Текст книги "Семья Солнца"
Автор книги: Автор Неизвестен
сообщить о нарушении
Текущая страница: 4 (всего у книги 11 страниц)
На площади Цветов
17 февраля 1600 года на площади Цветов в Риме был сложен громадный костер. Над городом разносился гул колоколов. Из улиц и переулков стекались на площадь взволнованные и встревоженные люди. Толпа шумела, окружая груду дров, посреди которых возвышался одинокий толстый столб.
И вдруг все стихло. Люди повернули головы. Из боковой улицы послышалось заунывное церковное пение. Показалась процессия. Впереди несли багровое знамя. За ним шли священники в блестящих одеждах, монахи и палачи. А между ними осужденный. Он шел, высоко подняв голову. Большие задумчивые глаза смотрели смело и немного грустно. Приговоренный был бледен, но ступал твердо, и никто не мог сказать, что заметил хотя бы тень страха на его лице.
В толпе передавали из уст в уста историю этого человека. Семь долгих лет его томили в заключении, пытали, заставляли отречься от своих мыслей. Но он отвечал отказом. Тогда узника судили и приговорили к страшной казни: сжечь живым на костре. Когда осужденному прочли приговор, он бросил в лицо своим палачам гордые слова: «Вы произносите этот приговор с большим страхом, чем я его выслушиваю».
Осужденный молча, спокойно подошел к костру. На его руках и ногах зазвенели цепи. Он поднялся на костер и стал спиной к столбу. Палачи привязали его цепями. Священники толпились вокруг. Они ждали слов раскаяния, ждали, что этот человек будет просить помилования и отречется от своих идей.
Но осужденный молчал.
Палачи разожгли костер. Толпа замерла. В огне, в клубах дыма скрылся великий мыслитель, ученый и философ Джордано Бруно.
В огне, в клубах дыма скрылся великий мыслитель, ученый и философ Джордано Бруно.
Триста лет спустя, в 1900 году, на площади Цветов в Риме был воздвигнут памятник великому ученому, погибшему на костре. Но он простоял недолго – в 1936 году фашисты памятник сняли.
Галилео Галилей
Триста лет назад во многих городах Европы горели яркие костры, на них церковники сжигали последователей Коперника и Бруно.
На севере Италии в городе Падуе жил знаменитый ученый профессор математики и астрономии Галилео Галилей. На его лекциях, увлекательных и живых, собиралось множество студентов. Галилей был превосходным оратором, и слава о его лекциях и научных открытиях гремела во всех университетах Европы.
Галилей читал книги Коперника. Он был убежден в его правоте. Он постепенно накапливал новые факты, наблюдения и доказательства в пользу учения Коперника.
Галилео Галилей (1534–1642 гг.).
В 1608 году, через восемь лет после казни Бруно, Галилей услышал, что в Голландии кто-то изобрел замечательную трубу. Если посмотреть в такую трубу, то все, даже самое далекое, покажется близким. Галилей узнал, что для изготовления такой трубы надо всего лишь два стекла, особым образом отшлифованные. Догадаться, в чем дело, для великого ученого не составляло труда. Галилей приготовил нужные стекла, построил трубу и направил ее на небо. Это был самый первый астрономический телескоп. Галилей назвал его тогда звездным вестником.
С помощью телескопа Галилей увидел на небе бесчисленное множество звезд, которые до этого не были известны. В созвездии Плеяд, или Стожар, простым глазом можно насчитать шесть-семь звездочек, а в телескоп Галилей увидел тридцать звезд.
На Луне телескоп показал Галилею лунные горы, ущелья и равнины. А когда великий ученый навел трубу на Венеру, он замер от неожиданности и чуть не выронил прибор из рук. Галилею представилось поразительное зрелище. Он увидел Венеру полумесяцем. Венера, как и Луна, имела фазы! Значит, Венера такое же темное тело, как Луна и Земля, она обращается вокруг Солнца и светит лишь отраженным солнечным светом. Много долгих ночей провел он на башне, наблюдая Венеру в телескоп, и окончательно убедился в правильности сделанного им открытия.
