Расширяя границы Вселенной: История астрономии в задачах

4.50. Вильям Гершель воспользовался методом Т. Майера (1723–1762), предложившего выявить движение Солнца в пространстве, считая собственное движение близких звёзд отражением движения Солнца. Скорость Солнца относительно ближайших звёзд составляет около 20 км/с, и направлена она к апексу, находящемуся близ звезды Геркулеса.

4.51. Кажущееся изменение высоты Солнца над горизонтом было истолковано как параллактическое смещение; поэтому оно было использовано для попытки определения расстояния до светила.

4.52. Если поверхность Земли выпуклая, то при перемещении наблюдателя вдоль меридиана на север звёзды в северной стороне неба поднимаются над горизонтом, а в южной — опускаются. У шарообразной планеты перемещениям на одинаковые расстояния вдоль разных меридианов соответствуют одинаковые изменения высот небесных светил над горизонтом.

4.53. Только шар при любой проекции даёт круг. Этот довод в пользу шарообразности Земли был впервые приведён Аристотелем (384–322 до н. э.).

4.54. Греческий учёный Эратосфен во второй половине III в. до н. э. по данным наблюдений Солнца в день солнцестояния вычислил дугу меридиана между городами Сиеной (ныне Асуан) и Александрией, расстояние между которыми ему было известно. После этого было уже нетрудно найти длину окружности земного шара — 250 тыс. стадий. Историкам не известно точное значение греческой стадии: по их данным, оно составляет от 155 до 180 м. Взяв среднее от этих значений (168 м), мы увидим, что расчёт Эратосфена даёт окружность Земли (42 тыс. км), весьма близкую к действительной (40 тыс. км).

Развивая метод Эратосфена, Посидоний (135—51 до н. э.) определил длину окружности Земли по наблюдениям звезды Канопус. Эта звезда на острове Родос в верхней кульминации касалась горизонта, а в Александрии её высота в этот момент составляла 7,5°. Расстояние между этими пунктами считалось известным (5000 стадий). В 827 г. н. э. арабские астрономы измерили длину дуги меридиана между Тигром и Евфратом. Окружность Земли была найдена равной (при переводе в современные единицы) 44 тыс. км.

4.55. У сжатого эллипсоида максимальная кривизна поверхности на экваторе, а минимальная — у полюсов. Измеряя на разных широтах линейную длину дуги меридиана, скажем, в 1°, можно узнать форму Земли: если планета сжата, то длина дуги в 1° должна быть больше в высоких широтах, чем вблизи экватора. Это и показали измерения; полярное сжатие Земли свидетельствует о том, что она имеет форму эллипсоида вращения.

4.56. Гравиметрические измерения, показавшие, что зависимость ускорения свободного падения на поверхности Земли от широты такая, какая должна быть у вращающегося сжатого эллипсоида.

4.57. Утверждалось, что на вращающейся Земле тела, находящиеся в воздухе, должны отставать от тел, находящихся на поверхности. Высказывалось даже мнение, что под действием центробежных сил инерции вращающаяся Земля должна была бы распасться на части.

4.58. Исаак Ньютон. Для обеспечения центростремительного ускорения материальной точки на поверхности Земли векторы силы реакции опоры и силы притяжения к центру Земли должны располагаться под тупым углом друг к другу (не равным 180°), что возможно лишь при нарушении сферичности планеты.

4.59. Фуко назвал изобретённый им прибор гироскопом.Согласно закону сохранения момента импульса, положение оси вращения свободного тела в пространстве остаётся неизменным. Поворот осей топоцентрической системы отсчёта при вращении Земли приводит к кажущемуся изменению положения оси гироскопа в пространстве. Этот прибор получил широкое применение в авиации и морском деле.

4.60. Если бы континенты и их опора в земной коре были бы столь же эластичны, сколь и океаны, то вода и суша перемещались бы под действием Луны и Солнца совершенно одинаково, и на побережье морские приливы и отливы перестали бы наблюдаться.

4.61. Под сумерками понимают время после захода Солнца и перед его восходом, когда земная поверхность освещается рассеянными в атмосфере лучами светила. Критерии сумерек чисто фотометрические и достаточно условные. Конец вечерних гражданских сумерек определяется необходимостью включения искусственного освещения для безопасного движения транспорта. При погружении Солнца под горизонт ниже, чем на 12°, навигация на реке или море невозможна без сигнальных огней. А после погружения Солнца на 18 ^°уже возможны точные фотометрические наблюдения небесных объектов.

Попытки найти связь глубины погружения Солнца с условиями освещённости делали ещё средневековые учёные. В «Оптике» Альха- зена (Ибн аль Хайсам) (965—1039), арабского учёного, работавшего в Каире, указано, что угол понижения Солнца в конце сумерек или начале зари равен 18°. Ротман указывал, что сумерки заканчиваются, когда Солнце опускается под горизонт на 24°, Нониус предлагал отрицательную высоту Солнца в 16 ^°, Кассини — в 15 ^°, Риччиоли давал 16 ^°для утренних и 20 ^°для вечерних сумерек. Такие расхождения можно объяснить трудностью различения границы раздела частей атмосферы, освещённой и не освещённой Солнцем.

4.62. Кислород, как и другие газы, земная атмосфера теряет также из-за того, что молекулы, имеющие скорость движения больше второй космической скорости, убегают от Земли. Однако химический состав и давление атмосферы стабильны на протяжении, по крайней мере, сотен миллионов лет. Это означает, что атмосфера одновременно пополняется кислородом, например, за счёт разложения кислородосодержащих горных пород, фотосинтеза и диссоциации воды.

4.63. Голубой цвет Земли установил советский астроном Г. А. Тихов (1875–1960) из колориметрических наблюдений пепельного света Луны.

4.64. Полагают, что источником падающего из космоса на Землю вещества в современную эпоху являются астероиды и кометы, приходящие, как минимум, из-за орбиты Марса, а не вещество околоземной зоны, как это было в начальной фазе формирования Земли.

4.65. На поверхности планет земной группы и спутников планет Солнечной системы обнаружено большое количество кратеров. Древние греки называли кратеромбольшой сосуд для разбавления вина водой.

4.66. Периодичность изменения фаз позволила использовать Луну как мерило времени. Поэтому в славянских языках название спутника Земли и интервала времени звучат одинаково — месяц.На санскрите Луна называется мас,что и означает «измеритель». Латинское мензиснаходится в близком родстве со словом мензурка.

4.67. Астроним лунапо этимологии близок к словам луч, люкс, лысина, что отражает свойство Луны как источника света.

4.68. Даже не очень зоркий глаз видит своеобразный рисунок на поверхности Луны, так называемый лунный лик.Поэтому составить грубую карту Луны может каждый из нас без телескопа. В этом убедился один из авторов книги, имеющий отнюдь не 100–процентное зрение (рис. 1): в целом рисунок верно отражает расположение