Текст книги "Сказочная астрофизика"

Автор книги: Алла Казанцева

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 8 страниц)

Алла Казанцева
Сказочная астрофизика

Серия «Наука в сказках с иллюстрациями»

© Казанцева А.Б., 2026

© ООО «Издательство АСТ», 2026

Предисловие автора

Посвящаю моим любимым внукам

Алексу, Мише и Лизе

Вы уже знакомы с гномиками Мишуном и Алексом, которые живут с мамой и папой в небольшом уютном домике на лесной опушке? Я рассказывала о них в книге «Сказочная физика»[1]1
  Казанцева Алла. Сказочная физика. – М.: Издательство АСТ, 2024. – (Наука в сказках с иллюстрациями)


[Закрыть]. Любознательный Мишун постоянно задаёт старшему брату вопросы, а чрезвычайно начитанный и терпеливый Алекс с удовольствием на них отвечает. В первой книге им о многом удалось поговорить: о звуке и свете, о фундаментальных силах природы и строении вещества, об энергии и теплоте – в общем, о том, как устроен физический мир.

После выхода «Сказочной физики» меня сразу начали спрашивать: а будет ли продолжение книги, где гномики изучают астрономию? Я рада сообщить, что мои гномики действительно увлеклись астрономией. Алекс рассказывает брату о созвездиях, звёздах и планетах, о чёрных дырах и галактиках. А ещё с помощью своей подруги, маленькой феи Лизы, они придумали способ путешествовать по космосу, чтобы своими глазами увидеть другие планеты и ощутить «вкус» иных миров. Об этих приключениях, открытиях, о новых вопросах и ответах вы прочитаете в «Сказочной астрофизике».

Хочу выразить благодарность моим внукам и моему мужу – первым читателям и вдохновителям этой книги.

Две Медведицы и Кассиопея

– Знаешь, Алекс, я решил стать астрономом, когда вырасту, – как-то раз объявил Мишун перед сном.

– Интересная идея: гном-астроном. Такого, кажется, ещё не было. Но зачем ждать, когда вырастешь? Давай начинать прямо сейчас.

– А как?

– Ну, сейчас мы ляжем спать, а завтра начнём изучать звёздное небо. Астроном должен знать его как свои пять пальцев.

С утра пораньше Мишун начал тормошить Алекса:

– Когда мы начнём изучать звёздное небо?

– Давай хоть позавтракаем сначала, – взмолился Алекс и вздохнул. – Чувствую я, хлопот с этой астрономией у меня прибавится.

После завтрака он достал с полки книгу и подозвал брата:

– Смотри – по этой замечательной книжке я зимой выучил почти все созвездия[2]2
  Алекс имеет в виду книгу Х. А. Рей. Звёзды. Новые очертания старых созвездий.


[Закрыть]. Здесь на рисунках звёзды в созвездиях соединены так, что получаются легко запоминающиеся фигуры. – Алекс полистал книгу. – Давай начнём с Большой Медведицы.

– А я уже её знаю! – похвастался Мишун.

– Ты, наверное, имеешь в виду Большой Ковш? Да, он очень красивый и виден на нашем небе круглый год. Только созвездие Большая Медведица гораздо больше, чем семь звёзд Ковша. В самую тёмную ночь в нём можно насчитать больше ста звёздочек. Но звёзды Ковша – самые яркие.

И он показал брату в книжке рисунок всего созвездия.

– Здорово! – восхитился Мишун. – Настоящая белая медведица! Попробую найти её сегодня на небе.

– Я не уверен, что сегодня получится: чтобы разглядеть такие слабые звёздочки, нужна полная темнота, а в июне она поздно наступает. Но вот в августе точно всё созвездие рассмотрим. А теперь я покажу, как с помощью Большого Ковша можно найти другие созвездия. Проведём мысленно линию через две крайние звезды Ковша, продолжим её примерно на пять таких же расстояний – и мы упрёмся в довольно яркую Полярную звезду. Ты её ни с чем не спутаешь, в округе больше нет таких же ярких звёзд. Полярная – это небесный полюс мира. Вокруг неё в течение суток поворачивается весь небосвод, а сама она остаётся на месте.

