Текст книги "Строение вселенной"
Автор книги: Борис Воронцов-Вельяминов
сообщить о нарушении
Текущая страница: 4 (всего у книги 5 страниц)
Каменный метеорит «Каракол».
Железо, падающее к нам с неба, имеет такую примесь никеля, которая отличает его от железа земного происхождения и поэтому позволяет установить, действительно ли является данный кусок железа путешественником межпланетных пространств, «приземлившимся» на нашей планете.
Метеорит, летящий в воздухе, оставляет за собой след из пылинок и светящихся газов.
Очевидцы так описывают падение метеоритов. Сначала на небе внезапно появляется яркий огненный шар, который быстро несется по небосклону, разбрасывая во все стороны искры и оставляя за собой большой светящийся слой. Такой огненный шар называется болидом и, как сигнальная ракета, бывает окрашен то в желтый, то в зеленоватый, то в красноватый цвет. Долетев до какого-нибудь места, болид как бы останавливается, окружается облаком дыма, раздается грохот, похожий на орудийный выстрел, и на землю падает один или несколько камней. При своем падении они часто зарываются в землю и бывают теплыми.
Самый большой из известных метеоритов откопан недавно в юго-западной Африке, где он находится и поныне. Вес его составляет 60 тонн, так что его нельзя перевезти ни на каком автомобиле – он слишком тяжел для этого. Его размер составляет 2,5 метра в длину и столько же в ширину при высоте 2 метра.
Второе место в мире занимает также железный метеорит, найденный в гренландских льдах. Эскимосы рассказывали, что он лежит там, где его нашли на льду, с незапамятных времен и они умудрялись из его обломков мастерить себе железные ножи и другие предметы.
В Мекке в стену храма вделан метеорит, называемый «черным камнем», и религиозные мусульмане поклоняются ему, как святыне.
Много метеоритов хранится в музеях и, в частности, в Музее Академии наук в Москве. Это одна из богатейших коллекций.
Большинство метеоритов было подобрано много времени спустя после их падения. Ежегодно наблюдается падение двух-трех метеоритов. Хотя на самом деле этих падений ежегодно происходит около двух тысяч, но почти все они остаются незамеченными по причинам, о которых уже говорилось.
Когда метеорит летит в безвоздушном межпланетном пространстве, то он очень холодный. Врезаясь в земную атмосферу со скоростью нескольких десятков километров в секунду, он испытывает сильное сопротивление воздуха, которое тормозит его движение и нагревает его. Это нагревание очень быстро и так велико, что поверхность метеорита расплавляется и начинает ярко светиться. Кроме того, повышается температура воздуха, сжимаемого метеоритом на своем пути, и воздух вокруг метеорита также начинает вследствие этого светиться. Вот почему начало падения метеорита наблюдается нами в виде полета яркого огненного шара, дававшего в древности повод видеть в нем Змея-Горыныча, или «дракона». Однако полет его сквозь атмосферу длится так мало (всего 70 лишь несколько секунд), что он не успевает прогреться насквозь и падает на землю почти холодным снаружи и совершенно холодным внутри. Оплавленная и застывшая после охлаждения поверхность метеорита покрывает его тоненькой стекловидной корочкой черного цвета, которая помогает отличить метеорит от обычных камней.
Форма метеорита бывает обычно неправильной. Несомненно, что метеориты – это обломки каких-то неведомых нам небесных тел. Метеориты – единственные кусочки небесных тел, химический состав которых и строение мы можем изучать непосредственно: можем их взвешивать, дробить – словом, делать с ними все то, что мы делаем с любыми земными предметами. И что же? Оказывается, что в состав метеоритов входят те же самые простейшие вещества, из которых состоит земной шар. В составе метеоритов не найдено таких веществ, которые не были бы известны на Земле. Это показывает нам, что вселенная едина в своей материальности, и опровергает религиозные сказки о различии земного и небесного.
В одной из повестей Жюль Верна описано падение на землю фантастического метеорита, целиком состоящего из золота. Но в действительности такой случай едва ли когда – нибудь может произойти. Однако большой метеорит, состоящий даже не из золота, а из чистого железа, тоже представляет значительную ценность. Только благодаря этому некоторые богатые предприниматели капиталистической Америки дали ученым значительную сумму денег на розыски железного метеорита в Каньоне Дьявола.
Метеоритный кратер в Аризоне.
