/
Author: Морозова Н.
Tags: вселенная история история человечества устройство вселенной история вселенной
Year: 1928
Text
ни гд la
ЕЖЕМЕСЯЧНОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ к ЖУРНАЛУ„БЕСТНКК ЗНАНИЯ
г
М. Я ЯКОВЛЕВ
Народное песнотворчество об атамане Сте¬
ане Разине. Из 'история. песен ХVII в
ЦЕНА 1 р. 25 к., с пер. 1 р. 50 к.
Изд-вo „П. П. СОЙКИН"
В ЛЕНИНГРАДЕ.
А. М. БОЛЬШАКОВ
Вспомогательные истерические дисциплины.
Антропология. Археология. Палеография.
Эпиграфика. Сфрагистика. Нумизматика
Геральдика. Генеалогия. Метрология. Хроно¬
логия. Историческая география. Дипломатика.
Языковедение. Архивоведение. Библиотековедение.
Историография. Изд. переработан, и дополнен,
с рис. и 14 таблицами. ЦЕНА 2 р. 75 к., с пер. 3 р.
Проф. С. С. ГРУЗЕНБЕРГ.
Гений и творчество
Основы теории и психологии творчества, с при¬
ложением неизданных материалов но вопросам
психологии творчества и указателя литературы.
ЦЕНА 3 рубл.. 50 коп., с перес. 3 пуб. 80 к.
ИСТОРИЯ
ИЗУЧЕНИЯ ВСЕЛЕННОЙ
ПОД РЕДАКЦИЕЙ И С ДОПОЛНЕНИЯМИ
НИКОЛАЯ МОРОЗОВА
Директора Государственного Научного Института
имени Лесгафта и председателя Русского Общества
Любителей Мироведения.
Заглавная заставка работы художника Фомы Райляна
Основано в 1885 г.
Типография Л.С.П.О., Ленинград, Лешгуков, 18.
Ленинградский Областлит № 2637. Тираж 15.000. Зак. № 527.
ВСТУПЛЕНИЕ.
Когда-то изложение таких наук, как астрономия, в художественной форме
считалось совершенно невозможным. Но вот, Франсуа Араго, в середине XIX века, пер¬
вый попытался это сделать, и его „Общепонятная Астрономия" не только имела
огромный успех, но и вызвала к жизни тысячи астрономов - любителей, то есть
таких людей, которым, по недостатку мест в существующих государственных и обще¬
ственных обсерваториях, или по другим причинам, занятие астрономией не служит
источником материального существования. Астрономы-любители, к каким можно
причислить, например, даже лорда Росса, живут на посторонние средства, и менее
имеют времени отдаваться любимой ими науке, но и они уже сделали для нее не
мало, и потому очень желательно иметь их как можно более.
Единственным средством заинтересовать широкие массы возвышающим думы пред¬
метом астрономии служит художественно-популярная астрономическая литература.
А писать научно-популярные книги может только тот, кто одновременно является
и ученым, вполне владеющим своим предметом, и художником слова, что редко соеди¬
няется вместе. Кроме того, все книги с течением десятилетий уже отстают от вечно
движущегося вперед человеческого познания.
Само собой понятно, что это движение не упраздняет, а только пополняет и
отчасти исправляет то, что было достигнуто уже ранее. В каждой науке можно
отличить, как в планете, уже откристаллизовавшееся, отвердевшее центральное ядро,
которое будет оставаться неизменным до конца, как вечная истина. Но это ядро
окружено еще туманной и подвижной атмосферой научных предположений, т.е. гипо¬
тез, постепенно откристаллизовывающихся из своего бесформенного состояния и при¬
соединяющихся, как дальнейшие твердые и неизменные наслоения, к основному ядру.
Обойтись без изложения таких гипотез нельзя ни в популярной книге ни в учебнике,
потому что именно в них-то и заключается та творческая сила, которая ведет вперед
точную науку, а, между тем. они обновляются с каждым десятилетием и требуют
ремонта или дополнения.
Часто жалко бывает читать теперь такие книги, как только что упомянутая
„Общепонятная Астрономия" Араго, или „Чудеса Неба" Литрова и т. д. Кажется,
что вот, стоит только пополнить их основную часть новейшими данными, исправить
то, что было в них из области не оправдавшихся предположений, и книга вновь оживет
в своей первоначальной красоте, и получится увлекательное научное чтение.
Мне много раз приходило в голову сделать это с книгой Араго, но дополнение
такого большого., вполне охватывающего все нематематические детали астрономи¬
ческого сочинения, требует слишком большого самостоятельного труда, для которого
мало остается времени от собственных исследовательских работ. Недавно мне предста¬
вился случай ознакомиться с книгой „Вселенная и Человечество", где содержится, между
прочим матерьялом, и прекрасное коротенькое изложение астрономии в очень ясной и
наглядней полуисторической форме, привести которое к современному состоянию
науки не требовало много времени. Это я и сделал в предлагаемой книге.
Николай Морозов
ЧАСТЬ I.
Старая эпоха.
I.
Смутные предания.
На этих страницах возможно дать читателю лишь общее понятие
об огромной наблюдательской и творческой работе астрономов, благо¬
даря которой человечество дошло до современных взглядов на миро¬
здание и до великой идеи о закономерности его явлений.
Если мысленно вглядеться в прошлое человечества и попытаться
проникнуть в ту седую древность, о которой человеческие памятники
нам ничего не говорят, то увидим, что сперва небо наблюдали случайно
и без определенной цели, просто как ряд различных картин природы;
затем связывали это с движением времени и стали пользоваться луной
и солнцем для его измерения.
Дальнейшее развитие первых шагов, имевших громадное значение,
сделалось в высшей степени прочным и последовательным, хотя темп
развития вначале, разумеется, был иной, чем теперь.
Древнее верование в земной рай у первых людей породило около
конца 18-го столетия своеобразные взгляды и в истории наук. Исходя
из иллюзорных представлений, будто люди уже давно владели целым
рядом значительных успехов по исследованию небесных явлений, уче¬
ные Эпохи Возрождения приписывали это готовое знание „золотому
веку", в который людям через „откровение" сообщены были более
полные знания о вселенной.
Поэтическое представление о блаженном первобытном периоде
человеческой культуры нашло яркое выражение в конце 18-го столетия
в знаменитом историческом сочинении — в „Истории астрономии" Байли,
мечтавшего, вместе с Руссо, о золотом веке и о возврате к нему.
Наука ни на одну минуту не колебалась в своем приговоре о
полнейшей превратности такого взгляда, и только некоторые романти¬
ческие головы известное время увлекались верой в возможность
подобного возврата и изображениями картин райской эпохи. У самого
Руссо сквозь эти мечты пробивалось даже заметное отвращение к
строго-научной работе над исследованием мира, как опасной для души
и нравов человека; нечто подобное мы видели и во враждебном отно¬
шении Льва Толстого к науке и искусству.
Взгляд Байли, по которому человечество должно снова при¬
помнить в полном объеме знания того „золотого" периода, произвел
в свое время сильное впечатление вследствие возникших в прошлые
два столетия представлений об очень раннем расцвете астрономии в
Восточной Азии. Но астрономическая работа рассматривалась у китай¬
цев не как собственная, а как откровение неба, доставленное им чрез
древние поколения из другой страны, от другого народа.
Да и относительно Месопотамии мы должны прийти к выводу,
что все свои знания и всю организацию своих научных работ ее уче¬
ные принесли опять-таки из другого культурного центра. Откуда же?
Об Индии нечего и думать, так как, по свидетельству ее древнейших
памятников, индусская духовная культура отвернулась от системати¬
ческих наблюдений небесных явлений и, вообще, от изучения вселенной
и, главным образом, предалась внутренней творческой работе в фило¬
софии и математике. И вот остается, повидимому, единственный ответ
на этот вопрос: начатки астрономического знания возникали повсюду,
где человеческое сознание вырастало до потребности в размышлении
и логическом объяснении окружающего мира.
Первые астрономы—наши далекие предки—были скромными земле¬
пашцами и пастухами. В долгие звездные ночи, лежа после работы,
они примечали неизменную форму созвездий; они видели, что из ночи
в ночь звезды возвращаются над их полем, возвещая время; они уди¬
влялись молчаливому и точному движению, которое равномерно увле¬
кает бесчисленные небесные светила, как будто бы обширная лазурь
представляет купол, покрытый золотыми гвоздями и вращающийся над
нашими головами.
Множество звезд, загорающихся на небе вечером, яркий блеск
наиболее заметных, как Сириус, Вега, Арктур, Капелла, причудливое и
загадочное движение Венеры, Юпитера, Марса, Сатурна, Меркурия,
которые составляли, повидимому, исключение среди общей гармонии и
блуждали среди созвездий; кратковременный след падающих звезд,
которые, казалось, срывались с неба и неслись среди темной ночи,
подобно огненной стреле; бледные и мягкие тона утренней зари, дога-
рающей на горизонте; чудная симфония природы, сопровождающая
первые лучи дневного светила; потоки света, бросаемые им на мир,
когда оно стоит над нашей головой, и заходящее на западе
солнце, бросающее последние снопы света на умирающий день; нако¬
нец, ночная тень, падающая на истомленную природу — вот чем любо¬
валось невежественное человечество в своем детстве, как рядом кар¬
тин, вполне достойных того, чтобы привлечь внимание людей на заре
доисторических времен.
II.
Времяисчисление.
Первые ростки закономерного познания мировых явлений воз¬
никли, повидимому, на почве измерения времени.
Правильная смена дня и ночи и постоянство, с каким дневное
светило каждый раз занимает на небосклоне одно и то же положение,
сделали то, что небесные явления стали как бы прообразом строгого
порядка в природе и в общественной жизни. Вид звездного неба,
имеющего математически правильную сферическую форму и пра¬
вильно вращающегося около неподвижной точки, дополнял это пер¬
вое впечатление о величественном порядке в устройстве и жизни
вселенной.
Можно безошибочно принять, что это впечатление величия и по¬
рядка послужило самой существенной предпосылкой для создания идеи
единобожия, в то время как под впечатлением изменчивости, кажу¬
щейся произвольности и многообразия явлений на земле создалась
идея многобожия. Последняя удовлетворяла любознательности людей,
когда наделяла непонятные и беспорядочные явления свободной волей,
подобной человеческой, что, по меньшей мере, являлось чем-то при¬
вычным и казалось понятнее людям.
В человеческой душе происходит наслоение воспоминаний об окру¬
жающем мире, и группировка их может происходить в совершенно
ином порядке, чем простая последовательность, в какой явления
совершаются во внешнем мире и в какой воспринимаются человеком.
Таким образом, в коллективной душе человеческого рода постепенно
создается, среди неослабного течения и смены мировых явлений, не¬
подвижная всеохватывающая картина мира, в которой явления различ¬
ных времен связаны между собой. Но при этом правильному отраже¬
нию внешнего мира грозит опасность со стороны воображения, благо¬
даря которому стираются и даже извращаются воспоминания о по¬
следовательности внешних явлений, и мы должны создать вне нас ка¬
кие-нибудь опорные пункты, чтобы, не полагаясь на одну память, удер¬
жать тот порядок, в каком совершаются последовательно и законо¬
мерно внешние явления.
Простейшие начатки запечатления этой последовательности, вы¬
званные к жизни, вероятно, требованиями общежития, потребностью
во взаимном понимании, обнаружились в том, что при каждом восходе
или заходе солнца делали Какие-либо пометки на дереве или на камне;
потом соединяли, вероятно, эти знаки в группы по числу пальцев, как
это, повидимому, очень рано стало практиковаться в общежитии.
Отсюда выросла наша десятичная система счисления. Теперь оставалось
только прибавлять особые знаки к этим отдельным обозначениям дней,
чтобы закрепить свежие впечатления о внешних явлениях, связывая
их, таким образом, с известными числами в определенном ряду внеш¬
них явлений, так что являлась возможность .во всякое время сверять
эти данные.
Из таких начатков выросла вся хронологическая и календарная
система счисления и целый ряд важных открытий относительно зако¬
номерности многих небесных явлений.
Лунное времяисчисление. Первое, более или менее точное
астрономическое измерение состояло, повидимому, в том, что уста¬
новлено было число дней, протекающее между двумя одинаковыми
фазами луны. Отмечали на куске дерева или на камне, сколько раз
солнце успевало взойти или зайти до тех пор, пока снова не
7
повторялась первая лунная четверть или полнолуние. При этом сразу
должно было получиться число 29. Но, после 10-кратного повторения
этого счета, могло уже обнаружиться, что искомый промежуток заклю¬
чает немного более 29 дней; ибо между впервые наблюденной фазой и
ее десятым повторением протекает на 5 или 6 дней больше, нежели
их дает помножение: 29X10; отсюда следует, что промежуток между
двумя последовательными одинаковыми фазами около 29 1/2 суток. Этим
объясняется особенность лунного календаря, принимающего „лунный
месяц" равным поочередно то 29, то 30 дням: таким путем до¬
стигалось в течение более или менее продолжительного времени со¬
ответствие между календарным счетом целых дней и повторением од¬
них и тех же фаз луны.
Продолжая наблюдать подобное следование лунных фаз сотни
раз сряду, должны были рано или поздно заметить, что и только что опи¬
санный порядок счета не точен: так, промежуток времени в 360 лун¬
ных месяцев заключал в себе не 180 чередующихся 29-дневных и
30-дневных месяцев, а 191 месяц по 30 дней и 169 — по 29. Другими
словами, чтобы согласовать времяисчисление с ходом лунных фаз, не¬
обходимо, в определенных случаях, вместо короткого, 29-дневного
месяца, считать длинный, 30-дневный.
В таком виде лунный календарь и теперь еще в употреблении у
мусульманских народов; он достаточно точен, чтобы дать возможность
в продолжение длинного периода времени предсказывать момент на¬
ступления той или иной лунной фазы; с другой стороны, он не вызы¬
вает необходимости пользоваться при времяисчислении дробными ча¬
стями суток.
Мы потому остановились несколько долее на этом древнейшем
астрономическом измерении, чтобы выяснить важную роль продолжи¬
тельного опыта в разрешении различных задач, представляемых время¬
исчислением. Этот же пример служит наглядным доказательством той
медленности, с какой совершалось развитие знаний о простейших явле¬
ниях в мироздании.
Подобным же путем, как и продолжительность лунного года,
найдена была и длина года — именно, счетом числа дней, необходимых
для повторения определенного положения солнца на небесном своде,
причем знание длины лунного месяца значительно облегчило нашим
предкам разрешение этой задачи. Луна, стоявшая во время полнолуния
как раз против солнца, дала возможность точнее определять моменты
возвращения солнца в одно и то же созвездие, и вообще — замечать
положение дневного светила среди звезд. .Еще до того, как додума¬
лись употреблять вертикальные столбы и измерять в полдень их тень
на горизонтальной поверхности — умели уже с точностью до одного
дня определять моменты восхода и захода солнца у одних и тех же
пунктов горизонта. Благодаря этому, не трудно было уже, после не¬
скольких десятилетий наблюдения, установить продолжительность
климатического года в 365 1/4 дней, и норма эта положена была
в основу так называемого юлианского календаря. Погрешность
тут, согласно новейшим данным, достигает 3 суток в течение
400 лет — как это и принято грегорианским календарем. Последний
настолько точен, что нужны целые тысячелетия, чтобы ошибка до¬
стигла величины одного дня.
Такова в кратких чертах история основных единиц нашего время¬
исчисления. Для установления их не требовалось пока ни особенных
знаний, ни больших успехов техники: достаточно было лишь известного
умственного развития, настойчивости и некоторого общественного ин¬
тереса, служившего побудительной причиной.
8
Точное знание величины солнечного года и лунного месяца при¬
вело к открытию 19-летнего периода, так называемого „золотого
круга", играющего важную роль во времяисчислении. Цикл этот, со¬
стоящий из 19 солнечных лет, обнимает, с точностью до незна¬
чительных долей суток, 235 полных лунных месяцев, так что по
истечении названного периода одни и те же лунные фазы повторяются
почти в точности в то же время года. Лунный календарь, сохрани¬
вшийся и теперь у многих народов, особенно при определении празд¬
ничных дней (Пасха у евреев и христиан), всецело опирается на этот
„золотой круг".
Следующим приобретением, тесно связанным с предшествующим,
было открытие еще одного периода, в течение которого правильно повто¬
ряются взаимные положения солнца и луны, обусловливающие собой
затмения. Знание этого периода, равного приблизительно 18 годам
(точнее — 6585 дням и
7 часам), явилось след¬
ствием простого счета
дней, проходящих между
лунными затмениями:
эти последние наступают
одновременно во всех
пунктах земного шара,
с которых тогда видна
луна, и повторяются с
бóлыпим постоянством
для данного пункта, не¬
жели солнечные. Имея
в своем распоряжении
список лунных затмений
за 18 лет, можно было,
хотя наполовину оши¬
баясь, без большого тру¬
да предсказывать на¬
ступление лунных за¬
тмений с точностью до
нескольких часов: для
этого достаточно при¬
бавлять к прежним да¬
там 6585 дней и 7 час.
или, в круглых числах—
по 18 лет 10 дней. Не
следует, однако, думать,
что названный период
был так легко и просто открыт: самая идея о закономерном по¬
вторении таких явлений, как затмения, не скоро проникла в сознание
древних и требовала для своего признания уже известного умствен¬
ного развития.
Но культурное значение этого открытия станет понятно, если мы
вспомним, сколько суеверий связано с солнечными и лунными затме¬
ниями—суеверий, сохранивших свою силу в народе еще и в настоящее
время. В древности же явления эти вызывали настоящую панику, по¬
рождая представления о злых, темных силах, вторгнувшихся в есте¬
ственный ход светил и стремящихся их поглотить, уничтожить. Понятно,
что умение предсказывать эти таинственные явления постепенно осла¬
бляло их грозный, зловещий характер, способствуя утверждению более
здравых понятий.
9
Фотографический снимок лунного затмения.
Были и другие небесные явления, невольно привлекавшие к себе
внимание масс и вызывавшие представление о том, что там, высоко
над головами людей, творится нечто необычайное. Таковы, например,
соединения ярких планет. Непрерывные наблюдения над явлениями
подобного рода и, главным образом, над положениями планет на не¬
бесном своде относительно друг друга и относительно солнца и луны—
составляли главный предмет средневековых астрономических изыска¬
ний. Таким путем вскоре найдены были времена обращения планет и
периоды возвращения их к одним и тем же положениям. Сочетания
их стали затем соединяться с известными событиями в народной
жизни. На первых порах подобного рода пророчества высказывались
в весьма неопределенной форме; например, оповещали, что предстоя¬
щее соединение двух ярких планет породит события большой важно¬
сти. Легко понять, что даже такое туманное предсказание могло вы¬
зывать известное возбуждение, и неудивительно, что напряженное ожи¬
дание необыкновенных событий часто увенчивалось успехом. К тому же
одна часть предсказания, именно—касающаяся чисто астрономических
явлений, постоянно оправдывалась, что поддерживало авторитет средне¬
вековых священников и веру в их пророчества.
Постепенно взаимная группировка известных планет, их положе¬
ние относительно солнца, луны и ярких звезд приобрели вполне опре¬
деленное значение для предсказания того или иного события; и это
было вполне естественно после того, как подобные явления один или
несколько раз совпадали с важными событиями народной жизни—со¬
бытиями, то печальными и грозными, то счастливыми и мирными. Су¬
щественную роль в утверждении такой веры во влияние небесных све¬
тил на народную жизнь сыграло бесспорное влияние положения солнца
над горизонтом на смену времен года и всех связанных с этим явле¬
ний- состояния погоды, направления ветра, разлива рек и т. п. Луна
также заметным образом обнаруживала свое участие в явлениях жизни
на нашей планете. Уже давно известна была связь между приливами
и отливами, с одной стороны, и лунными фазами—с другой. Ночной,
лунный свет, повидимому, оказывал раздражающее действие на спя¬
щий организм, влиял на рост животных и растений. Продолжитель¬
ность 9 лунных месяцев совпадала с продолжительностью периода бе¬
ременности и, следовательно, находилась в некоторой связи с рожде¬
нием, увеличением народонаселения и т. д. Таким путем постепенно
утверждалась вера в зависимость человеческих судеб от небесных явле¬
ний. Этому способствовало еще и инстинктивное убеждение в централь¬
ном положении земли и в том, что действующая во всей вселенной
сила тяжести направлена к земле.
Мы не имеем возможности останавливаться подробно на развитии
астрологии, сохранявшей свою силу даже после реформаторской
деятельности Коперника. Но нельзя отрицать того, что живой интерес
к астрономическим предсказаниям сослужил некоторую службу чистому
знанию небесных явлений.
III.
Первые шаги астрономической науки.
От истории первых успехов на поприще ознакомления с течением
крупных небесных явлений мы перейдем теперь к изложению первых
шагов пространственного ориентирования во вселенной — именно, к
знакомству с фигурой земли и других небесных тел, их размерами,
расстояниями от нас и т. п.
10
Здесь на первом месте стоит учение о шарообразной
форме земли.
Идея о шарообразности земли возникла впервые при вниматель¬
ном наблюдении того, что дает взору просторный горизонт открытого
моря. Находясь на гористом островке, откуда во все стороны откры¬
вается вид на водную поверхность, не трудно заметить и сопоставить
ряд фактов, несомненно указывающих на выпуклую кривизну морской
поверхности. При современных средствах измерения можно заметить
эту кривизну даже на такой ничтожной части поверхности, которая не
превышает нескольких квадратных метров; на обширных же поверхно¬
стях ее, при благоприятных условиях, удается наблюдать даже без всяких
приспособлений, обсуждая лишь данные своих простейших восприятий.
Находясь, например, среди моря на горе в тысячу метров высоты
(такие горы нередки даже на маленьких островах), можно сделать сле¬
дующее наблюдение: в
тот момент, когда для
одного наблюдателя, на¬
ходящегося у подош¬
вы горы, едва только
показывается из-под го¬
ризонта верхний край
солнца, для другого,
находящегося на вер¬
шине горы, виден уже
весь солнечный диск,
поднятый над горизон¬
том почти на целый
диаметр солнца. Дру¬
гими словами, с высо¬
ты 1 000 метров гори¬
зонт кажется на два
солнечных диаметра
ниже, нежели при на¬
блюдении с высоты не¬
скольких метров. При
еще большей высоте
горизонт понижается
еще значительнее. По¬
Средневековое фантастическое представление системы
мира. Снимок со старинной гравюры в „Астрономии"
Фламмариона.
нятно, что все это было замечено не только по отношению к солнцу,
но и к другим небесным светилам.
Нет необходимости в значительном поднятии для того, чтобы за¬
метить кривизну земной поверхности у видимого горизонта; нижесле¬
дующая таблица показывает, что даже сравнительно небольшое под¬
нятие влечет за собой ощутительное расширение горизонта. Левый
столбец таблицы обозначает высоты над уровнем моря (в метрах),
правый—соответствующие им расстояния линии горизонта от наблю¬
дателя, в морских милях (морская миля = одной минуте большого
круга земного шара = 1852 метрам).
Высота над уровнем моря. Отдаленность горизонта.
5 метров ........... 5 морских миль.
10 » .... 7 »
50 15 »
100 21
500 » . . .44 »
1000 » 61
и
Полюс мира и форма земли. Уже очень рано приобрела для
наблюдателя большое значение та неподвижная точка, около которой,
как нам кажется, вращаются звезды небесного свода. Точка эта носит
название полюса мира. Картину этого вращения неба теперь получают
очень просто на фотографической пластинке, на которой различной
яркости звезды описывают большие или меньшие круги, в зависимости
от их удаления от полюса. Полярная звезда, самая яркая в созвездии
Малой Медведицы, находится теперь в расстоянии не более двух лун¬
ных диаметров от этой неподвижной точки; в продолжение четырех¬
пяти столетий она будет еще приближаться к ней, но за несколько
тысячелетий до нашей эры ее еще не было вблизи полюса, а ко вре¬
мени открытия Америки Полярная звезда находилась в расстоянии
семи лунных поперечников от него.
Уже очень рано люди заметили, как движутся тени, отбрасывае¬
мые различными предметами от солнца, и как изменяется их величина
в течение дня и года. Придавая вертикально поставленным шестам
правильную форму и уравнивая почву у их основания настолько,
чтобы тонкий слой воды на ее поверхности не стекал, получали так
называемые солнечные часы, — весьма простой прибор чрезвы¬
чайной важности.
Применением таких приборов (называвшихся по-гречески гномо¬
нами) было, в сущности, положено основание учению о форме земли
и градусному измерению с географическим определением места.
Измеряя масштабом длину тени, бросаемой гномоном, и длину
последнего от горизонтального уровня до острия, определяли графи¬
чески угол, образуемый в момент измерения солнечными лучами с на¬
правлением отвеса в месте наблюдения. Когда стали одновременно
производить измерения в различных местах, лежащих на одном мери¬
диане, в момент самого высокого положения солнца на небе, оказа¬
лось, что очень легко определить углы между направлениями отвесов
и между ними и направлениями солнечных лучей, которые можно, в
виду необыкновенно далекого расстояния солнца, считать параллель¬
ными между собой.
На каких же основаниях можно было тогда утвердительно гово¬
рить о большой удаленности солнца? Ведь и на близком расстоянии,
только при условии, что земля плоска, могло казаться, что солнце в
один и тот же момент далеко отстоит от одной точки на земной по¬
верхности и почти совпадает с зенитом другой. Но если допустить та¬
кую близость солнца, то сразу можно натолкнуться на большие несо¬
образности, заметные уже при самых грубых измерениях и при очень
слабо развитом математическом мышлении.
Прежде всего, если солнце находится на различных расстояниях
от разных точек наблюдения, то видимая величина солнечного диска
и степень нагревания от него должна быть в различных местах не¬
одинакова. Затем, что важнее всего, как объяснить тогда явления вос¬
хода и захода солнца, его кажущееся вращение около оси на куполо¬
образном своде?
Наблюдения над величиной отбрасываемых от солнца теней скоро
показали, с какой правильностью совершаются в одних и тех же ме¬
стах годовые изменения в высоте солнца в полдень. Затем, скоро вы¬
яснилось, что различие между самым высоким и самым низким поло¬
жением солнца в течение года оказывается в различных местах тожде¬
ственным и строго правильным. Таким образом, уже очень рано стало
ясно, что солнце находится на громадном расстоянии от земли и что
лучи его направляются почти параллельно на различные точки ее по¬
верхности.
12
Вышеупомянутые измерения величины теней от направления
отвесов в различных местах на одном и том же меридиане образуют
между собой угол, тем больший, чем дальше друг от друга находятся
наблюдатели; то же самое, разумеется, относилось и к касательным
плоскостям в этих местах, перпендикудярным к отвесам, т. е. к поло¬
жению морского уровня в различных точках на земле.
Так как, кроме того, уже раньше было известно, что морская по¬
верхность имеет одинаковую кривизну по всем направлениям, то было
легко сделать вывод, что отвесы представляют направления радиусов
тех мест шаровой поверхности, где лежат различные точки наблюде¬
ния, ибо отвесы ведь везде перпендикулярно направлены к касатель¬
ным плоскостям и, стало быть, совпадают с продолжениями радиусов
в этих местах, а одинаковое соотношение между углами, образуемыми
радиусами, и соответ¬
ственными расстояния¬
ми точек на поверхно¬
сти, наблюдаются толь¬
ко на шаре.
Но для того, чтобы
прийти к взгляду о ша¬
рообразности всей зе¬
мли и вместе с тем при¬
близиться к решению
вопроса о величине
земного радиуса, необ¬
ходимо было каким-
нибудь путем получить
возможность одним
взглядом охватить зна¬
чительную часть земли.
Эту возможность дава¬
ли наблюдения лунных
затмений. Непроницае¬
мый земной шар, осве¬
щаемый солнцем, от¬
брасывает в мировое
пространство тень в ви¬
де конуса с круговым
сечением. Видеть это
Солнечные часы и гномон.
возможно лишь тогда, когда против солнца находится непрозрачный
экран, на который падает тень от земли. Но это бывает не всегда.
Случается, что луна, совершая свой путь около земли, попадает в ее
тень, и тогда на ее светлой поверхности ясно вырисовываются кон¬
туры тени, имеющей вид кругового конуса. Как показывают чертежи
и измерения, во всех таких случаях сечение имеет форму правильного
круга, несмотря на различные расстояния луны от земли и на различ¬
ные, обращенные к солнцу и освещаемые им части земной поверхности.
Все это уже несомненно служит наглядным доказательством того,
что земля — шар.
К этому выводу можно было прийти без современных сложных
методов измерения, если несколько десятков лет под ряд, пользуюсь
благоприятным климатом, наблюдать простым глазом движение луны
и солнца, а такие наблюдения производились древними астрономами
непрерывно не десятки, а сотни лет.
Но только новые географические открытия и кругосветные пу¬
тешествия доставили окончательную победу учению о шарообразности
13
земли, дав самые наглядные и неопровержимые для того доказатель¬
ства. Начиная с XVI и XVII столетий в Европе также стали произво¬
дить градусные измерения. О дальнейших, более глубоких изысканиях
относительно формы земли, начатых в XVII ст. Ньютоном, мы будем
говорить впоследствии, предварительно обозрев некоторые другие мо¬
менты истории космического исследования.