– На самом деле это Земля вращается, да? – проявил осведомлённость Мишун.

– Конечно! А ось вращения Земли направлена на Полярную звезду. Это очень важная звезда. Встав к ней лицом, найдёшь направление на север. Справа от тебя будет восток, слева запад, а за спиной юг. Полярная – это крайняя звезда ещё одного созвездия-ковша.

Алекс нашёл в книге другой рисунок:

– В сторону Большого Ковша повёрнут ещё один звёздный ковшик, словно из него хотят перелить воду в Большой. Это созвездие – Малая Медведица. И третье созвездие на сегодня – Кассиопея. Проведём мысленную линию от середины ручки Большого Ковша до Полярной звезды и дальше примерно на такое же расстояние. И мы увидим пять довольно ярких звёзд в форме разлапистой буквы то ли W, то ли М (в зависимости от времени года и времени суток «буква» может быть повёрнута по-разному). Это и есть Кассиопея.

– А что означает это название?

– Была такая царица в древней африканской стране Эфиопии. В честь неё и назвали. Ну, хватит для начала. Нарисуй эти созвездия у себя в тетрадке, чтобы лучше запомнить, а вечером попробуем найти их на небе.

Первые наблюдения

Братья предупредили маму, что лягут спать поздно, потому что начинают изучать звёзды. Мама отнеслась к решению заняться астрономией с уважением и разрешила приходить завтракать попозже.

С наступлением вечерних сумерек (а темнеет в начале лета поздно) гномики вышли на поляну перед домом. Невысоко над деревьями висел широкой лунный серп.

– Знаешь, как отличить растущую Луну от убывающей? – спросил Алекс. – Надо мысленно приставить к концам серпа палочку: если получится правильная буква Р, значит, Луна растёт.

Мишун тут же радостно сообщил:

– Точно! Получается Р! А почему на Луне большие тёмные пятна?

– Это лунные моря. Так их назвали сотни лет назад, когда люди думали, что там и правда вода, и даже дали морям названия. А на самом деле это остатки древних потоков лавы.

– Там что, вулканы извергаются? Как на Земле?

– Сейчас уже нет, но сотни миллионов лет назад извергались. Я тебе про историю Луны завтра расскажу.

– А настоящая вода на Луне есть?

– Есть, и довольно много. Только не в виде воды, а в виде льда под грунтом или в тех местах, куда не попадает солнечный свет. В жидком виде вода на поверхности Луны существовать не может.

– А что ещё на Луне есть, кроме морей?

– Тысячи кратеров, больших и маленьких – следов от ударов метеоритов. Это такие чашеобразные углубления, окружённые кольцевидным валом. Ширина самых больших кратеров достигает сотен километров, а глубина – нескольких километров. А ещё очень важно знать, что Луна всегда обращена к нам одной и той же стороной. Её обратную сторону люди смогли увидеть только на фото, когда космические корабли облетели вокруг Луны. Оказалось, что больших морей там нет, зато кратеров ещё больше.

Пока гномики рассматривали Луну, небо потемнело и появились первые звёзды.

– Интересно, сколько всего звёзд на небе, – задумчиво проговорил Мишун. – Наверное, много-много тысяч…

– А вот и нет! Даже в самую тёмную и ясную ночь невооружённым глазом можно увидеть всего около двух тысяч звёзд. А ярких звёзд, которые стоит запомнить, где-то около тридцати.

– А я нашёл Большой Ковш! – радостно сообщил Мишун.

– Тогда посмотри внимательнее на звезду на изломе ручки Ковша – её имя Мицар.

Мишун прищурился и воскликнул:

– Ой, там не одна, а две звезды! Вторая совсем слабенькая.

– Ты прав! Две звезды находятся близко друг к другу и вращаются одна вокруг другой, словно связаны верёвочкой. Их с древних времён использовали в качестве проверки остроты зрения. Я вот не могу их различить, так что ты можешь гордиться своим прекрасным зрением. Ищи теперь Полярную звезду и Малую Медведицу.

– Полярную нашёл, это легко!