Каньоном Дьявола называется у местных индейцев огромная воронка, расположенная в Соединенных Штатах Америки, в пустынной местности Аризоны. Воронка имеет почти 1,5 километра в диаметре. Ее глубина 200 метров. Дно воронки и ее края засыпаны бесчисленным множеством камней и даже обломками скал. В некоторых местах пласты песчаника, лежащего в этой местности горизонтально, поставлены на краях воронки торчком. Очевидно, какая-то чудовищная сила, какой-то взрыв проломил в этом месте земную кору и разбросал во все стороны огромные камни. С давних пор индейцы находили среди каменных обломков как внутри Каньона, так и на большом расстоянии вокруг него заржавленные кусочки железа. Лет тридцать назад ученые пришли к убеждению, что Каньон Дьявола образован падением гигантского железного метеорита. Падение его должно было произойти несколько тысяч лет назад, потому что на валу этой воронки успели вырасти деревья, насчитывающие до семисот лет.
У американских ученых не оказалось денег, необходимых для производства соответствующего бурения, так как метеорит они рассчитывали искать на дне этого оврага, где он погребен под каменными обломками.
Некоторые предприниматели, уверенные, что от продажи чистого железа, из которого состоит закопавшийся метеорит, они выручат большие деньги, отпустили кое-какие средства на его поиски. Однако поиски и бурение на дне оврага не привели ни к каким результатам. И после пересмотра всех данных было решено, что метеорит упал на землю косо и зарылся не на дне оврага, а глубоко под его краем. Новое бурение на глубине 400 метров под поверхностью земли обнаружило железные осколки, причем чем глубже, тем в большем количестве. Но алмазный бур сломался, наткнувшись, как думали, на главную массу метеорита. Доставать метеорит с такой большой глубины стоило бы слишком дорого, и поэтому американские предприниматели перестали отпускать деньги на извлечение метеорита на поверхность земли и на дальнейшее научное изучение этого исключительного и интереснейшего явления природы. Впрочем, советские ученые полагают, что этот метеорит распылился при своем падении и в Каньоне Дьявола никаких метеоритов, помимо найденных, не существует.
Быть может, метеорит еще большего размера падал в 1908 году в глухой тайге близ реки Подкаменная Тунгуска. Множество людей видело полет этого метеорита, ощущало сотрясение почвы при его падении. Над тайгой долго было видно пламя пожара и клубы дыма над тем местом, где он упал. Царское правительство не заинтересовалось этим случаем. Но советские ученые на месте падения метеорита в тайге нашли большое пространство, занятое обгорелыми деревьями, повалившимися во все стороны по направлению от места падения.
Советский ученый, энтузиаст науки Леонид Алексеевич Кулик, погибший во время Великой Отечественной войны, в очень трудных условиях подробно изучил и описал место падения, но найти самый метеорит ему не удалось. Видимо, вследствие огромного сопротивления воздуха при его полете и падении метеорит раздробился на мелкую пыль, совершенно затерявшуюся в тайге.
Деревья, поваленные в центральном районе падения Тунгусского метеорита.
В 1947 году академик Фесенко и его сотрудники подробнейшим образом изучили падение метеорита в глухой тайге Дальнего Востока. Множество осколков из вырытых этим метеоритом воронок привезено в Москву.
Таким образом, мы видим, что Советское государство оказывает ученым постоянную помощь и поддержку.
ПАДАЮЩИЕ ЗВЕЗДЫ
Родными братьями камней, падающих с неба, являются падающие звезды, называемые также метеорами. Легко убедиться в том, что метеоры – не настоящие звезды, падающие с неба. В самом деле, в звездную осеннюю ночь метеоры летят иногда тысячами, но все звезды остаются на своих местах и ни одна из них не исчезает с неба. С помощью специальных наблюдений еще полтораста лет назад удалось установить, что свечение метеора начинается на высоте около 120 километров над землей и кончается на высоте около 80 километров. Значит, весь полет падающей звезды происходит В пределах нашей земной атмосферы и не может быть и речи о том, чтобы в нашей атмосфере, на такой сравнительно небольшой высоте над поверхностью земли, летали настоящие звезды. Ведь звезды – это огромные раскаленные газовые шары, подобные нашему Солнцу, которые в тысячу раз больше земного шара.
Фотография яркого метеора.
