоторые падают на Землю примерно раз в каждые 100 тыс. лет. Было также оценено, что в течение средней жизни человека вероятность столкновения с кометой равна 1/10 000.

Исследования астрономов показали, что за последние 2400 лет было 20 близких (меньших 15 млн км) прохождений 18 комет. Самое близкое прохождение на расстоянии в 2,3 млн км было у кометы Лекселя в июле 1770 года. Подсчитано, что в ближайшие 30 лет близкие прохождения будут у трех изученных комет. Но, к счастью, минимальные расстояния будут не столь опасными - более 9 млн км.

Следует иметь в виду, что пока речь шла об известных кометах. Выше было сказано об открытии трансплутоновых комет. Эти кометы могут залетать во внутренние области Солнечной системы, в частности, пересекаясь с орбитой Земли. Не исключено, что эти еще не открытые кометы и могут нести в себе опасность.

АСТРОФИЗИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ

Но, увы, не только столкновения несут в себе глобальные последствия для Земли. Отметим кратко лишь две возможные опасности, исходящие из дальнего космоса.

Будущая жизнь Солнца. Астрофизики могут рассчитать все этапы жизни звезды . Согласно расчетам, например, через 7,9 млрд лет Солнце превратится в красный сверхгигант, увеличив свой размер в 170 раз, поглотив при этом Меркурий. Нетрудно подсчитать, что на нашем небе Солнце будет выглядеть как красный шар, занимающий половину небесной сферы. В результате температура на Земле повысится, начнется интенсивное испарение океанов, из-за чего увеличится непрозрачность атмосферы, что вызовет так называемый парниковый эффект: Земля станет очень горячей.

Дальнейшее раздувание Солнца приведет к тому, что и Земля уже будет вращаться фактически внутри Солнца. Согласно этому сценарию, Земле уготовлена не очень приятная участь. Трение Земли и частиц газа Солнца будет уменьшать орбитальную скорость Земли, в результате Земля по спирали будет падать к центральным областям Солнца. Это приведет к тому, что Солнце нагреет Землю до чрезвычайно высоких температур, превратив ее в раскаленные скалы без всяких признаков наличия воды в океанах и, естественно, жизни.

Вспышки сверхновых. Другие звезды, которые имеют большую массу, чем Солнце, живут несколько иначе. На определенной стадии они могут взорваться, выделив при этом чудовищную энергию (астрономы называют такой процесс вспышкой сверхновой). Было выяснено, что имеются две причины таких вспышек.

На последней стадии жизни у звезды прекращаются ядерные реакции и она превращается в плотный объект - белый карлик (БК). Но если около БК имеется соседняя звезда, то вещество этой звезды может перетекать на БК. При этом на поверхности БК опять начинаются термоядерные реакции, выделяющие громадную энергию. Такой механизм вспышки работает для сверхновых типа SNI.

Другой тип сверхновых (SNII) объясняется эволюцией звезды массы более десяти масс Солнца. Термоядерные реакции сопровождаются превращением водорода в более тяжелые элементы. На каждой стадии выделяется энергия, нагревающая звезду. Tеория предсказывает, что при достижении образования железа последовательность реакций прекращается. Внутренняя часть железного ядра в течение секунды сжимается. Когда внутренняя часть звезды достигает ядерных плотностей, она отскакивает от центра, сталкиваясь с еще коллапсирующей внешней частью ядра. Возникающая ударная волна разносит всю звезду. Выделяемая энергия за 1 с будет чудовищной, равной энергии, излученной 100 солнцами за 109 лет.

Некоторые астрономы (И.С. Шкловский и Ф.Н. Краcовский) полагали, что такой взрыв мог произойти у близкой к Солнцу звезды 65 млн лет назад. Согласно сценарию, описанному этими авторами, выброшенное вещество после взрыва через несколько тысяч лет достигло Земли. Оно содержало релятивистские частицы, которые при попадании в атмосферу Земли вызвали интенсивный поток вторичных космических частиц, которые при достижении поверхности Земли повысили радиоактивность в 100 раз. Это неизбежно привело бы к мутациям в живых организмах с последующим их исчезновением.