IV.
Картина мироздания в ее историческом развитии.
Еще в древние времена многое наводило людей на мысль о шаро¬
образности всех мировых тел и о круговой форме их орбит. Это подска¬
зывалось ежедневными впечатлениями куполообразного небесного свода,
круглого диска солнца и луны, с одной стороны, и круговых путей,
описываемых около земли — ежемесячно луной и ежедневно солнцем и
звездами, с другой стороны.
Постепенно, благодаря этому, складывалось представление, что в
мире господствуют шарообразные тела, круговые орбиты и концентри¬
ческие шаровые поверхности, а в центре всего этого помещена земля.
Астрология и теория концентрических сфер взаимно поддержи¬
вали друг друга вплоть до конца средних веков. До XVII века ца¬
рило убеждение в центральном положении земли среди концентриче¬
ских к ней сфер и в могучем влиянии на земные явления всех светил,
служивших как бы носителями и проводниками воли провидения.
До сих пор еще мало ценят заслуги тех астрономов, которые
расчищали Копернику дорогу путем бесчисленных измерений и тща¬
тельных вычислений, постепенно, но верно подкапываясь под старое
миросозерцание, пустившее глубокие корни.
Далее мы несколько подробнее остановимся на этой подготови¬
тельной работе, а пока перейдем к замечательному учению, которое
подготовляло в науке революцию. Это была музыкальная и натур-фи¬
лософская теории гармонии.
Всем известно то чувство удовольствия, которое ощущается жи¬
вым существом при ритмических явлениях, т. е. равномерных, правильно
повторяющихся, вне или даже внутри организма, и оказывающих влия¬
ние на его мускулы, нервы и чувства. Благодаря таким правильным,
но не однообразным повторениям, в представлении исчезают напряже¬
ния, как бы устраняется трение и порождается так называемое чувство
такта — приятное спокойствие и безотчетное убеждение, что движе¬
ниями управляют определенные, простые законы.
Если равномерно сменяющиеся движения во внешнем мире, путем
колебания частиц воздуха, достигают нашего уха, то создается тон, тем
большей высоты, чем быстрее сменяют друг друга колебания, и тем
большей чистоты, чем равномернее они происходят. Наше удовольствие
при восприятии чистых звуков тоже, следовательно, бессознательно
имеет своим источником ритм. Проще всего это чувство, когда одно¬
временно в наших ушах раздаются два тона различной высоты, из
которых один состоит из вдвое большего числа колебаний, чем дру¬
гой. Если числа колебаний относятся друг к другу как 2 к 3, 3 к 4,
4 к 5, 5 к 6 и т. д., то с дальнейшим увеличением числа одновре¬
менно звучащих тонов, становится все труднее уловить закономер¬
ность в созвучиях, а естественное чувство удовольствия все умень¬
шается и переходит даже в неприятное чувство диссонанса.
Но слух человека в этом отношении способен развиваться, и мо¬
жет сделаться до того чутким, что в состоянии уловить закономер¬
14
ность в очень сложных и запутанных тонах. Открытие этих числовых
отношений было сделано при техническом усовершенствовании струн¬
ных инструментов, но только благодаря гениальности пифагорейцев
была разъяснена их важность и перекинут мост между этой гармонией
звуков на земле и чудесной закономерностью на небе, где движения
подчинены вечным, незыблемым законам, находящим свое выражение
в правильных числовых отношениях. Душа человека, конечно, испыты¬
вает большое удовольствие от этой гармонии, более грандиозной, чем
в мире звуков, но какое блаженство должно ощущаться мировой ду¬
шой, воспринимающей гармонию всей вселенной с ее бесчисленными
явлениями!
Так возникла мысль о гармонии сфер, которая, на ряду
с вызванными астрологией наивными иллюзиями, воодушевляла астро¬
номическую мысль; она же окрылила гений Кеплера, при котором,
тотчас же за Коперником, астрономия так высоко поднялась. Но, по¬
добно тому, как раньше появилась астрология, так и теперь, одновре¬
менно с этим, выросло из пифагорейского учения мистическое пред¬
ставление о числах, служащее еще до сих пор источником многих
суеверий. Появилось, например, ни на чем не основанное убеждение,
будто существуют числа счастливые и несчастливые.
Но эта же теория гармонии, как уже сказано, толкнула вперед
гений человека: раз небесный мир с его с простой закономерностью
оказывался средоточием чистейшей гармонии, в сравнении с которой
звуковая, на земле, оказывалась бледной, лишь слабо напоминающей
небесную, то как могла земля служить центром этого мира, управляе¬
мого великими и простыми законами? А если земля не может слу¬
жить центром, то она не может находиться в покое, а должна также
двигаться около общего центра всего мира.
Тогда насчитывали восемь движущихся сфер: сферы Меркурия,
Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна, Солнца, Луны и восьмая — сфера
неподвижных звезд, плавно совершающие свои обороты. К ним при¬
числяли и землю, но так как число 9 не считалось достаточно круглым,
то принимали, что существует еще десятое движущееся тело, незамет¬
ное для глаза, находящееся против земли и обращавшееся около ка¬
кого-то центрального огня. Этот центральный огонь постепенно, в даль¬
нейшем развитии философского и математического мышления, занял
место внутри самой земли, которая и стала вращаться вокруг самой
себя, так что неподвижным звездам нё зачем уже было обращаться
около земли. Впоследствии пошли еще далее, объявив, что огонь,
долженствовавший занимать центр вселенной, совпадает, в сущности,
с солнцем, вокруг которого земля совершает годовой оборот, помимо
собственного вращения, на что и указывает видимое годовое движение
солнца на небе. А некоторые математики, глубже ознакомившись с осо¬
бенностями запутанных планетных движений, увидели, что последние
объясняются очень просто, если представлять себе землю обращаю¬
щейся вокруг солнца.
Но на пути к этим выводам, в общих чертах вполне совпада¬
вшим с учением Коперника, мысль человеческая свернула в сторону,
точь в точь как позже это было сделано при Тихо Браге, после Ко¬
перника. Именно, рассуждали, что не зачем земле оставлять свое по¬
коящееся положение, раз упрощенное объяснение для планетных дви¬
жений вполне возможно, если считать планеты движущимися около
солнца, как центра, и одновременно с ним участвующими в его еже¬
годном движении вокруг земли.
Тогда совершенно еще не было развито учение об относитель¬
ности движений; даже научно мысливший человек сомневался в
15
правильности того взгляда, по которому птица, взлетая на воздух, со¬
храняет, вместе с тем, скорость, полученную при участии в движении
земли, и что скорость эта сообщается также воздушным частицам
в слоях, близких к поверхности земли, и передается далее высоко ле¬
жащим слоям. Тогда уже имели понятие о больших скоростях, вслед¬
ствие верного представления о размерах земли, как результата градус¬
ных измерений, — о скоростях в несколько сот метров в секунду,
с какими мы движемся вместе с землей (скорость эта в широтах Сре¬
диземного моря достигает, например, около 390 метров в секунду).
Однако, на деле сталкивались с большими трудностями в вопросах о
сложении и относительности движений, например, в вопросе: почему
тело, брошенное сверху, не остается позади в виду быстрого движе¬
ния земли?
Древние астрономические измерительные приборы (старинная гравюра).
Вопрос о том, почему не замечается нами движение земли вокруг
оси и ее еще более быстрое движение около солнца, для многих еще
и теперь является не легким. А между тем стоит лишь задать себе
вопрос, почему мы на земле замечаем движения? Не потому ли, что
движущиеся тела переменяют места относительно предметов, находя¬
щихся в покое, и не потому ли, что движения эти не совершаются
вполне равномерно и непрерывно? Но ведь последними особенностями
космические движения не отличаются.
Теперь мы ненадолго остайовимся на тех инструментах и
методах, при помощи которых выполнялись измерения луны еще
на ранних ступенях астрономии; это может в то же время облегчить
понимание и дальнейших методов астрономических измерений.
Одновременно с применением гномонов, стали также изображать
небесный свод в виде шара, на который, пользуясь обыкновенными
16
Определение положения звезд с помощью секстанта.
По гравюре на меди Иоганна Генелия „Machina coelestis" 1673 г.
о
17
способами непосредственного измерения, наносились положения самых
ярких звезд в соответствующих расстояниях друг от друга. На таких
небесных глобусах имелась возможность изображать также и различ¬
ные положения луны и других движущихся светил среди неподвижных
звезд.
При измерениях употреблялись инструменты, похожие на наши
циркули, стержни с передвижными поперечными брусками, и треуголь¬
ники на шарнирах, боковые стороны которых играли роль визирных
трубок с одним небольшим отверстием для глаза, и с другим, боль¬
шим, круглым или квадратным на противоположном конце.
Совершенным образцом прямого угла в природе служил почти
идеально прямой угол, образуемый с уровнем жидкости и свободно
свешивающимся маятником, когда он находится в покое. По этому
образцу очень скоро научились с сравнительно большей точностью
чертить прямые углы и делить окружности на четверти и более мел¬
кие части при помощи простых геометрических построений. Поверх¬
ность шара, на которую заносились происходящие на небе движения,
таким же образом разделялась на равные части. На расстоянии чет¬
верти окружности от точки, изображающей неподвижный полюс вра¬
щения небесного свода, проводили самый большой круг вращения —
экватор деливший шар на две равные части: северное и южное полу¬
шария.
Одновременно с определением на глаз, при помощи своеобраз¬
ного зрительного аппарата, угла, т. е. части дуги большого круга на
небе, заключенной между двумя положениями, можно было, также
глазом, наблюдать передвижение среди созвездий наблюдаемого све¬
тила. Это, на ряду с угловыми измерениями (по длине дуги), служило
важным вспомогательным средством при изображении на шаровой по¬
верхности отдельных звезд или целых групп.
Измерение времени. На первых ступенях своей культурной
жизни люди пользовались весьма примитивными приспособлениями
для обозначения времени. Несомненно, уже очень рано стали упо¬
треблять для этой цели описанные выше гномоны; отбрасываемая ими
тень, перемещаясь все время от восхода до захода солнца, позволяла
по концентрическим кругам у основания столбика определять величину
истекшего промежутка времени. Потом к такому тенеуказателю при¬
бавилась еще табличка, содержавшая необходимые сведения о напра¬
влениях тени в различные моменты дня для различных времен года.
Это послужило переходом к так называемым солнечным часам, кото¬
рые скоро были усовершенствованы для астрономических целей таким
образом, что палочка помещалась не отвесно, а параллельно к напра¬
влению земной оси.
Когда культура стала распространяться и в более северных стра¬
нах, где солнце показывается реже и не может служить для целей
измерения времени так же, как в древних культурных странах с их
благоприятным климатом, то все более и более начала выступать
потребность в других приборах для измерения времени, менее зави¬
сящих от климатических условий. Таким прибором являются водя¬
ные и песочные часы.
Это достигалось всего проще при помощи сосуда, наполненного
до известной высоты водою или песком и снабженного отверстием,
через которое содержимое постепенно и равномерно вытекало или
выливалось. Продолжительность этого равномерно протекающего про¬
цесса определялась при помощи измерения или взвешивания выхо¬
дившего наружу вещества. Число наполнений и опорожнений сосуда,
сменявших друг друга, считалось при помощи особого аппарата,
18
а, при дальнейшем усовершенствовании, соответствующие промежутки
времени указывались циферблатом.
Ночью такой механический контроль над часами значительно
облегчался, благодаря возможности определять промежутки времени
между восходом и заходом многих ярких звезд.
Северные области, в виду низкой температуры, не были благоприятны
для применения водяных часов, так как вода легко замерзает. Им на
смену появились в XII столетии колесные часы, в которых колеса
и стрелки циферблата вертелись с помощью свисавшей гири. Но,
только с появлением в XVII столетии регулирующего маятника, колес¬
ные часы стали более точными.
Исходным пунктом для разделения окружности на 360 частей
послужили взаимоотношения между тремя основными формами опре¬
деления времени. Это были суточные движения небесного свода, вели¬
чина лунного месяца и годовое движение солнца. Оказывалось заме¬
Земля и луна во вселенной (схематический рисунок).
нательное совпадение в том, что число дней лунного года 354 1/3 дня
было почти на столько же меньше числа 360, на сколько число дней
З65 1/4 в солнечном году больше.
В одном космологическом мифе, переданном Плутархом, расска¬
зывается о том, будто продолжительность солнечного и лунного годов
в сущности представляет собою отклонения от первичной закономер¬
ной величины, т. е. что первоначально как солнечный, так и лунный
годы длились ровно 360 дней.
Древне-египетская хронология подразделяла год на 12 месяцев,
по 30 дней каждый с 5 дополнительными, посвященными пяти дви¬
жущимся звездам, которые вместе с солнцем и луной составляли свя¬
щенное число 7 (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн). Число
360 взято было не только, как средняя величина между истинною
2*
19
продолжительностью солнечного и лунного годов, но также как пред¬
ставлявшее при всяких угловых делениях большие преимущества, де¬
лясь без остатка не только на основные числа консонансов — 2, 3, 4, 5, 6,
но также и на 17 других. А число 12, выражавшее отношение лунного
месяца к идеальному солнечному году, помимо, разумеется, своего
гармонического значения, также делилось на числа 2, 3, 4, б и потому
заслужило расположение древних. Числа 360 и 12, как более удобные,
и до сих пор служат основаниями всех форм деления при измерении
углов и времени.
Каждая 360-я часть окружности получила название градуса, т. е.
ступени (латинское gradus — ступень). Каждый градус делился на 60 ча¬
стей, или минут (по-латыни — minuta prima — первая уменьшенная еди¬
ница), и эти опять на 60 частей, или секунд (по-латыни — minuta
secunda — вторая уменьшенная единица), а не на 10, 100 и т. д. — в виду
важного значения этого числа. Во-первых, 1/60 часть месяца служила
очень удобной мерой времени, составляя почти ровно половину суток,
и, во-вторых, в 30 лунных лет можно было вполне точно уместить
полное число дней и т. п.
По принципу 60-теричной системы писали сначала число градусов,
т. е. полных единиц, потом число первой группы уменьшенных еди¬
ниц — минуты, и далее число секунд—т. е. вторую группу уменьшенных
единиц. В принятой теперь системе кружок (°) обозначает градус
черта (') — минута, а две черточки (") — секунду.
Сначала сутки делились на день и ночь — по 12 часов; при
дальнейшем усовершенствовании методов измерения времени, пе¬
рестали делить сутки на светлые и темные промежутки, не отка¬
завшись, впрочем, от употребления „часа", составляющего при¬
близительно 1/12 величины половины суток, так как эта мера
времени прочно вошла в употребление. Этим объясняется то,
что мы имеем теперь 24-часовой день с делением циферблата
на 12 частей; здесь воплотилось древнее деление суток на два
равных особых промежутка — характерный пережиток далекого
прошлого.
Деление часа на 60 минут, а минут — на 60 секунд, после выше¬
сказанного, должно быть само собою понятно. Деление же циферблата
на 12 частей, кроме исторического и астрономического источника,
имеет еще и чисто геометрическое основание. Время определяется не
столько цифрами, сколько величинами углов, образуемых стрелками
между собой и между вертикальным и горизонтальным направлениями;
известно ведь, что на больших расстояниях, не видя вовсе цифр,
можно с уверенностью определять время даже до минуты. Это про¬
исходит вследствие простого геометрического соотношения, существую¬
щего между 1/12 и 1/60 частями окружности, и вследствие основного
геометрического деления последней на четверти. Если бы циферблат
делился, например, на 24 или на 10 частей, то определение времени
подобным путем было бы не так удобно.
Движение планет. Уже давно было замечено, что иногда
на востоке от солнца иногда на западе от него появлялись Меркурий
и Венера, как вечерние или как утренние звезды.
При сколько-нибудь точных измерениях можно было заметить
особенно у Венеры, что ее крайнее положение к востоку симметрична
с таковым же к западу от солнца. Такие измерения можно было
производить просто глазом, когда солнце еще находилось на гори¬
зонте.
На этой планете, которая видимым образом описывала круг около
солнца и вместе с ним вокруг земли, можно было лучше всего изу¬
20
чить характер движения планет по так называемым эпициклам (доба¬
вочным кругам).
Измерения угловых расстояний Венеры от солнца стали скоро
важным вспомогательным средством при определении положений
солнца на небе. Раньше каждое его положение определялось с по¬
мощью луны, так как никакие другие светила не могли быть видимы
одновременно с солнцем простым глазом. Измеряли угловое расстояние
луны от солнца и, после захода последнего, ее положение среди со¬
звездий; на основании первого измерения можно было бы отметить и
положение солнца среди созвездий, не видимых днем. Однако,
это могло быть доступно только при умении вычислять изменение
в положении луны с момента дневного измерения ее углового рас¬
стояния от солнца.
Это определение положения солнца на звездном небе могло быть
облегчено, если пользоваться движением Венеры, гораздо более ме¬
дленным, чем у луны.
Несравненно серьезнее были те затруднения, которые встретила
древняя астрономия при выработке теории движения трех, так назы¬
ваемых, „верхних" планет (более удаленных, от солнца, нежели Земля) —
Марса, Юпитера и Сатурна.
Дело в том, что эпицикл Венеры является действительной орби¬
той ее вокруг солнца, в то время как эпицикл Марса и др. планет
представляет на самом деле лишь отражение земного движения вокруг
солнца, и, далее, в том, что солнце как бы непосредственно обозначает
центр движения Венеры, между тем как центры эпициклов „верхних
планет" — лишь воображаемые точки.
V.
Астрономия в первые века нашей эры.
В VII веке образовалось обширное мусульманское государство,
обнявшее восточный, южный и западный берег Средиземного моря,
Среднюю Азию и Индию. Пользуясь покровительством могучих вла¬
стелинов, Кордова в Испании и Багдад вскоре стали новыми культур¬
ными центрами.
Уже около 880 г. астроном Албатани и около 1000 г. астроном
Ибн-Юнис продолжают с большим старанием александрийские иссле¬
дования о солнце, луне, планетах и о неподвижных звездах, произ¬
водя систематические исследования.
Десятичная система счисления была впервые с полной последо¬
вательностью развита исламитскими математиками, которым мы обя¬
заны еще и усовершенствованием астрономических инструментов. Они
же довели до значительного совершенства таблицы тригонометриче¬
ских величин.
Развитие мореходства и караванного сообщения арабов на западе
до Испании, и на востоке, через Индию, до Китая и Зондских остро¬
вов должны были, конечно, способствовать астрономическому иссле¬
дованию земли. Само собою понятно, что учение о шарообразности
земли стало тогда достоянием науки.
Наибольшее значение имело для Европы развитие исламитской
культуры в мавританской Испании. Мавританские и еврейские врачи,
начиная с XI века, встречаются при королевских дворах, а позже
и при университетах всей Южной Европы, до Германии включительно,
оказывая большое влияние на развитие западных стран.
21
При дворе Альфонса X Кастильского, в значительной степени
содействовавшего развитию науки, особенно астрономии, точно так же,
как и в Италии и при дворе пап, главными ревнителями науки были
сначала врачи из мавров и евреев. В обсерватории короля Альфонса
инструменты, посредством которых наблюдали за небесными свети¬
лами, были все построены по образцу, называвшемуся Птолемеевым *.
В общем, этот период дал астрономии следующее.
Прежде всего, было определено время обращения солнца, луны
и отдельных планет. Особенно важны были для определения продол¬
жительности солнечного года многочисленные наблюдения над насту¬
плениями эпох равноденствия, которые дали возможность ответить на
вопрос, является ли продолжительность года постоянной или измен¬
чивой.
Точно так же оказалось, что полюс обращения сферы неподвиж¬
ных звезд (полюс мира) отступил в созвездии Малой Медведицы
от ее средины к концу ее хвоста. Следствием этого изменения,
а также изменения положения экватора на небе, было отступление
положения солнца в момент весеннего равноденствия в направлении,
противоположном тому, в котором совершается движение солнца
среди звезд, т. е. от востока на запад.
Астрономы того времени пытались объяснить постепенное отсту¬
пление точек равноденствий не изменением положения полюса
в пространстве, а постепенным вращением всего небесного свода
вокруг лежащего в созвездии Дракона полюса видимой солнечной
орбиты.
В Италии в XIII и XIV веках научное исследование достигает
высоты, на которой находилась тогда греко-арабская культура. В сре¬
дине XV столетия, благодаря завоеванию Константинополя и Греции
исламитами, последние ревнители греческой учености направляются
в Италию. Из Италии и Франции этот интерес к греко-арабской куль¬
туре и астрономии переходит в Германию и в соседние, восточно-сла¬
вянские страны.
VI.
Великие открытия отцов современной астрономии.
Знаменитым предшественником Коперника был Иоанн Мюллер, по
прозванию Региомонтану с, который, ознакомившись с наследием
астрономии и проверив все существовавшие до него теории, применял
их для более точных наблюдений. Местом его научных занятий был
Нюренберг. Региомонтанус первый стал составлять систематические ка¬
лендарные предсказания о положении небесных светил за несколько
лет вперед (дал ряд предсказаний на период времени от 1475 до
1506 гг.).
Многие из этих вычислений сыграли важную роль в конце
XV столетия, в эпоху великих путешествий и открытий, послужив руко¬
водством для моряков при определении местоположений новых земель.
К сожалению, мы не можем здесь подробно остановиться на тех усо¬
вершенствованиях, которые Региомонтанус внес в астрономические
измерения и наблюдения невооруженным глазом. Укажем только, что
он первый обратил внимание, при измерениях, в особенности солнеч¬
ной и лунной орбит, на преломление, испытываемое лучами по пути
* Хотя Птоломей и является полумифической личностью, а его Альмагест — коллек¬
тивным произведением многих поколений, пополнявшимся новыми сведениями, вплоть
до его напечатания. Н. М.
22
Николай Коперник.
к наблюдателю. Далее, он первый стал определять расстояние луны
от земли. Метод его измерения состоял в том, что, пользуясь пере¬
движением места наблюдателя в пространстве вследствие вращения
земли, он определял основание и углы треугольника с вершиною на
мировом теле, расстояние которого и требовалось измерить.
Тело это, вследствие вращения, казалось ежедневно восходящим
и заходящим на горизонте вместе с группами неподвижных звезд, среди
которых оно находилось (расстояния неподвижных звезд до изобре¬
тения зрительной трубы должны были казаться неизмеримо большими,
да и теперь еще, за немногими исключениями, остаются для нас неиз¬
меримыми). Если наблюдатель, тотчас же за появлением светила на
восточной стороне неба, тщательным измерением определял положение
луны среди окружающих ее неподвижных звезд и затем к концу ночи
повторял то же самое перед заходом ее на западной стороне свода,
то за промежуток времени между этими двумя измерениями наблюда¬
тель успевал описать известную
часть своего кругового суточного
движения. По этому промежутку
времени (в общем равняющемуся
половине суток) Региомонтанус вы¬
числял длину этой дуги и стяги¬
вающей ее хорды, т. е. прямой, сое¬
динявшей оба пункта наблюдателя.
Прямая эта и служила основанием
вышеупомянутого треугольника, и,
по изменению в положениях наблю¬
даемого светила среди неподвижных
звезд между обоими моментами на¬
блюдения, Региомонтанус определял
угол при вершине треугольника,
т. е. тот угол, на который обе пря¬
мые, соединявшие данное небесное
тело с концами основания, откло¬
нялись от параллельного направле¬
ния. При непрерывных системати¬
ческих наблюдениях подобного ро¬
да можно вычислить как те изме¬
нения в положениях светила, кото¬
рые не зависят от вращения земли,
так и те, которые обусловливаются этим движением вокруг земли,
и, наконец, также и те изменения, которые всецело зависят от пере¬
движения наблюдателя вместе с двигающейся землей.
Конечно, Региомонтанус не знал еще о вращении земли, но мате¬
матическое решение задачи от этого не страдало. Эту проблему он
связывал с александрийской об отношении эксцентрического положения
наблюдателя к центру равномерного кругового движения. Если данное
светило, рассуждал Региомонтанус, совершало вследствие вращения
небесного свода около оси мира, проходящей через центр земли,
равномерно круговое движение, то наблюдателю, помещавшемуся экс¬
центрически по отношению к центру этого движения, на расстоянии
радиуса земли, оно должно было казаться неравномерным, подобно
тому, как это кажется при движении солнца на земле, занимающей
эксцентрическое положение относительно центра этого движения. Как
уже упомянуто было выше, в промежуток от осеннего до весеннего
равноденствия, когда земля находится ближе к солнцу, движение по¬
следнего кажется более быстрым. Так и здесь: видимое суточное
23
движение наблюдаемого светила кажется более быстрым в той части
своего пути, где место наблюдателя находится ближе к нему, чем
центр его движения. В один и тот же период времени дуга, описы¬
ваемая телом при движении с востока на запад, кажется здесь больше,
чем на противоположной стороне его орбиты.
Значительное облегчение при наблюдении и вычислении этого
изменения в движениях более близких к земле небесных тел, доста¬
влялось тем обстоятельством, что видимое суточное движение непо¬
движных звезд не изменяется, благодаря огромному их расстоянию от
эксцентрического положения наблюдателя.
Региомонтанус первый применил учение об эксцентричности также
и к движению комет, которые до него не считались даже небесными
телами, а огненными парами или своего рода атмосферными блуждаю¬
щими огнями; греки смешивали с молниями как кометы, так и падаю¬
щие звезды, и потому не обращали на их движения должного вни¬
мания и считали их ближе к земле, чем луну.
Региомонтанус рассеял это заблуждение, измерив своим методом
расстояния комет от земли. Понятно, что, благодаря этому, горизонт
мировоззрения Значительно расширился.
Столетие спустя Тихо Браге подтвердил теории Региомонтануса,
которые в конце XVII века послужили основанием для первых вычи¬
слений кометных орбит, а в XIX столетии была выяснена замечатель¬
ная связь между кометами и явлениями космических метеоров.
После смерти Региомонтануса, в 1476 году, в Нюренберге продол¬
жала процветать астрономия вплоть до середины XVI столетия; вели¬
кий Коперник находился с нюрнбергскими астрономами в близких
отношениях; он даже в первый раз оповестил ученый мир о своем
учении в письме к своему ученику, адресованном на имя одного вы¬
дающегося нюрнбергского астронома; это было за несколько лет до
опубликования его знаменитого сочинения.
В Италии в XV столетии подвизался, но не с таким, однако, успе¬
хом, как Региомонтанус, Паоло Тоскакелли. Он производил интересные
наблюдения над солнечным движением, пользуясь собором во Фло¬
ренции, служившим ему тенеуказателем, и сделал несколько важных
выводов для учения о шарообразности земли — главным образом,
о положении восточного берега Азии относительно западного берега
Европы. Эти выводы имели решающее влияние на смелый план Ко¬
лумба.
Далекие путешествия в то время вызывали необходимость в более
точных астрономических предсказаниях. Кроме того, даже папский
престол нуждался в помощи астрономии, так как праздник Пасхи все
более запаздывал, в виду все увеличивавшейся разницы между пока¬
заниями юлианского календаря и действительным ходом явлений (ве¬
сеннее равноденствие, например, наступало на 8, 9 дней ранее). Все
это вместе вызывало могучий рост духовкой жизни в итальян¬
ских университетах и стремление к реформе в области науки о все¬
ленной.
Когда поэтому Николай Коперник, сын торнского рыцаря-
землевладельца и племянник епископа, оставил Краковский универси¬
тет для занятий по медицине и астрономии в Болонье и Риме, то он
был всецело захвачен современным ему страстным стремлением
к истине.
Возвратившись в Фрауэнбург и воспользовавшись открывшимся
ему досугом должности каноника, Коперник усиленно принялся, под
влиянием Региомонтануса и его нюрнбергских последователей, за само¬
стоятельные изыскания.
24
В 1544 г. миру стало известно его посмертное сочинение: „О дви¬
жении небесных тел по орбитам" — "De Revolutionibus orbium collestium",
корректуру которого, как передают, Коперник успел увидеть лишь на
смертном одре.
В ученом мире пустила глубокие корни уже упомянутая нами
гипотеза о том, что изменения в положениях точек равноденствия на
небе вытекают из медленного движения самого звездного неба. В эпоху
Коперника в Кракове и в Италии были в ходу крайне запутанные
объяснения особенностей в движениях неподвижных звезд относи¬
тельно точек равноденствия, считавшихся постоянными.
Из письма Коперника в 1514 году к одному его другу в Кракове
относительно доктрины нюрнбергского астронома Вернера, можно ви¬
деть, как сильно занимало его тогда это движение звездного неба. Он
обрушивается в письме против современных ему школьных объяснений
этой проблемы и выражает робкую надежду, что все они скоро рас¬
сеются, как туман, перед более простой и свободной теорией.
Простая и удачная мысль Коперника состояла в том, что он,
придерживаясь только фактов и отбросив все предубеждения, указал,
что самые эти точки равноденствия вовсе не находятся в покое, а тоже
движутся; благодаря этому, происходят неправильности в кажущемся
движении неподвижных звезд и объясняются изменения длины сол¬
нечного года.
