WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 11 | 12 || 14 | 15 |   ...   | 55 |

Наконец, в качестве определённого курьёза, можно привести пример «фазовой» невесомости. Если в чайник налить немного жидкой воды и поставить его на огонь, то через некоторое время вес чайника уменьшится на величину ранее налитой воды, присутствие которой, тем не менее, в виде водяного пара будет явственно ощущаться и в чайнике, и в кухне в целом. Аналогичным образом ведет себя «сухой лёд» (углекислота в твёрдой фазе), используемый в лотках мороженого.

В заключение, исходя из определения невесомости и условий её создания, можно указать также на гравитационные экраны, препятствующие распространению поля тяготения на определенные области пространства, и источники антигравитации, локально компенсирующие силу тяжести, которые, однако, до настоящего времени не обнаружены и промышленные образцы которых не созданы.

114. Вы взглянули на небо. Как отличить звезду от планеты Человек с древнейших времён смотрел на небо и видел на нём и звёзды, и планеты. И все долгие века и тысячелетия наблюдений человек смотрел «невооружённым» глазом, ведь первый телескоп изобрёл и направил в небо Галилео Галилей только в 1609 г. Между тем, планеты всегда отличали от звёзд; человечество знало 7 т. н. «планет», которые располагались на небе «по рангу»: Луна, Венера, Меркурий, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн.

Первым, наиболее сильно «бросающимся в глаза» отличием является яркость планет, или их блеск. В современной астрономии видимую яркость любого объекта на небе обозначают в т. н. «звёздных велиm чинах», обозначаемых индексом. Увеличение блеска на 1m означает уменьшение потока света в 2,512 раз3. Помимо Солнца и Луны, которые и без того самые яркие на небе (и которые в современном смысле слова планетами не являются), остальные планеты, видимые невооружённым глазом, также занимают в небесной «табели о рангах» самые высокие по яркости места (см. таблицу).

На всём небе всего 4 звезды имеют отрицательные значения своей видимой звёздной величины: Сириус (-1,45m), Канопус, Арктур и Cen); и ещё 5 штук — около 0m (Ахернар, Капелла, Ригель, Процион, Вега). Таким образом, ярче Сатурна (когда его кольца повёрнуты ребром) на всём небе могут быть всего 9 звёзд, а ярче Меркурия — только Сириус и Канопус. Правда, блеск внешних планет может уменьшаться по мере удаления от положения противостояния, т. к. при этом возрастает их удаление от Земли, а внутренних планет — в зависимости от их фазового угла, т. е. освещения со стороны Солнца. Но зато Сатурн может и увеличить свой видимый блеск, если развернёт свои кольца в нашу сторону.

Некоторым дополнительным фактором, помимо блеска, для «узнавания» неяркой планеты может служить и её цвет. Сатурн имеет характерный жёлтый цвет, а Марс всегда был знаменит своим красным цвеЭто число называется отношением (числом) Погсона по имени Н. Р. Погсона, предложившего это отношение для звёздных величин в 1856 году. Это — приближённое значение (но по точности вполне достаточное в тех случаях, когда вообще имеет смысл использовать понятие звёздной величины). Для справки:

100 = 2,511886432... 2,512; 2,5125 =100,Объект Видимая звёздная Видимый диаметр диска величина (в секундах дуги) Солнце от -26,82m до -25,96m от 1955 до (в разных (в разные сезоны) спектральных системах) Луна от -12,73m до -7m от 2008 до (в зависимости от фазы) (в разных точках орбиты) Венера -4,22m (в наибольшей элонгации) (в нижнем соединении) Земля -3,84m (глядя с Солнца) 17,6 (глядя с Солнца) Юпитер -2,6m (в противостоянии) 46,86 (в противостоянии) Марс -2,02m 17,88 (в противостоянии) (в противостоянии) Меркурий -0,2m 10,(в наибольшей элонгации) (в нижнем соединении) Сатурн +0,7m (в противостоянии 19,5 (в противостоянии) без колец) том. Именно своему красноватому оттенку Марс обязан и своим именем, как «бог войны». Более того, такуюже яркуюкраснуюзвезду в созвездии Скорпиона ( Sco, видимая величина V =1,0m, спектральный класс М1) специально, чтобы отличать от этой планеты, назвали Антаресом, т. е. «противо-Аресом» (Арес — бог войны у греков).

Вторым важнейшим фактором, отличающим планеты от звёзд, является факт их перемещения на небе. Собственно само слово «planet» означает «блуждающее светило». Блуждают на небе они не беспорядочно, а по определённым правилам «планетного движения».

