Текст книги "Астрономия для "чайников""

Автор книги: Стивен П. Маран

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 27 страниц)

Стивен Маран
Астрономия для "чайников"

Что говорят об "Астрономии для «чайников»

«Стив Маран давно пытается передать обычным людям восторг астрономических наблюдений и открытий. Если вы только начинаете свое путешествие по Космосу – или даже уже идете по этому пути, – то вам необходим этот путеводитель».

– Лейф Дж. Робинсон, главный редактор журнала Sky & Telescope

"Если вам всегда казалось, что астрономия выше вашего понимания, то книга Астрономия для «чайников» – это то, что вам нужно. В ней Стив Маран напоминает, что смотреть на небо очень интересно, но узнать кое-что о том, что вы видите, тоже очень интересно".

– Нейл де-Грассе Тайсон, астрофизик и директор Хейденского планетария, Нью-Йорк

"Наверное, вы думаете, что Космос – это безбрежное и таинственное пространство, но книга Астрономия для «чайников»сделает его таким же близким и понятным для вас, как собственный дом. Стив Маран – идеальный гид. Ему известен маршрут путешествия по Вселенной и он знает, как рассказать о кометах, планетах, черных дырах и Большом Взрыве такими словами, чтобы это было понятно всем. Если вас всегда интересовало, кто наши небесные соседи и что все это означает, эта книга для вас".

– Майкл Д. Лемоник, автор книг The Light at the Edge of the Universeи Other Worlds

«Один из известных астрономов, Стив Маран, написал изумительную, простую для понимания книгу о мире вокруг нас. Она интересна, понятна и оставляет чувство, что вы действительно познакомились с ночным небом. Хотел бы я, чтобы у меня была эта книга, когда я только начинал заниматься астрономией».

– Дэвид Г. Леви, научный редактор журнала Parade

«Доброжелательно и остроумно Стив Маран посвящает интересующихся в тайны астрономии. Профессиональный астроном, пресс-атташе Американского астрономического общества, д-р Маран знает, как выявить смысл в кратких новостях, и обладает настоящим даром представлять сложные идеи просто, но в то же время точно».

– Овен Джинджерич, Гарвардский университет

Об авторах

Стивен П. Маран, д-р философии, – ветеран космической программы с 30-летним стажем. В 1999 году он получил премию Клампке-Робертс [1] 1
  Учреждена в память об астрономе Доротее Клампке-Робертс.


[Закрыть](Klumpke-Roberts Award) от Тихоокеанского астрономического общества [2] 2
  Некоммерческое международное объединение, занимающееся поддержкой и популяризацией астрономии и астрофизики.


[Закрыть](Astronomical Society of Pacific) «За выдающиеся успехи в деле популяризации астрономии в обществе». В 1991 году д-р Маран получил медаль NASA «За выдающиеся достижения», в 1990 году читал лекции на научных конференциях в Университете штата Пенсильвания. Он также преподавал астрономию в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе и в университете Мэриленда в Колледж-Парке. Как пресс-атташе Американского астрономического общества, д-р Маран проводит брифинги для СМИ, на которых сообщает о новых астрономических открытиях людям всего мира.

Стив Маран начинал заниматься астрономией на крышах домов в Бруклине и на заброшенном поле для гольфа на окраине Бронкса. Со временем он перешел к профессиональным исследованиям с помощью телескопов в Национальной обсерватории Китт-Пик в Аризоне, в Национальной радиоастрономической обсерватории в Западной Вирджинии, в Паломарской обсерватории в Калифорнии и в Межамериканской обсерватории в Серро-Тололо в Чили, а также с помощью сверхсовременных инструментов, таких как космический телескоп "Хаббл" и международный искусственный спутник Земли Explorer для изучения астрономических объектов в ультрафиолетовых лучах (International Ultraviolet Explorer). Он наблюдал полные солнечные затмения на полуострове Гаспе и в другом месте Квебека, на полуострове Байа Калифорния в Мексике, в море у берегов Новой Каледонии и Сингапура и в восточной части Тихого океана, а также на твердой земле Соединенных Штатов Америки.

Занимаясь популяризацией астрономии, д-р Маран читал лекции о черных дырах в баре на Таити и рассказывал о затмениях Солнца в телевизионной программе Today канала NBC. Он также говорил о "путешествиях за затмениями и кометами" на лайнерах "Queen Elizabeth 2" и "Vistafjord" компании Cunardи «Faiwind» компании Sitmar Line. Он выступал перед самыми разными аудиториями – школьниками в Сиэтле и Атертоне, штат Калифорния, девочками-скаутами в Национальной академии инженерных наук США в Вашингтоне, округ Колумбия, подкомитетами Палаты представителей США и Комитетом ООН по мирному использованию космического пространства.