– Она кажется не такой уж и яркой, – прокомментировал Алекс, – но на самом деле Полярная звезда светит в тысячу с лишним раз ярче Солнца и почти в пятьдесят раз крупнее его. Она находится довольно далеко, свет от неё идёт до нас больше четырёхсот лет[3]3
  Расстояния в космосе измеряют не километрами, а световыми годами. Об этом рассказывается в «Сказочной физике» в главе «Далеко ли до космоса».


[Закрыть].

– Ничего себе, какая гигантская!

– Это ещё что! Бывают звёзды ещё крупнее, но они гораздо дальше от нас. А теперь проводим линию от Мицара до Полярной и за неё – и вот у нас Кассиопея.

– Вижу Кассиопею! – обрадовался Мишун.

– Тогда идём домой, чтобы завтрак не проспать, – позвал Алекс.

История Земли и Луны

– Ты вчера обещал рассказать что-то про историю Луны, – напомнил брату Мишун после позднего завтрака.

Алекс расположился в кресле поудобнее и начал рассказ.

– Давным-давно, четыре с половиной миллиарда лет назад, Земля и другие планеты Солнечной системы только-только сформировались из огромного газопылевого облака. Тогда вокруг них ещё летало много космического мусора – больших и малых каменных и ледяных глыб. Эти глыбы постоянно врезались друг в друга и в планеты. И на Землю в те времена постоянно что-то падало.

– Метеориты?

– Да, это была эпоха великой метеоритной бомбардировки, из-за которой поверхность молодой Земли никак не могла окончательно затвердеть. Она была покрыта расплавленными камнями – магмой. Сейчас такая магма изливается из земных недр при извержениях вулканов. И вот однажды с Землёй столкнулось огромное космическое тело размером почти с неё саму. От этого столкновения часть расплавленной земной магмы выплеснулась в космос. Из этого вещества и образовалась Луна.

– Ничего себе! Значит, Земля родила Луну из себя? Это её дочка?

– Можно и так сказать. Когда космические аппараты впервые доставили на Землю образцы лунного грунта, учёные были очень удивлены: оказалось, что лунные камни ничем не отличаются от земных! Но слушай дальше. Сначала новорождённая Луна была горячей и жидкой. Потом её поверхность постепенно застывала, но удары метеоритов ещё долго оставляли на ней глубокие раны – кратеры. Несколько раз в Луну врезались такие огромные метеориты, что взрывы от ударов были видны даже с Земли. Гигантские кратеры заполнялись вытекшей из недр магмой – так образовались лунные моря. Тогда Луна была раз в двадцать ближе к Земле, чем сейчас. Из-за сильного земного притяжения вращение Луны вокруг своей оси замедлялось, так что в конце концов Луна оказалась навсегда повёрнута к нам одной и той же стороной: земное тяготение словно держит её в тисках. Постепенно Луна от нас удалялась, да и сейчас понемногу продолжает: на три сантиметра в год, то есть на длину твоего пальчика.

– А она не убежит от нас совсем?

– Не волнуйся, совсем убежать она не успеет – такими-то темпами!

– А ещё ты говорил, что на обратной стороне Луны морей почти нет. Почему? – допытывался въедливый Мишун. – Разве туда не падали метеориты?

– Скорее всего, та сторона была холоднее и её поверхность быстрее затвердела. Метеоритам было сложнее пробить её и вызвать потоки магмы. А «нашу» сторону Луны подогревала Земля, которая в ту давнюю эпоху была очень даже горячей. А ещё на молодой Луне вовсю извергались вулканы, а при извержениях из недр выделялись разные газы. Так что некоторое время на Луне даже была атмосфера! Но маленькая Луна остыла гораздо быстрее Земли, и вулканы потухли ещё три миллиарда лет назад. Атмосфера развеялась – тяготения Луны не хватило, чтобы удержать её. И теперь Луна – холодное безжизненное тело, лишённое атмосферы. И только многочисленные кратеры и моря напоминают о её бурной молодости.

– Какую интересную сказку ты придумал, – вздохнул Мишун. Всё это время он сидел на полу и выкладывал что-то из маленьких камушков (от папы гномикам досталась целая коллекция красивых камушков).

– Это не сказка, а научная теория. А что это ты делаешь? – поинтересовался Алекс.