Затем Галилей стал наблюдать Юпитер. Возле этой планеты он обнаружил четырех спутников. А однажды ученый навел телескоп на Солнце и заметил на его блестящей поверхности пятна. И эти пятна двигались, подтверждая мысль Бруно о вращении Солнца.
Галилей начал писать книгу. Он решил писать простым, понятным языком, чтобы ее мог прочесть каждый грамотный человек.
Галилей писал книгу так, как будто в ней разговаривают три человека. Один из них– сторонник Коперника, другой – сторонник Птолемея, а третий как будто и за того и за другого. Так, в виде спора, была изложена самая суть учения Коперника. Сразу понять, кто прав, нельзя. Но сообразительный читатель без труда мог догадаться, что сторонник Птолемея остается в дураках.
Галилей рассказывает английскому поэту Джону Мильтону об устройстве Мира.
Когда Галилей был уже семидесятилетним стариком, он решил издать свою книгу. Едва книга Галилея вышла, как из Рима ему пришел приказ явиться в верховное судилище инквизиции. Галилей был болен и ехать отказался. Тогда ему пригрозили, что силой привезут на суд, закованного в кандалы.
Галилей, больной старик, приехал в Рим. Его четыре раза вызывали на допрос, заставляя отречься от учения Коперника, грозили, и в четвертый раз решили применить пытки. Перед угрозой пыток старик сдался.
У семидесятилетнего Галилея не было мужества Бруно. Он был стар и болен и купил себе жизнь ценой отречения.
22 июля 1633 года Галилея привели в церковь св. Марии. Вокруг столпились кардиналы, прелаты и много разных духовных лиц. Галилея заставили опуститься на колени. В таком положении ученый должен был слово за словом произнести свое отречение. Это отречение было заранее составлено и начисто переписано.
Галилей читал: «Я, Галилео Галилей, сын покойного Винченсо Галилея из Флоренции, семидесяти лет отроду, лично предстоя перед судом, здесь на коленях перед вами, высокопреосвященными кардиналами, генерал-инквизиторами, против еретического зла во вселенской христианской общине, имея, перед очами святое евангелие, которого касаюсь собственными руками…»
«…отрекаюсь от своих заблуждений и ересей, проклинаю их и ненавижу их…»
Галилей договорил до конца свое отречение и подписал его.
Отречение спасло ему жизнь, но не свободу. Его поселили в маленьком местечке Арчетри, где он жил под неусыпным надзором инквизиции Галилей все же тайно продолжал заниматься своими наблюдениями, написал несколько научных трудов и даже издал их за пределами Италии. Вскоре Галилей ослеп, он более не мог продолжать работу. Затем пришла и смерть. Галилей умер 8 января 1642 года.
Учение, начатое Коперником, за которое погиб Бруно и за которое поплатился Галилей, утвердилось, его стали разрабатывать новые поколения ученых.
Такова история того, как люди узнали о движении Земли.
Не только Бруно погиб на костре. Многих ученых сожгли и замучили пытками в церковных застенках.
Глава IV
ВОЛШЕБНЫЕ ОЧКИ-ТЕЛЕСКОП
Вы уже знаете, как телескоп помог Галилею доказать правоту учения Коперника. И позже телескоп, этот замечательный инструмент, открыл человеческому взору отдаленные миры, показал людям Вселенную, ее устройство и движение светил. В этой главе речь будет идти о телескопе.
Открытие, которое приписывают Липперсгею
Предание рассказывает об этом открытии так. Жил в голландском городке Миддельсбурге очковых дел мастер по фамилии Липперсгей. Он шлифовал стекла и делал очки. Хорошие стекла Липперсгей продавал, а негодные дарил вместо игрушек своим детям.