Если это предположение было верно, т. е. если точки равноден¬
ствия передвигаются, а, стало быть, звезды находятся в покое, и го¬
довое движение солнца само по себе неизменно, но кажется изменчи¬
вым только по отношению к этим точкам, то сама собою напраши¬
валась мысль относить движения солнца не к точкам равноденствия,
а к каким-нибудь постоянным ярким звездам.
Это простое соображение освобождало, наконец, умы от тяготе¬
вшего над ним гнета средневекового миросозерцания. Но скоро это
предположение привело Коперника к гораздо более важным заключе¬
ниям. Он пришел к выводу, что суточное движение небесного свода
могло быть лишь отражением движения земли.
Понятия о механике небесных движений, царившие до Галилея
и Кеплера, создавали большие затруднения для теории, допускающей
одновременное обращение земли около оси и вокруг солнца. Так,
например, земная ось должна бы с точки зрения небесной механики
средних веков, считавшей все вращательные движения связанными
с механическими осями, изменять в продолжение всего года свое поло¬
жение в пространстве, и, следовательно, полюс этой оси должен бы
перемещаться среди звезд.
Коперник не разъяснил этого недоумения, но это, конечно, не
умаляет великого значения его открытия, совершившего целый пере¬
ворот в умах его современников и составившего эпоху в истории
астрономии.
Учение Коперника сразу же вооружило против себя приверженцев
астрологии, достигшей тогда своего наивысшего развития и распро¬
странения. Некоторые представители протестантского движения, осо¬
бенно Меланхтон, произнесли учению Коперника резкое осуждение,
а потом оно и в католических странах стало преследоваться, как
опасное новшество. Всю тяжесть этого преследования пришлось испы¬
тать на себе Галилею.
В числе противников Коперниковой теории был и трудолюбивый
датский астроном Тихо Браге.
Главное значение его заключается в искусстве наблюдения,
в основательности и точности собранного им фактического материала.
25
Сомнение в достоверности современных ему астрономических гипотез
привело его к пессимистическому взгляду на гипотезы вообще и на
самую возможность для человеческого ума постигать мировые явления;
отсюда и провозглашенный им принцип: „астрономия без гипотез".
Такой взгляд при свете современной теории познания является
безусловно ложным. Без построения гипотез, связывающих и упорядо¬
чивающих разрозненный материал, добываемый наблюдением, никакая
наука невозможна. Следует стремиться, не к „астрономии без гипотез",
а к безграничному расширению сферы опыта, к дальнейшему усовер¬
шенствованию уже существующих гипотез и к подкреплению их новыми,
тщательно проверенными наблюдениями.
Книга Коперника вызвала среди специалистов чувство неудовле¬
творения, так как фактический материал, служивший фундаментом
нового учения, оставлял желать
лучшего в смысле богатства и
точности. Это и дало толчок мо¬
лодому Тихо Браге — посвятить
всю свою деятельность тщатель¬
ным и возможно точным наблю¬
дениям над небесными явлениями.
Тихо посчастливилось полу¬
чить у Фридриха II значительные
средства на сооружение обсерва¬
тории (1576 г.), которая и была
воздвигнута под именем Урани¬
бурга на небольшом острове Хвен,
в Зундском проливе. Это было
в своем роде замечательное со¬
оружение по совершенству и бо¬
гатству обстановки. Позднее оно
было расширено постройкой но¬
вой обсерватории, получившей
название „Штернбург". В ту
эпоху еще не было телескопов,
и все наблюдения производились
простым глазом посредством ви¬
зирных аппаратов; но техника
этого визирования и соединен¬
ного с ним употребления угло¬
Тихо Браге.
мерных инструментов достигла значительного совершенства и тонкости,
так что Тихо удавалось определять положение небесных светил с точ¬
ностью до одной минуты дуги. Это высшая, предельная степень точ¬
ности, доступная при определении направления простым глазом. Окру¬
женный целым штабом искусных сотрудников, Тихо, несмотря на небла¬
гоприятные для астрономических измерений климатические условия,
в течение двух десятилетий неутомимой работы успел произвести не¬
сколько тысяч определений положения луны, солнца, планет, а также
отдельных звезд на небесном своде. Эти измерения и послужили фун¬
даментом для позднейших бессмертных открытий Кеплера.
Великий „полководец", как называл его Кеплер, Тихо продолжал
свой поход против тайн неба до 1597 г. В особенности многочислен¬
ные и важные наблюдения произвел он над движением планеты Марс,
что впоследствии и помогло Кеплеру определить истинную форму
его орбиты. К сожалению, смерть короля-покровителя положила конец
этой плодотворной работе. На Тихо возведены были его врагами
неосновательные подозрения, приведшие к тому, что великому датскому
26
астроному пришлось оставить родину и искать приюта на чужбине.
Император Рудольф II принял его с распростертыми объятиями, дав
ему возможность продолжать свои работы в Праге. Здесь Тихо зани¬
мался. вместе с Кеплером, вплоть до своей смерти, т. е. до 1601 года.
Сотрудничество Тихо и Кеплера было ближайшей причиной того,
что по смерти датского астронома весь собранный им ценный мате¬
риал попал в руки Кеплера, которой как нельзя лучше воспользовался
этим, чтобы произвести ряд блестящих изысканий, обессмертивших
его имя и подтвердивших учение Коперника.
Иоанн Кеплер родился в 1571 г. в Швабии и обучался в Тюбин¬
генском университете, где как раз в это время глубокомысленный
астроном Михаэль Местлин проповедывал Коперниково учение, несмотря
на то, что оно резко расходилось с богословскими взглядами Тюбин¬
генского университета. Первые исследования Кеплера не имеют ника¬
кого научного значения, хотя в свое время доставили ему самую
широкую известность и обратили на себя внимание Тихо. В этих рабо¬
тах Кеплер в высшей степени остро¬
умно связывает размеры планетных
орбит с последовательностью опи¬
санных и вписанных в соответ¬
ствующие сферы многогранников.
Теория эта вскоре, однако, рухнула,
и мы на ней останавливаться не бу¬
дем, а перейдем к его действитель¬
ным научным заслугам. Из них на
первом месте в хронологическом по¬
рядке стоит определение формы
марсовой орбиты.
Имея в своем распоряжении
многочисленные наблюдения Тихо,
Кеплер искусно воспользовался ими
для определения ряда последова¬
тельных истинных положений Марса
в пространстве. Откладывая за¬
тем графически направление и
соответствующие расстояния этой
планеты от солнца, Кеплер заметил, что орбита Марса явственно
отличается от круга и в то же время безусловно принадлежит к числу
замкнутых кривых. Попытки рассматривать движение Марса, как соста¬
вленное из определенных комбинаций круговых перемещений, оказа¬
лись безуспешными. После долгих бесплодных исканий, ему удалось,
наконец, напасть на счастливую мысль—рассматривать марсову орбиту,
как эллипс, в одном из фокусов которого помещается солнце. Одно¬
временно с этим, Кеплер открыл и второй закон, известный теперь
под именем «закона площадей". Он состоит в том, что линия, соеди¬
няющая планету с солнцем, перемещаясь при движении планеты, опи¬
сывает в равные времена равные площади. Применяя этот закон
к различным положениям Марса, Кеплер окончательно убедился, что
все измерения, произведенные Тихо, как нельзя лучше согласуются
с допущением эллиптической формы марсовой орбиты. Открытие этих
двух первых законов относится к 1609 году.
Обстоятельством, весьма важным для доказательства всеобщности
этих законов, их применимости ко всем планетам нашей солнечной
системы — было исследование Кеплером же орбиты Меркурия, обла¬
дающей еще большим эксцентрицитетом; неудивительно поэтому, что
объяснение движения этой ближайшей к солнцу планеты представляло
27
Система мира Тихо Браге.
для древних астрономов непреодолимые трудности. Результаты этого
исследования были впоследствии включены Кеплером в так называемые
Рудольфовы таблицы, которые представляют собой точнейшее из воз¬
можных в то время предвычислений планетных движений за значитель¬
ный период времени вперед.
Выдающиеся открытия Кеплера в области теоретической астро¬
номии венчает третий закон, носящий его имя: он связывает период
обращения различных планет вокруг солнца с их расстоянием от этого
центрального светила. Именно, оказалось, что вторые степени времен
обращения отдельных планет относятся друг к другу, как третьи сте¬
пени их средних расстояний от солнца. Так, например, время обраще¬
ния Юпитера равно 11,86 наших земных лет, т. е. в 11,86 раза больше,
нежели период обращения земли; поэтому третья степень среднего
расстояния Юпитера от солнца относится к третьей степени среднего
расстояния земли, как вторая степень 11,86 ко второй степени 1 (дру¬
гими словами — как 11,86X11,86:1 = 140,66:1). Таким образом, при¬
нимай среднее расстояние земли от солнца за единицу, мы имеем куб
(третью степень) расстояния Юпи¬
тера, равный 140,66; но 140,66 почти
равно 5,20 X 5,20 X 5,20, т. е. третьей
степени 5,20. Отсюда следует, что
среднее расстояние Юпитера от
солнца в 5,20 раз больше расстоя¬
ния земли — как это стало известно
и из последующих определений.
Этот так называемый „третий
закон Кеплера" имеет выдающееся
значение при определении разме¬
ров всех планетных орбит, так как
элементы времен обращений могут
быть определяемы легче и с боль¬
шей точностью, нежели расстоя¬
ния и другие пространственные эле¬
менты. Уже древние умели с точ¬
ностью определять моменты возвра¬
щения того или иного светила к прежнему положению, и эта точность
с течением времени возрастала, достигнув в настоящее время боль¬
шого совершенства.
Следует заметить, что, строго говоря, упомянутые три закона
не вполне верны. Они предполагают, что все планеты в своем движе¬
нии подчиняются только солнцу, а не влияют взаимно друг на друга.
Во времена Кеплера можно было придерживаться этого допущения,
не рискуя стать в заметные противоречия с наблюдаемой действитель¬
ностью. В настоящее время математический анализ внес необходимые
поправки в эти законы, строго согласовав их с позднейшими успехами
небесной механики. Тем не менее, еще и теперь законы дви¬
жения планет в той форме, в какой они были выражены Кеплером,
вполне сохранили свое практическое значение и даже в теории
рассматриваются, как весьма точное приближение к действитель¬
ности.
Кеплер сам прекрасно сознавал все выдающееся значение своих
бессмертных законов для дальнейшего развития астрономии. Свой
труд он заканчивает следующими словами: „Я закончил свою книгу;
прочтут ли ее современники, или потомство — безразлично. Она может
ждать своего читателя целые столетия, если сам бог ждал тысячи лет
того, кто постигнет его творение".
28
Закон площадей: S—солнце, a bcd—по¬
ложение планеты. Площади Sab и Scd—
равны.
Иоанн Кеплер.
На научных трудах Кеплера следовало бы остановиться гораздо
дольше, если бы тесные рамки этого сочинения не заставляли дер¬
жаться в определенных границах. Однако, нельзя не упомянуть и здесь
о такой важной заслуге этого астронома, как изобретение зрительной
трубы (1608 г.), носящей его имя (Кеплерова труба).
Измерительные и визирные астрономические инструменты суще¬
ствовали уже давно, но все наблюдения производились все-таки про¬
стым, невооруженным глазом. Но острота простого зрения имеет
границы, полагаемые структурой сетчатой оболочки, на которой
появляются изображения внешних предметов. Так, например, две све¬
тящиеся точки — скажем, две звезды на небесном своде — могут быть
воспринимаемы нашим глазом раздельно только тогда, когда угловое
расстояние между ними не меньше одной минуты; между тем, тот же
глаз, вооруженный зрительными аппаратами, способен различать две
звезды, отстоящие друг от друга
менее, чем на десятую долю се¬
кунды—т. е. в 600 раз ближе, чем
при непосредственном зрении.
Прежде, нежели перейти к зри¬
тельным трубам, скажем несколь¬
ко слов о так называемой камер-
обскуре. Если в темную камеру
пропустить через маленькое, в
1-2 миллиметра ширины, круглое
отверстие солнечные лучи и при¬
нять их на белую, полупрозрач¬
ную поверхность (например, за¬
масленную бумагу), то каждая
светящаяся точка, лучи которой
падают через отверстие на экран,
воспроизведет изображение этого
отверстия. Это изображение так¬
же будет кругло (если лучи пер¬
пендикулярны к экрану) и тех
же размеров, что и самое отвер¬
стие— если источник света доста¬
точно удален. Повторяя опыт с
целой группой светящихся точек,
достаточно ярких, чтобы с боль¬
шого расстояния вызвать отчет¬
ливое изображение, мы получим на экране точное изображение этой
группы — например, очень яркого созвездия. Так как расстояние
экрана от отверстия известно, то подобным путем можно доволь¬
но точно определить взаимное угловое расстояние между звездами.
Если, например, экран удален от отверстия на 10 метров, а взаимное
расстояние изображений звезд измерено с точностью до одного мил¬
лиметра, то угловое расстояние между этими звездами определяется
С точностью до 1/3 минуты. Отсюда следует, что две звезды, находя¬
щиеся между собой на расстоянии одной минуты и поэтому не разли¬
чимые невооруженным глазом, дадут в такой камер-обскуре изображе¬
ние, отстоящее на три миллиметра; другими словами, разрешающая
сила человеческого глаза при употреблении этого прибора возрастает
в три раза.
Действие описанного несложного аппарата может быть доведено
еще до большего совершенства, если расширить нижний предел остроты
невооруженного зрения. Нормальный глаз может ясно различать
29
очертания и детали предмета, если последний находится от него не
ближе 15 сантиметров. Однако, если рассматривать тот же предмет через
маленькое отверстие (например, через проколотую иглой игральную
карту), то, при достаточно ярком освещении, можно подносить рассма¬
триваемый предмет гораздо ближе к глазу, чем указано выше, отчего
ясность восприятия нисколько не страдает, а количество усматриваемых
подробностей увеличивается. Мы имеем, таким образом, как бы упро¬
щенную лупу. В соединении же с вышеописанной камер-обскурой она
дает зрительный аппарат, построенный по принципу подзорной трубы,
но не заключающий никаких линз.
В общем, однако, на звездном небе нет таких небольших и в то же
время очень ярких звездных групп, на которых можно было бы
с успехом испытать действие описанного прибора; но зато очень
хорошие результаты, сравнительно с измерениями при визировании
простым глазом, можно получить при наблюдении солнца и луны.
Солнечный диск можно рассматривать, как круглое созвездие, из очень
тесно сгруппированных звезд; поэтому на экране должно получиться
точное изображение солнца, составленное из изображений каждого
отдельного пункта его поверхности. Если экран отстоит от отверстия
на 10 метров, то диаметр такого изображения солнечного диска полу¬
чается немного менее 100 миллиметров. Перемещение солнечного диска,
обусловленное вращением земли вокруг оси, в таком приборе заметно
очень ясно, так как в течение одной секунды изображение передви¬
гается на 3/4 миллиметра: это легко заметить при наблюдении простым
глазом или еще лучше — через проколотую карту.
Воспроизведение подробностей солнечного диска на таком изобра¬
жении объясняется тем, что каждая точка солнечной поверхности дает
изображение отверстия в его натуральную величину. Поэтому, если
ширина отверстия 2 миллиметра, то изображение диска будет соста¬
влено из кружков (в случае, если отверстие круглое) диаметром
в 2 миллиметра, что, однако, при величине всего изображения в
100 миллиметров, не особенно вредит его отчетливости. Таким путем
можно было бы, например, определить колебания угловой величины
солнца в разные времена года.
Любопытно, однако, что мысль о сооружении подобного аппарата,
являющегося как бы зародышем настоящей зрительной трубы, возникла
довольно поздно. Еврейский астроном Леви-бен Герсон, живший
в Италии В XIV веке, еще задолго до изобретения зрительной трубы
понял значение подобного приспособления. Но только в XV и XVI сто¬
летиях аппарат этот получает более или менее важное практическое
применение к наблюдению за солнцем' во время затмений и т. п.
Тем не менее, изобретение настоящей зрительной трубы возникло
из совершенно другого источника, не имеющего ничего общего с камер-
обскурой — именно из техники приготовления очков. Оптические стекла
и зеркала и их способность сосредоточивать свет и тепло известны
были уже давно; однако счастливая мысль соединить несколько стекол
или зеркал, повидимому, впервые возникла в 1608 году у голландского
оптика Липперсгея.
Этот составленный из стеклянных линз зрительный прибор гол¬
ландского оптика нисколько не походит на описанный выше измери¬
тельный прибор, построенный по принципу камер-обскуры. Сделавшись
в руках Галилея важным и плодотворным орудием для исследования
тайн неба, зрительный аппарат такого типа мало пригоден был для
точных измерений и не обещал широкого совершенствования в буду¬
щем. Но успехи, достигнутые Галилеем, навели Кеплера на мысль
построить зрительную трубу того типа, который при дальнейшем раз
зо
Галилео Галилей.
витии всецело вытеснил Галилееву трубу; в настоящее время по прин¬
ципу Галилеевой трубы устраиваются лишь театральные бинокли.
Устройство Кеплеровой, или астрономической, трубы легко
понять, если снова вернуться к описанному выше измерительному
прибору без стекол. Место входного отверстия в этом приборе занял
в трубе Кеплера объектив, а небольшого отверстия в игральной карте—
окуляр. Изображение внешних предметов получается, вследствие пре¬
ломления лучей в объективе, внутри трубы и рассматривается в лупу
(окуляр), чем достигается еще большее увеличение. В том месте, где
получается первое изображение, помещается паутинная сетка, необхо¬
димая для точных измерений. Кеплер описал изобретенный им прибор
в своей „Диоптрике" (в 1611 г.), но сам никаких наблюдений посредством
него не делал, так как болезненное состояние его глаз заставило вели¬
кого астронома под конец отказаться от наблюдательской деятельности.
В области оптики Кеплеру принадлежит еще одна важная за¬
слуга — точное определение того отклонения, которое испытывают све¬
товые лучи при прохождении через атмосферу. Уже Тихо Браге
занимался этим вопросом, но не дал физико-математической теории
рассматриваемого явления. Любо¬
пытно утверждение Тихо, что сте¬
пень отклонения лучей солнца иная,
нежели отклонение лучей других не¬
бесных светил: ошибка эта была це¬
ликом обусловлена неправильными
представлениями Тихо о взаимном
расстоянии между землей и солнцем.
Последняя величина определяется
в зависимости от так называемого
„солнечного параллакса"—т. е. угла,
под которым радиус земного шара
виден с расстояния солнца. Тихо
придавал этому углу слишком боль¬
шую величину (три минуты), а Кеп¬
лер первый показал, что угол этот
составляет лишь незначительную
долю одной минуты. К концу XVII
столетия величину эту принимали
равной 10 секундам, что не особен¬
но разнится от принятой в настоящее
время цифры — 8,80 секунды.
Обратимся теперь к великому
современнику Кеплера — Галилео
Галилею (род. в Пизе в 1564 г.) —
этому величайшему гению физики и математики, закончившему плодо¬
творную работу Кеплера и заложившему вместе с ним прочный фун¬
дамент новейшей астрономии.
Галилей начал свою деятельность математическим и эксперимен¬
тальным исследованием основных законов движения, в области которых
до него господствовали неясные и спутанные представления.
Кое-что в этом направлении сделано было еще в XVI столетии.
За несколько десятилетий до Галилея голландский ученый Стивен
развил учение о сложении сил и движений по правилу параллело¬
грамма, а в самом начале XVI века Леонардо да Винчи высказывал
вполне правильные мысли по вопросу о движении тел.
Галилей начал свои плодотворные исследования с изучения сво¬
бодного падения тел, причем, как известно, производил поверочные
31
опыты, пользуясь знаменитой „падающей" башней в Пизе. Он вскоре
пришел к ясным и определенным представлениям о сложении неравно¬
мерного движения из непрерывного ряда импульсов и о стремлении
движущегося тела сохранять направление и величину своей скорости.
Далее, им открыты были законы колебания маятника, которые рас¬
сматривались им, как особый вид падения несвободного тела. Он
доказал также, что траектории падающих тел слагаются под действием
двух факторов: начальной скорости и ускорения силы тяжести, напра¬
вленного к центру земли.
Когда же до него дошел слух об изобретении голландским опти¬
ком зрительной трубы, он не только сконструировал сам подобный же
инструмент (1609), но и тотчас же применил его к нуждам астрономии
и сразу сделал ряд выдающихся открытий. Он открыл таким путем
фазы Венеры, спутников Юпитера, совершающих свои обороты вокруг
центральной планеты в несколько дней. Далее, он заметил горы на
луне и отбрасываемые ими тени, разделил часть Млечного Пути на
отдельные мелкие звезды, открыл пятна и факелы на солнце и их
перемещение, обусловливаемое вращением нашего дневного светила.
Открытием фаз, обнаруживаемых планетами и хорошо заметных
не только у Венеры, но даже у Марса, раз навсегда устранены были
все сомнения, связанные с центральным положением солнца и еще не¬
достаточно разъясненные Коперником. Юпитер со своими спутниками
представлял как бы наглядную копию нашей планетной системы, тем
более сходную с оригиналом, что пространственные отношения членов,
этой системы мало отличаются от отношений объемов планет к объему
солнца. Объяснение Млечного Пути скоплением многочисленных звезд
сразу расширило богатство звездного мира и углубило взгляд на ве¬
личие мироздания. Словом, каждый из новых фактов, открытых Гали¬
леем посредством зрительной трубы, говорил против учения о непо¬
движности земли.
Первые работы Галилея по этому вопросу появились в 1610 году,
т. е. год спустя после опубликования того сочинения Кеплера, где изло¬
жены его исследования об истинной форме планетных орбит; это заме¬
чательное совпадение, без сомнения, произвело сильное впечатление на
ученый мир той эпохи.
Центральным пунктом всей плодотворной деятельности Галилея
является провозглашение новых взглядов на движение и защита уче¬
ния Коперника. Его знаменитые диалоги о двух великих мировых си¬
стемах, Птоломея и Коперника, произвели переворот не только во взгля¬
дах людей науки, но и в мировоззрении самых широких общественных
групп. Именно это и было причиной тех преследований со стороны
церкви, которые окружили личность великого астронома ореолом му¬
ченика. Известный философ Джиордано Бруно еще в 1600 году был
сожжен, по постановлению инквизиционного суда, как еретик за то, что
перенес идеи Коперника из области астрономии в область натур-фило¬
софии. Книга же Коперника была включена папой в индекс запретных
книг, от чтения которых каждый правоверный католик должен воз¬
держиваться.
Поводом для привлечения Галилея к суду послужило личное
оскорбление папы, усмотренное в его „Диалогах". В уста защитника
старого мировоззрения автор, как говорят, вложил аргументы, которые
он слышал в своей личной беседе с главой католической церкви,
кое-где даже приводя буквально его слова и выражения. Это вызвало
известное возбуждение против Галилея со стороны лиц, имеющих
власть и влияние в Риме. Слава, которою заслуженно пользовался ве¬
ликий мыслитель и астроном не только в кругу ученых, но даже
32
в широких слоях итальянского общества, и то расположение, которое
открыто питали к нему Тосканские герцоги, оказались уже недоста¬
точными, чтобы защитить его от произвола церкви. Таким образом,
возник инквизиционный процесс, заслуживший себе в истории столь
печальную известность.
Пытки или, быть может, лишь угрозы пыткой заставили великого
мыслителя отречься от своих выводов. Он приобрел себе свободу, но,
покинув темницу, уже не мог с прежней энергией предаваться ученым
занятиям. К тому же он не пользовался более полной свободой, а на¬
ходился как бы под домашним арестом в своей вилле Арчетри (Фло¬
ренция). Вскоре его постигла слепота, вызванная, по всей вероятности,
чрезмерным напряжением зрения во время его прежних наблюдений
над солнцем. Лишь благодаря небольшому кружку преданных ему
юных друзей науки, окружавших в Арчетри своего любимого учителя,
в ученый мир проникали еще кой-какие идеи и открытия великого
старца. К этой эпохе его жизни относятся изобретение первых часов
с маятником и физико-математические исследования в области атмо¬
сферного давления.
Галилей перед судом инквизиции.
Между тем, в Италии получала все большее и большее развитие
техника зрительных труб, построенных по принципу Кеплера. Одно¬
временно с этим в Голландии пользовалось большим успехом Гали¬
леево учение о движении и его применении к механике. В особенно¬
сти заслуживает упоминания имя великого мыслителя и исследователя
Христиана Гюйгенса, которого можно считать непосредственным
предшественником Ньютона. Ему принадлежит дальнейшее развитие
учения о движении вообще и эллиптическом движении планет в част¬
ности; независимо от Галилея и даже ранее его, он изобрел часы
с маятником и хронометр. Он строил чрезвычайно длинные зритель¬
ные трубы системы Кеплера и достиг в области наблюдательной астро¬
номии таких успехов, которые далеко оставляли за собой открытия
Галилея. Необыкновенная длина его зрительных труб обусловливалась
не одним лишь желанием добиться большого увеличения, но и стре¬
млением к большей ясности и отчетливости изображений, сильно стра¬
давших от неахроматических и неапланатических стекол, бывших тогда
в употреблении. Понятно, что употребление объективов с фокусным
3 33
расстоянием в несколько десятков метров до крайности затрудняло
пользование трубами.
Гюйгенс был в то же время и выдающимся математиком. Он
подверг математическому исследованию не только те проблемы, кото¬
рые возникали перед ним в области им же расширенной техники
измерения времени, но, кроме того, оставил нам математическую теорию
световых явлений, так называемую волновую теорию, гораздо более
близкую к действительности, нежели выставленная около того же вре¬
мени Ньютоном теория истечения.
Вообще XVII столетие было в Голландии эпохой высшего рас¬
цвета науки и техники, равно как блестящей эпохой в истории
искусств. Здесь жил великий философ Ренэ Декарт, положивший на¬
чало аналитической геометрии, которая играет столь важную роль
в механике, физике и астрономии. В самом начале XVII века Снелль
открыл законы преломления света, легшие в основу всех позднейших
успехов в области оптики вообще и усовершенствования оптических
инструментов в частности.
Совершенно иное мы видим в Германии, где опустошительная
Тридцатилетняя война беспощадно разрушила все, что было достигнуто
в предыдущую эпоху. Прошло более полутора века прежде, чем Гер¬
мания оправилась от этого удара и снова вступила на путь плодо¬
творного культурного развития. Только в северо-восточном уголке
Германии, в древнем ганзейском городе Данциге, условия были более
благоприятны. Здесь жил Гевелий, приобревший известность, как
ревностный наблюдатель неба. Неутомимо работая, вместе с энергич¬
ной и любознательной женой, со своим длиннейшим и неуклюжим
телескопом, он произвел целый ряд интересных и ценных наблюдений
над солнцем, луной, кометами и т. п. Одновременно с тем он произ¬
водил точные измерения положений небесных светил, пользуясь для
этой цели не своим телескопом, а визирными и измерительными аппа¬
ратами в роде тех, которые употреблял еще Тихо, т. е. не заключав¬
шими оптических стекол. Тем не менее, ему удалось достичь точности,
далеко превосходящей точность измерений знаменитого датского астро¬
нома. Лишь впоследствии, с введением так называемой сетки, поняли
все ценные преимущества измерений, производимых при помощи силь¬
ных оптических труб.
Грандиозная работа объединения трудов всех предшественников
выпала на долю величайшего математического гения Ньютона, ко¬
торый открытием закона всемирного тяготения составил эпоху в исто¬
рии теоретической астрономии и подготовил то состояние этой науки,
в котором она находится в настоящее время. Стоя на плечах таких
гигантов, как Кеплер, Галилей и Гюйгенс, Ньютон смело пошел далее
их. Размышляя над законами движения планет, он вскоре заметил, что
три Кеплеровых закона могут быть объяснены при допущении цен¬
тральной силы, исходящей из помещенного в фокусе эллиптической
орбиты солнца и еще некоторого первоначального импульса, мгно¬
венно действовавшего под углом к этой силе. Напряжение признанной
им центральной силы убывает обратно пропорционально квадрату рас¬
стояния от солнца (например, на двойном расстоянии уменьшается
вчетверо) — вот основа Ньютонова учения.
Какова же природа и происхождение этой центральной силы?
Кеплер задавался вопросом, не родственна ли она магнетизму,— силе,
законы которой в то время едва были раскрыты. Но было гораздо
правдоподобнее сближать эту силу тяготения к солнцу с той причи¬
ной, которая заставляет все тела стремиться к центру земли — другими
словами, с силою тяжести. И вот возникает вопрос: можно ли силою
34
Исаак Ньютон.
земного притяжения, столь тщательно изученною Галилеем, объяснить
движения нашего спутника—луны? Ведь луна обращается вокруг земли
по эллипсу, подчиняясь законам Кеплера; следовательно, и для нее
необходимо допускать существование особой центральной силы, исхо¬
дящей в данном случае из земли. Другими словами, можно ли ото¬
жествлять движение луны по ее орбите с движением свободного
падающего тела, находящегося на соответствующем расстоянии от
земли?