– Я делаю созвездия: двух Медведиц и Кассиопею. Похоже?

– Вполне! Это ты здорово придумал – тренироваться на камушках! Сегодня вечером я покажу тебе ещё парочку созвездий.

Волопас и Северная Корона

После обеда Алекс открыл книжку с созвездиями и подозвал брата:

– Итак, вот что мы посмотрим сегодня вечером. Снова находим Большой Ковш, – начал Алекс. – Продолжаем мысленно изгиб его ручки… и упираемся в яркую оранжевую звезду. Это Арктур – вторая по яркости звезда в нашем полушарии.

– Оранжевая? – переспросил Мишун. – Мне звёзды кажутся одинакового зеленоватого цвета. Ты мне прошлым летом объяснял, почему так получается, но я забыл.

– Ничего, я напомню. Причина в особенности нашего зрения. Наши глаза умеют различать цвета лишь при ярком свете. На слабый свет звезды реагируют только рецепторы ночного зрения, которые не различают цвета. Лишь от небольшого числа самых ярких звёзд исходит достаточно света для включения дневного цветового зрения. А через телескоп или бинокль в глаз попадает гораздо больше световых частиц – фотонов, поэтому можно и цвета звёзд различить, и увидеть звёзды, которые глаз просто так вообще не замечает. И не только звёзды – много всего.

– А Арктур от нас далеко? – спросил Мишун.

– По звёздным меркам не очень: свет идёт к нам от Арктура всего сорок лет. А размером он в двадцать пять раз больше Солнца.

– А что такое волопас?

– Просто пастух, который пасёт волов. Созвездие большое, но неяркое. Видишь – Волопас на картинке похож на человека, который сидит и курит трубку. Треугольное тело, большая голова в шапочке и трубка почти до ручки Ковша. Запомнил?

Мишун кивнул.

– Тогда двигаемся дальше. Слева от Волопаса, возле его головы, мы увидим маленькое, но очень выразительное созвездие Северной Короны. Оно напоминает полукруглую диадему, украшенную в середине драгоценным камнем: самой яркой звездой Геммой. Она почти в три раза больше Солнца, а светит как шестьдесят Солнц.

– Что это все звёзды больше Солнца? – обиделся за наше светило Мишун.

– Не все. Есть звёзды гораздо меньше Солнца, и их очень много во Вселенной. Просто они светят не так ярко, как звёзды-гиганты, поэтому на нашем небе они не видны. Их можно рассмотреть только в большие телескопы.

– А меньше Земли звёзды бывают? – заинтересовался Мишун.

– Да, бывают звёзды размером с Землю и даже меньше, зато они ужасно плотные. Их называют белыми карликами. Один спичечный коробок вещества белого карлика весил бы на Земле двести тонн! Это как большой самолёт.

– Ничего себе! Не могу представить!

– Это ещё что! Про звёзды я расскажу тебе ещё много удивительного! Но в другой раз.

Алекс отложил книгу.

– Ну всё, к вечернему наблюдению мы готовы! А пока можешь потренироваться на камушках от Большого Ковша находить ещё четыре созвездия: Малую Медведицу, Кассиопею, Волопаса и Северную Корону.

Опасно ли на Луне?

На другой день Мишун объявил:

– Я соскучился по фее Лизе. Пойдём к ней в гости! Она же ещё не знает, что я решил стать астрономом!

Братья запаслись мамиными пирожками и отправились в дальний лес, где жила их подруга, маленькая лесная фея.

По дороге Мишун расспрашивал Алекса:

– А что, люди на Луну ещё не летали?

– Да как-то странно: американские астронавты впервые высадились на Луне больше пятидесяти лет назад, в 1969 году. Потом ещё пять раз туда летали. А через три года, в 1972 году, лунную программу закрыли, и с тех пор людей на Луне не было. Но сейчас сразу несколько стран – Америка, Россия, Китай – хотят снова заняться освоением Луны и даже построить там поселение. Но это в будущем.

– А я бы так хотел побывать на Луне… – мечтательно произнёс Мишун.

Через некоторое время он вдруг спросил:

– Алекс, а ты хорошо спрятал нашу волшебную палочку? Она не потерялась?