Падающую звезду мы наблюдаем в том случае, когда в нашу атмосферу из мирового пространства со скоростью около сотни километров в секунду влетает маленький камешек. Эта его скорость в сто раз больше скорости ружейной пули, и если ружейная пуля благодаря сопротивлению воздуха накаляется при своем полете, то такой камешек нагревается еще больше. Все его вещество превращается в раскаленный пар, который ярко светится на фоне темного ночного неба. Когда испарение камешка прекращается, прекращается и свечение метеора – мы видим, что он гаснет. Большинство мелких камешков испаряется целиком на высоте 80 километров над поверхностью земли и ее не достигает. Только большие камешки не успевают испаряться целиком и падают на поверхность земли, где их поднимают и называют тогда метеоритами. Падающая звезда до своего испарения – это крошечный камешек, размером с горошину, и его даже трудно назвать небесным телом.
Ежегодно в определенные дни, например 11–12 августа, можно наблюдать много падающих звезд. Эти метеоры как будто вылетают все из одной точки неба, находящейся в созвездии Персея (их называют поэтому персеидами). Но схождение их путей к одной и той же точке неба кажущееся. Оно совершенно подобно тому, как нам кажутся сходящимися вдали параллельные рельсы железнодорожной или трамвайной линии. Это наблюдение показывает, что персеиды – поток камешков, несущихся по параллельным путям в мировом пространстве и налетающих на Землю. Они делаются видимы только тогда, когда проникают достаточно глубоко в земную атмосферу и начинают светиться при испарении. Известно ведь, что воздух становится тем плотнее, чем ближе к земной поверхности он находится. Сопротивление движению метеора или метеорита возрастает поэтому по мере того, как эти тела приближаются к поверхности земли. Вследствие этого скорость движения метеора или метеорита в земной атмосфере постепенно замедляется.
Метеоры кажутся вылетающими из одной точки вследствие перспективы.
Наблюдая пути падающих звезд по небу, зарисовывая эти пути на звездной карте и проводя соответствующие вычисления, можно установить путь метеора в межпланетном пространстве. Оказывается, что метеоры длинным, растянутым роем, целой вереницей несутся друг за другом и огибают наше Солнце. Метеоры, вылетающие в ноябре из созвездия Льва и называемые Леонидами, обращаются вокруг Солнца по вытянутой кривой линии, и каждые тридцать три года самое густое скопище их среди этого роя приближается к Солнцу и Земле. В такие годы Земля сталкивается с особенно большим числом камешков, и тогда по ночам наблюдаются целые дожди падающих звезд. Метеоры летят тысячами, так что их не успевают даже сосчитать.
В последний раз это явление наблюдалось, например, в 1899 году, но потом притяжение планет изменило путь этих метеоров в пространстве, и они перестали встречаться с Землей. Небесный фейерверк леонид кончился, и мы никогда больше его уже не увидим. Зато иногда притяжение планет привлекает к Земле другие рои метеоров, и тогда неожиданно, как это, например, было в 1933 году, вспыхивает новый небесный фейерверк, наблюдавшийся в Ленинграде.
Изучение метеоров представляет огромный интерес не только с астрономической точки зрения. Дело в том, что свечение их происходит на таких высотах над поверхностью земли, которые нас очень интересуют, но о которых мы пока еще знаем очень мало. В самом деле, стратостаты поднимаются на высоту немногим более 20 километров, а с помощью воздушных шаров, снабженных самопишущими термометрами, барометрами и другими приборами, удалось исследовать атмосферу всего лишь до 30–40 километров над землей. Между тем чем выше над землей, тем воздух разреженнее, и самолеты будущего, летая высоко над землей, будут испытывать малое сопротивление и развивать большую скорость. Туда же, вверх, стремятся ракеты и снаряды дальнобойных орудий. Испытывая там меньшее торможение, они могут пролетать дальше. Для того чтобы сверхскоростная авиация и сверхдальнобойная артиллерия действовали успешно, необходимо знать свойства воздуха на этих огромных высотах, куда пока еще не может подняться человек. Нужно знать, какая там плотность, температура, есть ли там ветры и т. д.
Вот эти-то данные и можно получить, изучая астрономическими способами явления полета метеоров в атмосфере.
Мы видим, как эти маленькие осколки небесных тел связывают нас и с рядом чрезвычайно интересных и разнообразных задач науки и с рядом практических запросов техники.
Звездный дождь, наблюдавшийся в Ленинграде в 1933 году.