Исследованием этого вопроса и занялся Ньютон. Как известно,
луна совершает полный оборот вокруг земли в 27 1/3 суток. Отсюда
не трудно определить, какую долю полного оборота или, еще лучше—
какой угол описывает радиус-вектор лунной орбиты в течение одной
секунды времени. Зная этот угол (равный почти одной секунде), можно,
при помощи простых геометрических приемов, вычислить то расстоя¬
ние (выраженное в долях радиуса лунной орбиты), на которое луна
ежесекундно падает по направлению к земле, чтобы удерживаться на
свой орбите. Если бы такого приближения к земле не было, то луна
двигалась бы по касательной к той точке своей орбиты, в которой она
в данный момент находится. На¬
пряжение же тяжести на таком
расстоянии должно быть слабее,
нежели на земле, и именно в 60X60
раз, так как луна удалена от центра
земли в 60 раз дальше, чем точка
на земной поверхности, а сила при¬
тяжения убывает обратно пропор¬
ционально квадратам расстояния.
Отсюда следует, что в одну секун¬
ду луна должна „упасть” на рас¬
стояние в 3 600 раз меньше, не¬
жели сколько успевает за то же
время пробежать свободно падаю¬
щее тело на земле. Сделав соответ¬
ствующие вычисления, Ньютон убе¬
дился, что предположение его о
тождестве всемирного тяготения с
земным притяжением — вполне
оправдывается.
Впрочем, следует заметить, что
первый полученный Ньютоном ре¬
зультат не вполне соответствовал
его ожиданиям, так что он готов был уже отказаться от своей гипо¬
тезы. Но вскоре оказалось, что неблагоприятный результат обусловлен
был неточными данными о величине земного радиуса. Имея же в своем
распоряжении новые измерения земного радиуса, произведенные со
всею тщательностью в северной Франции Пикаром, Ньютон вновь
повторил свои вычисления, и тогда необходимое тождество подтверди¬
лось с полною очевидностью.
Ньютон не остановился на этом и пошел далее. Если сила тя¬
жести удерживает луну на ее орбите, то не та же ли сила управляет
и движением земли вокруг солнца? и не одной земли, а также и всех
остальных планет нашей системы? Отсюда один шаг до предполо¬
жения, что и спутники других планет управляются в своем движении
исходящею из их центральных планет силой притяжения, которая дей¬
ствует также и на другие планеты. Короче, сила тяготения присуща
всем телам планетного мира и даже вообще всем частицам материи.
35
На первый взгляд, допущение такого обилия взаимодействующих
сил вносит полный беспорядок в стройную систему планетных движе¬
ний. На самом же деле хаос здесь только кажущийся, и новый закон
дает возможность не только исчерпывающим образом объяснить все
особенности движений небесных тел, но даже многие, повидимому,
ненормальные явления, которые никто до Ньютона не мог объяснить.
Так, Ньютон вскоре после открытия своего закона, приступил к ис¬
следованию непонятных неправильностей в движении луны, причины
которых оставались неясными даже для Кеплера. Но подобное иссле¬
дование выходило за пределы математического анализа того времени,
и Ньютону пришлось открывать новые математическйе горизонты; им
был разработан так называемый метод флюкций, легший в основу
дифференциального и интегрального исчислений — двух великих орудий
современной математики, оценка которых вывела бы нас далеко рз
рамок настоящего сочинения.
Далее, Ньютон, опираясь на закон всемирного притяжения и
исходя из влияния, оказываемого солнцем и луной на землю, блестяще
объяснил два уже издревле замеченных, но еще никем научно не объ¬
ясненных явления, именно: приливы и отливы и перемещение полюса
мира (предварение равноденствий, прецессия).
Явление приливов и отливов происходит, как известно, от того,
что притяжение солнца и луны на обращенной к ним стороне земного
шара сильнее, нежели на противоположной, более отдаленной стороне
ее. Эта разность притяжений оказывается достаточной, чтобы вызвать
в жидкой оболочке земного шара явления, которые мы наблюдаем в
виде приливов и отливов.
Другое явление, объясненное Ньютоном, — прецессия,— также
обусловливается притяжением солнца; оно состоит в медленном вра¬
щении земной оси, описывающей полный конус в продолжение 26 000
лет. Притяжение солнца стремится привести плоскость земного эква¬
тора в совпадение с плоскостью эклиптики. Математический анализ
показывает, что если бы земля представляла собой в точности геоме¬
трический шар, то такого стремления не было бы: оно обусловлено
несколько сжатой, элипсоидальной формой нашей планеты, которую
можно рассматривать, как правильный шар, окруженный по экватору
широким поясом. Сила, стремящаяся изменить наклон земного эква¬
тора, слагаясь с силой вращения вокруг оси, создает медленное пере¬
мещение этой оси вокруг некоторого среднего положения. Внешним
образом это выражается в вековом кругообразном движении полюса
мира между звездами.
С явлением прецессии сходна нутация, состоящая в подобном
же, но гораздо более слабом колебании земной оси. Период полного
колебания обнимает всего 181/2 лет. Присоединяясь к только что опи¬
санному, несравненно более крупному движению, оно делает путь
перемещения полюса слегка волнообразным. Явление это, открытое
уже после смерти Ньютона английским наблюдателем Брадлеем, зави¬
сит, главным образом, от притяжения луны.
Закон всемирного притяжения, вместе с целым рядом следствий,
из которых главные изложены выше, впервые появился в знаменитой
книге Ньютона „Математические начала натуральной философии", со¬
ставившей эпоху в истории астрономии. Это было в 1686 году.
Наряду с упомянутыми выше исследованиями в области астро¬
номии, наука обязана Ньютону еще важными открытиями и работами
по физике, по преимуществу в оптике. Ньютон первый доказал слож¬
ность белого светового луча и его разложимость посредством призм
на ряд отдельных цветных лучей (хроматическая дисперсия). Впрочем,
36
следует заметить, что в вопросе о природе световых явлений Ньютон
держался отвергнутой в настоящее время теории истечения, хотя от¬
крытое им же явление „ньютоновых колец" несравненно легче объясня¬
лось волновой теорией света. Авторитет Ньютона был причиной того,
что его неправильная точка зрения с большим трудом была вытеснена
более верными позднейшими взглядами.
Остается прибавить, что Ньютону принадлежит и исследование
параболических и гиперболических орбит; этим им оказана существен¬
ная услуга изучению кометного мира, все сведения о котором до того
времени ограничились лишь одними догадками. Сотруднику Ньютона,
английскому астроному Галлею уже удалось, основываясь на его ра¬
ботах, вычислить несколько кометных орбит. Между прочим, он дока¬
зал, что существуют кометы, периодически возвращающиеся к нам
через определенные промежутки времени; к числу их относится комета,
носящая его имя, и возвращающаяся каждые 75 лет. Галлей проследил
даже по летописям ряд ее прежних возвращений в продолжение почти
2 000 лет человеческой истории и указал новые. Дальнейшие исследо¬
вания показали, что большая часть комет обращается не по параболам
и гиперболам, а по очень удлиненным эллипсам, с чрезвычайно долгим
периодом обращения, доходящим до 3 000 лет и более; на ряду с этим,
известны и кометы с очень коротким периодом. В будущем мы еще
вернемся к этому вопросу, а теперь будем продолжать свой истори¬
ческий обзор.
Незадолго до появления бессмертных ньютоновских „Начал",
в 1675 году было сделано еще одно крупное открытие, повлекшее за
собой целый ряд очень важных для науки следствий. Мы гово¬
рим об измерении скорости света, произведенном превосход¬
ным датским астрономом Олафом Рёмером. Открытие это важно для
астрономии прежде всего потому, что благодаря ему 50 лет спустя
доставлено было новое неопровержимое доказательство в пользу дви¬
жения земли вокруг солнца и установлено было явление „параллакса
звезд", которого уже давно требовали строгие критики Коперникова
учения.
Открытие Рёмера находится в тесной связи с наблюдениями над
затмениями спутников Юпитера. Времена обращения этих спутников
определены с большой точностью, и это позволяет наперед вычислить
моменты погружения их в тень центральной планеты. Но тщательные
наблюдения показали, что вычисления эти расходятся с действитель¬
ностью: промежуток времени между двумя последовательными затме¬
ниями одного и того же спутника становится то длиннее, то короче,
смотря по тому, уменьшается ли в данный момент расстояние между
Юпитером и Землей или, наоборот, увеличивается. Разница между
наибольшей или наименьшей величиной периода обращения ближай¬
шего к Юпитеру спутника достигает 14 секунд. Эти колебания вре¬
мени обращения, суммируясь в течение многих месяцев, достигают
величины нескольких минут, на которые и запаздывает момент затме¬
ния сравнительно с вычисленными датами. Объяснение этого явления
заключается в постепенном распространении света. Если бы свет
распространялся мгновенно, то такого отступления наблюдения от
теории не могло бы быть. Но так как свет требует известного вре¬
мени для своего распространения, а расстояние между Землей и Юпи¬
тером постоянно изменяется, то понятно, что наступление затмений
будет усматриваться земными астрономами не в те моменты, которые
предсказаны вычислением. Зная разницу в расстоянии Земли от Юпи¬
тера в два какие-нибудь момента и разницу во времени наступления
затмений, не трудно уже вычислить скорость света. Таким путем было
37
найдено, что световой луч пробегает в одну секунду около 300 000 км.
Цифра эта была проверена впоследствии рядом опытов, давших со¬
вершенно тот же результат, так что теперь можно пользоваться ею
для решения обратного вопроса: определять изменения расстояния
между наблюдателем и наблюдаемым объектом или, в других случаях,
скорости перемещения небесных тел.
В дальнейшем мы еще будем иметь случай выяснить, какую важ¬
ную роль сыграло это знание скорости распространения света в деле
ориентирования среди необъятных пространств звездного мира. Вели¬
кие открытия Ньютона и Рёмера, без сомнения, послужили краеуголь¬
ным камнем для астрофизики, достигшей в настоящее время такого
пышного расцвета.
Мы уже говорили, что открытие последовательного распростра¬
нения света доставило, спустя 50 лет, новое доказательство движения
земли вокруг солнца. Заслуга эта принадлежит Брадлею, имя которого
связано с открытием явления нутации.
Стараясь доказать существование годичного параллакса звезд,
Брадлей неожиданно для себя заметил другое периодическое переме¬
щение звезд, совершающееся в обратном направлении. Вскоре он до¬
казал, что это колебательное движение, имеющее также годовой пе¬
риод и свойственное как звездам, так и вообще всем не участвующим
в движении земли внешним объектам, является продуктом сложения
скорости движения нашей планеты со скоростью распространения
света.
В тот момент, когда движение земли направлено в точности к
какой-нибудь звезде, не замечается никакого отклонения ее лучей, так
что лишь в этом случае, имеющем место, когда звезда лежит в пло¬
скости земной орбиты, может быть определено истинное положение
звезды на небесной сфере. Приблизительно на четверть года позже
или раньше этого момента, когда движение земного шара не влияет
на определение положения звезды, земля находится в точке, где дви¬
жение ее почти перпендикулярно к направлению, по которому видна
наблюдаемая звезда; тогда замечается максимальное отклонение види¬
мого положения звезды от истинного — отклонение, обусловленное сло¬
жением движений земли и света.
Как известно, направление трубы определяется положением линии,
соединяющей известную точку объектива с точкой пересечения нитей,
натянутых в фокусе. Направление линии визирования на данную звезду
считается совпадающим с направлением испускаемых этой звездой
световых лучей в том случае, когда изображение звезды совпадает
с точкой пересечения нитей, с центром сетки. Если теперь определить
направление трубы в тот момент, когда движение земли не влияет на
положение данной звезды, и затем, спустя четверть года, наставить
соответствующим образом трубу, то окажется следующее: в тех поло¬
жениях, когда земля движется перпендикулярно к лучам света слева
направо, звезда будет видима правее своего прежнего положения;
когда же земля идет справа налево, то звезда покажется сдвинутой
налево. В обоих случаях боковое отклонение звезды относительно
центра сетки будет находиться в определенной зависимости от длины
трубы, скорости движения земли и скорости света. Земля в своем
обращении вокруг солнца пробегает в секунду 30 километров, свет —
300 000 километров; отношение этих скоростей 1/10000 — и именно такую
долю длины трубы составляет в рассмотренном случае смещение звезды.
Это происходит оттого, что, пока световой луч пробегает; вдоль всей
трубы, сама труба и, следовательно, также получающееся в ней изо¬
бражение успевает переместиться, вследствие движения земли, на 1/10000
38
этого пути. Если труба имеет в длину 4 000 миллиметров (4 метра),
то отклонение звезды будет 0,4 миллиметра, расстояние, которое при
современных способах измерения можно в точности измерить.
Явление это носит название „аберрации света". Собственно в дан¬
ном случае происходит аберрация (отклонение) не света, а вызывае¬
мое движением земли боковое движение трубы. Постоянно наблюдая
в течение целого года за какой-нибудь звездой, мы заметим, что она
как будто описывает небольшой эллипс; такое движение наблюдается
у всех объектов, не участвующих в движении земли, что и является
новым доказательством обращения земли вокруг солнца.
Позднейшее усовершенствование зрительных труб и методов из¬
мерения дало возможность уловить тем же путем гораздо менее
быстрые перемещения наблюдателя, например, те, которые обусло¬
влены вращением земли вокруг оси, обращением земли вокруг общего
центра тяжести системы земля—луна, и наконец (впрочем, лишь гипо¬
тетически) — движение земли вместе со всей нашей солнечной системой
в мировом пространстве.
В течение всего XVIII века работа астрономов заключалась,
с одной стороны, в дальнейшем развитии Ньютонова учения, с дру¬
гой— в усовершенствовании оптических приборов и методов измере¬
ния. Правда, все самое важное и существенное было уже сделано
в предыдущую, поистине героическую эпоху, и теперь оставалось
лишь итти по пути, проложенному деятелями того периода. Тем не
менее, и среди этих „эпигонов" были такие выдающиеся умы, как
д'Аламбер, Лагранж. Лежандр, Лаплас, Эйлер, Ламберт — среди теоре¬
тиков, и такой гигант, как Вильям Гершель — среди наблюдателей.
Задача теоретической астрономии заключалась в испытании и прило¬
жении нового учения Ньютона к все более и более совершенствова¬
вшимся способам наблюдения и добытым ими данным, а также
в надежном предвычислении движений мировых тел, необходимом для
практических целей. Среди практических приложений астрономиче¬
ских знаний на первом месте должны быть упомянуты нужды море¬
плавания, календарного времяисчисления, точное определение пунктов
земной поверхности, так необходимое для культурной промышленной
работы нашего времени.
Мы уже говорили выше, что в деле усовершенствования зритель¬
ных труб большим препятствием служило заблуждение о невозмож¬
ности избежать хроматической аберрации—заблуждение, поддержи¬
ваемое высоким авторитетом Ньютона. Великий немецкий математик
Эйлер в середине XVIII столетия доказал неправильность этого поло¬
жения, а вскоре после этого английский оптик Доллонд неожиданно
открыл, что соединением двух линз из различного стекла, соответ¬
ствующим образом подобранных, можно почти совершенно избежать
хроматической аберрации, столь мешающей ясности изображения.
Однако, только в начале XIX века Фраунгоферу (в Мюнхене) уда¬
лось поднять оптическую технику на такую высоту, чтобы изгото¬
влять гигантские зрительные трубы, обладающие огромною оптиче¬
скою силою. Но зато еще в последней четверти XVIII столетия Вильям
Гершель высоко поднял технику зеркальных (отражательных) теле¬
скопов. Эти телескопы послужили в руках английского астронома
могучим орудием, обогатившим нас целым рядом блестящих открытий
и ценных наблюдений над луной, солнцем, планетами и — что всего
важнее — миром неподвижных звезд.
Прежде чем остановиться подробнее на этих плодотворных
работах Гершеля, нам остается сказать несколько слов о перемене во
взглядах на мир неподвижных звезд, последовавшей вскоре после
39
изобретения зрительных труб и применения усовершенствованных
методов наблюдения и измерения. В древности на звездное небо смо¬
трели, как на нечто искони неизменное. Однако, тщательные наблю¬
дения в трубы даже средней силы вскоре разрушили это предубежде¬
ние. Прежде всего открыто было множество новых, дотоле никем не
виденных звезд; Млечный Путь рассыпался в значительной мере
на мириады отдельных звездочек; словом, размеры звездного мира
сразу возросли до неизмеримо обширных пределов. Вместе с тем,
замечено было, что положение многих звезд не остается постоянным,
и что в этом, повидимому, неподвижном мире медленно, но беспре¬
станно происходят существенные перемены. Нарождалась новая отрасль
астрономии — движение „неподвижных" звезд, хотя такое сочетание
слов и представляется на первый взгляд парадоксальным. То обстоя¬
тельство, что перемещение земли в ее обращении вокруг солнца почти
нисколько не изменяет вида звездного неба, по крайней мере замет¬
ным для невооруженного глаза образом, доказывает, что степень
отдаленности звезд неизмеримо велика даже в сравнении со столь гро¬
мадными расстояниями, как диаметр земной орбиты — 280 000 кило¬
метров. На таком неимоверном расстоянии даже самые быстрые пере¬
мещения звезд должны казаться нам ничтожными, а величественные
солнца — мелкими, едва заметными звездочками. Вся наша система,
с ее солнцем, планетами, их спутниками и кометами оказывается
заброшенной в безграничной пустыне вселенной, среди миллионов
таких же систем, с их собственными солнцами и планетами. Здесь
перед астрономом открывается проблема, однородная с проблемой
Коперника, но несравненно более грандиозная. Вместе с тем эта новая
точка зрения, отводящая нашему центральному светилу столь скром¬
ное место в мироздании, не встречает уже того слепого противодей¬
ствия, с которым пришлось так упорно бороться идее Коперника.
Первый, самый трудный шаг был сделан, — и все дальнейшее свобод¬
ное течение научной мысли обеспечено навсегда.
Уже Галлей, современник Ньютона, обратил внимание на факт
перемещения неподвижных звезд, вытекающий с несомненностью из
сравнения древних измерений с позднейшими. Тобиас Майер в первой
половине XVIII столетия высказал догадку, что эти перемещения,
наблюдаемые у огромного числа звезд, могут быть кажущимися и про¬
исходят от собственного движения в пространстве всей нашей солнеч¬
ной системы. В. Гершель серьезно занялся исследованием этого
вопроса, предприняв ряд тщательных измерений. Он показал, что если
движения звезд обусловлены перемещением нашей системы, то в этих
движениях должна наблюдаться известная закономерность. Именно—
в той области звездного неба, куда мы при своем движении относительно
приближаемся, звезды должны как бы расступаться; в противоположном
же направлении они должны, наоборот, сближаться. Таким путем Гер¬
шелю удалось определить, что солнце, вместе с окружающими его
планетами, перемещается по направлению к созвездию Геркулеса.
Позднейшие работы Бесселя, Аргеландера и других астрономов под¬
твердили заключения Гершеля, так что перемещение нашего солнца
среди звезд может считаться прочно установленным фактом. Буду¬
щему предстоит разрешить вопрос о форме траектории этого движе¬
ния, об ее законе и т. п.; в настоящее же время даже скорость этого
перемещения известна лишь приблизительно и относительно, так как
и те звезды, которые кажутся сближающимися, могут лететь по тому
же направлению, как и солнечная система.
Гершелю же наука обязана открытием так называемых двойных
и вообще сложных звезд. Еще до него замечено было, что небо изо¬
40
билует звездными группами, большею частью парами, находящимися
друг к другу в необычайно тесной близости. Однако, потребовалось
не мало времени, прежде чем в них стали видеть настоящие физиче¬
ские системы; мало-по-малу пришли к убеждению, что это не какое-
нибудь редкое, исключительное явление, а напротив, наиболее частая
и вполне нормальная форма сочетания мировых тел. Гершель в тече¬
ние 20 лет тщательно наблюдал за этими тесными звездными парами,
не подозревая их физической близости и рассматривая их исключи¬
тельно, как удобные объекты для открытия годичного параллакса
звезд. При тех средствах измерения, какие были в его распоряжении,
он не открыл параллакса, но зато несомненно доказал существование
двойных звезд, обращающихся одна вокруг другой, по закону Ньютона;
для некоторых звездных пар он даже определил период обращения.
.этим он открыл вполне новую
область астрономии, развивавшую¬
ся благодаря его собственным не¬
утомимым исследованиям, трудам
его сына — Джона Гершеля, а так¬
же Вильгельма и Отто Струве
(Дерпт и Пулково).
Но всего ценнее по своему на¬
учному значению и широте откры¬
ваемых горизонтов те работы Гер¬
шеля, которые посвящены вопросу
о распределении звезд в простран¬
стве. Тотчас же по изобретении
зрительной трубы стало известно,
что Млечный Путь представляет
собой скопление невообразимо
большого числа отдельных звезд
и туманностей. Гершель был пер¬
вый, который предпринял точное
цифровое исследование его путем
подсчета звезд, заключающихся в
определенной части оптического
поля его телескопа. Подобный под¬
счет был им систематически рас¬
пространен на всю доступную ему
сферу звездного неба и в резуль¬
тате дал в высшей степени ценный
статистический материал для из¬
Вильям Гершель.
учения распределения звезд в про¬
странстве. Замечено было, что чем
далее участок лежал от Млечного
Пути, тем менее в нем насчитывалось звезд; явление это наблюдалось
с такой правильностью, что на него можно смотреть, как на закон
распределения мелких (телескопических) звезд на небесной сфере.
Для объяснения этой особенности в распределении звезд Гер¬
шель предлагал следующую теорию. Он допускал, что в среднем
звезды имеют почти одинаковую величину и яркость, так что разли¬
чие в их блеске объясняется лишь их различною отдаленностью от
наблюдателя. Далее, он принимал, что (опять-таки в среднем, для
большего числа звезд) взаимные расстояния отдельных звезд близки
к равенству. При таких условиях, возрастание числа звезд по мере
приближения к Млечному Пути получает свое объяснение в том, что
все звезды собраны, главным образом, в плоскости Млечного Пути,
41
образуя как бы сжатое звездное скопление, внутри которого поме¬
щаемся и мы со своим солнцем. Первоначально Гершель склонен был
представлять себе звездное скопление в виде гигантского сплюс¬
нутого эллипсоида, пока позднейшие работы, его собственные
и его последователей, не заставили постепенно отказаться от
всяких категорических заключений в пользу какой-либо гипотезы.
Во всяком случае, впечатление, произведенное этими широкими об¬
общениями на современников, было необычайно. Еще и теперь среди
некоторых астрономов распространено убеждение, что плоскость
Млечного Пути является скоплением всех звезд и звездных систем,
которые доступны нашему наблюдению, а разбросанные среди них
туманные пятна—не что иное, как зародыши или переходные стадии
образования звездных систем.
В этой последней области — в вопросе о природе туманностей—
мы также многим обязаны Вильяму Гершелю. Сделав целый ряд более
или менее успешных попыток классифицировать различные типы
туманностей по принципу постепенного развития, он завещал эту глу¬
боко-интересную проблему своим потомкам; и уже во второй поло¬
вине XIX века спектроскоп оказал существенные услуги в деле раз¬
решения этой загадки. Но и сам Гершель имел довольно близкие
к современным представления о природе туманностей. Ему было
известно, например, что часть этих образований представляет собой
сплошные, более или менее однородные массы газов — туманности
в тесном смысле слова; другая же часть суть не что иное, как звезд¬
ные скопления, в. которых за дальностью расстояния нельзя разли¬
чить отдельных звезд. Некоторые туманности, кажущиеся сплошными
при наблюдении невооруженным глазом или в слабую трубу, распа¬
даются, при применении более сильных труб, на отдельные, тесно ску¬
ченные звезды.
По мере развития наблюдательной астрономии и накопления
фактических данных о членах нашей солнечной системы, возростал и
интерес к астрономии среди широких слоев публики. Уже в последние
десятилетия XVII века длинные, хотя и слабо увеличивающие зритель¬
ные трубы, с которыми работали Гевелий, Гюйгенс и Кассини, открыли
столько интересных подробностей на поверхности луны, солнца и пла¬
нет, что даже неспециалисты внимательно следили за ходом их работ
и жадно ловили каждую новость.
Для широкой публики с вопросом о физических условиях сосед¬
них нам мировых тел связывается и глубоко-интересный вопрос об
их обитаемости.
Кеплер в одном из своих сочинений касается этого жгучего вопроса
и дает широкую свободу своей фантазии. Около 1650 года француз¬
ский поэт Сирано-де-Бержерак предпринимает мысленное путешествие
по планетным мирам и ведет свой занимательный рассказ в духе Ко¬
перникова учения. Беседы Фонтенеля о множестве обитаемых миров,
а также „Микромегас" Вольтера много способствовали широкому рас¬
пространению астрономических знаний среди неспециалистов. В новей¬
шее время фантастические романы английского писателя Герберта Уэллса
будили интерес публики к спорному вопросу обитаемости планет.
Близкое изучение особенностей лунной поверхности, открытие
многих интересных подробностей на поверхности солнца и планет и
соединение этих открытий с тем, что известно на земле, укрепило
в Вильяме Гершеле уверенность в обитаемости мировых тел. Он
является одним из талантливейших защитников этого взгляда, который
так гармонирует с возвышенным настроением, вызываемым в человеке
42
продолжительным наблюдением тайн неба и созерцанием его величе¬
ственных красот.
Эта вера в обитаемость небесных светил была настолько прочной,
что оказывала влияние и на некоторые астрономические теории, например,
на представление об устройстве солнечной поверхности. Исходя из того,
что солнце должно быть обитаемо, Гершель рассматривал солнечные
пятна, как разрывы в его светящемся облачном покрове, через которые
виднеется настоящая обитаемая поверхность солнца; густой слой обла¬
ков, наблюдаемый с земли в виде так называемой полутени, умерял
для воображаемых обитателей центрального светила зной, исходящий
из наружного раскаленного покрова. Все это, конечно, была фантазия,
неосновательность которой сразу же стала очевидной после открытия
спектрального анализа, показавшего, что в глубине солнца температура
еще выше, чем в его фотосфере *.
Деятельность В. Гершеля и ряд блестящих открытий, далеко раз¬
двинувших горизонты астрономической науки, заканчивает собой тот
бурный период исследования, который можно было бы назвать герои¬
ческой эпохой в истории астрономии. С конца XVIII века дальнейшее
развитие ее идет уже иным путем и, повидимому, такой характер со¬
хранит и в будущем. Попрежнему деятелями науки являются круп¬
ные, выдающиеся умы, но проблемы, решаемые ими, уже не столь
фундаментальны и всеобъемлющи: работа идет больше в глубину,
нежели в ширину—в направлении дальнейшей, детальной разработки
правильно намеченных общих путей. Это отделка величественного
здания, остов которого уже почти закончен. Конечно, и в эту эпоху
совершаются великие открытия, существенно отзывающиеся как на
методах исследования, так и на нашем общем мировоззрении, — спек¬
тральный анализ, фотография, закон сохранения энергии и др. Но
все же характер их влияния на всю остальную науку не так глубок,
как великие открытия предыдущих столетий, да и самое появление их
по большей части не было уже столь неожиданно для современников.
Дальнейшее изложение поступательного хода астрономической
науки будет у нас носить, соответственно этому, иной характер. До
сих пор мы группировали научные открытия вокруг имен великих
ученых, придерживаясь прй этом хронологического порядка. Теперь же
мы проследим отдельно дальнейшее развитие каждой отрасли астро¬
номии и лишь в пределах этой отрасли будем соблюдать хронологи¬
ческую последовательность.
* В настоящее время вопрос об обитаемости всех планет может быть поставлен
лишь на почву, более общую.
Жизнь, — говорит нам современная биохимия, — есть химический процесс внутри
ионизированного организма. А общая химия учит нас, что всякий химический процесс
может иметь тот же самый характер даже и в случае замещения в нем одних химиче¬
ских элементов другими, равновалентными им (например, среди окружающих нас эле¬
ментов: углерода — кремнием, кислорода — серой, азота — фосфором и т. д.). При этом
жизнь организма и вся его физиологическая деятельность будет протекать, быть может,
так же, как у нас, и эволюция всего органического мира планеты будет итти по тем же
законам, как и на земле теперь, но только при других температурах и других химиче¬
ских составах атмосферы.
Только при этих обобщенных представлениях об организме и могут быть богато
населены живыми и в конце концов разумными существами все без исключения звезд¬
ные системы, планеты и их спутники, как видимые нашим человеческим глазом, так и
невидимые для него по причине отсутствия в их излучении колебаний, действующих
на сетчатую оболочку нашего глаза.
Н. М.
43
ЧАСТЬ II.
Новая эпоха.