– Не волнуйся, хорошо спрятал. А что?

– Я подумал: может, с её помощью мы сможем оказаться на Луне?

– Хм, я так не думаю.

– А давай у Лизы спросим – она всё-таки фея, с волшебством лучше знакома.

– Понимаешь, Мишун, проблема не только в том, чтобы оказаться на Луне. Там нет атмосферы и магнитного поля, и живым существам нечем защититься от очень опасных космических излучений.

– Что ещё за излучения? – насупился Мишун.

– Это заряженные частицы – в основном протоны и электроны, – которые с огромной скоростью летят от Солнца и из глубин Галактики. А ещё на Солнце время от времени случаются мощнейшие взрывы (их называют солнечными вспышками). Наша планета сгорела бы как спичка, попади она в такую вспышку. И во время них опасных частиц выбрасывается ещё во много раз больше. Мы здесь, на Земле, даже не задумываемся, какая у нас надёжная защита от всех таких частиц: это плотная атмосфера и магнитное поле Земли. Оно захватывает заряженные частицы и не позволяет им долететь до поверхности нашей планеты. А те частицы, которые всё же вырвались из «лап» магнитного поля, тормозятся при столкновениях с молекулами атмосферы и становятся медленными и неопасными.

– А чем вообще эти частицы опасны? Они же совсем маленькие!

– Они могут пронизывать наши тела насквозь, словно невидимые пули, разрушая по дороге молекулы тела. И чем дольше мы подвергаемся такому облучению, тем хуже для нас.

– Но мы же будем в скафандрах! Они же нас защитят?

– Только отчасти. Даже стенки космического корабля не могут защитить от космических излучений.

– А как же американские астронавты, которые на Луну летали?

– Им повезло: мощных вспышек за время тех лунных экспедиций не случилось. Но какой-то вред их здоровью, конечно, всё равно был нанесён. Космонавт вообще-то – опасная профессия.

– На Международной космической станции космонавты по полгода живут, – заметил Мишун. – Может, не так уж это и опасно?

– Космонавты на МКС ещё находятся под защитой магнитного поля Земли – оно ведь очень далеко простирается, – объяснил Алекс.

– А как же люди собираются жить на Луне? – продолжал допытываться Мишун.

– Они собираются жить не на поверхности, а под ней. Может быть, в глубоких пещерах. Астрономы уже присматривают такие пещеры на снимках, которые передают лунные орбитальные станции. По плану сначала на Луну отправятся роботы, построят подземное (то есть подлунное) жильё, и тогда уже полетят люди. И жить они там будут недолго, постоянно сменяя друг друга.

– А зачем вообще там жить, если это так опасно?

– На Луне много полезных ископаемых. К тому же Луна – идеальный перевалочный пункт для межпланетных путешествий. А человечество постепенно дозревает до них. Рано или поздно люди начнут осваивать другие планеты Солнечной системы.

– Я понял, – вздохнул Мишун. – Сейчас мама нас на Луну не пустит.

Чудеса начинаются

Беседуя, гномики незаметно дошли до знакомой лесной поляны.

– Лиза, привет, это мы пришли! – прокричал Мишун.

Из ветвей выпорхнула белокурая девочка с крылышками:

– О, мои любимые гномики!

– Знаешь, Лиза, я буду астрономом! Я уже выучил пять созвездий. И мы принесли мамины пирожки, – порадовал подругу Мишун.

– Какие чудесные новости! – улыбнулась Лиза.

– Лиза, как ты думаешь: волшебная палочка могла бы перенести нас на Луну? – поспешил задать свой вопрос Мишун.

– Я думаю, что нет. Вряд ли наши волшебные палочки работают за пределами Земли.

Мишун заметно огорчился: растаяла последняя надежда на космические путешествия.

– Но у меня есть одна идея, – продолжила фея.

– Расскажи скорее! – запрыгал от нетерпения младший гномик.

– Вы, конечно, знаете, что лесные феи не оставляют свой лес надолго. Но я всегда хотела повидать дальние края, а моя бабушка научила меня, как это делать, не покидая леса.

– Разве такое возможно? – удивились гномы.