СОЛНЦЕ
Солнцу обязаны жизнью растения и животные. Все, что происходит вокруг нас, связано с солнечным теплом и светом. Свет и тепло Солнца вызывают рост растений: в тени, без солнечных лучей, растения развиваются плохо, а в темноте не растут совсем. Буйная растительность, покрывавшая некогда землю (когда Солнце было горячее, чем сейчас), превратилась в каменный уголь, и до сих пор глубоко под землей мощные пласты черного угля хранят в себе огромные запасы солнечной энергии, изливавшейся на землю в давно прошедшие времена. Каменный уголь питает наши паровозы и электростанции. Паровозы несут из одного конца страны в другой хлебное зерно, взращенное теми же солнечными лучами. Солнечное тепло, превращенное на электростанции в электрический ток, бежит по проводам и вертит станки на заводах и фабриках. С этих станков выходят ткани, в которые мы одеваемся, посуда, в которой мы варим пищу, и многое другое. Солнечное тепло называют желтым углем, согревающим нас, а этот желтый уголь производит не только черный уголь, но и белый уголь – энергию падающей воды. Солнечное тепло испаряет воду из морей и рек, поднимает ее в виде пара высоко над землей. Охлаждаясь там и образуя облака, вода снова потоками дождя низвергается на землю и несется бурными потоками по руслу рек, передавая свою энергию Днепрогэсу и другим электрическим станциям, вырабатывающим электричество за счет движущейся воды.
Голубой уголь – энергия ветра – заставляет работать мельницы. И этот ветер, как и всякое движение воздуха, тоже порождается солнечным теплом.
И дрова, пылающие в нашей печке, и ветерок, освежающий нас в летний зной, – все это порождение Солнца. И его же неисчерпаемая энергия закупорена в бутылке, содержащей виноградный сок…
Если Солнце так хорошо греет нас, находясь далеко-далеко от Земли, в глубине небес, то как горячо оно должно быть!
А как удалено от нас Солнце?
В результате трудных и точных измерений ученые узнали расстояние Земли от Солнца. Оно равно 150 миллионам километров. Это расстояние так велико, что если бы от Земли к Солнцу можно было пустить скорый поезд, который бы проходил 60 километров в час, то без остановок он добрался бы до Солнца через двести семьдесят лет.
Известно, что раздражение передается по человеческим нервам со скоростью 28 метров в секунду. Если бы у человека была такая длинная рука, что он мог бы достать ею до Солнца, то, прикоснувшись к нему, он бы почувствовал ожог только через сто шестьдесят семь лет. Это значит, что он успел бы давно умереть, прежде чем почувствовал ожог. Даже снаряд из пушки добрался бы до Солнца только через десять лет.
Сравнительные размеры Солнца и планет.
Зная расстояние до Солнца, можно высчитать и его истинные размеры. Солнце больше нашего земного шара по поперечнику в сто с лишним раз. Герой жюль-верновского романа объехал Землю кругом за восемьдесят дней в повести «Восемьдесят дней вокруг света». Если бы он с такой же скоростью вздумал объехать солнечный шар, то ему понадобилось бы на это двадцать четыре года. Наша Земля в сравнении с Солнцем – это то же, что кедровый орешек в сравнении с арбузом. На Землю падает лишь ничтожная часть солнечной энергии, но и она огромна. Чтобы заменить освещение солнцем книжки, которую мы читаем, надо было бы поставить сто тысяч свечей на расстоянии 1 метра. Тепло, падающее на квадратный метр земли, соответствует мощности в две лошадиные силы.
Были не раз сделаны попытки непосредственно использовать солнечное тепло. С этой целью устраивают солнечные кухни, где пища варится прямыми солнечными лучами, проходящими через несколько стекол и нагревающими кастрюлю. Тепло, прошедшее сквозь стекло, обратно почти уже не выходит, что и используется в парниках, где растения прикрываются стеклом. В Ташкенте были построены солнечная баня и солнечная прачечная. Строились даже паровые машины, нагреваемые солнечными лучами, собираемыми с помощью больших вогнутых зеркал.
Таким вогнутым зеркалом на Московской астрономической обсерватории солнечные лучи собирались проф. В. К. Цераским в одну точку. Оказалось, что в этой точке плавятся самые тугоплавкие металлы. Как высока должна быть тогда температура самого Солнца! Измерения показали, что температура поверхности Солнца составляет 6000 градусов. Солнце в два раза горячее, чем пламя вольтовой дуги, создающей ослепительный свет прожекторов.