Нам предстоит здесь остановиться на следующих главных
пунктах. Прежде всего, мы изложим новейшие представления об
„инородных" телах, вторгающихся в нашу атмосферу из межпланет¬
ного пространства. Следующая глава будет посвящена луне, затем по¬
следовательно перейдем к солнцу (выяснив его значение для всех
явлений, происходящих на земном шаре), к планетам и кометам и, на¬
конец, к миру неподвижных звезд—их собственным движениям, коле¬
баниям яркости, распределению в пространстве. Обзор наших знаний
о таинственных туманных пятнах и рассмотрение некоторых общих
космологических вопросов послужат заключительной главой.
VII.
Космические метеоры.
Что касается явлений, совершающихся в нашей атмосфере и вы¬
зываемых чисто космическими причинами, как вторжение в нее „ино¬
родных" тел из межпланетного пространства, то прежде всего следует
заметить, что подобные явления получили научное признание не более
ста лет тому назад. В древности даже кометы, не говоря уже о ме¬
теорах. рассматривались, как особое атмосферное явление, горение
воспламенившихся газов, и ставились на одну доску с громом и молнией.
Даже XVIII век дает нам поучительное доказательство этого по¬
ложения дела в вопросе о космических метеорах. В то время в науке
господствовало сомнение, возможно ли вообще падение камней с неба,
и происходили ли подобные явления когда-либо в прошлом. Вопрос
этот почти единодушно решался в отрицательном смысле; все отно¬
сящиеся сюда летописные факты считались вымыслом или суеверием, и
ученые XVIII века впали в то некритическое отрицание, которое принесло
уже столько вреда свободному развитию науки. К концу XVIII века
стали, однако, уже раздаваться голоса, требовавшие тщательной проверки
этого ни на чем не основанного предубеждения. Но потребовалось
выдающееся событие, в виде настоящего каменного дождя, разрази¬
вшегося во Франции, близ Парижа, чтобы разбить кору этого слепого
скептицизма. Парижская академия наук, служившая в данном случае
главным оплотом отрицания, волей-неволей принуждена была считаться
с отвергаемыми ею фактами.
С тех пор знания об этих явлениях успели сильно развиться.
Метеориты, огненные шары, падающие звезды сделались областью
исследования высокой важности для суждения о фактических особен¬
ностях нашей атмосферы, и еще более — о состоянии окружающего нас
44
мирового пространства и природе комет. В настоящее время признается
твердо установленным, что явления, обозначаемые общим именем „кос¬
мические метеоры", обусловлены вторжением в земную атмосферу ми¬
ровых тел, размеры которых колеблются от нескольких миллиметров
до многих сотен метров.
Все эти своеобразные мировые тела обращаются вокруг солнца,
описывая орбиты, которые в общем отличаются по форме и положе-
Падение метеорита над Мадридом в феврале 1896 года.
нию от орбит планет, так что пути этих тел нередко пересекаются и
с земной орбитой. Рассматриваемые тела иногда обращаются в большом
количестве по одной и той же орбите, и, когда земля при своем дви¬
жении вокруг солнца прорезывает подобный рой, происходит бесчи¬
сленное вторжение метеорных тел в ее атмосферу. Что же собственно
45
совершается при этом? Вторгнувшееся тело летит с относительной
скоростью 10—80 километров в секунду, сжимая перед собой воздух,
который при такой громадной скорости не является уже более легко¬
проницаемой средой. Этот сжатый воздух быстро уменьшает перво¬
начальную скорость метеорного тела и часто совершенно останавли¬
вает его полет. Утраченное движение превращается в теплоту, и
температура вторгнувшегося тела подымается настолько высоко, что
доводит его до яркого свечения. При этом отрывающиеся от него
отдельные частицы, обладая меньшей массой, нежели основное ядро,
быстрее утрачивают свою скорость, отстают в движении, образуя за
летящим метеором светящийся хвост большей или меньшей длины,
в виде следа. На передней стороне находимых на земле осколков ме¬
теорных камней легко заметить следы испытанной ими высокой тем¬
пературы. Нередко высокая температура вызывает энергичные хими¬
ческие процессы внутри летящего метеорного камня, освобождая сразу
большое количество газов, которые и обусловливают взрыв, разры¬
вающий камень на осколки. Момент этот совпадает с моментом полного
уничтожения скорости метеора, и тогда осколки его, подчиняясь зем¬
ному притяжению, опускаются на поверхность земли. Однако, наблю¬
дались и такие случаи, когда более или менее крупные метеорные
массы достигали земной поверхности, сохранив часть своей первона¬
чальной скорости.
Разрывы метеорных камней, вызывая сильные возмущения в ат¬
мосфере, распространяющиеся на довольно большую поверхность,
сопровождаются оглушительным шумом, который очень часто бывает
слышен иногда долго спустя после падения метеорных осколков и до¬
носится в виде глухого грома или орудийной канонады.
Из предыдущего ясно, какой надежной защитой является для нас
атмосферная оболочка земли, уменьшая не только ту огромную ско¬
рость, с которой падающие камни достигают ее границ, но и ту, ко¬
торую развивают они при падении на землю под действием тяжести.
Опасность, представляемая космическими метеорами, уменьшается также
раздроблением крупных аэролитов на мелкие осколки и сравнительно
незначительной площадью населенной части земли по отношению ко
всей ее поверхности. И это же показывает, что на луне, где атмосфера
неощутима, взрывы больших метеоритов должны производить огром¬
ные круглые выбоины или борозды на поверхности.
Если падающие камни выпадают днем, то, конечно, никаких све¬
товых эффектов на земле нельзя заметить; только освобождение газов
и взрывов дают знать о себе в виде небольшого облачка и шума, на¬
подобие грома.
Нам удается наблюдать и находить на земле лишь весьма незна¬
чительную долю того огромного количества метеоров, которые в дей¬
ствительности прорезывают земную атмосферу. На месте, где опустился
аэролит, часто находят несколько отверстий в земле в виде более или
менее заметных углублений. Нередко осколки еще довольно горячи,
хотя от момента падения проходит промежуток времени иногда в не¬
сколько часов. Структура и химический состав этих камней в общем
хорошо изучены. Большею частью метеорные массы заключают железо
и никкель, затем углерод (графит) и минеральные составные части,
распространенные и у нас на земле в совершенно таком же виде.
От огненных шаров и метеоритов следует отличать так называе¬
мые падающие звездочки. Строгое различие между всеми этими группами
явлений, впрочем, провести трудно. Здесь принимается во внимание
не только яркость и вообще световые эффекты, но также скорость
полета и форма пути.
46
Падающие звездочки обладают гораздо меньшею массой, нежели
огненные шары (болиды); их химический состав и структура, вероятно,
также различны, потому что они всегда раздробляются при проникно¬
вении в земную атмосферу на мельчайшие частицы, изредка опускаю¬
щиеся в виде сухой пыли. Обыкновенно же частицы эти остаются
взвешенными в воздухе, лишь медленно опускаясь на земную поверх¬
ность. Коренное различие между ними и огненными шарами подтвер¬
ждается еще и тем, что в эпохи наиболее обильного выпадения падаю¬
щих звездочек (в августе и ноябре — когда их наблюдаются иногда
целые миллионы) — лишь изредка случалось подбирать сколько-нибудь
значительные минеральные массы.
При виде падающей звездочки кажется, что она сорвалась с не¬
бесного свода, из того или иного созвездия; подобные явления внима¬
тельный наблюдатель может заметить почти каждую ночь и во всех
частях неба. Но существуют эпохи, когда падающие звездочки летят
из одной определенной части неба; тогда кажется, что пути их всех,
будучи мысленно продолжены обратно, пересекаются в одной точке.
Этот пункт называется радиантом. Так, для падающих звездочек
в изобилии летящих 10 августа (н. с.), радиант лежит в созвездии
Персея; для ноябрьских метеоров (13—14 ноября) — в созвездии Льва
и т. п.
Радиант есть явление, вполне обусловленное перспективой. Из¬
вестно, что ряды параллельных линий кажутся наблюдателю сходящи¬
мися к одной определенной точке. Таким образом, следует принять,
что все падающие звездочки, имеющие общий радиант, движутся при¬
близительно по одним и тем же путям, и прямая, соединяющая глаз
наблюдателя с точкою радианта, изображает то направление, которому
параллельны все пути их. При изучении этих путей необходимо еще
иметь в виду, что по вступлении в земную атмосферу первоначальное
направление движения изменяется — во-первых, от вращения земли
вокруг оси и кругом солнца (происходит сложение движений по пра¬
вилам параллелограмма скоростей), и, во-вторых, вследствие сопроти¬
вления, представляемого земной атмосферой, как средой.
Большое значение для изучения падающих звездочек имеют ста¬
тистические данные, которые собраны были в середине истекшего сто¬
летия рядом неутомимых наблюдателей, как Юлий Шмидт, Э. Гейк,
Рудольф Вольф, Кювье-Гравье и др. Ведя подсчет отдельных, не
связанных общим радиантом, падающих звездочек, они нашли, что
под утро выпадает, приблизительно, вдвое больше таких спорадических
метеоров, нежели в вечерние часы, и что частота выпадения возрастает
от вечера к утру. Далее, замечено, что максимум их (исключая августов¬
ские и ноябрьские рои) в северном полушарии приходится на месяцы
июль—декабрь, и констатировано, что на восточной части неба выпа¬
дает наибольшее число отдельных падающих звездочек.
Все эти результаты важны, потому, что, основываясь на них,
итальянский астроном Скиапарелли неопровержимо доказал их космиче¬
ский характер; до него находились еще ученые, рассматривавшие их,
как чисто земные явления, происходящие в нашей атмосфере. Указан¬
ные факты, установленные простой регистрацией, могут быть легко
объяснены особенностями движения земного шара в мировом про¬
странстве. Не трудно сообразить, что утром данный пункт земного шара
находится впереди при движении земли вокруг солнца, а вечером —
позади; естественно, что вероятность встретить мировое тело больше
в первом случае, нежели во втором, когда рассматриваемый пункт за¬
щищен спереди противоположным полушарием. Если бы мировое про¬
странство было наполнено неподвижными твердыми телами, и земной
47
шар прорезывал бы эту тучу космической пыли с огромною скоростью,
то задняя часть его вовсе не подвергалась бы ударам метеоров — здесь
не видно было бы ни одной падающей звезды. Возьмем другой край¬
ний случай: вообразим мировое пространство наполненным метеорами,
несущимися во всех направлениях с такою скоростью, в сравнении
с которой скорость движения земного шара ничтожна. Тогда падаю¬
щие звезды появлялись бы одинаково часто во всех точках земли. На
самом же деле передняя часть земли при движении встречает больше
метеоров, нежели задняя, и это показывает, что в действительности
имеют место обстоятельства, средние между обоими упомянутыми
выше крайними допущениями. Другими словами — мы пришли к вы¬
воду, что метеоры движутся в пространстве со скоростями, хотя и пре¬
вышающими скорость движения земли вокруг солнца, но не слишком
значительно. Более близкое изучение вопроса показало, что все осо¬
бенности выпадения метеоров могут быть удовлетворительно объяс¬
нены, если принять среднюю скорость их равной полуторной скорости
движения земли — т. е. приблизительно 40 км (вернее, 42 км).
Знание средней скорости движения метеоров в мировом про¬
странстве привело Скиапарелли к очень важным выводам. Основываясь
на этом, он доказал, что метеоры движутся по весьма удлиненным
эллипсам, или параболам, т. е. так же, как и большая часть комет;
можно доказать, что при орбитах такого рода тела, находящиеся от
солнца на расстоянии земли, движутся именно с указанной выше ско¬
ростью (42 км). Эти теоретические предположения скоро получили
блестящее подтверждение в двух частных случаях.
Тщательно изучая обильные появления падающих звезд, наблю¬
даемых 10 августа (н. с.) и имеющих общий радиант в созвездии
Персея (откуда и название — персеиды), а также ноябрьские метеоры
с радиантом в созвездии Льва (леониды), Скиапарелли определил по¬
ложение и форму тех путей, по которым они движутся вокруг солнца.
Для найденной таким образом орбиты персеид оказалось, что она
тождественна с орбитой кометы III 1862 года. Точно таким же обра¬
зом вскоре удалось доказать, что и орбита Леонид в точности совпа¬
дает с орбитой одной из прежде наблюдавшихся комет. Таким обра¬
зом, Скиапарелли удалось фактически связать два, повидимому, столь
разнородных явления, как падающие звезды и кометы.
Дальнейшие работы в этом направлении доставили ряд новых до¬
казательств. Были найдены соответствующие кометы для метеоров,
выпадающих 20 апреля, 28 июля и в конце ноября; для многих других
метеорных потоков указано было более или менее вероятное тожде¬
ство с орбитами известных планет. Так, падающие звезды с конца
ноября имеют орбиты, совпадающие с орбитой кометы Биелы: комета
эта обращается вокруг солнца в период 61/2 лет и в 1846 году разде¬
лилась на глазах астрономов на две отдельные кометы, следовавшие
одна за другой по общей орбите. Любопытно отметить, что это на¬
чавшееся разложение кометы Биелы продолжалось и далее, а при по¬
следнем ожидаемом возвращении ее, астрономам не удалось видеть
никаких следов кометы; зато 27 ноября 1872 года наблюдался велико¬
лепный дождь метеоров, обусловленный, без сомнения, прохождением
земного шара через разрозненные остатки этой кометы.
После этого наблюдаемые так часто у комет рыхлость строения,
незначительная плотность и непрочность получают совершенно новое
освещение. Теперь само собой навязывается предположение: не пред¬
ставляют ли кометы то же, что и рои падающих звезд, но несколько
уплотненные? Во всяком случае, родственность их природы лежит вне
всякого сомнения. Вместе с тем устраняются, до известной степени,
48
Скиапарелли.
основания опасаться столкновения с этими загадочными блуждающими
членами нашей системы. По крайней мере, средневековый страх перед
кометами не оправдывается новейшими изысканиями в этой области.
Существует очень значительная разница между августовскими
метеорами (персеидами) и ноябрьскими (Леонидами). В то время как
первые из года в год повторяются с одной и той же силой, вероятно,
вследствие равномерного распределения их по орбите,—вторые каждые
33 - 34 года выпадают в виде густого огненного дождя; в промежутках
же между этими периодами падают в небольшом числе. Такая неравно¬
мерность в интенсивности явления может быть объяснена лишь не¬
равномерным распределением вещества в метеорном потоке; именно,
необходимо допустить, что метеорный поток сильно уплотнен в одном
месте и обращается вокруг солнца
в 33 года. Эти метеорные дожди
наблюдались в ноябре 1833 и 1799
года Гумбольдтом в Южной Аме¬
рике. Астроном Ньютон обратил
внимание на то, что указания на
подобные явления встречаются уже
в китайских летописях, а Адамс до¬
казал, что эти древнейшие огнен¬
ные дожди обязаны своим проис¬
хождением тому же метеорному
потоку, претерпевшему изменение
в своем положении под влиянием
притяжения Юпитера. Таким же об¬
разом (т. е. изменением положения
орбиты метеорного потока) объ¬
ясняется и то обстоятельство, что
в 1899 г., вопреки всеобщему ожи¬
данию, не наблюдалось никакого
усиленного выпадения метеоров.
Чтобы покончить с метеорами,
нам остается сказать еще о том,
каким образом наблюдения над ними
могут обогатить наши знания о высоте атмосферы. Если один и тот
же метеор наблюдается с различных точек, отдаленных друг от друга
на более или менее значительное расстояние, то в таких случаях легко
бывает определить высоту метеора над земною поверхностью. И так
как метеор начинает светиться лишь с вступлением в атмосферу, то
полученные этим путем цифры указывают вместе с тем и на верхний
предел атмосферы. Из наблюдений над многочисленными метеорами
найдено было, что еще на высоте 150 км существует атмосфера, до¬
статочно плотная, чтобы представлять сопротивление для прорезываю¬
щего ее метеора.
Что касается огненных шаров, или болидов, то они про¬
резывают нашу атмосферу со скоростью, превышающею среднюю
скорость метеоров (т. е. 42 км), так что в мировом пространстве
они должны бы двигаться со скоростью 50-70 км. Такую скорость
тело может приобрести лишь в том случае, когда достигает пределов
нашей системы, уже обладая некоторою, довольно значительною,
первоначальною скоростью, и тогда болиды, наблюдаемые нами в виде
огненных шаров, не имеют ничего общего с только что рассмотрен¬
ными метеорами. В то время, как последние генетически связаны
с кометами, первые могут попадать к нам из отдаленнейших областей
вселенной, вырываясь из чуждых планетных систем.
4
49
VIII.
Современные астрономические инструменты.
Прежде, чем перейти к обзору новейших исследований о луне,
солнце, планетах и т. д., мы остановимся немного на телескопах
и других орудиях исследования, так как, не будучи знакомым с их
современным развитием, трудно следить за поступательным ходом
астрономической науки.
Громадный успех в смысле усовершенствования техники оптиче¬
ских труб выпал, как мы уже упоминали, на долю Фраунгофера
(Мюнхен), деятельность которого относится к первым двум десятиле¬
тиям истекшего века. В деле сооружения рефракторов мы и теперь
еще следуем по намеченному им пути, хотя размеры современных
рефракторов значительно больше Фраунгоферовых. Да и в области
отражательных телескопов мы много подвинулись вперед со вре¬
мени Гершеля. В некоторых отношениях отражательные телескопы
имеют серьезные преимущества перед рефракторами. К сожалению,
большая оптическая сила этих инструментов заметно страдает
от неблагоприятных атмосферных условий, так что к наибольшим
их увеличениям (в две - три тысячи раз) приходится прибегать лишь
в редких случаях. Зато в такие счастливые моменты можно с помощью
этих инструментов разделять точки, сближенные до 1/20 дуговой
секунды (приблизительно 1/40000 часть видимого солнечного диска).
Чтобы дать наглядное представление о крайне незначительной вели¬
чине этого угла, мы укажем, каких размеров должен быть предмет на
различных расстояниях от земли, чтобы представляться под углом
в 1/20 секунды: на луне — 93 км, на солнце — 36 км, на Марсе при его
ближайшем к нам положении—12 км, на Венере — 9 км, Юпитере —
150 км, Сатурне — 295 км, а на ближайшей к нам звезде—10 миллио¬
нов км — другими словами, диаметр ее должен быть в 7 раз больше
диаметра нашего солнца, чтобы мы могли заметить ее диск. Вот
почему, между прочим, нам не удается видеть дисков неподвижных
звезд даже в самые сильные трубы; с увеличением оптической силы
трубы возрастает лишь яркость звезды, а не ее видимая величина.
Крупнейшим из регулярно действующих телескопов являлся 40-дюй¬
мовый телескоп обсерватории Йеркса в Сев. Америке. Он и еще два
инструмента — фотографический 24 д. телескоп, построенный на сред¬
ства мисс Брюс, в руках Бернарда, и башенный телескоп на горе
Вильсон в руках Хэля, задали астрономии такие задачи, для выпол¬
нения которых большие телескопы оказались уже недостаточными
и потребовались сверх-телескопы, телескопы-исполины. Один из вели¬
чайших американских астрономов, только что упомянутый Хэль, в со¬
трудничестве с изумительным конструктором сильных инструментов,
проф. Ритчи, еще в начале этого столетия построил отражательный
телескоп с вогнутым зеркалом, диаметром в' 60 дюймов. Новорожден¬
ный гигант собирал так много света, что открытия в глубинах неба
посыпались одно за другим; однако, каждое новое открытие прино¬
сило с собой и новые загадки, наталкивало на новые вопросы, раз¬
решить которые представлялось возможным, только прибегнув к по¬
мощи еще более сильных инструментов. Трудности, сопряженные
с постройкой больших телескопов, чрезвычайно велики, но для пары
гигантов, вроде Хэля и Ритчи, никакая работа не была страшна, и они
задумали и осуществили постройку зеркального телескопа с 100 д.
диаметром. Сто дюймов — это сажень и еще 16 дюймов; казалось бы,
что дальше итти некуда, но действительность показала, что пределы
50
возможностей еще далеко не достигнуты. Один из французских люби¬
телей астрономии, Деба, вызвал Ритчи с просьбой построить для
Франции телескоп в 120 дюймов. Теперь в активной работе, кроме
упомянутых 100- и 60-дюймовых телескопов, находится еще телескоп
в 72 дюйма, служащий астрономам правительственной обсерватории
в Канаде.
Несколько более скромные инструменты, по 48, 40, 36 и 30 дюй¬
мов, имеются уже во многих иностранных обсерваториях, а в 1925 г.,
Симеизское отделение Пулковской обсерватории получило зеркальный
телескоп в 40 д., исполненный английской фирмой Гребба. Этот вели¬
чайший из телескопов в СССР построен по указаниям академиков
Белопольского и Баклунда, а за выполнением его следил проф. Блумбах.
Обсерватория Моунт-Вильсон в Калифорнии.
Собирательное зеркало этого телескопа имеет в диаметре 40 1/4 д.
и представляет посеребренный стеклянный диск, толщиной в 8 дюймов.
Изображение светила, которое создается им, находится на расстоянии
5 метров от зеркала, но, при помощи добавочных выпуклых зеркал,
это расстояние может быть увеличено до 25 и 45 метров. При этом
соответственно возрастают и размеры изображения светил (кроме
звезд, которые так далеки, что в любой телескоп кажутся точками).
Сбоку трубы пристроен телескоп с 7 д. диаметром для того, чтобы
следить за звездами, которые фотографируются главным телескопом.
Важную услугу астрономии оказала фотография, нашедшая себе
здесь самое разнообразное применение. Одно время даже склонны
были преувеличивать значение фотографического метода в астрономи¬
ческих исследованиях; думали, что фотография поможет нам усмотреть
такие подробности на поверхности планет, которые остаются незаме¬
ченными в самые сильные трубы. Для этого, казалось, достаточно
4*
51
было бы фотографию небесного тела, снятую в сильный телескоп,
подвергнуть желаемому увеличению и рассмотреть. На самом же деле
такое предложение совершенно неправильно, и причина этому лежит
в особенностях строения чувствительного слоя фотографической
пластинки.
Не вдаваясь в подробности, скажем лишь, что применение увели¬
чений к астрономическим фотографиям не только не дает новых по¬
дробностей, но, наоборот, даже вредит отчетливости изображения: оно
делается туманным, неясным и утрачивает даже и те детали, которые
заметны при рассматривании фотографии непосредственно, простым
глазом. Зато во многих других отношениях фотография оказалась
в руках астронома в высшей степени полезным орудием, доставившим
уже ряд ценных и блестящих успехов.
IX.
Луна *.
Обратимся теперь к результатам исследования лунной поверх¬
ности, добытым при помощи телескопа и фотографии. На приложен¬
ных рисунках мы воспроизводим фотографии частей лунного диска.
Здесь не мешает напомнить, что минимальных размеров предмет, еще
различимый в наши сильнейшие трубы, должен на луне достигать
около 100 м.
Отсюда непосредственно следует, что, при благоприятных усло¬
виях освещения планеты, мы могли бы усмотреть на луне такие соору¬
жения, как большие египетские пирамиды, величайшие замки и храмы,
кварталы городов и т. п. предметы. До сих пор ничего подобного
еще замечено не было, но надо помнить, что исследования луны такими
сильными трубами ведется лишь с недавнего времени и не в широких
размерах.
Из деталей лунной топографии мы опишем горы и так назы¬
ваемые „моря". Горы на луне были открыты еще Галилеем, который
первый сделал попытку определить их высоту. В настоящее время
нам известна высота их с такою же, если не большею точностью, как
и на земле.
По сравнению с диаметром светила, лунные торы можно было бы
считать более высокими, чем земные, хотя по абсолютной высоте они и
ниже наших. Так, некоторые вершины лунных Альп достигают 3 600 м,
Кавказа — 5 500 м, Кордильер — 5 800 м, а гора Лейбница — 7 260 м.
Форма лунных гор представляет своеобразные особенности. Наиболее
распространенный тип — это кольцеобразные горы, именуемые цирками.
Это довольно правильные круглые валы, покатые снаружи и круто
обрывающиеся внутрь.
Диаметры описанных лунных цирков крайне разнообразны и не¬
редко достигают огромных размеров. Дно цирка всегда лежит ниже
уровня почвы вне кратера; иногда внутри кратера возвышается гора,
никогда однако не подымаясь выше, кольцевого вала.
Под „морями" разумеют большие темносерые пятна, легко раз¬
личимые на луне даже простым глазом. Они уже давно получили
* Важнейшие цифровые данные: расстояние от земли 385.000 (приблизительно
60 земных радиусов); диаметр — 3 500 км; энергия поля притяжения — 1/83 поля земного
шара. Продолжительность оборота вокруг оси, равная периоду обращения около
земли = 27 1/2 суток. Напряжение силы тяжести в 6 раз слабее, чем на земле.
52
собственные названия, которые сохраняют за ними еще и в настоящее
время: Море Ясности, Море Дождей, Море Влажности, Океан Бурь
и многие другие.
В настоящее время это название „море" более к ним не приме¬
нимо, так как эти образования вовсе не наполнены водой: мы имеем
здесь дело с низменностями, которые некогда, может быть, и в самом
деле были настоящими морями.
Новейшие исследования с полною убедительностью доказали от¬
сутствие на луне водных бассейнов сколько-нибудь значительных раз¬
Вид лунной поверхности с земли по фотографическому снимку из труда Насмита
и Карпентера.
меров; образование облаков на луне также еще ни разу не приходилось
наблюдать.
Кроме того, основываясь на чисто физических данных, принимают,
что луна не обладает в настоящее время атмосферой сколько-нибудь
заметной плотности: это объясняется слабостью лунного притяжения,
неспособного удержать находящиеся в быстром движении газовые ча¬
стицы. Все это делает мало-вероятным предположение о существова¬
нии на луне живых существ земного типа.
Отсутствие достаточно плотной атмосферы оставляет поверхность,
нашего спутника совершенно незащищенной от ударов болидов. Мы¬
слимо, конечно, что в прежние эпохи луна обладала атмосферой, ко¬
торая, до известной степени, умеряла ее резкие тепловые контрасты —
и, разумеется, нет ничего невозможного в том, что тогда на поверх¬
ности ее существовала не только органическая жизнь, но даже извест¬
ная культура земного типа.
Луна, как мировое тело значительно меньших размеров, чем
наша земля, должна была быстрее ее проходить все последовательные
фазы геологической истории. Поэтому задачей астронома—наблюдателя
луны—является не одно только исследование ее географических особен¬
ностей, но и более глубокое проникновение в загадочное прошлое
этого замершего мира.
X.
Солнце *.
Исследование солнца и его значение для земли и всего планет¬
ного мира до середины XIX столетия находилось на той же ступени,
на какой стояло и во времена В. Гершеля. В течение первой половины
XIX века был лишь точнее установлен 25-26 дневный период обра¬
щения солнца вокруг оси, определено положение этой оси, открыта
своеобразная периодичность появления солнечных пятен и так называе¬
мых факелов, и обращено внимание на явление, происходящее
в высочайших слоях солнечной атмосферы, на большом расстоянии
от его поверхности (солнечная корона). Только с изобретением спек¬
троскопа и применением его к астрономии наступает новый период
в истории исследования природы нашего центрального светила.
В виду выдающегося значения спектроскопии для исследования
солнца и других мировых светил, мы остановимся на этом немного
дольше. Честь изобретения спектроскопа принадлежит немецким уче¬
ным Кирхгофу и Бунзену; но еще до них было много сделано в этом
направлении великим мюнхенским оптиком Иосифом Фраунгофером:
он первый точно определил положение темных линий солнечного
спектра, открытых Волластоном, и первый же заметил подобные тем¬
ные линии в спектрах некоторых ярких звезд.
Установленная Кирхгофом зависимость между видом спектра,
испускаемого раскаленным телом, и его химическим составом и физи¬
ческим состоянием позволила в течение последних четырех десятиле¬
тий более глубоко проникнуть в природу солнца и его загадочных
световых явлений. Кирхгоф установил резкое различие между свече¬
нием твердых и капельно-жидких тел, с одной стороны, и газов — с
другой, показав, что первые дают сплошной, непрерывный спектр, а
вторые — прерывистый, состоящий из ряда светлых линий, разделенных
темными промежутками. Опираясь на это, он пришел к заключению,
что солнце состоит из плотного ядра, окруженного газовой оболоч¬
* Важнейшие цифровые данные: диаметр солнца 1300 000 километров, т. е. в
110 раз больше диаметра земли; энергия поля притяжения превышает земную в 325000
раз; средний удельный вес 1,4 (принимая удельный вес воды за единицу). Продолжи¬
тельность оборота вокруг оси—25-26 дней. Напряжение силы тяжести в 27 раз сильнее,
нежели на земле.
54
кой Кирхгоф вместе с Бунзеном показал, что темные (фраунгофе¬
ровы) линии солнечного спектра соответствуют тем светлым линиям,
которые найдены в спектре многих известных газов. Происхождение
этих темных линий находит себе объяснение в законе Кирхгофа, по
которому газ (и вообще, всякая среда) поглощает из проходящих
сквозь него лучей (испускаемых телом более высокой температуры)
именно те, которые он сам испускает, будучи раскален. Поэтому, на¬
пример, нахождение в солнечном спектре темных линий, соответствую¬
щих светлым линиям спектра раскаленного водорода, с несомненностью
указывает на присутствие в солнечной оболочке этого газа. Точно та¬
ким же образом доказано было присутствие на солнце паров железа —
многочисленные линии, свойственные спектру этого металла, с необык¬
Схематиче¬
ское изобра¬
жение взаим¬
ного рас¬
положения
солнца, лу¬
ны и земли
в момент сол¬
нечного зат¬
мения Распо¬
ложение по¬
лосы полного
солнечного
затмения на
поверхности
земли отно¬
сится
к 1926 г.