– Да! Бабушка научила меня осознанным снам. Это такой сон, когда ты понимаешь, что спишь, и можешь думать и чувствовать совсем как наяву. И в таком сне я могу загадать место, в котором хочу очутиться. Я закрываю глаза, сосредотачиваюсь и открываю их уже в новом месте. Так я побывала в разных уголках Земли.

– Этому, наверное, трудно научиться, – засомневался Мишун.

– А вот эту трудность ваша волшебная палочка, я уверена, поможет преодолеть, – заверила Лиза. – Хотите попробовать?

– Конечно хотим!

– Тогда положите вашу палочку под подушку и перед сном загадайте встречу со мной. Встретимся в осознанном сне и потренируемся.

Наигравшись в любимые прятки и подкрепившись пирожками, братья попрощались с Лизой и пошли домой.

В этот вечер астрономические наблюдения они отменили и отправились спать пораньше, удивив маму. Для надёжности гномики легли вместе на одну подушку, под которую они положили волшебную палочку.

– Мы увидим во сне фею Лизу и вспомним, что спим, – произнёс Алекс.

И братья закрыли глаза.

…В какой-то момент Мишун осознал себя стоящим на полянке возле своего дома рядом с Алексом и Лизой. На небе мерцали звёзды и сияла заметно округлившаяся Луна. Мишун дотронулся до Алекса, потом присел и потрогал влажную траву.

– Я сплю? – с удивлением произнёс он. – Не может этого быть! Тут всё такое реальное…

– Так и должно быть! – захлопала в ладоши Лиза. – В осознанных снах всё совсем как наяву. Но опасностей гораздо меньше.

– И ужасные космические лучи нам не навредят, когда мы отправимся в космос? – уточнил Мишун.

– Совсем не навредят, – подтвердила Лиза. – А если ты чего-то испугаешься, то всегда можешь скомандовать себе проснуться. А ещё в таком сне можно волшебничать. Хотите немного полетать?

Лиза легко вспорхнула над поляной.

– Но у нас же нет крыльев, как у тебя, – засомневался Алекс.

– Это неважно! Надо просто захотеть!

Мишун вдруг подпрыгнул и полетел, раскинув руки как крылья. Он поднимался всё выше и выше… Алекс же оттолкнулся от земли и поплыл над травой, загребая руками, словно плыл по озеру. Как же здорово оказалось парить над землёй – какой восторг и свобода!

Через некоторое время друзья снова опустились на полянку.

– А какие ещё чудеса можно делать? – спросил Мишун.

– Как бы нам обзавестись скафандрами? – спросил более практичный Алекс. – Чтобы чувствовать себя более защищёнными на Луне.

– Ага, и чтобы всё было совсем как у настоящих астронавтов, – добавил Мишун.

– Тогда хорошенько подумайте, какими должны быть эти скафандры, – скомандовала Лиза.

И Алекс начал перечислять:

– Они должны защищать нас от холода, жары и мелких метеоритов. Они должны быть снабжены запасом воздуха, системой радиосвязи, чтобы мы могли переговариваться друг с другом. И, конечно, они должны быть удобными, чтобы можно было ходить, бегать, прыгать, наклоняться, работать руками.

– Хорошо, теперь закрываем глаза и представляем себя в скафандрах. Раз, два, три – открываем глаза!

Открыв глаза, друзья обнаружили себя упакованными в скафандры.

– Раз-два-три, проверка связи, как слышно? – спросил Алекс. – Ой, Лиза, а почему у тебя скафандр с цветочками?

Лиза засмеялась:

– Потому что так красивее! И так ты издали будешь различать нас с Мишуном. Ну, на сегодня, пожалуй, хватит чудес. Завтра можем отправляться на Луну. Как считаешь, Алекс?

– Думаю, можем. Луна почти полная, то есть на видимой стороне как раз лунный день.

– Тогда пора просыпаться, – велела Лиза. – Скомандуйте себе: просыпаюсь!

– До встречи завтра ночью, Лиза! Просыпаемся!

Мишун открыл глаза в кровати и посмотрел на Алекса. Тот успел только сказать: «Мы должны всё запомнить», как Мишун снова провалился в сон. На этот раз уже самый обыкновенный.