Д-р Маран – редактор книги The Astronomy and Astrophysics Encyclopedia, а также соавтор или редактор еще восьми книг на эту тему, и, в частности, университетского учебника New Horizons in Astronomy, двух кратких руководств по программам исследования космоса – A Meeting with the Universeи Gems of Hubble. Он написал множество статей для журналов Smithsonianи Natural History, а также работал в Национальном географическом обществе и издательстве Time-Life Books.

Стивен Маран закончил среднюю школу Stuyvesant в Нью-Йорке (он учился на математическом отделении, но отделался легким испугом), а затем – Бруклинский колледж. Обе ученые степени по астрономии (М. А. и Ph. D.) он получил в университете Мичигана. Жена Стивена Марана – журналистка Салли Энн Скотт. У них трое детей.

Благодарности

Прежде всего я хочу поблагодарить мою семью и друзей, которые терпели меня во время написания этой книги. Спасибо моему агенту Скипу Баркеру из компании Wilson-Devereaux, который подгонял меня и руководил мною при выполнении этого проекта, и Стейси Коллинз из издательства Hungry Minds, Inc. за веру в этот проект.

Я благодарен Рону Ковену и д-ру Сету Шостаку за их вклад в написание этой книги; Кэти Кокс и Диане Смит, которые систематизировали и отредактировали ее; их квалифицированным коллегам редакционного и производственного отделов издательства Hungry Minds, Inc., которые намного улучшили внешний вид книги; д-ру Филипу Плейту, владельцу Web-сайта «Badastronomy», который заверил меня, что теперь в астрономии удалось отделить правду от мифов.

Спасибо художнику Бренту Палласу и "астрономическим" фотографам Джерри Лодригессу и д-ру Дэвиду Мэлину, которые предоставили мне великолепные фотографии, и организациям, любезно давшим мне разрешение на использование в книге многих других фотографий. Я благодарен также составителю карт звездного неба Роберту Миллеру.

О соавторах

Рои Ковен(Ron Cowen) с 1990 года работал в еженедельном журнале Science News. С 1991 года он освещал все астрономические темы в журнале Science Newsкак журналист и редактор. Кроме того, он написал более чем 30 статей для Washington Postна самые разные темы, начиная от балета «Щелкунчик», столетнего юбилея Джорджа Гершвина и заканчивая изобретением фонографа. Рон Ковен также был соавтором статей для журнала Astronomyи газеты USA Today.

Д-р Сет Шостак(Seth Shostak) – научный консультант общественных программ в Институте SETI в Маунтин-Вью, штат Калифорния, где он принимает участие в поисках внеземного разума. Ученые степени он получил в Принстонском университете и Калифорнийском технологическом институте. Д-р Шостак занимался и занимается радиоастрономией, исследованием галактик, преподаванием, написанием статей, а также созданием многочисленных научно-популярных фильмов.

Ждем ваших отзывов

Вы, уважаемый читатель, и есть главный критик и комментатор этой книги. Мы ценим ваше мнение и хотим знать, что было сделано нами правильно, что можно было сделать лучше и что еще вы хотели бы увидеть изданным нами. Нам интересно услышать и любые другие замечания, которые вам хотелось бы высказать в наш адрес.

Мы ждем ваших комментариев и надеемся на них. Вы можете прислать нам бумажное или электронное письмо, либо просто посетить наш Web-сервер и оставить свои замечания там. Одним словом, любым удобным для вас способом дайте нам знать, нравится или нет вам эта книга, а также выскажите свое мнение о том, как сделать наши книги более интересными для вас.

Посылая письмо или сообщение, не забудьте указать название книги и ее авторов, а также ваш обратный адрес. Мы внимательно ознакомимся с вашим мнением и обязательно учтем его при отборе и подготовке к изданию последующих книг. Наши координаты:

E-mail:  [email protected]

WWW:  http://www.dialektika.com

Информация для писем:

из России: 115419, Москва, а/я 783

из Украины: 03150, Киев, а/я 152

Введение

Астрономия – это наука о космических объектах и небесных явлениях, короче говоря, исследование неба. Это изучение природы Вселенной, в которой мы живем. Астрономы проводят свои исследования, глядя в телескопы и «слушая» (если речь идет о радиотелескопах). К их услугам небольшие телескопы, огромные обсерватории и спутники, вращающиеся вокруг Земли и изучающие типы излучения (такие как ультрафиолетовое, рентгеновское, гамма-лучи), которым атмосфера преграждает путь на Землю. Телескопы запускают на ракетах для исследования верхних слоев атмосферы (это ракеты, оборудованные приборами для проведения научных наблюдений на больших высотах) и на беспилотных аэростатах. Некоторые приборы также запускают на борту космических аппаратов для исследования дальнего Космоса.