фон спектра, представляют собой как бы сгущенную оболочку
раскаленного ядра, охладившегося через излучение в холодное ми¬
ровое пространство. Вся теория Кирхгофа относительно строе¬
ния солнца нашла себе, повидимому, полное подтверждение в ис¬
следованиях солнца в моменты полного затмения. Замечено было,
что при закрытии диска солнца луной, спектр газов, высоко, на
многие километры подымающихся над солнечным ядром, давал те же
* Но в этом случае, при господствующей на солнце высокой температуре (6000 —
10.000 градусов), нельзя рассматривать плотное солнечное ядро, как состоящее из эле¬
ментов периодической системы Менделеева, где самое тугоплавкое вещество- углерод,
должен быть уже газом при такой температуре. Пришлось бы допустить, что периоди¬
ческая система Менделеева не единственная в природе. Н. М.55
новенною точностью совпадают с соответствующи¬
ми темными линиями солнечного спектра. Кроме
водорода и железа, на солнце установлено суще¬
ствование еще следующих веществ: гелия, кальция,
натрия, никкеля, магния, кремния, алюминия, меди,
цинка, серебра, олова, свинца. Гелий был открыт
на солнце задолго до того, как этот редкий элемент
удалось найти на земле; быть может, поэтому, удаст¬
ся когда-нибудь открыть на земле
и короний — вещество, существо¬
вание которого удостоверено на
солнце, хотя еще до сих пор ни
одному химику не удавалось добыть
этот элемент в своей ла¬
боратории. Любопытно,
что линий золота; фосфо¬
ра, серы и ртути нет в
солнечном спектре; точно
так же до сих пор не уда¬
валось установить суще¬
ствование на солнце кис¬
лорода, хотя на земле он
является наиболее распро¬
страненным элементом.
Таковы главнейшие дан¬
ные спектрального анали¬
за относительно химиче¬
ского состава солнца.
Кирхгоф принимал, что
те поверхностные слои
солнца (фотосфера), кото¬
рые дают непрерывный
светлые линии, которые при полном сиянии солнца оказались тем¬
ными; другими словами, происходило так называемое „обращение"
спектра. На солнечные пятна, факелы и протуберанцы со времени
Кирхгофа стали смотреть, как на проявление вулканической деятель¬
ности солнца: внутренние силы прорывают оболочку солнца, и это
сопровождается бурными излияниями центральных масс, взрывом
раскаленных газов, могучими течениями и вихрями в его газовой обо¬
лочке. Следствием этого является в одних местах—пятнах—увеличение
поглощения света, в других—факелах—возрастание его напряженности;
в третьих,—протуберанцах—наблюдаются взрывы газовых масс. Все
описанные явления могут находиться в связи с постепенным охлажде¬
нием солнечного ядра и, следовательно, постоянным сжатием его и
увеличением внутреннего давления. Гельмгольц доказал, что такого
постоянного сжатия было бы достаточно, чтобы восполнить постоян¬
ную убыль в тепловой энергии солнца, так как сжатие всегда сопро¬
вождается выделением
Картина полного солнечного затмения.
тепла; этим, между про¬
чим, объясняется и по¬
стоянство солнечной дея¬
тельности; с другой сто¬
роны, сжатие, необходи¬
мое для восполнения теп¬
ловых расходов, настоль¬
ко незначительно, что мы
могли бы констатировать
уменьшение диаметра
солнца лишь по истечении
многих тысячелетий.
Постоянные изверже¬
ния из солнечного ядра
раскаленных газов боль¬
шой плотности и связан¬
ные с ними явления пя¬
тен, факелов и протубе¬
ранцев послужили для
Цельнера исходным пун¬
ктом при объяснении пе¬
риодичности солнечной
деятельности. Раскален¬
ные газы и пары, выры¬
ваясь из солнечного ядра наружу, перемешиваются и вообще вызывают
энергичные движения в окружающей ядро газовой оболочке. Следствием
этого, по теории Цельнера, является сгущение этой оболочки: она стано¬
вится туманнее, пропускает меньше лучей, а следовательно, и расход
тепла, и сопровождающее его сжатие уменьшаются. Таким образом,
ослабляется та причина, которая порождает все упомянутые явления:
пятна, факелы, протуберанцы. Наступает временное затишье, после
чего снова повторяется извержение газов и т. д.
Теперь скажем несколько слов относительно современных иссле¬
дований о солнце, которое является единственной звездою, поддаю¬
щейся нашему детальному изучению. Фотогелиограф оказался инстру¬
ментом удивительной мощности для определения структуры и дви¬
жения солнечной атмосферы. Благодаря ему, обнаружено присут¬
ствие на солнце сгущенного кальция в виде легких облаков и во¬
дородных нитей или волокон, расположенных вблизи его вы¬
пуклостей.
56
Обнаружение круговоротных (вихревых) движений вокруг солнеч¬
ных пятен привело к открытию солнечного магнетизма, а также
расположения магнитных полюсов. Было замечено, что два компонента
пары. пятен имеют противоположные полярности, а затем было устано¬
влено, что закон полярности действует в обратном порядке, в чередую¬
щихся циклах солнечных пятен, так что весь цикл равен 22 годам.
Ученым удалось также многое узнать о циркуляции материи как
в самой массе солнца, так и в его атмосфере. Кажется, что происходят
постоянные отбрасывания нагретой материи, чередующиеся с падением
Таблица, указывающая относительную величину солнца и планет нашей солнечной системы,
на солнце и более охлажденной материи. Очевидно, солнце горячее
в тот период, когда пятна на нем более многочисленны, потому что
хотя поверхность пятен сама по себе и холоднее, но более горячая
материя в это время вздымается на поверхность солнца.
К числу очень характеристичных образований нашей солнечной
системы принадлежит, так называемая, солнечная корона, которую
удается видеть лишь в моменты полного затмения. Это — световая
материя, окружающая солнечный диск на огромном расстоянии и но¬
сящая своеобразные лучистые выступы. Явление это наиболее ярко
и эффектно в периоды максимума солнечных пятен.
В солнечной короне наблюдаются еще и своеобразные лучистые
явления, напоминающие катодные лучи и родственные им виды лучистой
57
стой энергии. К сожалению, эта сторона солнечной деятельности пока
еще очень мало исследована.
Свет, посылаемый нам солнцем, есть лишь незначительная доля
всего количества энергии, поступающей на землю с нашего централь¬
ного светила. Для того, чтобы уловить, преобразовать и использовать
остальную солнечную энергию, приходится прибегать к более или
менее сложным аппаратам и приспособлениям; так, фотографическая
пластинка улавливает химические лучи солнечного спектра, не светя¬
щие и не греющие. Можно доказать, что вся совокупность сил, дей¬
ствующих на земной поверхности, в особенности в атмосфере, пред¬
ставляет собой не что иное, как преобразованную энергию солнца.
Некоторые электрические и магнитные явления у нас на земле нахо¬
дятся в зависимости от известных процессов на солнце. Характер этой
связи еще далеко не выяснен, но самый факт ее существования не
подлежит сомнению. Так, установлено, что колебания магнитной
стрелки и северные сияния имеют тот же, одиннадцатилетний, период,
который наблюдается в появлении солнечных пятен, факелов и проту¬
беранцев; максимумы и минимумы их совпадают с поразительною
точностью. Известны также отдельные случаи совпадения бурных
проявлений солнечной деятельности с так называемыми „магнитными
бурями" на земле. Все это свидетельствует о глубокой связи между
центральным светилом нашей системы и землей и заставляет допускать
столь же тесную связь его также и с другими планетами. Многие факты,
добытые путем наблюдения, с полною очевидностью подтверждают эту
связь солнца не только с планетами, но и с кометами.
XI.
Планетный мир.
Перейдем теперь к другим членам нашей солнечной системы.
Прежде всего, для первоначального ознакомления с главнейшими из
них, мы прилагаем следующую таблицу. В ней сгруппированы наиболее
важные цифровые данные относительно расстояний планет от солнца,
их размеров и т. д.
Среднее рассто¬
яние от солнца
(расстояние зе¬
мли от солнца
принято за 1).
Время
обращения
Эксцентрицитет,
т. е. отношение
разности больш.
и мал. оси к
больш. оси эл¬
липса.
Удельный вес
(уд. вес воды=1).
Диаметр
Солнце = 1000).
Число спутни¬
ков.
Наклон орбиты.
в днях.
в годах.
Меркурий . .
0,39
88
0,24
0,206
3,9
3
0
5,4°
Венера. . . .
0,72
225
0,62
0,007
5,4
9
0
1,4
Земля ....
1,00
365
1,00
0,017
5,6
9
1
2,0
Марс ....
1,52
687
1,88
0,093
4,0
5
2
1,1
Юпитер . . .
5,20
4333
11,86
0,048
1,3
100
7
1,8
Сатурн . . .
9,54
10759
29,46
0,056
0,7
80
9
1,4
Уран
19,18
30688
84,02
0,046
1,4
36
4
1,2
Нептун . . .
30,05
60181
164,77
0,009
0,8
1
1,6
58
Для сравнения приведем некоторые данные о Солнце. Наклон его
экватора—5°; величина диаметра солнца—1,4 миллионов километров;
Уже из рассмотрения данных вышеприведенной таблицы видно,
что планеты нашей системы образуют как бы две группы, разделен¬
ные друг от друга большим промежутком: в то время, как 4 внутрен¬
ние планеты отдалены друг от друга всего на несколько десятых долей
принятой единицы, Юпитер отстоит от Марса на 3,7 этой единицы.
В настоящее время мы знаем, что этот обширный промежуток заполнен
несколькими стами мелких планет, орбиты которых заключены между
орбитами Марса и Юпитера. Тем не менее, вышеупомянутое деление
на группы сохраняет свое значение, так как члены каждой группы
имеют между собой много общего и довольно резко отличаются от
членов другой. Прежде всего, планеты внутренней группы имеют в сред¬
нем больший удельный вес, нежели планеты внешние; при этом
Земля и Венера обладают наиболь¬
шим удельным весом, а Сатурн—
наименьшим. Внутренние планеты
заметно меньше внешних, как лег¬
ко видеть из таблицы. Число спут¬
ников у внешних планет больше,
чем у внутренних; Сатурн, обла¬
дающий наименьшим удельным
весом, имеет и наибольшее число
спутников (9).
Рассматривая цифры нашей та¬
блицы, мы, между прочим, заме¬
чаем, что наглядное изображение
всей планетной системы с сохра¬
нением масштаба исполнимо лишь
в том случае, когда этот планета¬
рий будет очень больших размеров.
Если диаметр солнца принять рав¬
ным одному см, то поперечник
орбиты Нептуна будет равен 32 м.
При таком незначительном диамет¬
ре солнца, диаметр Меркурия, со¬
гласно масштабу, равен 1/30 мм,
земли — 1/10 мм. Такой планетарий
будет производить очень странное
впечатление и может привести к
совершенно неправильным выво¬
дам. В самом деле: будет казаться,
впечатление и может привести к
совершенно неправильным выво- ‘
дам. В самом деле: будет казаться,
что шарик с диаметром в один см, удерживает на постоянной орбите
другой шарик в 0,4 мм диаметром, отдаленный от него на 32 м.
А между тем два шарика таких размеров, подвешенные на таком рас¬
стоянии, как будто не должны обнаруживать ни малейших признаков
какого-либо взаимодействия. Но если мы припомним, что обращение
второго вокруг первого произойдет только в 164 года, то увидим сразу,
как ничтожно должно быть и взаимодействие между ними.
Та же таблица может послужить нам исходным пунктом и
для краткого изложения так называемой космогонической ги¬
потезы Канта и Лапласа, т. е. гипотезы, объясняющей проис¬
хождение нашей планетной системы. По этой гипотезе, наша система
образовалась из гигантского скопления раскаленных газов, вроде тех,
которые мы наблюдаем на звездном небе, как туманности. Путем излу¬
чения в мировое пространство, эта газовая масса постепенно сжималась
Лаплаc.
и уплотнялась, а неравномерность этих процессов привела ее во вра¬
щательное движение. С дальнейшим уплотнением и уменьшением
объема, скорость вращения увеличивалась; при этом центробежная
сила время от времени отрывала от экваториальной зоны вращаю¬
щегося газового диска отдельные части в виде колец, из которых
впоследствии и образовались планеты.
Незначительный наклон орбит всех планет (кроме Меркурия),
а также малая величина эксцентрицитета их орбит (опять-таки, за исклю¬
чением Меркурия) хорошо согласуются с этой гипотезой. Но есть факты,
говорящие и против нее.
Значительное отклонение орбиты Меркурия от средней плоскости
всех орбит находится, вероятно, в связи с его близостью к центральному
светилу — близостью, отражающейся не только на форме его орбиты, но и
на форме самой планеты. То же наблюдается и в более мелкой системе —
Земля-Луна: наклонение плоскости лунной орбиты относительно пло¬
скости земного экватора равняется, в среднем, 23 1/2 град., достигая пе¬
риодически 28 1/2 град. Системы спутников остальных планет также хо¬
рошо согласуются с гипотезой Канта-Лапласа, как и орбиты более
отдаленных планет; так, плоскости обращения спутников Марса, Юпи¬
тера и Сатурна почти совпадают с плоскостями экваторов соответству¬
ющих центральных светил. Относительно спутников Урана и Нептуна
вопрос остается пока открытым, так как до сих пор еще нет никаких до¬
стоверных данных об осях вращения этих отдаленнейших планет. Зато
во всех системах наблюдается довольно значительный наклон плоско¬
стей спутников к плоскостям планетных орбит, что осложняет рассма¬
триваемую космогоническую теорию. Спутники Урана почти перпенди¬
кулярны к плоскости его орбиты, а у Нептуна этот угол так велик, что
луна его получила обратное движение. Приходится допустить, что спут¬
ники, уже после своего образования, подверглись сильному внешнему
воздействию, вызвавшему упомянутые изменения. В системе спутников
Марса мы наблюдаем другую замечательную особенность: ближайший
спутник его совершает полный оборот почти в три раза скорее самой
планеты. Георг Дарвин (в Кембридже) для объяснения этого допускает,
что все внутренние планеты, в том числе и Марс, испытали со времени
своего возникновения довольно заметное замедление скорости вра¬
щения— замедление, вызванное задерживающей силой приливов и от¬
ливов, так что первоначально период обращения их вокруг оси составлял
лишь несколько часов. В системе Земля-Луна этот процесс совершался
следующим образом: вследствие того, что луна по массе составляет до¬
вольно значительную (1/82) долю массы земли, она вызывает на земном
шаре довольно сильные приливы и отливы, замедляющие его вращение;
с другой стороны, постепенно увеличивалось расстояние между этими
двумя телами, что сопровождалось возрастанием периода обращения
луны.
Спутники Марса обладают слишком незначительной массой, чтобы
оказывать какое-нибудь существенное влияние на свое центральное
светило. Внутренний спутник сохранил, по всей вероятности, свой
первоначальный период обращения, близкий к первоначальному периоду
вращения Марса; замедление вращения этого последнего обусловлено
приливами и отливами, вызываемыми солнцем. Теория эта, предложен¬
ная, как мы уже говорили, Георгом Дарвином, находит себе подтвер¬
ждение еще и в том, что более удаленные от солнца планеты, каковы
Юпитер и Сатурн, обладают и меньшим периодом вращения, несмотря
на несравненно бóлыпую массу.
Основываясь на этих соображениях, можно сказать, что возраже¬
ния, выставленные против космогонической гипотезы Канта-Лапласа,
Планета Марс.
не должны считаться решающими. Можно думать, что в будущем
удастся разъяснить и другие спорные вопросы, возникающие на этой
почве.
Переходя теперь к описанию планет, мы прежде всего укажем на
то, что у Меркурия, Венеры и Марса в астрономическую трубу можно
заметить такие же фазы, которые мы привыкли видеть у нашей луны;
это с Несомненностью свидетельствует о том, что они, подобно луне,
не испускают собственного света, а отражают лучи солнца. У Мерку¬
рия и Венеры мы наблюдаем вполне те же фазы, что и у луны —
серп, первая четверть и т. д.; у Марса же лишь третью четверть и
полный диск, что зависит от положения этой планеты вне земной
орбиты. У Юпитера и остальных планет никаких фаз незаметно, так
как они чересчур удалены от земли, чтобы движения их могли отра¬
жаться на форме их дисков.
Современные сильные зрительные трубы позволили нам ближе
познакомиться с поверхностью планет. На Меркурии, Венере и Марсе
с самого начала бросаются в глаза неравномерность окраски или, вер¬
нее, — отражения света; эти не¬
ровности в освещении с осо¬
бенной отчетливостью высту¬
пают на границе света и тени
при наблюдении фаз, и еще
лучше—близ рогов серпа. От¬
сюда мы можем заключить, что
или в атмосфере этих планет
плавают местами как бы туман¬
ные облака, или же сама по¬
верхность планет представляет
неровности. Только тщательное
наблюдение дает возможность
разобраться, какое из этих
двух предположений имеет ме¬
сто в том или другом случае.
При этом обыкновенно руко¬
водятся следующим: в то вре¬
мя, как облака недолговечны и
изменчивы, неровности и во¬
обще особенности самой по¬
верхности обладают постоян¬
ством. Наша земля, например,
показалась бы наблюдателю на
луне покрытой пятнами, из которых одни обусловливаются особенно¬
стями земной топографии, а другие представляют собой облака и ту¬
маны. Водные поверхности кажутся более темными, чем суша; на са¬
мых материках также наблюдается разнообразие оттенков, в зависимо¬
сти от различных местных причин (лесистые площади темнее голых
пустынь или снежных полей и т. п.).
На поверхности Венеры и Марса именно и наблюдаются такие
двоякого рода образования: изменчивые, обусловливаемые местными
туманами в атмосфере или облаками, и более или менее постоянные,
принадлежащие самой поверхности планеты. У нас, на земле, происхо¬
дит зимой обледенение в северном полушарии, а летом — в южном;
соответственно этому мы должны наблюдать у упомянутых этих пла¬
нет разрастание светлых пятен поблизости полюса того полушария,
где в данный момент зима. На Марсе подобные явления в действи¬
тельности и наблюдаются с большой отчетливостью; относительно же
61
Венеры вопрос остается под сомнением, так как чрезмерная близость
ее к солнцу уравнивает резкие различия времен года; тем более это
справедливо для Меркурия.
Венера обладает высокой и плотной атмосферой, в которой, вслед¬
ствие близости этой планеты к солнцу, должны постоянно разыгры¬
ваться бурные метеорологические процессы. У Марса также есть атмо¬
сфера, в которой иногда видны легкие облака; отражение солнца в этих
облаках порождает на границе светораздельной линии (т. е. во время ве¬
черних или утренних марсовых зорь) своеобразные яркие образования,
которые еще недавно ошибочно принимались за сигналы, будто бы пода¬
ваемые нам обитателями Марса. Кроме изменчивых и скоропреходя¬
щих пятен — облаков, — мы наблюдаем на Марсе и более или менее
постоянные образования, из которых прежде всего заслуживают вни¬
мания вышеупомянутые светлые пятна вокруг полюсов, представляю¬
щие во многих отношениях аналогию с нашими полярными льдами.
Вообще Марс представляет много сходного с землей; состав его атмо¬
сферы, как показывают спектроскопические исследования, не разнится
существенно от состава нашего воздуха.
Более удаленные от солнца и, по всей вероятности, также более
древние планеты, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, кроме упомянутых
уже выше отличий, имеют и много других особенностей, делающих
их несходными с группой первых четырех планет. Изменчивость пятен
и полос и довольно заметные изменения яркости света на поверхно¬
сти Юпитера и Сатурна делают в высокой степени вероятным пред¬
положение о своеобразном состоянии их атмосфер *. Кроме того,
некоторые данные заставляют подозревать, что внешние планеты еще
не совсем лишились видимого нашим глазом света; особенно это ве¬
роятно для Юпитера. Что же касается Урана и Нептуна, то, в виду их
удаленности от нас, не удалось пока заметить на их поверхности
каких-либо интересных деталей.
Большой интерес представляют для астрономов кольца Сатурна,
долгое время казавшиеся совершенно загадочным образованием. В на¬
стоящее время известно, что они состоят из бесчисленного множества
мелких, как бы парообразных или снегообразных телец, обращающихся
почти в одной плоскости, причем каждое тельце обладает самостоя¬
тельным движением, подчиняющимся законам Кеплера. Это следует
как из теоретических работ Максуэля и Грина, так и из спектроскопи¬
* Присутствие облачных полос, параллельных экватору, на Юпитере и Сатурне
и их движение над их поверхностью, несомненно, указывают на существование там пас¬
сатных ветров, как и на земле, экваториальная часть которой, по этой же причине, окру¬
жена всегда аналогичным кольцом облаков так называемого дождливого тропического
сезона, лишь передвигающегося то к северу, то к югу благодаря сильному (23 1/2 °) накло¬
нению земной оси к плоскости ее орбиты, чего нет у Юпитера и Сатурна.
Но существование пассатных ветров обусловливается единственно уменьшением
удельного веса газов в тропических поясах, вследствие нагревания их солнцем и соответ¬
ствующего расширения, почти пропорционального их абсолютным температурам. И вот
простой расчет показывает, что теплота, доставляемая излучением солнца на Юпитер и
Сатурн, на их огромном расстоянии так ничтожна, что уже не может вызвать там пас¬
сатных ветров. Чем же объяснить факт их присутствия? Вопрос этот до сих пор счи¬
тается не разрешенным, и единственным возможным решением мне представляется пред¬
положение, что сила молекулярного сцепления всех веществ ослабевает, как и сила света,
пропорционально квадратам расстояния от поверхности Солнца (что должно быть верно
и для всех центральных светил, т. е. звезд, обладающих самостоятельными нолями при¬
тяжения и излучения). Тогда действие лучистой теплоты солнца, как расширяющего и
согревающего фактора, будет одинаково и на Нептуне, и на Меркурии, и на Марсе, и на
земле, и например, вода находящаяся на земле, смотря по сезонам, то в жидком, то в твер¬
дом, то в газообразном состоянии будет в таком же и на Венере, несмотря на ее бли¬
зость к солнцу, и на Марсе, несмотря на его удаленность, что мы и видим на деле.
Н. М.
62
ческих изысканий, предпринятых специально с целью решения настоя¬
щего вопроса. Внутреннее, так называемое темное кольцо Сатурна
состоит из отдельных, только более рассеянных тел; при прохождении
одного из спутников за этим кольцом, астроном Бернард явственно
различал его диск, что вполне подтверждает вышеприведенное пред¬
положение.
Условия жизни на планетах. Существует ли на осталь¬
ных планетах нашей солнечной системы органическая жизнь того же
химического состава, как на земле?
Относительно Венеры, как мы уже упоминали выше, до настоя¬
щего времени не имеется достаточно бесспорных данных для сужде¬
ния об условиях жизни на ее поверхности. Совершенно иначе обстоит
дело с Марсом: астрономическими наблюдениями на нем было открыто
много подробностей, которые, в связи с описанными выше полярными
пятнами, давали основание для смелых гипотез относительно условий
жизни на этой планете. Особенно много дали в сказанном направле¬
нии работы итальянского астронома Скиапарелли.
Существенное значение для нашей задачи имеет большая вели¬
чина эксцентрицитета марсовой орбиты (в 5-6 раз больше, чем у земли).
Это заметно отражается на резкости марсовых времен года, тем более,
что наклон оси этой планеты еще на несколько градусов больше, чем
у земли. В настоящее время Марс в периоды наибольшей близости
к солнцу бывает обращен к нему, как и земля, своим южным полу¬
шарием, а в периоды удаления — северным. Обе эти причины вызы¬
вают не только изменения в величине полярных пятен, но и обильное
таяние твердых осадков на всех обширных частях поверхности пла¬
неты. Эти процессы при существующем на Марсе распределении суши
и моря (светлых и серых пятен) могут находиться в прямой связи
с своеобразной системой темных линий, покрывающих как бы сетью
почти всю поверхность планеты и имеющих некоторое сходство с ка¬
налами: высказывались предположения, что, эти образования искус¬
ственно сооружены для отведения воды и, быть может, даже для оро¬
шения плантаций. Скиапарелли и некоторые другие астрономы заме¬
тили странную особенность этих каналов: в определенное время года
они как бы удваиваются, причем яркость и окраска прилежащих
областей изменяется. Эта деталь настолько тонка, что ее не всегда и
не всем удается уловить. Мнение же относительно природы этого
явления были очень разнообразны: в то время, как одни видят в нем
проявление деятельности разумных существ, другие рассматривают его,
как оптическую иллюзию или число атмосферное явление. До настоя¬
щего времени вопрос этот так и остается открытым и служит предме¬
том тщательного исследования.
Высокий интерес, представляемый каналами Марса не только для
астрономов, но и для широкой публики, объясняется прежде всего
тем, что здесь мы вплотную подходим к спорному вопросу об оби¬
таемости соседней с нами планеты. Нередко указывают на то, что
такие грандиозные сооружения, как обширная сеть каналов, вовсе не
под силу обыкновенным органическим существам. Однако, легко воз¬
можно, что живые существа на Марсе пользовались для своих работ
уже готовыми, естественными сбросами коры в роде тех, которые мы
наблюдаем на Луне, и приспособили их для своих целей. Не следует
также упускать из виду, что тяжесть на поверхности Марса приблизи¬
тельно в 2 1/2 раза слабее, нежели на Земле, что значительно облег¬
чает работу. Правда, позднейшие исследования физических условий,
существующих на поверхности этой планеты, говорят как будто про¬
тив возможности существования там высших животных форм земного
63
типа; но, как бы то ни было, предположение об обитаемости нашего
ближайшего соседа сильно распространено. Одно время оживленно
говорили о сигналах, будто бы подаваемых нам жителями Марса, и о не¬
обходимости дать им ответ: предлагали сооружать на обширных равни¬
нах правильные геометрические фигуры, которые могли бы быть заме¬
чены с Марса, и таким образом положить начало правильным меж¬
планетным сообщениям. Но все это, конечно, уже выходит за пределы
строго научного сочинения, хотя осуществимость подобных планов и
не может быть отрицаема.
Открытие Нептуна и малых планет. История откры¬
тия Нептуна представляет собой одно из блестящих приложений и под¬
тверждений Ньютонова учения о движении планет. Наблюдения над
особенностями пути Урана, со времени его открытия Гершелем, уже
давно порождали мысль о существовании за ним другой планеты, кото¬
рая своим притяжением вызывает неправильности в его движении.
Влияние этой, еще никем не виденной, планеты стало, наконец, обна¬
руживаться с такою ясностью, что два астронома — Леверье в Париже
и Адамс в Кембридже — предприняли математическое исследование,
имеющее целью определить орбиту и положение искомой планеты.
Руководясь указаниями Леверье, берлинский астроном Галле без труда
отыскал эту планету, получившую название Нептуна.
Некоторые сведения относительно малых планет или так на¬
зываемых астероидов мы уже сообщали. Здесь же скажем лишь, что
все они размещены между Марсом и Юпитером, образуя как бы пло¬
ское сложное кольцо, напоминающее кольцо Сатурна. Эти миры на¬
столько мелки, что даже в сильнейшие телескопы представляются
в виде светящихся точек; только у немногих, наиболее крупных из
них удалось заметить незначительный диск. Простому глазу они ка¬
жутся, в лучшем случае, звездами шестой величины, т. е. едва-едва
заметны. Это сходство астероидов с неподвижными звездами до чрез¬
вычайности затрудняет их наблюдение и разыскание; единственный спо¬
соб отличить малую планету от звезды — это удостовериться, имеет ли
она собственное движение, или нет.
Таким путем и была открыта большая часть известных в настоя¬
щее время астероидов. Введение фотографии в астрономию значительно
облегчило отыскание астероидов: при съемке части звездного неба
(если экспонирование было достаточно продолжительно) астероид от¬
печатывается в виде черточки, между тем как неподвижные звезды от¬
печатываются в виде точки. (Следует заметить, что при фотографиро;
вании неподвижных звезд аппарату сообщается особым механизмом
равномерное и постоянное движение вместе с небесным сводом).
Из новейших космогонических теорий остановимся на взглядах
двух современных ученых Джаинса и Джефри. Они приняли мнение
о преобладающем значении приливов, вызываемых другою звездою.
Джефри допускает приближение другой звезды к солнцу в пре¬
делах до 20 миллионов миль, иначе говоря, на значительно более
близкое расстояние, чем современная удаленность Меркурия от
солнца. Предполагается, что солнце в то время было исполинской
звездою с диаметром, в 14 раз превосходящим современный его
диаметр. Близкое прохождение другой звезды вызвало громадную
волну прилива в ближайшей к ней стороне солнца; прилив на другой
стороне солнца был значительно меньше, и волна от солнца не отде¬
лилась. Высочайшая часть первой волны, будто бы, покинула солнце
в виде закругленной полоски материи, которая приняла боковое дви¬
жение под влиянием другой звезды и стала вращаться вокруг солнца.
