ЧТО НАУКА ПОНИМАЕТ ПОД СЛОВОМ "НЕБО"?

Простейшие астрономические явления совершаются "на небе". По небу движутся Солнце и Луна, на чистом небе видны тысячи звезд, а нередко, к досаде астрономов, небо бывает пасмурным, и тогда наблюдения невозможны. Как приступить к наблюдениям, если условия видимости хорошие, небо ясное, без облаков? С чего следует начать? Где и когда вести наблюдения?

Вид звездного неба — эта бриллиантовая россыпь множества звезд - всегда привлекал, завораживал человека. Когда-то очень давно один философ сказал, что если бы звездное небо было видно только в каком-нибудь одном месте Земли, то к этому месту непрерывно двигались бы толпы людей, чтобы полюбоваться великолепным зрелищем. Для нас, живущих в XX веке, зрелище звездного неба особенно величественно, потому что мы знаем природу звезд; ведь каждая из них — это солнце, т.е. гигантский раскаленный газовый шар. Люди не сразу узнали истинную природу небесных тел. Проходили века, и люди, тщательно наблюдая за различными небесными явлениями, пришли к современному научному пониманию мира.

Михаилу Васильевичу Ломоносову — великому русскому ученому — принадлежат слова, которые идут, кажется, из глубины души каждого из нас, поднявших глаза на звездное небо:

Открылась бездна звезд полна,

Звездам числа нет, бездне дна.„

Звездное небо — великая книга Природы. Кто сумеет ее прочесть, тому раскроются несметные сокровища окружающего нас космоса. Непосвященному в секреты астрономии даже трудно себе представить, какое количество загадок и тайн скрыто за теми замысловатыми узорами из звезд, которые древние называли созвездиями.

Знание созвездий — азбука астрономии. Она необходима и любителю-астроному, и астроному-ученому. Для тех, кто хорошо знаком с созвездиями и их расположением на небе в различное время суток и года, звезды могут служить отличными ориентирами, позволяющими находить стороны горизонта и даже определять момент времени. Ориентироваться по звездам умеют и моряки, и летчики, и туристы, и разведчики.

Когда мы находимся на открытом месте (например, в поле или на море), весь мир представляется нам как бы разделенным на две части: под ногами у нас земля или вода, а все, что мы видим над нею, составляет небо. Можно сказать, что небо — это мировое пространство, рассматриваемое сквозь воздушную ободочку Земли — атмосферу.

ЧТО ТАКОЕ НЕБЕСНЫЙ СВОД?

В Древней Греции и Древнем Риме видимый небесный купол считали твердым сводом, закрывающим Землю сверху, представляли небосвод, состоящим из семи кристаллических сфер, по которым вращаются светила: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. Позднее, в средние века, ученые спорили, из чего сделан небесный свод: из стекла, хрусталя или драгоценных камней синего цвета, например, сапфира?

Правильное объяснение того, что же представляет собой небесный свод, дал в XV веке великий итальянец Леонардо да Винчи. В книге "О живописи" он писал: "Синева неба происходил1 благодаря толще освещенных частиц воздуха, которая расположена между Землей и находящейся наверху чернотой". Окружающий нас воздух — атмосфера — совершенно бесцветный газ. Даже не очень чистый воздух приземного слоя атмосферы

в городах оказывается необыкновенно прозрачным в сравнении с самой прозрачной жидкостью или с самым прозрачным оптическим стеклом. Если смотреть через слой воздуха толщиной в несколько метров, то мы не видим его совсем. Если толщина слоя достигает нескольких километров, мы видим воздушную дымку, которая затягивает удаленные предметы. Вся же атмосфера в целом создает светлый голубой купол небосвода. И происходит это благодаря ее огромной толще. Освещенная Солнцем атмосфера рассеивает световые лучи.

Наибольшей синевой отличается небо в околозенитной области, т.е. если смотреть вертикально вверх, прямо над собой. В этом направлении толщина атмосферы меньше, чем в горизонтальном направлении. Поэтому голубизна неба к горизонту уменьшается, небо на горизонте становится белесым.

Цвет и яркость неба изменяются при поднятии над земной поверхностью. Чем выше мы поднимаемся, тем тоньше слой воздуха над местом наблюдения, тем синее небо и меньше его яркость. Уже на вершинах гор 4—5 км альпинисты любуются сине-голубым небом, пассажиры самолетов, летящих на высоте 10 км, видят небо насыщенного синего цвета, стратонавт, поднявшись на стратостате на высоту 22 км, наблюдает темно-синий цвет неба. На высотах полета космических кораблей (более 100 км) небо выглядит совершенно черным, рассеивание солнечных лучей за пределами атмосферы не происходит, поэтому космонавты на орбите могут видеть одновременно и Солнце, и звезды.

ВРАЩЕНИЕ НЕБЕСНОЙ СФЕРЫ

Днем по небосводу движется Солнце. Оно восходит, поднимается все выше и выше, потом начинает опускаться и заходит. Перемещаются ли звезды? Одни и те же звезды видны всю ночь на небе или нет? Это можно узнать. Нужно выбрать для наблюдения такое место, откуда небо хорошо видно, заметить, над какими местами горизонта (домами или деревьями) Солнце видно утром, днем и вечером. После захода Солнца заметить какую-либо яркую звезду, отметить время по часам. Если прийти и посмотреть на то же место на небе через 1—2 часа, то можно заметить, что выбранная звезда переместилась слева направо. Переместились и другие звезды. Звезды в стороне утреннего Солнца поднимаются выше, а в стороне вечернего Солнца опускаются ниже.