Как-то сынишка Липперсгея, играя стеклышками в отсутствии отца, случайно поставил два шлифованных стекла одно перед другим. Мальчик глянул сквозь них и увидел: прямо из окна ползло неведомое огромное, мохнатое чудовище. Мальчик со страху выронил стекла. Чудовище исчезло, и только большая муха сидела на стекле и чистила лапки.
Страх прошел, мальчик решил снова посмотреть сквозь волшебные стекла, показавшие ему чудовище. Он опять составил их, но ничего страшного на этот раз не увидел. Зато городская колокольня вдруг шагнула и встала перед окнами их домика. Мальчик опустил стекла, и колокольня мгновенно вернулась на свое место.
Как только возвратился отец, мальчик рассказал ему о волшебных стеклах. Липперсгей проверил наблюдения сына и вскоре изготовил первую зрительную трубу. В ее концы он вставил по стеклу. Эта труба обладала, действительно, волшебными свойствами: она приближала далекие предметы и показывала их так близко, что, казалось, можно достать их, стоит протянуть руку.
Волшебные стекла приближали далекие предметы.
О своем изобретении Липперсгей заявил голландскому правительству и просил награды. Но правительство ответило, что точно такая же труба изготовлена другим оптиком – Мециусом. Завязался спор, кто первый изобрел подзорную трубу. В спор вмешались другие изобретатели, которые также доказывали, что именно они первые изобрели трубу. Так до сих пор нельзя решить, кто изобрел зрительную трубу. Вполне возможно, что ее изобрело одновременно несколько человек. История изобретений знает немало таких примеров.
Галилей видел одну из первых зрительных труб, которую привез в Венецию голландский купец. Когда Галилей вернулся домой, он всю ночь провел без сна, размышляя о замечательном инструменте. Ученый очень быстро понял устройство этого прибора и построил свой первый телескоп.
Два телескопа, собственноручно изготовленные Галилеем.
Телескоп Галилея был несравненно лучше голландской трубы, он давал увеличение в тридцать раз.
Затем другой великий астроном – Иоганн Кеплер – еще более усовершенствовал телескоп.
Секрет телескопа
Прибор этот, в сущности, очень прост. Понять его устройство легко, а поняв, можно без особого труда построить телескоп, который будет не хуже галилеевского. Чтобы уяснить себе секрет действия телескопа, надо прежде всего ответить на два вопроса.
Первый: почему далекие предметы мы видим меньшего размера, чем близкие?
Второй: как луч света проходит через выпуклое стекло?
Ответ на первый вопрос. Возьмите обыкновенную спичку и держите ее вертикально в вытянутой руке. Смотрите то на спичку, то на какой-нибудь удаленный предмет. Пусть это будет телеграфный столб. Конечно, столб больше спички по крайней мере раз в сто, столбы делают пятиметровыми, а спичка имеет в длину всего пять сантиметров. Но вашему глазу спичка кажется такой же, как столб. Почему это так? Для объяснения такого явления художник на рисунке провел линии от концов спички и от концов столба прямо к глазу.
Видимая величина предмета зависит от угла зрения.
Эти линии изображают световые лучи, идущие от краев наблюдаемых предметов.
Лучи, как видите, сходятся к глазу углом. Он имеет особое название – угол зрения. Сравните размеры углов, образованных лучами от спички и лучами от столба. Ясно, что они одинаковы.
Значит, видимая величина предмета зависит от угла зрения, иначе говоря, от того, под каким углом сходятся световые лучи в нашем глазу. Это ответ на первый вопрос.
Теперь ответим на второй. Луч света, переходя из воздуха в какое-либо другое прозрачное вещество, например, в воду, стекло, кварц, изменяет свой путь. Он, как говорят, преломляется.
Преломление лучей в воде.
Поэтому ложечка, опущенная в стакан с водой, кажется как бы сломанной. На самом деле она, разумеется, цела, только преломление световых лучей в воде исказило ее вид.