Но и лучезарное Солнце, оказывается, не без пятен. Через закопченное стекло в телескоп этих пятен бывает видно на нем иногда очень много. Даже маленькое пятно на Солнце по своему размеру больше, чем Земля, а между тем на Солнце бывают такие большие пятна, которые видны через закопченное стекло даже без телескопа. Русские летописцы заметили их еще много веков назад – раньше, чем их увидели в Западной Европе.
Но что же такое Солнце? Какова его природа?
Известный английский ученый Гершель предполагал, что Солнце холодное и на нем есть жители и что лишь вокруг Солнца находится светозарное вещество.
Наш же великий поэт и ученый Ломоносов двести лет назад написал, что если бы мы могли приблизиться к Солнцу, то увидели бы:
Горящий вечно океан.
Там огненны валы стремятся
И не находят берегов,
Там вихри пламенны крутятся,
Борющись множество веков;
Там камни, как вода, кипят,
Горящи там дожди шумят.
Лишь исследования ученых XIX и XX веков подтвердили, как прав был великий ученый, рисуя себе Солнце как безбрежный огненный океан, в котором раскаленные шары находятся в непрерывном движении.
При температуре Солнца не только газы, но даже металлы – такие, как железо, медь и золото – находятся в состоянии раскаленных паров. Кстати сказать, установлено, что Солнце состоит из тех же самых простейших веществ, из каких состоит и Земля. Там нет таких веществ, которых мы не знали бы на Земле. Правда, около ста лет назад на Солнце было обнаружено вещество, которого не знали тогда на Земле. Его назвали солнечным веществом. Но это солнечное вещество (по-гречески – «гелий») много лет спустя было открыто и на Земле. Сейчас солнечным веществом – гелием, добываемым на Земле, наполняют дирижабли, потому что он легче воздуха и позволяет им подниматься вверх подобно воздушному шару. Заключенный в стеклянную трубку, по которой пропускают электрический разряд, он ярко светится розоватым светом на световых вывесках и в витринах магазинов.
Группа солнечных пятен.
Но вернемся к Солнцу и его пятнам. В иные годы, а это повторяется каждые одиннадцать лет, солнечных пятен бывает особенно много – так было в 1949 году. Когда в середине Солнца появляется большое темное пятно, магнитная стрелка компаса начинает колебаться, по ночам в северной части неба полыхают загадочные снопы света, называемые полярным сиянием, а радисты жалуются, что слушать радиопередачу им мешает сильный треск. Все эти явления порождаются солнечными пятнами. Пятна кажутся черными, но они, как и все Солнце, состоят из раскаленных паров, намного более холодных, чем остальная поверхность Солнца. В области пятен на Солнце крутится гигантский вихрь, превращающий солнечное пятно в своего рода гигантский и сильный магнит. В то же время из области пятен по направлению к Земле выбрасываются и несутся мельчайшие частицы, заряженные электричеством. Ударяясь о воздух, окружающий Землю, они заставляют его светиться на большой высоте. Это и есть полярное, или северное, сияние. Происходит оно главным образом над полюсами Земли, а потому и называется полярным. Впервые электрическая природа полярные сияний была разгадана М. В. Ломоносовым.
Электрический разряд в воздухе влияет на магнитную стрелку компаса и заставляет ее колебаться. Он же вызывает треск в радиоприемнике, подобный треску, создаваемому разрядом молнии, тоже представляющей электрический, но более сильный разряд.
Протуберанец – фонтан раскаленных газов, выбрасываемых над поверхностью Солнца.
У Солнца, как и у Земли, есть окружающая его атмосфера, но атмосфера эта раскаленная и в обычное время ее не видно. Мы видим ее только в те немногие минуты или даже мгновения, когда непрозрачный шар Луны затмевает Солнце. Тогда из-за края Луны на фоне потемневшего неба солнечная атмосфера становится видима как розоватое кольцо, окружающее затмившееся Солнце.
То тут, то там из этой атмосферы выбрасываются и вздымаются вверх фонтаны раскаленных газов. Потом они снова падают на поверхность Солнца. Таким образом, солнечная поверхность находится в непрерывном, бурном волнении, не зная ни минуты покоя.