Существует профессиональная и любительская астрономия. В настоящее время в мире насчитывается примерно 13 тысяч профессиональных астрономов и сотни тысяч любителей, из которых только в США живут примерно 300 тысяч.

Профессиональные астрономы проводят исследования Солнца и Солнечной системы, галактики Млечный Путь (в которой находится наша Солнечная система) и Вселенной, лежащей за пределами нашей галактики. Они обучают студентов в университетах, проектируют спутники в лабораториях и работают в планетариях. Еще они пишут книги – такие, как та, которую вы сейчас держите в руках. Большинство из них имеют ученую степень, д-р философии. Нужно заметить, что в наши дни многие астрономы занимаются теоретической физикой, работают с автоматическими телескопами-роботами и поэтому очень далеки от непосредственного наблюдения ночного неба. Иногда они даже не знают, где искать на небе то или иное созвездие.

Астрономы-любители обычно разбираются в созвездиях. Астрономия для них – увлекательное хобби. Одни занимаются исследованиями самостоятельно, а другие объединяются в астрономические клубы и организации. В клубах обычно проводят встречи, на которых опытные специалисты дают новичкам советы по поводу используемой техники и оборудования; на заседания клубов иногда приглашают ученых, которые читают лекции, рассказывают о последних научных достижениях и показывают фотографии и слайды.

Кроме того, клубы организуют совместные наблюдения, когда все приносят с собой телескопы (или смотрят в телескопы других). Эти мероприятия проводятся регулярно (например, в каждую первую субботу месяца) или по особым случаям (возвращение крупного метеорного потока в августе каждого года или появление яркой кометы, такой как комета Хейла-Боппа или Хиякутаке). Подобные мероприятия проводятся также в связи с действительно важными событиями, такими как полное затмение Солнца. И тогда тысячи астрономов-любителей и десятки профессионалов едут в ту точку земного шара, где они могут стать свидетелями одного из величайших зрелищ природы – полного солнечного затмения.

В этой книге вы найдете все необходимое для того, чтобы заняться астрономией, присоединиться к этому увлечению сотен тысяч людей и сделать его своим хобби. Вы получите основы астрономических знаний – о Солнечной системе, нашей галактике и о Вселенной. Вам станет понятнее смысл современных исследований Космоса. Вы поймете, почему к Сатурну и его огромному спутнику Титану запущен космический зонд, зачем ученые с помощью космических аппаратов надеются собрать немного пыли из хвоста кометы и для чего заглядывает в космические дали телескоп "Хаббл". И когда в газетах или по телевидению будут сообщать о последних астрономических открытиях, сделанных с помощью космических аппаратов, больших телескопов в Аризоне, на Гавайях, в Чили и Калифорнии, или других обсерваторий, разбросанных по всему миру, вы поймете, о чем идет речь, и сможете оценить важность открытия.

На кого рассчитана эта книга

Возможно, вы читаете эту книгу, потому что хотите знать, что происходит на небе или что исследуют ученые при проведении космических программ. А может быть, вы слышали, что астрономия – это замечательное хобби и хотите понять, подойдет ли оно вам и какое оборудование необходимо.

Вы не ученый. Вы просто получаете удовольствие от наблюдения ночного неба; вас охватила жажда познания и вы хотите увидеть и понять невыразимую красоту Вселенной.

Вы хотите наблюдать звезды, но при этом вас интересует, что именно вы видите. Возможно, вы даже хотите сделать собственное открытие. Не нужно быть астрономом, чтобы обнаружить новую комету. Вы можете помочь ученым услышать сигнал от инопланетян. Какова бы ни была ваша цель, эта книга поможет вам достичь ее.

Можете читать только те части, которые хотите, в любом порядке. По мере изложения я стараюсь рассказать то, что вам нужно.

Астрономия очаровывает и пленяет. Поэтому продолжайте читать, вы на верном пути. Вы и оглянуться не успеете, как будете находить знаменитые созвездия, звезды и планеты. Соседи станут называть вас "звездочетом". Возможно, стражи порядка будут спрашивать вас, что вы делаете в парке ночью или почему вы забрались на крышу с этим большим биноклем. Скажите им, что вы – астроном, и, надеюсь, они отстанут.