Тонкие плоские стекла, вставленные в оконные рамы, почти не искажают картину за окном. Но если вам попадется стекло неровное, с выпуклостями, неодинаковой плотности, то вы увидите через такое стекло предметы совершенно изуродованными. В этом виновато преломление лучей в неровностях стекла.
А что будет, если взять выпуклое, хорошо отшлифованное стекло? Посмотрите на рисунок, изображающий муху. Если выпуклого стекла нет, то лучи от мухи сходятся к глазу под маленьким углом, но стоит поднести близко к рассматриваемому предмету выпуклое стекло, – угол зрения раздвинется.
Преломление лучей в линзе увеличивает угол зрения и как бы приближает предмет.
Мы знаем, чем больше угол зрения, тем большим нам кажется предмет. И муху сквозь выпуклое стекло мы увидим сильно увеличенной.
Итак, чтобы увидеть предмет большим, чтобы приблизить к глазу его изображение, надо с помощью стекол изменить угол зрения, сделать этот угол большим.
Как сделать лупу дальнозоркой
Выпуклое стекло называют по разному. Оптики и астрономы именуют его двояковыпуклой линзой, или лупой, или собирательным, или даже зажигательным стеклом.
Наверно вы пробовали собирать лупой солнечные лучи в пучок и яркой точкой на конце светового пучка прожигать бумагу. Так нередко поступали путешественники: не имея спичек, они добывали огонь с помощью лупы прямо из солнечного света.
Лупа благодаря своей форме, похожей на чечевицу, собирает лучи и оправдывает название собирательного, или зажигательного, стекла.
Лупа, собирая солнечные лучи в пучок, прожигает бумагу.
Чем выпуклее стекло, тем короче получается пучок солнечного света. У слабо выпуклых стекол, у таких, какие вставляются в очки, солнечные лучи соберутся в точку на расстоянии метра, а то и двух от стекла. Это расстояние называется в оптике фокусным расстоянием. Сильно выпуклые стекла называются короткофокусными, а почти плоские – длиннофокусными.
Но какую бы лупу мы ни взяли, все равно через нее можно разглядывать только предметы, находящиеся вблизи. Рассмотреть же сквозь лупу что-нибудь далекое не удается, лучи так путаются, что ничего не видно. Лупа близорука, вдаль через нее смотреть нельзя. А ведь планеты и звезды находятся очень далеко от нас. Чтобы лупу сделать дальнозоркой, надо надеть на нее очки, то есть добавить еще одно стекло, которое приблизит к лупе изображение далекого предмета. Тогда лупа покажет изображение сильно увеличенным.
Телескоп всегда делают из двух стекол. Одно из них, обращенное к предмету, называется объективом – это «очки», другое, находящееся возле глаза, окуляром – это лупа. Объектив и окуляр как бы деляг работу между собой. Объектив придвигает изображение к окуляру, а окуляр позволяет человеческому глазу рассматривать это изображение под большим углом зрения.
Если у вас есть фотоаппарат и лупа, то вы в одну минуту можете сделать себе телескоп. Достаньте ваш «Фотокор», раскройте и установите так, как будто собираетесь снимать далекий вид. Наведите на резкость, чтобы на матовом стекле получилось четкое изображение далеких предметов. Затем возьмите лупу и посмотрите на это изображение через нее. Лупа сильно увеличит его.
Нетрудно догадаться, что матовое стекло излишне. Выньте его, а лупу держите на прежнем месте, – изображение станет яснее, четче и светлее. Вот и готов телескоп. В нем видно все вверх ногами. И настоящие телескопы показывают небесные светила перевернутыми, но это никого не смущает: во Вселенной нет ни верха, ни низа, и поэтому безразлично в каком положении рассматривать планеты и звезды
От чего зависят зоркость и увеличение телескопа
У кошки днем зрачки узенькие, как щелочки. Ночью они расширяются и делаются круглыми, большими; поэтому-то кошка и видит ночью очень хорошо. Так же устроены глаза у сов, у летучих мышей. И у людей ночью, в темноте, зрачки расширяются. Отверстие, через которое свет проникает в глаз, делается большим, и поэтому зоркость глаза увеличивается. Значит, зоркость зависит от величины зрачка – того отверстия, через которое поступает в глаз свет.