Во-первых, они придерживаются заданной «полосы движения» по небу, которая называется эклиптикой. Это место, где случаются затмения (= eclipse), или зодиак, т. е. «круг зверей» (zoon= животное). Никакая планета не может «навестить», например, Медведицу или Южный Крест.

Во-вторых, внутренние (относительно Земли) планеты совершают вокруг Солнца периодические «качания», никогда не уходя от него далеко. Наибольшее угловое удаление, или элонгация, Меркурия составляет 28, а Венеры — 48. Поэтому Венера с древнейших времён носит название «утренней» или «вечерней» звезды (в зависимости от её западной или восточной элонгации), а Меркурий чаще всего «тонет» на заре в лучах самого Солнца.

Внешние планеты могут занимать вдоль эклиптики любое положение относительно Солнца. Они также движутся среди звёзд на запад, но медленнее Солнца, которое их периодически «нагоняет». Забавно, что когда внешняя планета занимает противоположное относительно Солнца положение, которое называется противостоянием, она начинает «своевольничать» и, демонстрируя своюнезависимость, движется в обратнуюсторону, с востока на запад. Это движение планет называется «попятным», и его средние значения даны в таблице:

Меркурий Венера Марс Юпитер Сатурн Уран Нептун Плутон 12 16 15 10 7 4 3 Планеты отличаются от звёзд ещё одним параметром — их видимым диском (см. таблицу выше). Однако, сам по себе видимый размер диска планет, к сожалению, не может служить надёжным показателем того, что перед нашим взором не звезда, а планета, т. к. предел углового разрешения нормального зрения человека составляет всего около 1 угловой минуты. Кроме Солнца и Луны обычный человек (при хорошем зрении) может различать только диск Венеры при её максимальном приближении к Земле (в нижнем соединении). Забавно, что мать Иоганна Кеплера обладала очень хорошим зрением и могла различать фазы Венеры, и отчасти её заслуга в том, что сам Кеплер впоследствии заинтересовался астрономией вообще и орбитами планет в частности.

Не будучи наблюдаемым непосредственно, диск планеты, между тем, служит первопричиной самой «наглядной» и заметной визуальной особенности планет: в отличие от звёзд планеты не мерцают! Действительно, наиболее близкие к нам и крупные по размеру звёзды имеют видимые диски на пределе дифракционного разрешения крупных телескопов. Рекордсменом является красный сверхгигант Бетельгейзе ( Ori, видимая величина 0,42m, спектральный класс М2, светимость 22400 L Солнца), который имеет собственный размер в 300 раз больше Солнца и с расстояния 200 парсек виден под углом около 0,01 угловой секунды. Иными словами, даже для большого телескопа звёзды остаются практически точками, и их лучи можно считать практически параллельными друг другу.

Приходя к поверхности Земли, лучи света пронизывают земную атмосферу и в её нижних слоях встречают на своём пути турбулентные вихри, порождённые температурными неоднородностями. Размеры температурных неоднородностей воздуха составляют 10–25 см и больше, а располагаются они от приземного слоя до границы тропосферы (от до 17 км в зависимости от широты). И хотя эти неоднородности по величине весьма малы, всего доли градуса (C), однако этого оказывается достаточно, чтобы из-за зависимости коэффициента преломления воздуха от его температуры длина пути луча света изменилась на доли длины волны. Это в свою очередь приведёт к искажению фазового фронта световой волны и малому, но заметному отклонениюлуча света в данной области от прямой линии. Величина этих «уклонений» составляет от долей до нескольких угловых секунд.

Поэтому при прохождении параллельных лучей света через атмосферу на какой-либо перпендикулярной поверхности вместо равномерного освещения образуется хаотичный узор световых пятен, которые к тому же находятся в постоянном движении (дрожании) с частотой от единиц до нескольких сотен Герц.

Этот эффект называется атмосферным дрожанием изображения.

Примеры атмосферной турбулентности можно наблюдать визуально по изображению далёкого предмета, глядя вдоль нагретой солнцем поверхности или сквозь пламя свечи.

Когда мы ночью смотрим на звёзды, наш зрачок глаза расширяется в темноте до 5–8 мм, но по сравнениюс размерами неоднородностей и «световых пятен» всё равно остается практически «точечным» приёмником света. Соответственно, освещённость, создаваемая какойлибо звездой на зрачке и далее на сетчатке глаза, быстро и хаотически изменяется от максимального значения и до нуля, иными словами, звезда «мерцает». Временное разрешение нашего зрения составляет около 0,1 с, поэтому за каждую секунду глаз успевает заметить несколько наиболее ярких всплесков света от звезды. А поскольку разные световые импульсы от звезды попадают при этом и на разные светочувствительные клетки (палочки) в сетчатке глаза, то видимые на небе звёзды представляются нам не только «мерцающими», но к тому же ещё и «лучистыми». Именно так, «с лучами» всегда звёзды и изображают, хотя в действительности никаких лучей там нет.