Структура книги

Если вы уже заглядывали в оглавление, то знаете, что книга состоит из шести частей. Ниже приведено краткое описание того, что вы найдете в каждой из этих частей.

Часть I. Охота в Космосе

Вы наблюдаете звезды ночь за ночью (ну, не каждую ночь, конечно, но все-таки…). Вы очарованы космосом так же, как и все люди во все времена. Вы смотрите, удивляетесь и хотите узнать больше. Что это за огни в небе? Почему они выглядят и движутся именно так, а не иначе? Представляют ли какие-либо из них опасность для нас? Должны ли мы подать знак своим космическим собратьям?

Эта часть поможет вам начать поиск собственных ответов на некоторые из этих вопросов. Основой для этого послужат ответы, которые уже найдены. Тысячи астрономов-любителей собираются вместе, чтобы поддержать друг друга и поделиться своими знаниями. Астрономия – не только развлечение; она может приносить практическую пользу. К тому же вы будете получать новые знания.

В этой части я даю советы, как наблюдать небесные объекты с помощью и без помощи оптических приборов, как выбрать бинокль и телескоп и как найти наилучшее место для наблюдения. Я познакомлю вас с восхитительными гостями из космоса и помогу продолжить изучение тайн Вселенной.

Часть II. Солнечная система

Желание познакомиться с соседями вполне естественно. Соседи Земли – это планеты, спутники и планетарные осколки, движущиеся вокруг Солнца. Как у всех соседей, у них есть некоторые общие характеристики, но в то же время все они очень разные.

В этой части главный акцент делается на наблюдении планет, чтобы вы могли узнать их. Но мы попытаемся также найти ответ на важный вопрос: существует ли жизнь где-нибудь, помимо Земли? Увы, пока мы не можем ответить на этот вопрос. Но ученые продолжают искать. И кто знает, может быть, однажды кто-то найдет правильный ответ.

Часть III. Наше Солнце и другие звезды

Хотите узнать о далеких галактиках? В этой части мы начнем с Солнца и других звезд, а затем познакомимся с красными гигантами и белыми карликами, заглянем к далеким галактикам и экзотическим небесным объектам и закончим черными дырами.

Но как говорил великий астроном и романтик Карл Саган, мы все сделаны из звездного вещества. Поэтому знание о звездах и их разнообразии позволит нам укрепить связь со всей Вселенной.

В этой части говорится о самых ярких небесных объектах, наблюдая за которыми, можно получить море удовольствия. Мы рассмотрим также этапы жизненного цикла звезд, так что вы сможете оценить эти источники энергии Вселенной, которые вызывают к себе неослабевающий интерес.

Часть IV. Замечательная Вселенная

Читайте эту часть, когда вам надоест повседневность, захочется отвлечься и вдохновиться идеями, будоражащими ум и подстегивающими воображение. Потягивая сок через соломинку, почитайте про SETI, т. е. программу поиска внеземного разума. И в самом деле, есть ли у ученых какие-либо доказательства того, что эти маленькие зеленые человечки где-то рядом с нами? Почитайте про темную материю и антиматерию (да-да, антиматерия существует в реальном мире, а не только в научно-фантастических книгах). А потом охватите мысленным взором всю Вселенную и поразмышляйте о том, как она родилась, какая она сейчас и что с ней будет дальше.

Часть V. Великолепные десятки

Случалось ли вам когда-нибудь на вечеринке в отчаянии думать: что бы такого необычного и интересного сказать? Вы напрягали свой мозг в поисках умных мыслей, чтобы завладеть вниманием аудитории и заставить всех поверить в ваши выдающиеся интеллектуальные способности. Что ж, прочитав эту часть, вы будете готовы при следующем удобном случае вставить пару умных фраз и блеснуть эрудицией. Я предлагаю вам десять удивительных фактов о космосе, которые гарантируют вам всеобщий интерес и внимание. А затем я познакомлю вас с десятью основными ошибками, которые человечество в целом и средства массовой информации в частности делали и продолжают делать, когда рассуждают на темы астрономии.

Часть VI. Приложения

Здесь приведена информация, полезная для наблюдения неба в последующие годы. Здесь помещены карты звездного неба, которые помогут вам сориентироваться и найти нужные созвездия и звезды. Приведен также словарь астрономических терминов.

Пиктограммы используемые в этой книге

По всей книге используются маленькие симпатичные пиктограммы, которые обращают ваше внимание на особенно важную и интересную информацию. Что же означают эти символы?

 Эта мишень указывает на полезную информацию, которая пригодится вам при наблюдении неба.