Это целиком относится и к телескопу. Чем больше его зрачок – объектив, тем он зорче. Поэтому линза в объективе должна быть возможно большей, чтобы собрать как можно больше световых лучей. А окуляр может быть очень маленьким, ведь его задача – лучи, собранные объективом, доставить нашему глазу. Поэтому окуляр не следует делать намного большим, чем зрачок нашего глаза.
Телескоп похож на воронку, у которой один конец широкий, а другой узенький. Телескоп – самая настоящая воронка для световых лучей. И, конечно, выгодно делать широкий его конец пошире, от этого зоркость телескопа возрастет, и все будет видно ясней и отчетливей.
Нетрудно даже подсчитать, во сколько раз телескоп зорче глаза. Наш зрачок имеет в поперечнике пять миллиметров, а небольшой любительский телескоп имеет объектив поперечником приблизительно сто миллиметров. Во сколько раз площадь объектива больше площади зрачка? Подсчитаем и получим: в четыреста раз.
Понимаете, какой могущественный инструмент телескоп! А есть гигантские трубы, у которых поперечник объектива равен двум с половиной метрам. В Америке строится телескоп с отверстием в пять метров. Зоркость этого астрономического гиганта будет в миллион раз больше зоркости глаза.
Не следует смешивать зоркость телескопа с его способностью увеличивать, приближать изображение далеких предметов. Оптика, наука об отражении и преломлении световых лучей, установила такой закон: телескоп увеличивает изображение во столько раз, во сколько фокусное расстояние объектива больше фокусного расстояния окуляра.
Значит, в объектив надо ставить слабо выпуклую линзу, почти плоскую, с длинным фокусным расстоянием, а в окуляр – маленькое стеклышко, сильно выпуклое, с коротким фокусным расстоянием. Такой телескоп будет давать большое увеличение.
Например, вы купили для объектива линзу с фокусным расстоянием в полтора метра. Для окуляра достали лупу с фокусным расстоянием в два сантиметра. Во сколько раз будет увеличивать ваш телескоп? Задача совсем простенькая: разделите 150 на 2. Делим, 150 : 2 = 75; значит, ваш телескоп будет увеличивать в 75 раз.
Если это увеличение покажется вам недостаточным, достаньте для окуляра другую лупу, еще более выпуклую, с расстоянием в полтора сантиметра. Тогда телескоп даст увеличение в сто раз.
Теперь вы знаете о телескопах вполне достаточно, чтобы построить себе хороший самодельный телескоп.
Но, изготовив его, останетесь не совсем довольны– изображение светил в вашем инструменте получится окрашенным. Вокруг каждого предмета будет светиться радужная каемка. Она, конечно, помешает наблюдать, но избежать ее нельзя. Это неминуемое зло простых самодельных телескопов. Чтобы избавиться от цветной каймы, в настоящих астрономических приборах объективы делают составными из двух-трех линз.
Братья-соперники
Можно ли построить телескоп, увеличивающий в миллион раз? Отольем из стекла огромную, слабо выпуклую длиннофокусную линзу для объектива, изготовим трубу подлиннее, подберем маленький короткофокусный окуляр, и телескоп, увеличивающий во много тысяч раз, готов.
Так раньше и думали. Даже пытались строить такие телескопы. Делали трубы в пятьдесят метров длиной. Но такие трубы прогибались от собственного веса, как удочки, и в них, конечно, нарушался ход лучей, изображение получалось искаженное. Ученые пытались сделать надежные металлические крепления, но телескопы получались громоздкие, как железнодорожный мост, управлять такой махиной было невозможно.