64
Солнце и другая звезда, якобы, вытягивали эту полоску материи силою
приливов, и в заключение она приобрела в середине утолщение.
Предполагается, что затем эта полоса материи раздробилась на
отдельные сгущенные части, причем наикрупнейшая из них находилась
в середине. Они начали тотчас остывать, сначала обращаясь в жидкое,
а затем и в твердое состояние. Большая плотность верхних планет при¬
писывается тому, что меньшие массы были неспособны удержать более
легкие элементы, в силу меньшей силы своего притяжения; более круп¬
ные планеты удержали бы все эти легкие элементы. Напр., мы в изо¬
билии находим водород в газообразной оболочке четырех исполин¬
ских планет, между тем как вокруг земли фактически нет совсем водо¬
рода в чистом виде.
Д-р Джефри недавно высказал еще одно новое предположение о
четырех планетах-исполинах, Юпитере, Сатурне, Нептуне и Уране. В по¬
следние 50 лет существовало общее мнение, что эти огромные планеты,
судя по их размерам, до сих пор сохранили большую долю своего первич¬
ного тепла, что их поверхности до сих пор находятся в расплавленном
состоянии, но скрыты от нас слоями облаков и коры, густотою до
1 000 миль. Д-р Джефри высказывает предположение, что поверхности
их давно затвердели и в настоящее время чрезвычайно охлаждены.
Возможно даже, что они покрыты слоями льда, толщиною до 100 миль.
Мы воздерживаемся от столь крайних воззрений, основываясь на теле¬
скопических показаниях относительно энергичных процессов, протекаю¬
щих в атмосфере Юпитера. Длинные ряды пятен, в форме яйца,
постоянно наблюдаемые там, являются, повидимому, результатом последо¬
вательных выбрасываний материи из областей, расположенных там, где
вращательное движение слабее, так что эти взлетающие массы материи
отделяются от поверхности планеты.
Внезапные взрывы и получающееся от этого красное пятно,
также, должно быть, вызваны крупным источником энергии; быстрые
экваториальные течения Юпитера и Сатурна имеют отдаленное сход¬
ство с солнечными течениями. Солнечным теплом невозможно, казалось
бы, объяснить все эти проявления мощной энергии на столь отдаленных
планетах. Более правдоподобным казалось предположение, что возраст
Юпитера не так уж велик, как его определяет Джефри, или же как
думают некоторые современные физики, приписывающие этим планетам
жизнь в миллионы раз более долгую, чем считалось несколько десят¬
ков лет тому назад.
ХП.
Кометы.
Между-планетные и за-планетные области солнечной системы на¬
полнены скоплениями мелких мировых тел, из которых состоят кометы.
О таком аггрегатном составе комет свидетельствуют, как мы уже выше
видели, метеорные потоки, следующие по кометным орбитам. Самый
внешний вид комет служит подтверждением этого взгляда. Если бы
они были плотными телами, то обнаруживали бы при соответствую¬
щих условиях те же фазы, какие мы наблюдаем у планет. На самом
же деле, голова кометы всегда представляется в виде более или менее
правильной шарообразной массы, яркость которой возрастает к центру,
это указывает на то, что голова кометы состоит из отдельных телец,
разделенных пустыми промежутками. В пользу этого говорит также
прозрачность комет: при покрытии звезд кометой, первые не только
остаются видимыми, но даже не претерпевают видимого перемещения.
5 65
Скиапарелли при своих исследованиях о связи метеорных потоков с
кометами пришел к следующим представлениям относительно проис¬
хождения кометных голов. Мировое пространство, думал он, наполнено
скоплениями мельчайших небесных тел, большей или меньшей плот¬
ности. Блуждая в межзвездных пустынях, под влиянием первоначаль¬
ного импульса или действия отдаленных звезд, эти аггрегаты миро¬
вых осколков остаются неизменными до тех пор, пока, приблизившись
к какому-нибудь сильному центру притяжения (например, к нашей
солнечной системе), не направятся по определенному пути вокруг
центра тяжести этой системы. По мере приближения к центру притя¬
жения, разрозненные мелкие тела, следуя по почти совпадающим пу¬
тям, соединяются все в более и более плотные скопления, чему содей¬
ствует также и взаимное их притяжение друг к другу. Первоначально
разрозненные массы постепенно уплотняются в один или несколько
следующих друг за другом роев мелких осколков; этим объясняется
наблюдаемое нередко следование нескольких комет по одной и той
же орбите. Но замечательно, что эти скопления сами имеют движение
в том же направлении, как и наша планетная система, так что скорость
комет относительно нашей системы, в общем, незначительна; только
этим и объясняется обычная форма кометных орбит, очень близкая к
параболе. То обстоятельство, что кометы, в противоположность пла¬
нетам, движутся во всевозможных плоскостях и в обоих направлениях,
свидетельствует об их происхождении, независимом от происхождения
планет.
Большая часть комет обращается по очень удлиненным эллипсам,
с периодом от нескольких тысячелетий до нескольких столетий. Затем,
с дальнейшим развитием наших знаний, было открыто много комет,
представляющих все переходные ступени от трех столетий до несколь¬
ких лет. В их числе больше всего таких, обращения которых близки
к периоду обращения Юпитера. Это объясняется тем сильным влиянием,
которое эта гигантская планета оказывает на движение комет, изме¬
няя первоначальную форму их орбит. Вообще кометы, как тела, обла¬
дающие очень незначительною массой, легко подпадают под возму¬
щающее влияние планет, особенно крупных, и поэтому орбиты их от¬
носительно изменчивы.
Многие кометы представляют большой интерес в том отноше¬
нии, что подходят к солнцу значительно ближе, чем Меркурий. Они
являются поэтому объектами для изучения еще мало исследованной
отталкивательной силы солнца. Уже под действием теплоты солнца на
эти хлопья, поверхность которых очень велика по сравнению с массой,
освобождаются заключенные в них газы. Вследствие большой скорости,
с которой кометные массы движутся вблизи солнца, они должны на¬
каливаться, хотя этот процесс имеет лишь отдаленное сходство с на¬
каливанием метеоров при проникновении их в земную атмосферу. При
этом происходит еще и по настоящее время не вполне объясненное
образование светящихся хвостов, которые почти всегда направлены в
противоположную от солнца сторону, как бы под действием отталки¬
вательной силы. Исследования профессора Гольдштейна заставляют
предполагать, что эти световые образования имеют близкое отноше¬
ние к так называемым катодным лучам. Таким образом, вся обасть
загадочных лучистых явлений, наблюдаемых у комет, приобретает те¬
перь первостепенный интерес.
Зодиакальный свет. В связи с кометами следует упомянуть
об одном явлении, природа которого, по мнению некоторых ученых,
имеет нечто общее с кометами: о так называемом зодиакальном свете.
В определенные периоды года, особенно в тропических странах, можно
ев
видеть по ночам на горизонте своеобразное сияние, тянущееся по на¬
правлению видимого пути солнца (или зодиакальных созвездий, от¬
куда и происходит название этого явления), но всего эффектнее явле¬
ние зодиакального света наблюдается незадолго до восхода солнца в
восточной части неба и вскоре после заката — на западном; нередко
яркость его превосходит яркость Млечного Пути. Мнения о природе
зодиакального света расходятся. Многие особенности этого явления хо¬
рошо объясняются, если допустить, что внутри земной орбиты обра¬
щаются вокруг солнца пылеобразные частицы. Эта гипотеза, однако,
не объясняет так называемого явления противосияния, т. е. сияния,
наблюдаемого нередко на стороне неба, диаметрально противополож¬
ной собственно зодиакальному свету. Для объяснения этого явления
следовало бы допустить, что вышеупомянутый космический туман рас¬
пространяется и за пределы земной орбиты, и это ставит солнце в
аналогию с так называемыми туманными звездами, у которых это явле¬
ние достигает огромных размеров.
Здесь мы оставляем область нашей планетной системы, и обра¬
щаемся к чуждым нам, отдаленнейшим системам — к миру псевдо-
неподвижных звезд.
XIII.
Звезды.
Расстояния и масса звезд. Двойные звезды. Как мы
выше видели, один из самых простых способов для определения рас¬
стояний, отделяющих нашу планетную систему от ближайших солнц,
заключается в измерении годичного колебания, которому подвержены
неподвижные звезды, вследствие движения земли. Если годичный па¬
раллакс звезды равняется 1", то расстояние ее от нашего солнца со¬
ответствует величине в 206,265 радиусов земной орбиты (солнечных
расстояний). Свет пробегает этот путь в 3,3 года. Мы до сих пор не
знаем звезды, находящейся от нас на таком близком расстоянии, так
как наибольший из известных нам до сих пор параллаксов, принадле¬
жащий Альфе Центавра, равен лишь 3/4". Следовательно, расстояние
этой звезды от нашего солнца равно 206,265:3/4 — 275 020 радиусам
земной орбиты; луч света доходит от нея к нам в 4,4 года. Альфа
Центавра, как оказалось,—звезда двойная. После почти столетнего изу¬
чения перемещений этой двойной звезды, найдено, что менее яркая из
двух звезд совершает оборот вокруг более яркой в течение 87,4 года.
Большая полуось этой орбиты представляется нам под углом 18,9".
Деля это число на 3/4, мы найдем, что полуось равняется 25,2 радиу¬
сам земной орбиты. Отсюда мы, руководствуясь третьим законом Кеп¬
лера, легко можем вычислить, что сумма масс этих двух звезд не пре¬
вышает вдвое массы нашего солнца.
У Сириуса мы находим годичный параллакс в 0,4"; у него темный
спутник, время его обращения равно 50 годам; большая полуось=
17,8 радиусам земной орбиты, а потому масса обоих солнц не многим
больше двойной массы нашего солнца.
Произведенные до сих пор, хотя и немногочисленные, измерения
двойных звезд дают возможность утверждать, что наша солнечная си¬
стема не уступает многим из них в массе и размерах. Параллакс
в 1/20" соответствует расстоянию от солнечной системы почти в 4 мил¬
лиона радиусов земной орбиты. Свет пробегает это расстояние
в 66 лет.
С развитием астрономической науки, тесно связанным с усовер¬
шенствованием астрономических приборов и с введением новых
5
методов исследования, были открыты новые звездные системы с вре¬
менем обращения, начиная от нескольких сот лет и кончая 4-мя годами.
В последние десятилетия открыты были двойные звезды с временем
обращения даже в несколько часов. Основателем нового метода
исследования движения звезд является Доплер, профессор матема¬
тики в Праге, который обратил внимание на собственные движения
светящихся и звучащих тел. У них происходят заметные изменения
в наблюдаемой частоте колебаний, когда звуковой и световой источ¬
ники, или же сам наблюдатель, перемещаются относительно друг друга
по направлению соединяющей их прямой. Эти-то изменения наблю¬
даемой частоты колебания, по сравнению с истинной, должны отра¬
жаться на звуке, как изменение высоты тона, а на свете, — как изме¬
нение высоты цветового тона, т. е. окраски. Профессор Буй-Балло,
в Утрехте, первый произвел опыт для исследования применимости
этого положения в области звуковых явлений,— в 1845 г., пользуясь
быстротой движения локомотива. Постараемся разъяснить вкратце,
в чем состоял опыт. — Кто обладает достаточно тонким слухом и умеет
внимательно наблюдать, должен заметить, что когда поезд, на котором
мы едем, сталкивается с встречным, локомотив которого в это время
издает свист, то тон этого свиста до встречи, покуда поезда друг
к другу приближаются, кажется значительно выше, нежели после
расхождения поездов. Так как скорость распространения звука равна
34,5 м в секунду, а сумма скоростей двух скорых поездов может достигать
в итоге 34,5 м в сек., то в продолжение времени, когда оба поезда друг
к другу приближаются, продолжительность колебания звуковой волны,
соответствующей данному тону, понижается на 1/10 своей величины,
а когда поезда удаляются — становится на 1/10 больше. Разница между
высоким тоном до встречи и более низким после встречи будет в дан¬
ном случае до того значительна, что не может пройти незамеченной,
если только тон свиста постоянен и достаточно чист. Справедливость
указанных исследований профессора Балло была подтверждена сравне¬
ниями над более чистыми звуками, чем свист локомотива, и измере¬
ниями, произведенными Фогелем также при помощи локомотивов.
Применение того же метода Доплера в области световых коле¬
баний встретило уже значительно больше затруднений. Известная нам
скорость движения земли вокруг солнца (30 км в 1 секунду, или
1/10000 скорости света) дала нам возможность улавливать изменения
в наблюдаемом периоде колебания света небесных светил, достигаю¬
щие 1/5000 их истинной величины. Необходимо только для этого опре¬
делить период колебания света в момент движения земли по орбите,
когда она приближается к данной звезде и спустя полгода, когда земля
от нее удаляется. В общем, разница в восприятии световых колебаний
достигает 1/5000. Но во времена Доплера орудия измерения не были
еще достаточно тонки, а потому результаты его исследования были
неудовлетворительны и мало кем оценены по достоинству. Только
благодаря открытию (Бунзеном и Кирхгофом) спектрального анализа
в применении его к изучению состава звезд, искусство разлагать свет
на его составные части с различными периодами колебания достигло
небывалого успеха. Было признано значение и степень постоянства
темных линий спектра небесных тел и их связь с химическим соста¬
вом светового источника. Таким путем убедились в сходстве химиче¬
ского состава различных световых источников и констатировали при¬
сутствие на отдаленнейших звездах многих известных нам газов
в раскаленном состоянии.
Для точного определения положения спектральных линий необхо¬
димо измерить величину световой волны, т. е. того расстояния, на
68
которое распространяется свет в течение одного периода колебания.
Изменения же в длине световой волны могут быть измерены и иссле¬
дованы, благодаря смещению темных линий светового спектра. Согласно
теории Доплера, характерные линии света всякой неподвижной звезды
(удаленной не более, чем на несколько градусов от эклиптики) должны
были в течение года перемещаться в спектре туда и обратно на
1/5000 длины соответствующей световой волны, а именно — сдвигаясь
к фиолетовому концу спектра во время движения земли навстречу
к звезде, и смещаясь в противоположную сторону через полгода,
когда земля удаляется от звезды.
На помощь этому плодотворному методу измерения небесных
перемещений в скором времени явилась фотография. Фогелем и Шей¬
нером в Потсдамской обсерватории были получены с большим успе¬
хом снимки со спектров звезд, с целью изучения незначительнейших
изменений положения характерных темных линий в фиолетовой части
спектра. Благодаря таким снимкам звездных спектров, удалось с точ¬
ностью установить существование изменений в наблюдаемой длине
волн в свете неподвижных звезд, — изменений, обусловленных годичным
движением земли. А именно, снимки спектральных линий звезд достигли
такой отчетливости, что по ним можно было исследовать скорость
земного движения с точностью до незначительных частей километра.
Полученные результаты вполне согласовались с прежними измере¬
ниями движения земли вокруг солнца.
Далее, астроному Динеру в Упсале удалось определить, путем
особых остроумных приспособлений, также опирающихся на принцип
Доплера, скорость вращения различных зон солнца и вообще скорость
вращения различных точек солнечной поверхности с точностью до
долей километра. Определение этих скоростей, по предложению Цель¬
нера, может быть произведено путем сравнения положения спектраль¬
ных линий света, испускаемого точкой солнечной поверхности, дви¬
жущейся по направлению к нам, и точкой, имеющей противоположное
движение. При этом разница в скоростях удваивается и, следовательно,
становится гораздо заметнее. Приятно, что движения двойных звезд
и связанные с ними перемены направлений движения то к нам, то от
нас, могут быть определены точно таким же путем. Мы можем только
заметить следующее. Чем большее число светлых или темных линий
спектра звезды измеряется и сравнивается с соответственным распо¬
ложением спектральных линий нашего солнца и раскаленных га¬
зов, — тем в большей степени результат измерения не зависит от раз¬
личных физико-химических предположений относительно тождества
светящегося вещества звезды с веществами солнца или раскаленных
газов. При таких исследованиях легко вычислить разницу между наблю¬
даемой и истинной длиной волны в различных частях спектра. Это
обнаруживается перемещением спектральных линий в сторону фиоле¬
тового конца — при приближении светового источника, и в сторону
красного — при удалении его. Так, скорость изменения расстояния
светового источника, равная 30 км в секунду (т. е. скорость движения
земли по орбите), вызывает смещение желтых световых линий на
расстояния между двумя известными спектральными линиями
натрия.
Все вышеупомянутые методы исследования, а также применение
более чувствительных фотографических пластинок, сильно подвинули
вперед исследования о движениях двойных звезд. В последнее
время в системах двойных звезд, очень удаленных от нас и кажущихся
нам сливающимися в одну точку, удалось обнаружить движения отдель¬
ных составляющих их звезд, благодаря периодическому смещению их
69
спектральных линий, вполне согласующемуся с известными уже ранее
колебаниями яркости этих звездных систем. Такие перемещения линий
обусловливаются обращением двух или более мировых тел вокруг
общего центра тяжести, причем происходят взаимные покрытия и за¬
темнения отдельных светил. Когда два солнца движутся в одной
плоскости с нашим лучем зрения, то может случиться, что одно из
двух солнц, очутившись перед другим, вызывает покрытие и потемне¬
ние второго солнца, так как временно лучи света затемненного солнца
не будут достигать до нас. При полном покрытии этого рода до нас
достигал бы лишь свет ближайшего к нам в данный момент солнца,
в то время, как в другие моменты мы получали бы слившийся в одну
точку свет обоих солнц.
Если оба солнца одинаково велики и светлы, то нетрудно понять,
что, при полном покрытии, свет звезды уменьшился бы вдвое против
прежнего, хотя и на очень короткое время. При неодинаковой же ве¬
личине звезд, в изменении яркости при прохождении меньшего солнца
перед большим будет наблюдаться явление, напоминающее род частного
солнечного затмения. При каждом обороте должны при этом существо¬
вать две такие фазы, во время которых одно солнце будет двигаться
по направлению к нам, а другое — от нас. Вспомнив принцип Доплера,
мы легко поймем, что светлые и темные линии спектра солнца, дви¬
гающегося к нам, будут смещены к фиолетовому концу, а соответ¬
ствующие линии звезды, удаляющейся от нас, сместятся к красному
концу. При этом, если оба солнца одинаково ярки, то спектры их два
раза за время одного оборота будут так наложены один на другой,
что общие линии спектра как бы удвоятся. Наоборот, в те моменты
обращения, когда линия центров обеих звезд направлена к нам (так
что одно солнце движется вправо, а другое влево) и притом не про¬
исходит заметного движения всей системы к нам или от нас, то
спектры, не будучи подвержены смещению, покроют друг друга так,
что удвоение спектров исчезнет. Ясно, что при таких солнечных си¬
стемах случаи покрытия будут наступать тем чаще, чем меньше угло¬
вое расстояние между отдельными мировыми телами, так как чем
больше они удалены друг от друга, тем реже будут случаи совпадения
направления центров линий с направлением нашего луча зрения,—
а это прежде всего необходимо, чтобы вообще сделать возможным
для нас покрытия светил.
Большим торжеством для вышеизложенной теории было следую¬
щее обстоятельство. Герман Фогель в Потсдамской обсерватории нашел
в неподвижной звезде Бета, созвездия Персея, периодическое смещение
линий с тем же периодом, какой был установлен уже с XVIII столетия
для колебаний яркости этой звезды. Любопытно, что здесь удалось
ясно распознать не вышеописанные периодические удвоения линий
благодаря противоположным смещениям двух спектров, а периодиче¬
ское смещение лишь одного спектра. Из этого можно заключить, что
одно из мировых тел системы Бета Персея, совершающих движение
вокруг общего центра тяжести, значительно уступает в яркости дру¬
гому, так что его участие в общем свете звезд весьма незначительно.
Все разобранные нами явления колебаний яркости звезд подтвер¬
дили правильность вышеприведенных гипотез, а точное измерение
радиальных (т. е. направленных по лучу зрения) движений звезд до¬
стигло небывалой высоты и дало возможность, пользуясь снимками
спектров, вычислить их скорость до незначительных долей км. Гарт¬
ману в Потсдаме удалось, например, заметить очень интересную осо¬
бенность Полярной звезды. Эта звезда второй величины образует со
своим мало удаленным и менее ярким спутником тесную двойную
систему, обращающуюся вокруг их общего центра тяжести в четыре
дня (период их обращения установлен с точностью до одной минуты).
Кроме того, центр тяжести этого двузвездия движется по орбите вокруг
некоторого центра тяжести, общего с третьим телом; продолжительность
этого второго оборота равняется 15 годам, а скорость достигает 6 км
в секунду; отсюда, между прочим, следует, что диаметр этой орбиты
должен быть по крайней мере в три раза больше диаметра земной
орбиты. Если же, независимо от вышесказанного, удастся, после мно¬
гочисленных измерений, определить величину угла, под которым нам
представляется диаметр этой орбиты, то явится возможность вычи¬
слить годичный параллакс этой сложной звезды в три раза легче, чем
параллакс обыкновенных звезд. Таким образом, точность измерения
линейной скорости радиальных движений звезд дала нам средство
определять точнее расстояние очень удаленных от нас небесных светил.
Вообще, чем дальше подвинутся вперед научные методы изучения
звездного мира, тем легче будет определять расстояния солнц во все¬
ленной.
Переменные звезды. Изменение яркости звезд, как мы
только-что видели, обусловливается взаимными покрытиями и затем¬
нениями обращающихся одно вокруг другого солнц; но замечены и
такие изменения яркости, которые не находятся в зависимости от этих
причин. Остановимся теперь на исследовании подобных переменных
звезд. Самое характерное при изменении яркости света, благодаря
взаимным покрытиям, состоит, как мы видели, в том, что потемнения
в вышеуказанных системах звезд длятся только в течение очень ко¬
роткой части всего периода колебания, в то время как в остальную
часть периода яркость их остается неизменной. Однако, существует
несколько сот неподвижных звезд, у которых во весь период коле¬
бания яркости света, длящегося то несколько дней, то несколько лет,
происходят постоянные изменения яркости. Эти изменения могли бы
быть объяснены при коротких периодах колебания вращением выше¬
указанных светил вокруг своей оси, предполагая, что не все места их
поверхности испускают лучи света с одинаковой интенсивностью.
В этом отношении наше солнце также принадлежит к светилам,
которые подвержены изменениям яркости света, соответствующим
периоду его вращения, хотя это периодическое изменение вполне ясно
обнаруживается только в области электромагнитных явлений. В области
же световых и тепловых явлений причины этого изменения яркости
солнца лежат, по всей вероятности, в поглощении атмосферы и до
сих пор еще недостаточно выяснены. Мы выше видели, что, вслед¬
ствие образования пятен и факелов, условия поглощения и интенсив¬
ности света на солнечной поверхности неодинаковы для лучей, испу¬
скаемых различными точками этой поверхности, и несомненно, что
при изменении положения этих точек вследствие вращения солнца
происходят соответствующие периодические колебания яркости солнца.
Даже яркость отраженного землею к луне солнечного света колеблется
в зависимости от периода вращения земли, смотря потому, какие части
нашей планеты обращены в сторону луны: поверхности-ли больших
материков, более сильно отражающих солнечный свет, или несравненно
слабее отражающие свет поверхности океанов и морей.
Новые звезды. Заканчивая краткое изложение световых
изменений, происходящих на звездном небе, мы должны остановить
наше внимание на так называемых „новых" звездах, у которых наблю¬
дались быстрые, катастрофические изменения блеска без заметной
периодичности. Случалось, что в течение немногих часов яркость
звезды увеличивалась в несколько тысяч раз, а затем в продолжении
71
нескольких месяцев возвращалась к своей прежней степени яркости.
Что касается причин таких катастроф, то на этот счет существует
масса различных предположений. Возможно, да в некоторых случаях
и доказано благодаря спектрографическому наблюдению, что дело
идет о взрывах потухших звезд.
Появление новой звезды Nova Persei в феврале 1901 года в со¬
звездии Персея подтвердило верность вышеуказанных предположений;
благодаря фотографическим снимкам удалось обнаружить присутствие
космического тумана вокруг этой звезды. Вдобавок к тому, в течение
нескольких месяцев, следовавших за этим мировым пожаром, были
видны, в туманных массах, окружавших звезду, своеобразные изменения
яркости, которые можно легко объяснить, как последовательное рас¬
пространение отблесков внезапных вспышек на большие расстояния
вокруг места катастрофы.
Собственные движения звезд. Что касается собственных
движений звезд, то уже было указано, каким образом Вильям Гер¬
шель из известных в XVIII столетии перемещений более известных
звезд на небесной сфере вывел относительное направление движения
в пространстве нашего солнца и нашей планетной системы. Целый
ряд предпринятых в XIX столетии исследований дал богатый материал
для определения собственных движений отдаленных солнечных систем,
кажущихся нам неподвижными звездами. Нам теперь уже известна
для большого числа звезд величина угла их годичного перемещения на
небесной сфере, и когда мы из наблюдаемых нами перемещений
вычтем перспективное движение нашей планетной системы, то оста¬
нутся лишь свойственные самим неподвижным звездам перемещения
в небесном пространстве.
Большинство перемещений, наблюдаемых в течение полутораста
лет, из года в год, совершаются с различной скоростью в одном
и том же направлении, не обнаруживая никакого притяжения к нахо¬
дящимся по близости космическим массам. Благодаря этим перемеще¬
ниям в небесном пространстве, измеряемым долями дуговых секунд
(впрочем, для некоторых звезд это годичное измерение равно несколь¬
ким секундам, а у одной достигло и девяти секунд), можно только
тогда определить истинную линейную скорость под углом к лучу
зрения, когда результат измерения годичного параллакса звезды точно
известен. Звезда, у которой годичное перемещение равно одной се¬
кунде, и параллакс которой также равен 1", проходит в год путь, пер¬
пендикулярный к лучу зрения, равный одному солнечному расстоянию.
Так как наша земля, двигаясь по своей орбите вокруг солнца с сред¬
ней скоростью в 30 километров в секунду, проходит в течение года
путь, равный 6,3 солнечных расстояний, то звезда с параллаксом в одну
секунду, за вычетом перспективного движения нашей планетной си¬
стемы, достигла бы скорости движения, равной 30 километрам в се¬
кунду только в том случае, если бы ее собственное движение дости¬
гало 6,3 секунды в год. Когда же годичный параллакс звезды, как
и у большинства небесных светил, .равняется лишь J/20 секунды, то ее
собственное годичное движение достигающее 1", дало бы нам осно¬
вание предполагать в этой звезде перемещение, перпендикулярное
к лучу зрения, равное, по крайней мере, 20 солнечным расстояниям,
и, таким образом, имеющее линейную скорость, равную 20/6,3 X 30 =
=95 километрам в секунду.
Благодаря таким измерениям и вычислениям, установлено, что до¬
вольно значительное число звезд несется в мировом пространстве со
скоростями, составляющая которых, перпендикулярная к лучу зрения,
равняется нескольким стам километров в секунду. Далее установлено,
72
что некоторые большие группы звезд и даже целые созвездия, как
например, почти все яркие светила в созвездии Большой Медведицы,
движутся по общему направлению, обнаруживая лишь незначительное
расхождение. Другими словами, очевидно, что причины происхождения
движений звезд в мировом пространстве, удаленных друг от друга на
несколько миллионов радиусов земной орбиты, подчиняются в основе
одним и тем же, еще не открытым законам. Дальнейшее изучение этих
замечательных групповых движений будет, без сомнения, иметь громад¬
нейшее значение для наших представлений о строении и происхо¬
ждении вселенной.
Новый оптический метод измерения скоростей по лучу зрения
(спектроскопический) значительно расширил наш кругозор в рассма¬
триваемой области исследования. Нам уже известно, что кометы,
в момент наибольшего приближения к солнцу, достигают скорости,
равной нескольким стам километров в секунду; в некоторых отдельных
случаях астрономы имели даже возможность измерить скорость этого
движения, благодаря вышеуказанному спектрографическому методу
исследования. При помощи того же метода измерены периодические
движения отдельных звезд в сливающихся в одну световую точку
звездных системах; при этом оказалось, что они в некоторых случаях
двигались со скоростью 160 километров в секунду. Кроме того, в соб¬
ственных движениях небесных светил были найдены скорости того же
порядка.
Многочисленные радиальныя измерения скоростей послужили
Вильяму Гершелю, а затем Аргеландеру и еще другим астрономам
к определению и проверке направления движения нашей собственной
планетной системы; из известного нам движения окружающего нас
звездного мира удалось определить, конечно, приблизительно, что наша
планетная система сближается с созвездиями Геркулеса и Лиры. Было
определено далее, что скорость этого движения не достигает и поло¬
вины скорости движения земли по своей орбите вокруг солнца. Но
мы не должны забывать, что эта величина представляет из себя только
разность между скоростями движения нашей планетной системы и сред¬
него движения окружающего нас звездного мира; поэтому вполне
возможно, что открытые нами звездные миры, как и некоторые отда¬
ленные созвездия, имеют общее движение, абсолютная величина кото¬
рого внутри всепроникающего эфира — носителя световых движений,
довольно значительна и постоянна.