Наблюдение – ключ к астрономии, и, надеюсь, мои советы помогут вам стать профессионалом в этом деле.

Иногда нужно сказать что-то, чтобы произвести впечатление на друзей. Этот человечек в скафандре подскажет, что нужно говорить.

Сколько неприятностей вас ожидает, когда вы просто наблюдаете звезды? Не так много, если соблюдать осторожность. Но есть моменты, когда лишняя осторожность не помешает. Эта бомба показывает: нужно быть внимательным, чтобы «не погореть».

Не позволяйте ввести себя в заблуждение. Эта пиктограмма предупреждает о том, что на самом деле скрывается за официальными сообщениями и предположениями, касающимися астрономии.

 Этот чудаковатый парень появляется там, где излагается материал, который вряд ли вам понадобится, если вы хотите просто знать основы и наблюдать небо в свое удовольствие. Конечно, неплохо было бы иметь фундаментальные научные знания. Но множество людей с успехом созерцают звезды и получают от этого море удовольствия, почти ничего не зная о физике сверхновых, математике поиска галактик и о том, что такое темная энергия. Так что вам решать, углубляться в науку или нет.

Во Всемирной информационной сети много ресурсов посвящено астрономии и космосу. Путешествуя по этим сайтам, вы будете в курсе современных дел в астрономии. К сожалению, адреса Web-сайтов часто меняются. В книге приведены адреса, действительные на момент публикации книги. Не удивляйтесь, если некоторые из них со временем изменятся.

Некоторые астрономические методы и приборы представляются более эффективными и удобными. Мои самые любимые из них отмечены этой пиктограммой.

С чего начать?

Можете начать, с чего хотите. Вас волнует судьба Вселенной? Начните с Большого Взрыва. Но, скорее всего, когда вы будете все больше и больше увлекаться астрономией, захочется узнать больше, и тут вам поможет данная книга.

С чего бы вы ни начали, я надеюсь, что вы продолжите свои космические исследования и будете так же очарованы и околдованы звездным небом, как и все люди во все времена.

Часть I
Охота в Космосе

В этой части…

Люди всегда восхищались небесными объектами. На протяжении всей истории интерес к астрономии носил как чисто практический, так и религиозный характер. Мореплаватели ориентировались по звездам, а землепашцы сеяли семена в соответствии с фазами Луны. Люди строили религиозные сооружения и святилища (например, Стоунхендж) и создавали ритуалы, которые проводили в ознаменование определенных астрономических событий. И их всегда интересовало, что представляют собой небесные объекты.

Вы тоже можете поддержать эту великую традицию человечества. В части I я расскажу вам о науке астрономии и посоветую, как лучше наблюдать за планетами, кометами, метеорами и другими явлениями на ночном небе.

Глава 1
Астрономия как наука и искусство

В этой главе…

 Предмет астрономии

 Что такое световые годы

 Что такое тяготение

Ясной, безоблачной ночью выйдите из дома и посмотрите на небо. Если вы живете в городе или пригороде, то увидите десятки, а может быть, сотни мерцающих звезд. Вы можете также увидеть Луну и не больше пяти из девяти планет, обращающихся вокруг Солнца.

Если вы увидите в небе "падающую звезду" – знайте, что это метеор, небольшая частица пыли, пролетевшая сквозь верхние слои атмосферы.

А вот светящаяся точка, гораздо более медленно и равномерно движущаяся по небу. Что это – искусственный спутник, такой как телескоп "Хаббл" или просто авиалайнер, летящий очень высоко в небе? Если у вас есть бинокль, то с его помощью легко заметить разницу. У авиалайнера должны быть бортовые огни и, кроме того, можно различить его форму.

Если же вы окажетесь на природе – на морском берегу подальше от отелей или в горах, вдали от залитых светом горнолыжных склонов, – то увидите уже не сотни, а тысячи звезд. И еще Млечный Путь – словно усыпанную жемчугом дорогу, протянувшуюся по небу. На самом деле мы видим сияние миллионов неярких звезд, которые по отдельности не смогли бы различить невооруженным глазом. А если бы вы оказались в таком, действительно великолепном, месте для наблюдения, как Серро-Тололо в чилийских Андах (здесь находится одна из крупнейших обсерваторий Южного полушария), то увидели бы еще больше звезд. Причем на черном, как смоль, небе, они показались бы вам яркими, отчетливыми и даже не мерцающими, совсем как на картине Ван Гога "Звездная ночь".

Глядя на небо, вы на самом деле занимаетесь астрономией, потому что наблюдаете окружающую нас Вселенную и пытаетесь понять то, что видите.