Все звезды движутся по небосклону одновременно. В этом легко убедиться.

Ту сторону, где Солнце видно в полдень, называют южной, противоположную — северной. Можно заметить, что звезды, близкие к горизонту, передвигаются быстрее, чем выше от горизонта звезды, тем их передвижение становится все менее заметным. И, наконец, можно найти на небе звезду, передвижения которой в течение всей ночи почти незаметно. Все небо вращается как одно целое, поворачиваясь вокруг одной звезды.

Эту звезду.называют Полярной. По отношению друг к другу звезды не движутся, т.е. их взаимное расположение не меняется.

Для астрономических наблюдений за движением светил можно использовать ясные осенние вечера.

Кроме того, можно попросить помощи у старших: обыкновенным фотоаппаратом сфотографировать звездное небо. В безлунную тихую ночь, когда совсем стемнеет, установить фотоаппарат, закрепив его на какой-нибудь опоре или подставке (штативе), направить на Полярную звезду, установить кассету, открыть объектив на один час. (Фотоаппарат должен быть строго неподвижен.) Проявив пленку, вы получите негатив с целым рядом коротких темных черточек, каждая из которых будет следом изображения звезды, перемещавшейся на небесной сфере. В центре всех дуг — следов движений звезд — и находится точка, вокруг которой, как нам кажется, вращается небо. Она называется полюсом мира, а Полярная звезда почти совпадает с ней.

Чем длиннее черточки на пленке, тем большее перемещение совершают звезды! Самый короткий след на снимке принадлежит Полярной звезде.

ПРИЧИНЫ ВРАЩЕНИЯ ЗВЕЗДНОГО НЕБА

Почему же звездное небо как будто вращается и почему именно Полярная звезда почти неподвижна? Оказывается, причина этого кажущегося движения звезд заключается во вращении Земли. Подобно тому, как человеку, кружащемуся по комнате, представляется, будто вся комната кружится вокруг него, так и мы, находящиеся на вращающейся Земле, видим, будто бы движущиеся звезды. Наша Земля имеет ось вращения — воображаемую линию, вокруг которой вращается земной шар. Ось вращения Земли пересекает земную поверхность в двух точках — это Северный и Южный географические полюса. Если направление земной оси продолжить, то оно пройдет вблизи Полярной звезды. Вот почему Полярная звезда кажется неподвижной, а небесная сфера кажется вращающейся вокруг воображаемой оси. Нам кажется, что звездное небо вращается с востока на запад. Помним, что это видимое движение. Оно есть отражение истинного движения — вращения Земли вокруг своей оси. Видимое движение Солнца — это тоже отражение вращения Земли. На Земле происходит смена дня и ночи. Эти явления объясняются вращением Земли вокруг своей оси.

ЗНАМЕНИТЫЙ ОПЫТ ФУКО

Сегодня ученые могут целым рядом опытов подтвердить вращение Земли вокруг своей оси. Самый знаменитый опыт был проведен в 1851 году французским физиком Жаном Фуко.

Установка представляла собой тяжелый маятник на длинном подвесе. Чем длиннее подвес, тем лучше проходил опыт. Поэтому обычно такой маятник устанавливают в высоких соборах. Маятник Фуко имеется и в Московском планетарии.

Если маятник вывести из положения равновесия, то он обязательно будет колебаться в некоторой плоскости, проходящей через начальную точку, в которую был отведен груз, и положение равновесия.

Если бы Земля не вращалась, то по отношению к ней плоскость колебаний маятника сохранялась бы постоянной. На самом деле опыт показывает, что плоскость, в которой колеблется маятник, медленно поворачивается относительно Земли на некоторый угол. Этот поворот объясняется тем, что Земля совершает вращение вокруг своей оси. В опыте Фуко в течение времени колебания маятника Земля поворачивается под ним. Наблюдатель, находясь на поверхности Земли, ее вращения не замечает, поэтому ему кажется, что поворачивается плоскость колебаний маятника. Если осветить глобус светом лампы и покрутить его с запада на восток (попросите помощи у старших), то можно убедиться, что утро, например, на Чукотке наступает раньше, чем на Урале, а на Урале раньше, чем в Москве. Вращение земного шара вокруг своей оси называют суточным вращением. Его период равен 24 часам, т.е. за 24 часа наша Земля совершает один полный оборот. Для нас же утро сменяется днем, день — вечером, а вечер — утром.

Вернуться в раздел: Энциклопедия Космоса и Вселенной

Обсудить эту статью на нашем форуме >>>

§ ЭНЦПИКЛОПЕДИЯ ОКРУЖАЮЩЕГО МИРА. ЗЕМЛЯ, КОСМОС, ВСЕЛЕННАЯ

Ключевые слова этой страницы: энцпиклопедия, окружающего, мира, земля, космос, вселенная.

Скачать zip-архив: Энцпиклопедия окружающего мира. Земля, космос, вселенная - zip. Скачать mp3: Энцпиклопедия окружающего мира. Земля, космос, вселенная - mp3.