Распределение звезд. Строение видимого мира. В этой области
исследования мы вступаем на путь широкого изучения явлений и при¬
чин движения в необъятной вселенной. Но в настоящее время нет еще
достаточного согласия в результатах математической переработки
обширного материала, собранного тружениками науки в продолжение
десятилетий, а потому потребуется еще много труда, чтобы внести
должную гармонию в наши представления о строении видимого мира.
Точно определенные расстояния в мировом пространстве ограни¬
чиваются пределом в 4 миллиона радиусов земной орбиты; свет про¬
бегает этот путь более, чем в 60 лет. Новые оптические методы изме¬
рения линейных скоростей в отдаленных мировых пространствах
сыграли существенную роль в решении важных, еще до сих пор
неясных, вопросов, связанных со строением вселенной. Так, например,
возникает вопрос: находятся ли менее яркие звезды на более значи¬
тельном отдалении от нас, или же в ближайшем мировом пространстве
распределены солнца с меньшим блеском и величиной? Ясно, во всяком
случае, что один только блеск не может еще служить мерилом вели¬
чины предполагаемого отдаления звезды. Те небесные светила, которые
73
мы считаем ближайшими на основании измеренных годичных парал¬
лаксов, большею частью не отличаются особенной яркостью, и только
незначительная часть поражает нас своим блеском.
Наиболее удаленные звезды имеют, между тем, для нас громад¬
нейшее значение, потому что их неподвижность в небесном простран¬
стве дает нам опору при суждении о ближайших и важнейших дви¬
жениях, каковы, например, перемещение земной оси, плоскости эклиптики
и т. п. Что касается распределения звездных масс в пространстве, то
первые попытки разрешения этой задачи принадлежат, как известно,
Вильяму Гершелю, который рассматривал Млечный Путь как основную
плоскость, вблизи которой распределено бесчисленное множество звезд,
окружающих нас в мировом пространстве. Однако, еще и до сих пор
приходится наталкиваться в этой области на многие неясности.
Одни исследователи думают, что бесконечная в пространстве и
во времени вселенная имеет островной характер, причем бесчисленные
отдельные дискообразные скопления миллионов звезд возникают из
все наполняющего мирового эфира и обратно тают в нем, как кучевые
облака в летний солнечный день. Другие, главным образом, сторон¬
ники многомерности мирового пространства, считают весь доступный
нашему изучению его объем аналогичным поверхности шара, т. е.
имеющим свой радиус по четвертому измерению, так что, летя по
любому прямому направлению и не сворачивая нигде в сторону, мы
всегда возвратились бы в исходный пункт своего полета, как путеше¬
ственники в кругосветном плавании или как при полете на аэроплане
в земной атмосфере. И, наконец, можно допустить третий случай, что
светоносный эфир составляет лишь атмосферу видимого нами звездного
скопления, а за ним и в нем находится еще более первичная среда, по
которой уже не могут лететь световые лучи и за которой мы не можем
ничего видеть, как не можем слышать звука за пределами земной
атмосферы.
XIV.
Туманности и Млечный Путь.
Остановимся немного на научных представлениях о строении
космических туманностей. Исследования Вильяма Гершеля о природе
туманных образований и о строении так называемого Млечного Пути
были блестяще подтверждены спектральным анализом, точными фото¬
графическими снимками туманностей и новейшими изысканиями
относительно распределения звезд в мировом пространстве. Благодаря
спектральному анализу, стало известно то, что только угадывалось
Гершелем, а именно, — что большинство туманных образований суть
сильно удаленные, сливающиеся в одну световую поверхность, скопле¬
ния многих тысяч отдельных звезд, а другие представляют собой
хаотические стадии образования мировых тел. Спектр последних неопро¬
вержимо свидетельствует о том, что они состоят из светящихся газов,
температура которых в большинстве случаев должна быть не очень
высока, чтобы дать наблюдательные спектры. Благодаря фотографии,
сделавшей в последние годы огромные успехи, перед нашими глазами
открылся новый мир туманных образований в высшей степени инте¬
ресных форм и строений. Эти туманности, повидимому, недалеко
ушли по пути своего развития и имеют чаще всего форму спиралей;
такая основная форма должна быть рассматриваема, как продукт вра¬
щательного движения космических масс.
В туманном пятне созвездия Гончих Псов виден ясно спиральный
тип туманности состоящий из светящихся газов. Большое туманное
74
пятно в созвездии Ориона обнаруживает более сложное строение,
в котором только местами можно различить спиральные формы, и. то
с известным искажением, происходящим, вероятно, вследствие нало¬
жения нескольких слоев туманности друг на друга. Это колоссальное
туманное пятно, огромное расстояние которого от нас до сих пор еще
с точностью не измерено, служит как бы более зрелой стадией разви¬
тия туманностей, т. е. переходом их в слоистые образования, с более
резкими контурами. Иногда туманности постепенно переходят в боль¬
шие группы уже сформированных звезд. В особенности обращает на
себя внимание тот факт, что внутри некоторых туманных образований
наблюдаются заметные и довольно сильные колебания яркости отдель¬
ных солнц—колебания, подверженные известной периодичности. Нако¬
нец, в большом туманном пятне созвездия Андромеды наблюдаются
в виде спиралей не только массы космического тумана, но и скопле¬
ния мелких звезд. Из всех до сих пор исследованных туманностей
в звездном мире пятно Андромеды более всех других приближается
по сходству к очертаниям и строению Млечного Пути. Действительно,
если вообразить себя в центре этой колоссальной системы спиральных
слоев и колец и постараться представить себе соответствующую кар¬
тину звездного неба, то многие неправильности в строении Млечного
Пути станут для нас более понятными, чем ранее. Туманность Андро¬
меды окажется таким же звездным скоплением, как и наш Млечный
Путь, со всеми видимыми нашим глазом звездами, входящими в ее
состав, всеми до одной.
Я приведу здесь легкий абрис современных представлений о
туманностях и об эволюции звезд по Кроммелину.
Туманности неба разделяются на следующие группы:
I. Темные туманности, присутствие которых характеризуется
почти полным затемнением звезд в известных областях неба, как,
напр.: „Угольные мешки" возле Южного Креста и в созвездии Скор¬
пиона и „Конская Голова" в созвездии Ориона. Возможно, что они
представляют собою или скопление газов, или же рассеянную, не све¬
тящуюся пыль.
II. Туманности, окружающие звезды, как, например,
некоторые в Плеядах. Спектроскоп устанавливает, что это облака пыли,
светящиеся отраженным светом своих звезд.
III. Рассеянные газовые туманности, как, например,
в созвездии Ориона. В них мы видим много ярких звезд, бесспорно,
имеющих сродство с этой туманностью; трудно, однако, установить,
имеет ли вся она тенденцию к образованию звезд.
IV. Планетарные и круглые туманности, часто—
со звездою в центре. Размеры их невелики и края отчетливо за¬
круглены.
V. Спиральные туманности. Они многочисленны и имеют
определенную характерную структуру. Центральная масса преимуще¬
ственно овальной формы, окружена длинными светлыми спиралями.
Узлы на этих спиралях многими рассматриваются, как звезды в началь¬
ной стадии своей формации.
Природа спиральных туманностей являлась предметом живейшего
интереса и обсуждения среди астрономов в продолжение уже целого
столетия. Некоторые придерживаются взгляда Вильяма Гершеля, счи¬
тающего спиральные туманности звездными мирами, подобными нашему;
предполагается, что изгибы нашего Млечного Пути оказались бы спи¬
ральной туманностью при наблюдении их с какой-нибудь очень отда¬
ленной точки небесного пространства.
Еще не выяснено, который из выше приведенных разрядов ту¬
манностей может рассматриваться, как непосредственный источник
рождения новых миров. Возможно, что таковыми являются темные или
планетарные туманности, и что звезды невидимы для нас до тех пор,
пока достаточное сгущение материи и соответствующее повышение
температуры не превратит их в солнца.
XV.
Последовательные этапы образования звезд.
За последние годы много нового было получено относительно
стадий развития, которые проходят звезды в течение бесконечно дол¬
гих периодов времени, излучая свой свет и тепло. Большинство астро¬
номов предполагало до 1910 года, что стадия голубовато-белого све¬
чения являлась началом жизни всякого солнца, и что затем светило
последовательно переходило от желтовато-белой к желтой стадии све¬
чения, в которой находится теперь и наше солнце, и, наконец, к оран¬
жевому и красному свечению, после чего наступает угасание.
Теперь, однако, стало общим мнением среди астрономов, что ка¬
ждая звезда в своей жизни дважды проходит шкалу спектра — сначала
в восходящем порядке, а затем, вторично, в нисходящем, когда ее по¬
верхность охлаждается. Эта теория была предложена сэром Норманном
Локиером много лет тому назад; но в то время не было еще достаточ¬
ного количества данных для того, чтобы она могла стать общепри¬
знанной.
Стадии, предшествующие достижению максимальной температуры
звезды, соответствуют гигантским звездам, а последующие карликовым.
Звезда начинает свое существование в виде гигантского скопления из
разреженного газа, температурою 3000° по Цельсию, причем цвет ее
в этом периоде — красный.
Интерферометр Моунтвильсоновской обсерватории дал возмож¬
ность измерить диаметры некоторых из этих красных гигантов-звезд,
в частности звезды Бетельгейзе в Орионе и Антареса в Скорпионе.
Диаметр каждой из них оказывается почти в 40 миллионов раз
превосходящим объем Солнца.
Многие из этих громадных красных звезд являются переменными.
Прежде предполагалось, что эти переменные красные звезды прибли¬
жаются к концу своего существования, как солнца, и что на их поверх¬
ности начинает образовываться кора. Но теперь уже доказано, что
большинство из них, если не все гигантские звезды, суть образования,
начинающие свое существование. Само собою разумеется, что никакой
коры не может существовать на таких разреженных телах; однако все
же предполагалось возможным, что вокруг них могла образовываться
„облачная завеса", затемняющая их свет и задерживающая их вну¬
треннее тепло, пока звезда не достигнет достаточных размеров, чтобы
рассеять это затемнение, и не начнет излучать видимый нашим гла¬
зом свет. Другое объяснение, применяемое обычно к переменным
звездам, заключается в допущении возможности колебания молекул
газа, из которого состоит каждая звезда, что и вызывает то расшире¬
ние объема, то сокращение объема звезды. Сжатие газа подымает
температуру звезды, тогда как расширение — понижает. Замечено, что
Бетельгейзе время от времени также изменяет силу своего излучения, что
как будто подтверждает эту теорию; тем более, что измерения инте-
ферометра указывают на одновременное изменение диаметра звезды.
Но считать этот вопрос решенным никак еще нельзя.
76
Помимо этих возможных колебаний, существует постоянное сокра¬
щение и уплотнение объема звездной массы от силы взаимного тяго¬
тения ее частиц. Это явление повышает температуру, но так как светя¬
щаяся поверхность звезды сокращается, то общее излучение света мало
изменяется за время пребывания звезды в гигантской стадии своего
развития. Арктур находится во второй, т. е. в оранжевой стадии (К);
Капелла в третьей, т. е. в желтой (G); Каноп в четвертой — желто¬
вато-белой (F); Аридед в созвездии Лебедя—в пятой стадии—белой (A),
и Ригель в созвездии Ориона — в шестой — голубовато-белой (B).
Последняя стадия является кульминационной точкой раскаленного
состояния всех звезд, за исключением немногих, масса которых необы¬
чайно велика, и достигает у них еще более горячего состояния, извест¬
ного под условным обозначением литерой О или стадии Вольф Райе.
Диаграмма, выражающая современные взгляды астрономов на эволюцию звезд.
Буквы М К G F А В О были избраны для обозначения различных
стадий звезд Гарвардской обсерваторией и теперь считаются общепри¬
нятыми. Они так часто встречаются в астрономической литературе,
что с ними полезно ознакомиться.
Профессор Эдингтон доказал, что световое давление имеет огром¬
ное влияние на внутреннее состояние звезды, действуя, подобно могучему
ветру, от центра в стороны и уменьшая таким образом поле ее тяго¬
тения, действующее в обратную сторону. Он, впрочем, пришел к заклю¬
чению, что это давление влияет на сокращение звездных масс в срав¬
нительно узких границах. Наименьшая звездная масса считается,
приблизительно, равной одной седьмой массы солнца. Эдингтон опре¬
деляет эффективную температуру этой массы в 3 000°, которая соответ¬
ствовала бы тускло-красному свечению. Значительно меньшая масса
не достигла бы температуры, достаточной для того, чтобы сверкать,
77
как звезда. Масса, превосходящая по меньшей мере в 2 1/2 раза солнце,
достаточна для достижения стадии В — голубовато-белого свечения;
многие звезды, по причине сравнительно малого своего объема, быть
может, никогда и не дойдут до этой стадии, и максимальная темпера¬
тура их будет более низкая.
Принято считать, что наше солнце в своей максимальной стадии
накаленности приближалось к типу F, т. е. к типу звезды Прокион.
Существование крайнего предела звездной массы обусловливается
тем соображением, что для образования очень большой звезды потре¬
бовалась бы температура столь высокая, что давление ее светового излу¬
чения далеко превзошло бы силу тяготения. В результате этого, или
звезда разлетелась бы на части (двойные, сложные звезды), или боль¬
шая часть ее массы рассеялась бы в пространстве в виде газовых струй.
XVI.
Новейшие теории эволюции миров.
До сих пор считалось, что звезда достигает высшей точки своей
температуры в период максимального сгущения, что возможно только
при сохранении чисто-газообразного состояния. С этого момента впредь
ей предстоит непрерывно охлаждаться, проходя через прежние свои
спектральные стадии, но в обратном порядке, т. е. белую, желтую,
оранжевую, красную; при этом яркость ее становится все меньше и
меньше, благодаря сильному уменьшению размера. Красные перемен¬
ные звезды находились, как предполагалось, в конечной стадии своей
жизни, и их мерцание приписывалось образованию твердой коры на
их поверхности и ее расплавленности.
Эти взгляды, однако, в корне изменились: во-первых, благодаря
открытию, что красные переменные звезды чрезвычайно отдалены
и являются исполинами, начинающими свое существование, а не карли¬
ковыми звездами в периоде угасания их жизни; во-вторых, благодаря
результатам изысканий профес. Эдингтона, обнаружившего, что яркость
излучения света звездой в любой стадии ее жизни (гигантской и карли¬
ковой) зависит только от ее массы. Отсюда явствует, что если умень¬
шается свет звезды, то и объем также уменьшается. Предполагают, что
часть атомов звезды перестает к концу ее жизни существовать, как
тяготеющая материя, благодаря непрестанному выделению звездою
огромных запасов своей энергии в виде света и тепла. Согласно вы¬
числениям, солнце в настоящее время растрачивает четыре миллиона
тонн своей массы ежесекундно; таким образом, для полного израсхо¬
дования его массы понадобились бы 15 1/2 миллиардов лет. Однако, мы
не можем предположить такого же количества времени и в прошлом
нашего солнца, так как выделение энергии было значительно большим
во время его гигантской стадии. Следовательно, более ранний период
жизни каждой звезды бывает сравнительно короток.
Мы можем составить себе представление об относительной дли¬
тельности различных стадий, определив число звезд в каждой стадии,
находящихся в достаточной близости к солнцу. Нам приходится огра¬
ничиваться только этой областью, так как свечение красных и оранже¬
вых карликовых звезд по существу своему настолько слабо, что они
всецело теряются из виду на больших расстояниях, тогда как гигант¬
ские звезды видимы на значительно большем отдалении. Карликовые
звезды в преобладающем количестве являются нашими близкими сосе¬
дями; число их превосходит гигантские звезды в 200 или 300 раз.
Если мы возьмем самые громадные звезды, то приведенная выше
пропорция еще увеличится и дойдет до отношения тысячи к одному.
78
Отсюда мы можем вывести заключение, что продолжительность всех
вместе взятых восходящих „гигантских" стадий соответствует не более,
как двум сотым всего периода жизни звезды.
Профессор Эдингтон приводит следующую относительную дли¬
тельность различных стадий эволюции звезды, которая начинает свою
жизнь при яркости, превосходящей в 1 000 раз сияние солнца.
Яркость в 1 000 или больше .... 10 единиц, времени
1 000 до 100 21
100 „ 10 99
10 „ 1 472
1 „ 1/10 ..................... 3670
1/10 „ 1/100 . 29 800
Он не приводит продолжительности каждой „единицы" в земных
годах, но, согласно новейшим теориям, она приблизительно равна мил¬
лиону лет, а, может быть, и значительно больше. Только первые три
стадии, приведенные выше, могут считаться „гигантскими"; они соста¬
вляют всего 1/200 общего исчисления единиц времени.
Согласно взгляду Эдингтона, звезда может находиться и в газо¬
образном состоянии, хотя ее плотность при этом может далеко пре¬
восходить плотность металлов. Это оказывается возможным по той
причине, что в некоторых условиях атом может быть лишен внешних
электронов и таким образом может занимать меньшее пространство.
Когда звезда достигает карликовой стадии, поверхность ее начи¬
нает охлаждаться, но температура внутри ее продолжает повышаться;
это тепло не достигает поверхности благодаря ее непрозрачности от
сильного уплотнения. Отсюда происходит накопление тепловой энер¬
гии, и, весьма возможно, что явления „новых звезд" есть результат
взрывов. Часть „новых" звезд (Noval) очевидно были карликовыми
звездами в стадии, соответствующей состоянию нашего солнца в на¬
стоящее время; на это указывают произведенные с них фотографиче¬
ские снимки до их вспышек. Так, напр., размеры чрезвычайно яркой
звезды „Nova Aquilea" в 1918 году были на 1/10 больше, чем на фото¬
графическом снимке 1888 года.
Вопрос о том, какое дальнейшее превращение проходит энергия,
излучаемая звездами, до сих пор не разрешен. Лишь небольшая ее
часть достигает других миров нашей звездной системы (солнц или
планет). Значительная часть поглощается темными или светлыми туман¬
ностями, и, весьма возможно, что эта поглощаемая энергия играет
некоторую роль в дальнейшем образовании звездных тел.
Общий ныне взгляд относительно системы звезд, к которой при¬
надлежит наше солнце, мало отличается от высказанного Герше¬
лем около 100 лет тому назад. Предполагается, что эта система
содержит от 3000 до 4 000 миллионов звезд и имеет форму сплющен¬
ного, размытого диска, диаметр которого в 5-6 раз превосходит его
толщину. Размеры могут быть указаны лишь приблизительно. Толщина
равна приблизительно 8 000 свето-годам *, а диаметр 40000. Диаметр
лежит в направлении Млечного Пути, и даже звезды, видимые нево¬
оруженному глазу, более многочисленны в этой области.
Эта огромная система звезд не включает, однако, в себе все
видимые небесные тела. Спиральные туманности и круглые скопления
кажутся лежащими вне ее. Согласно прежним представлениям, звезд¬
ные скопления, якобы, состояли из огромного числа очень маленьких
* Световой год — расстояние, проходимое лучом света в год.
79
звезд и в недалеком расстоянии от нашей солнечной системы.
Первым поводом к отказу от этого воззрения было открытие проф.
Галлея и других астрономов, что скопления содержат целый ряд
изменяющихся звезд с короткими периодами.
Далее проф. Шэплей нашел, что расстояния до многих скоплений
необычайно велики. Ближайшее скопление Центавра находится на
расстоянии 20 000 световых лет; скопление Геркулеса на расстоянии
50 000 световых лет; а самое удаленное скопление лежит в 200 000 све¬
товых лет от нас. Четыре разных метода были применены им для
проверки указанных расстояний, и все они дали те же самые цифры.
Им же было доказано, что эти скопления являются огромными
телами до 100 световых лет в диаметре, а иногда и больше; они
содержат сотни тысяч звезд, из которых вследствие чрезвычайной
удаленности видимы лишь звезды-исполины. Хотя эти скопления и
находятся вне нашей звездной системы, но, очевидно, существует между
нею и ими некоторая связь, судя по характеру их группировки, рас¬
полагающейся в двух зонах — по одной с каждой стороны Млечного
Пути. Чрезвычайно высокая средняя скорость луча света упомянутых
скоплений как будто заставляет предполагать, что в общем они при¬
ближаются к нам, тогда как спиральные туманности удаляются с воз¬
растающей скоростью; но истинное космогоническое значение этих
движений пока еще не постигнуто.
XVII.
Заключение.
Мы приблизились, таким образом, к границам человеческого пони¬
мания явлений, происходящих во вселенной, — к великим проблемам
истории мира в прошлом и его будущей судьбе. Вернемся же снова
из звездных пространств на землю и заключим свое изложение немно¬
гими соображениями общего характера.
В недрах земли, в глубинах звездного мира, через туман прошед¬
шего и мрак будущего, ум наш стремится объять необъятное, про¬
никнуть в великую, вечную тайну мироздания, постичь его смысл,
цели, судьбу.
Все прекраснее и богаче становится мир, отраженный в челове¬
ческой душе, все величественнее и гармоничнее становится связь
явлений, все ярче выступает вечность мироздания среди изменчивого
хода событий. Научные исследования не задаются такими широкими
задачами, какие намечены выше. Известно по опыту, что несбыточные
цели, подобно миражам, рисующимся в воображении утомленного
путника, заводят в пустыню бесплодных мечтаний. Зато науке очень
дорог всякий, хотя бы и ничтожный отрывок проверенной теории,
ряд хорошо исследованных явлений, всякая попытка осветить дотоле
неизвестный нам уголок в любой области знания, всякий новый пло¬
дотворный метод исследования, ведущий к ряду важных открытий.
Из года в год в продолжение многих столетий пытливый чело¬
веческий ум стремится приподнять завесу с тайн природы. Не падая
духом, без устали, шаг за шагом приближается он к заветной цели.
Все более и более расширяется наш умственный горизонт, и мы уже
начинаем постепенно знакомиться со строением величественного здания
вселенной. Медленно и безостановочно, преодолевая мрак, окутываю¬
щий нас со всех сторон, движется наука по лучезарному пути позна¬
ния — к вечной, нетленной истине.
80
Редакция и Контора
ЖУРНАЛОВ
„ВЕСТНИК ЗНАНИЯ*
"НОВЕЙШИЙ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ.
СЛОВАРЬ"
„МИР ПРИКЛЮЧЕНИЙ"
Центральный
КНИЖНЫЙ СКЛАД
ИЗД-ВА „II. П. СОЙКИН"
ЛЕНИНГРАД, 35. Стремянная.8.
Телеграфный адрес.
ИЗДАТСОЙКИН.
НАУКА В ВОПРОСАХ
и ответах
750 вопросов и ответов с
явлениях окруж. нас мира
Цена в переплете 1 р. 50 к.
с перес. 1 р. 75 к.
Книга состоит из отделов: I. Строение и
работа машины человеческого тела. I Г. Силы
природы. III. Строение материи. IV. Наука о
небесных телах. V. Химия обыденной жизни
VI. Электричество. VII. Радио.VIII. Законы
жизни. IX. Естественная история мозга.
В составлении книги приняли участие:
акад.-проф. В. М. Бехтерев, проф. Б. П.
Вейнберг, радио-инж. В. А. Гуров, проф.
Д. О. Святский, Б. К, Серебряков и проф.
Л. Ю. Шмидт.
Я. и. ПЕРЕЛЬМАН.
Загадки и диковинки
8 МИРЕ ЧИСЕЛ
Изд. 2-ое, дополнен., 143 стр
Цена 1 р. 25 к., с перес. 1 р. 50 к.
Оглавление: I. Старое и новее о цифрах и нумерации.
II. Камни преткновения Пифагоровой таблицы. Ш. Пото¬
мок древнего абака. IV. Немного истории V. Не десятич¬
ные системы счисления. VI. Галлерея числовых дикови¬
нок. VII. Фокусы без обмана: Искусство индусского царя.
Не вскрывая конвертов, угадать число спичек в коробке.—
Чтение мыслей по спичкам.—Идеальный разновес.—Предска¬
зать сумму ненаписанных чисел.—Предугадать результат
ряда действий.—Мгновенное деление.—Еще отгадывание.—
Любимая цифра.—Угадать день рождения.—Одно из „утеш¬
ных действ" Магницкого. VIII. Быстрый счет и вечный
календарь. IX. Числовые исполины. X. Числовые лилли¬
путы. XI. Арифметические путешествия Вне глав. Ариф¬
метические курьезы.
20 ГОЛОВОЛОМОК
ПЕРЕПЛЕТЕННЫЕ СЛОВА
СОСТАВИЛ П. В. МЕЛЕНТЬЕВ.
Цена 20 к., с перес. 30 к.
Эти головоломки, впервые появляющиеся
в СССР, завладели вниманием всего мира,
благодаря своей занимательности и обра¬
зовательному значению.
НАУЧНО-ОБОСНОВАННАЯ ИГРА
„ВОЗДУШНЫЙ БОЙ“
Составил А.. Д. МАЛИНОВСКИЙ.
Игра состоят: из шахматной доски с изображением поля сражения, с 16 метал¬
лическими аэропланами, с 7 чертежами и брошюрою «Воздушный бой», объяс¬
няющей правила игры. Многочисленность возможных комбинаций в группи¬
ровке и столкновении фигур делает игру крайне интересной, и игра приобретает
характер шахматной партии.
Цена 2 рубля, с пересылкой и упаковкой в ящике
Планета Марс
В СВЕТЕ НОВЕЙШИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Составил В. В. ШАРОНОВ
Пена 40 к. с перес. 50 к.
Из предисловия: «Цель настоящей бро¬
шюры — дать краткий и сжатый очерк
о Марсе в свете новейших исследований;
она представляет собою переработанное
и приспособленное к печати содержание
тех многочисленных публичных лекций
о Марсе, которые мне приходилось читать
за последние годы».
С требованиями на книги обращаться в Изд-во «П. П. СОЙКИН».
Ленинград, 25, Стремянная. 8.
Мелкие суммы можно высылать почтовыми марками в заказной письме.
Вновь подписавшиеся получают журнал, начиная с первой книги.
ПОДПИСКА на 1928 год ПРОДОЛЖАЕТСЯ
ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ ИЛЛЮСТРИРОВАННЫЙ ЖУРНАЛ ПОВЕСТЕЙ и РАССКАЗОВ
Мир Приключений
Задача журнала—ПРИЯТНЫЙ и РАЗУМНЫЙ ОТДЫХ ТРУДЯЩЕМУСЯ.
Расширена область НАУЧНО-ФАНТАСТИЧЕСКОГО
РАССКАЗА, будящего мысль, вызывающего лю¬
бовь к познанию природы и скрытых в ней
и в самом человеке сил.
Множество БЫТОВЫХ РАССКАЗОВ ПРИКЛЮЧЕНИЙ
во всех странах, в воздухе, на море и на
земле, с психологически разработан, темами
Новейшие ПРОИЗВЕДЕНИЯ ЛУЧШИМ ПИСАТЕЛЕЙ
ВСЕХ народов РЕСПУБЛИК СОВЕТСКОГО СОЮЗА.
С занимательной фабулой ИСТОРИЧЕСКИЕ
РАССКАЗЫ.
В каждом номере новейшие ЮМОРИСТИЧЕСКИЕ
РАССКАЗЫ.
СИСТЕМАТИЧЕСКИЙ ЛИТЕРАТУРНЫЙ КОНКУРС . С
ПРЕМИЯМИ для подписчиков НА 1.200 РУБ.: —
12 РАССКАЗОВ С 12 ПРЕМИЯМИ ПО 100 РУБ. КАЖДАЯ
ЗА ЛУЧШИЕ ОКОНЧАНИЯ К РАССКАЗАМ.
Беллетристические очерки интересных нра¬
вов и обычаев НА ДАЛЕКИХ ОКРАИНАХ СССР
и заморских стран.
ПОПУЛЯРНО-НАУЧНЫЕ ОЧЕРКИ и заметки русских
и иностранных ученых и специалистов О ВСЕХ
НОВИНКАХ ЧЕЛОВЕЧЕСКИХ ДОСТИЖЕНИЙ, ОТКРЫ¬
ТИЯХ И ИЗОБРЕТЕНИЯХ.
Весь материал ОБИЛЬНО ИЛЛЮСТРИРУЕТСЯ та¬
лантливыми ХУДОЖНИКАМИ.
ШАХМАТНЫЙ ОТДЕЛ С ПРЕМИЯМИ для подписчи¬
ков (12 ДОСОК С ФИГУРАМИ обычных и дорож¬
ных).
Расширенный отдел ЗАДАЧ математических,
физических и др. С ПРЕМИЯМИ — ЦЕННЫМИ
ЛИТЕРАТУРНЫМИ, ХУДОЖЕСТВЕННЫМИ И НАУЧНЫМИ
КНИГАМИ.
Гл. Конт и ред. журн. «Мир Приключений"—Ленинград, 25, Стремянная, 8.