Кроме солнечной атмосферы, во время полного затмения бывает видна еще солнечная корона. Так называют обширное серебристое сияние с жемчужным оттенком, окружающее Солнце. Солнечная корона состоит из пылинок и разреженного газа.
Солнце во время полного затмения. Из-за черного круга Луны видна окружающая Солнце корона.
Солнце можно назвать ближайшей к нам звездой, потому что все звезды, подобно Солнцу, светят собственным светом и тоже состоят из раскаленных газов.
Солнце неизбежно должно остывать, но остывает оно так медленно и запасы энергии в нем так велики, что, до того как оно остынет, пройдет еще много миллиардов лет. Это значит, что человечеству для своего развития и совершенствования остается практически чуть ли не бесконечно большой срок.
Изучая Солнце и звезды, познавая мир и расширяя свой кругозор, люди стремятся понять законы изменений, происходящих в нем. Когда на основе этих законов можно будет заранее предвидеть те или иные изменения на Солнце, можно будет лучше и точнее предсказывать изменения погоды на Земле.
ЗВЕЗДЫ
Чтобы легче разобраться в звездном небе, люди с давних пор выделили определенные группы звезд, которые назвали созвездиями. Расположение звезд в созвездиях остается неизменным. Наиболее известным является созвездие из семи ярких звезд, расположенных в северной части неба и называемых созвездием Большой Медведицы. Эти звезды расположены так, что образуют фигуру, напоминающую кастрюлю или ковш. Названия созвездиям, которых насчитывается около восьмидесяти, были даны преимущественно греками в давно прошедшие времена. Главным образом это названия различных животных: Лисичка, Ящерица, Лев, Волк, Рысь, Заяц, Жираф, Хамелеон, Лебедь, Орел, Голубь, Скорпион, Муха и другие. На небе можно найти целый «зверинец», хотя в расположении звезд большей частью нет ничего общего с теми предметами и животными, именами которых названы созвездия. В этом сказались мистические представления древности. В средние века духовенство пыталось заменить эти названия религиозными, но они не привились, несмотря на огромное в те времена влияние церкви.
Старинная звездная карта с изображением фигур созвездий. Названия созвездий написаны по-латыни.
Звездное небо, имеющее для нас видимую и обманчивую форму шара, изображают на звездных картах, подобно тому как земной шар изображают на географических картах. Пользуясь такими картами, можно найти на небе всякое созвездие и любую звезду. Самые яркие из звезд получили собственные названия, например: Сириус, Вега, Бетельгейзе. Более слабые звезды в каждом созвездии отдельно обозначаются буквами греческого алфавита. Для определения положения еще более слабых звезд применяют особые обозначения, подобные географической широте и долготе, применяемым для обозначения положения какой-нибудь точки на земном шаре.
Невооруженному глазу в ясную темную ночь видно не более трех тысяч звезд. Бесчисленными они кажутся человеку только до тех пор, пока он не изучит созвездия. В телескоп видно, конечно, гораздо больше звезд, и в звездные списки астрономы занесли положения и яркость более миллиона звезд, находящихся, так сказать, на индивидуальном учете.
Около двадцати самых ярких звезд называются звездами первой величины, более слабые – звездами второй величины, а самые слабые из видимых невооруженным глазом в безлунную ночь – звездами шестой величины. Звездная величина обозначает блеск звезды, но отнюдь не ее размер. Самая яркая звезда это Сириус в созвездии Большого Пса.
Околополярные созвездия.
Видимый блеск звезд зависит от их истинной силы света и от их расстояния до нас. Звезда с небольшой силой света, но близкая к нам, может выглядеть более яркой, чем другая звезда, гораздо более яркая, но более от нас далекая. Зная расстояния до звезд, закон ослабления их света с увеличением расстояния и измеряя видимый блеск звезд, можно высчитать их истинную силу света – их светимость. Оказывается, что большинство звезд имеет такую же светимость, как Солнце, или меньшую. Есть звезды, светимость которых меньше, чем у Солнца, примерно в сто тысяч раз. С другой стороны, есть немногочисленные звезды, светимость которых больше, чем у Солнца, в сотни и даже тысячи раз. Если свет Солнца сравнить со светом свечи, то одни из звезд можно было бы сравнить с ночными светлячками, а другие – с мощными прожекторами. Чем меньше светимость звезд, тем больше их число. Мы видим, что, вопреки религиозным воззрениям, не только Земля, но и Солнце не занимает никакого особенного положения во вселенной. Солнце является рядовой звездой, не самой яркой и не самой слабой.