Вероятность глобального влияния на Землю такого взрыва в будущем зависит, во-первых, от того, насколько часто происходят вспышки сверхновых в нашей Галактике, и, во-вторых, от критического расстояния r до звезды. Основываясь на наблюдаемых данных, известный специалист по статистике звезд С. Ван дер Берг пришел к выводу, что за каждый 1 млрд лет в объеме нашей Галактики в 1 кпк3 происходят в среднем 150 000 вспышек сверхновых. Если взять за критическое расстояние до звезды в r = 10 световых лет, то легко получить, что, для того чтобы в объеме такого радиуса произошла одна вспышка, необходимо время в 60 млрд лет. Эта величина существенно больше возраста Земли. Таким образом, маловероятно, что биотические кризисы можно объяснить явлением вспышки. В будущем такая вспышка также не очень вероятна. Однако все же следует отметить, что приведенные рассуждения основаны на средних оценках. Для примера отметим, что звезда Бетельгейзе в созвездии Ориона может вспыхнуть через несколько тысяч лет. Другая звезда - h Car вспыхнет через 10 000 лет. К счастью, расстояния до них достаточно велики - 650 и 10 000 световых лет.

Гамма-вспышки. Около 30 лет назад астрономы с помощью спутниковых наблюдений установили, что в различных точках небесной сферы наблюдаются объекты, которые вспыхивают в гамма-диапазоне (рис. 3) с длительностью вспышек от долей секунды до нескольких минут. Последние оценки расстояний до этих объектов свидетельствуют, что они располагаются далеко за пределами нашей Галактики. Это означает, что энергия излучения в гамма-диапазоне у этих объектов фантастически велика - порядка 1050-1052 эрг.

Наиболее распространенная гипотеза о механизме вспышек, предложенная С.И. Блинниковым и др., - это гипотеза о слиянии двух нейтронных звезд - последней стадии жизни двойной системы, состоявшей из двух массивных звезд. Расчеты астрофизиков показали, что при таком слиянии выделяется энергия, эквивалентная энергии излучения миллиарда галактик, подобных нашей. Об этих объектах более подробно можно прочитать в .

Но такие пары нейтронных звезд могут существовать не только на космологическом расстоянии, но и внутри нашей Галактики. Астрофизики подсчитали, что в нашей Галактике одно слияние пары происходит каждые 2-3 млн лет. Сейчас надежно установлено наличие трех таких пар. Если одна из них (PSR B2127+11C) начнет сливаться, то последствия этого для Земли будут очень серьезны, правда, более чем через 220 млн лет. Прежде всего сильное гамма-излучение уничтожит озоновый слой атмосферы Земли. Но главное в том, что при вспышке образуются энергичные космические частицы, которые, достигнув атмосферы Земли, будут создавать вторичные космические частицы. Эти частицы дойдут до поверхности Земли и даже глубже, превратив ее в радиоактивное кладбище.

Все приведенные выше факты ставят главный вопрос.

ЧТО ДЕЛАТЬ?

Ответ на этот вопрос применительно к малым телам Солнечной системы должен содержать два аспекта:
астрономический - необходимо заблаговременно открыть неизвестные и потенциально опасные объекты на как можно большем расстоянии от Земли, вычислить их точные орбиты и предсказать момент возможной опасности;
технический - необходимо принять решения и их реализовать, чтобы избежать возможного столкновения.

Для решения астрономической части сейчас создается сеть телескопов с диаметром около 2 м. Это позволит обнаружить примерно 90% опасных астероидов на расстоянии до 200 млн км и 35% опасных комет на расстоянии до 500 млн км. Поскольку скорости движения объектов порядка 10 км/с, то это позволит иметь резерв времени в несколько месяцев для принятия решения.

Точность теоретических расчетов орбит и моментов столкновений прежде всего определяется количеством установленных положений на небе опасных объектов. Эту задачу можно решить с помощью указанной выше сети телескопов. Далее при расчете орбит необходимо тщательно учесть возмущения в движении небесных тел, вызванные воздействием всех планет Солнечной системы. Эта проблема уже решена астрономами с высокой точностью.