Тяжесть телескопа и всех его частей, и особенно стекол, – основное и непреодолимое препятствие. Представьте себе огромную стеклянную линзу в форме чечевицы, утолщенную в середине и тонкую по краям. Как бы ни было стекло крепко и прочно, края этой линзы начнут гнуться, и она будет провисать под действием собственной тяжести. А через прогнувшееся стекло астроном увидит не звезды, а какие-то уродливые запятые. Проку от такого телескопа, разумеется, не будет.
Есть и другое препятствие. Отлить большую линзу очень трудно. Нужно получить кусок идеально чистого стекла, совершенно одинакового состава, одинаковой плотности, без каких-либо искривлений или других недостатков. Трудно отлить такое стекло, а еще труднее из куска этого стекла выточить линзу, затем отшлифовать и укрепить ее в оправе. Нигде нельзя допустить даже самой маленькой, самой ничтожной неровности.
Еще в 1912 году, до первой мировой войны, Пулковская обсерватория заказала знаменитой английской фирме Гребб большой телескоп с объективом, имеющим поперечник в 41 дюйм, или 103 сантиметра. Фирма заказ приняла. Но прошло больше десяти лет, а объектив все еще не был готов. Так и не выполнила фирма нашего заказа, потому что он оказался для нее слишком трудным. Делать линзу для телескопа поручили молодой советской оптической промышленности.
Не сразу удалось изготовить линзу на нашем заводе: несколько пробных отливок постигла неудача. Но, в конце концов, на оптическом заводе в Ленинграде изготовили кусок прекрасного оптического стекла для линзы телескопа Пулковской обсерватории.
Стекло это было передано в Государственный оптический институт в Ленинграде для шлифовки. Но в 1941 году, когда немецкие фашисты напали на нашу Родину, Оптический институт должен был эвакуироваться на восток, для того чтобы разрабатывать и давать нашей Красной Армии новые боевые оптические приборы.
Неоконченный объектив остался лежать в Ленинграде, надежно спрятанный в глубоком подвале.
Кончилась война. Из подвала был извлечен неоконченный объектив. Скоро он займет свое место в восстановленной Пулковской обсерватории. Новый пулковский телескоп будет по величине третьим в мире.
Вот список самых больших телескопов:
Иеркский в США, близ Чикаго – 102,0 см.
Ликский в США, в Калифорнии – 91,5 см.
Будущий пулковский – 81,0 см.
Потсдамский 80,0 см.
Самый большой телескоп – иеркский – имеет объектив поперечником в сто два сантиметра.
Длина трубы иеркского телескопа-рефрактора равна девятнадцати метрам. Свой огромный стеклянный глаз телескоп поднимает выше четырехэтажного дома. Вес всего прибора – шестьдесят тысяч килограммов, а вес объектива – четыреста килограммов. Если иеркский телескоп направить круто вверх, то у него начинает прогибаться и оседать линза объектива, и, следовательно, изображение получится искаженным. Поэтому астрономы не поднимают его слишком высоко. И все-таки увеличение этот гигант дает только в три тысячи раз.
Телескоп-рефрактор. Объектив приближает изображение к лупе-окуляру, а окуляр увеличивает его.
Кроме телескопов с линзами, или, как их называют астрономы, рефракторов, существует и другой тип телескопа. Это родной брат рефрактора – телескоп зеркальный, или рефлектор. У рефлекторов вместо линзы объективом служит большое вогнутое зеркало. Вогнутое зеркало, как огромная воронка, собирает лучи в пучок и посылает их к объективу.
Телескоп-рефлектор. Вогнутое зеркало при помощи плоского зеркальца приближает изображение к окуляру, а окуляр увеличивает его.
Рефлектор на пятьдесят лет моложе рефрактора. Он изобретен английским профессором-математиком Грегори в 1661 году.
В сущности, устройство братьев-телескопов имеет много общего. Только у рефрактора собирает лучи линза, а у рефлектора – вогнутое зеркало. С момента изобретения рефлектора между братьями-телескопами началось соперничество, так как у каждого из них есть свои преимущества и свои недостатки.