От чего зависит светимость звезды? От ее размера и от силы излучения ее поверхности, то-есть от яркости этой поверхности. Чем ярче поверхность звезды и чем она больше, тем больше света испускает звезда, тем больше ее светимость. Но яркость поверхности раскаленного тела растет с его температурой.
Например, раскаленный добела железный прут светится ярче, чем такой же прут, раскаленный докрасна при более низкой температуре. Температуру звезд, как ни далеки они, удалось измерить несколькими способами. Один из приборов, служащих для этого, состоит из двух спаянных концами тонких проволочек, в которых под действием нагревания возникает электрический ток. Такой прибор, называемый термоэлементом, способен уловить тепло свечи, горящей на расстоянии 300 километров от него. При помощи этого прибора удалось, например, установить, сколько тепла посылает на Землю гигантская красная звезда, упоминавшаяся выше и называемая Бетельгейзе. Если бы мы это тепло собирали в течение года вогнутым зеркалом с поперечником 2,5 метра, то его хватило бы только на то, чтобы нагреть на 2 градуса наперсток с водой. Неудивительно поэтому, что в морозную звездную ночь свет звезд нас нисколько не согревает. Звезды с наибольшей светимостью бывают среди звезд, которые лишь в несколько раз больше Солнца, но которые гораздо горячее, чем оно. Они белого цвета, и температура их поверхности достигает 30 тысяч, а иногда даже 100 тысяч градусов. Но звезды такой же большой светимости встречаются и среди наиболее холодных звезд красного цвета, имеющих температуру всего лишь 3 тысячи градусов. Зато такие звезды являются настоящими гигантами с поперечниками в сотни раз больше солнечного. К таким холодным звездам-гигантам красного цвета принадлежит Бетельгейзе – яркая звезда в созвездии Ориона. Орион бывает видим в течение зимнего периода в южной стороне неба.
Размеры гигантских звезд в сравнении с Солнцем.
Звезды малой светимости называются карликами. Среди них, так же как и среди гигантов, есть красные и белые. Красные карлики раза в три меньше Солнца и холоднее, чем оно, потому они и дают мало света. Белые карлики имеют поверхность гораздо более яркую, чем у Солнца, вследствие высокой температуры, но размеры их очень малы. Например, так называемая звезда Кейпера вдвое меньше Земли по поперечнику, чем и объясняется ее малая светимость.
При таком поразительном разнообразии в силе света, в размерах и в температурах звезд их массы. То-есть количества вещества, в них заключенные, оказываются почти одинаковыми. Все они близки к массе Солнца. Но отсюда следует такой удивительный вывод: вещество звезд красных гигантов должно быть в тысячи раз более разреженным, чем комнатный воздух, а вещество красных карликов – в несколько раз тяжелее, чем вода.
Еще поразительнее вещество, из которого состоят белые карлики. Оно тяжелее воды в тысячи, а у некоторых звезд даже в миллионы раз. Тем не менее это вещество химически не отличается от веществ, известных на Земле, и является газом. Оно отличается от них лишь своим состоянием – состоянием огромного сжатия или уплотнения под действием давления, которое недра звезды испытывают благодаря весу вышележащих слоев газа.
Наше Солнце относят к разряду желтых звезд средней светимости, среднего размера и средней температуры. Как Земля среди планет, так и Солнце среди звезд ничем особенным не выделяется. Мы бы не узнали его среди миллионов подобных ему солнц, рассеянных в нашей звездной системе.
ИЗ ЧЕГО СОСТОЯТ СОЛНЦЕ И ЗВЕЗДЫ
Защитники идеалистического религиозного мировоззрения, уверяя, будто мир непознаваем, утверждали в виде примера, что человек никогда не сможет узнать химический состав далеких небесных тел. Однако развитие материалистической науки посрамило подобные утверждения. Химический состав небесных тел удалось выяснить при помощи так называемого спектрального анализа. В приборе спектроскопе свет через узкую щель попадает на стеклянную трехгранную призму и в ней разлагается на свои составные части. Получается полоска, называемая спектром. Дело в том, что твердые и жидкие раскаленные вещества дают непрерывный или сплошной спектр: в нем, в этой радужной полоске, содержатся без перерыва все цвета спектра, все длины волн.