Труднее всего учесть негравитационные силы, влияющие на движение объектов. Эти силы обусловлены многими причинами. Астероиды и кометы двигаются в материальной среде (межпланетная плазма, электромагнитное поле), испытывая при этом сопротивление. Они также испытывают влияние сил светового давления от Солнца. В результате тела могут отклониться от чисто кеплеровской орбиты, то есть вычисленной с учетом только гравитационного взаимодействия тела с Солнцем (и планетами).

Технический аспект проблемы более сложный, и имеются по существу пока три варианта. Один предусматривает уничтожение опасного объекта путем засылки на него ракеты с ядерной бомбой. Расчеты показали, что для уничтожения астероида диаметром в 1 км необходим взрыв в 4 " 1019 эрг . Но этот проект может принести непредсказуемые экологические последствия, связанные с засорением космоса ядерными отходами.

Есть вариант попытки отклонения движения объекта от своей естественной орбиты за счет сообщения ему дополнительного импульса, скажем за счет посадки на его поверхность ракеты с мощной энергетической установкой. На сегодня оба таких проекта пока трудноосуществимы: для этого необходимо иметь ракеты с большими массами и большими скоростями движения, чем имеются в настоящее время. Но в принципе это совсем не безнадежное дело для технологии XXI века.

Третий вариант основан на использовании негравитационных эффектов в движении небесных тел. Например, ядра комет можно отклонить от первоначальной орбиты, используя сублимационный способ, суть которого такова . Орбита кометы в некоторой степени определяется и силами светового давления от Солнца, вызывающего образование хвоста. Если уничтожить или ослабить пылевую поверхность ядра, то
усиленное истечение вещества из ядра может придать комете импульс в нужном направлении.

Хотя астрофизическая опасность ожидает Землю в отдаленном будущем, уже сейчас имеются довольно интересные идеи избежать ее. Некоторые из них кажутся даже фантастическими. В одном варианте предлагается создать вокруг Земли щит, используя вещество астероидов или Луны. Например, масса астероида Церес вполне достаточна для создания диска около Земли толщиной в 1 км. Он вполне может экранировать потоки частиц и излучения от сверхновых и гамма-вспышек.

В заключение отметим, что нет оснований для апокалиптического фатализма. Человечество уже достигло достаточно высокого уровня науки и технологии, чтобы предугадать опасность. Мало того, оно уже находится на пороге создания эффективной системы защиты. Можно лишь надеяться, что человечество, осознав предстоящую опасность, предпримет усилия для дальнейшего развития науки и необходимой технологии вместо того, чтобы решать внутренние конфликты, бездумно расходуя свой интеллект и финансовые средства.

ЛИТЕРАТУРА
1. Сурдин В.Г. Рождение звезд. М.: УРСС, 1997. 207 с.
2.Черепащук А.М. Планеты во Вселенной // Соросовский Образовательный Журнал. 2001. № 4. С. 76-82 .
3. Киппенхан Р. 100 миллиардов Солнц: Рождение, жизнь и смерть звезд. М.: Мир, 1990. 293 с.
4. Липунов В.М. "Военная тайна" астрофизики // Соросовский Образовательный Журнал. 1998. № 5. С. 83-89.
5. Курт В.Г. Экспериментальные методы изучения космических гамма-всплесков // Там же. 1998. № 6. С. 71-76.
6. Околоземная астрономия (космический мусор). М.: Космосинформ, 1998. 277 с.
Рецензент статьи А.М. Черепащук

* * *
Наиль Абдуллович Сахибуллин, доктор физико-математических наук, профессор, зав. кафедрой астрономии Казанского государственного университета, директор Астрономической обсерватории им. В.П. Энгельгардта. Лауреат премии РАН. Действительный член Академии наук Татарстана. Область научных интересов - астрофизика, физика звездных атмосфер. Автор 80 научных публикаций и одной монографии.