Если наблюдать звёзды в телескоп, который имеет существенно больший размер объектива, чем зрачок глаза, то, начиная с размеров 0,5–1 м, на всюплощадь зеркала телескопа будет приходиться уже несколько разных атмосферных неоднородностей. Поэтому в больших телескопах звёзды, во-первых, уже не мерцают, а, во-вторых, их изображение начинает распадаться на несколько отдельных световых пятен, которые называются «спеклами». Размер каждого спекла определяется дифракционным пятном для данного объектива (например, для зеркала диаметром 1 м дифракционное разрешение в видимом свете составляет около 0,1 ). Все спеклы располагаются (и «дрожат») внутри т. н. диска атмосферного дрожания, размеры которого в десятки раз больше и составляют 1–5 угловых секунд.

Именно атмосферное дрожание представляет собой наиболее серьёзное препятствие для повышения углового разрешения наземных телескопов, и астрономы всегда стараются разместить свои инструменты в местах с наилучшими астроклиматическими условиями (например, на вершинах гор). На территории бывшего СССР одним из лучших мест по этому параметру является Среднеазиатская обсерватория на горе Майданак близ г. Самарканда, где в условиях высокогорной пустыни качество атмосферных изображений нередко достигает 0,3.

Теперь нам уже нетрудно будет понять, почему планеты не мерцают.

Если даже самая маленькая планета Меркурий имеет угловой размер около 11, то понятно, что это не только намного больше, чем размеры отдельных спеклов, но и превышает размер всего диска дрожания.

Поэтому наш глаз, направленный на планету, принимает её свет одновременно от разных её участков по разным траекториям в атмосфере, и все дрожания отдельных лучей складываются и сглаживаются.

Правда, из каждого правила бывают и исключения. Автору посчастливилось наблюдать впечатляющее НЛО 11 августа 1999 г. около полуночи на берегу озера Телецкое. Внезапно на восточном берегу озера над вершинами горного хребта появился очень яркий компактный светящийся объект, который совершал резкие скачки из стороны в сторону и постоянно давал яркие вспышки света. Создавалось полное впечатление, что над вершиной горы что-то летает туда-сюда и «шарит прожектором». К счастью, через 10–15 минут дрожание объекта улеглось, и стало ясно, что это интригующее явление не что иное, как восход Юпитера, а его «скачки» и «вспышки» объяснялись на низких углах чрезвычайно высокой турбулентностью воздушных потоков, восходящих над вершинами гор.

117. Сколько звёзд в ковше Большой Медведицы Семь ярких звёзд северного неба, которые мы теперь знаем, как Ковш Большой Медведицы, всегда привлекали к себе внимание человека всех цивилизаций. Во все исторические эпохи они располагались возле северного полюса мира и являлись незаходящими звёздами. Во всех цивилизациях они также объединены в одно созвездие, хотя и под разными именами.

В Древнем Египте звёзды Ковша воспринимались в качестве бедра (задней ноги) быка, и так изображались на небе, например, в Дендерском зодиаке. В Китае семь ярких северных звёзд образовывали повозку, в которой Великий небесный император объезжает своюНебесную империю. У индейцев Америки звёзды в ручке Ковша были тремя охотниками, которые гоняются за добычей (медведем, волком или оленем). У славянских и мусульманских народов это созвездие также было повозкой либо хозяйственного, либо ритуального назначения. Во многих случаях звёзды объединялись и в сугубо утилитарный предмет быта — ковш, корчагу для питья. Наконец, у древних греков эти звёзды ассоциировались с холодным севером и живущими там медведями, поэтому в приполярной области неба и были созданы сначала Большая (Ursa Major, UMa), а затем и Малая Медведицы (Ursa Minor, UMi). От греков затем и все европейские культуры восприняли эту интерпретациюКовша.

По традиции яркие звёзды каждого созвездия обозначаются буквами греческого алфавита (обычно по мере убывания их яркости;

для Большой Медведицы — в порядке расположения звёзд в рисунке «ковша»). Однако, нетрудно заметить, что имена собственные у звёзд сохранились от астрономии арабов.

Большая Медведица — одно из самых больших созвездий всего неба;

в современных границах (с 1922 г.) она занимает 1280 квадратных градусов и уступает по площади только Деве и Гидре. Естественно, что по мере уменьшения яркости звёзд их число на небе возрастает почти экспоненциально.

С шагом в 5m в таблице укаV V Звёздная lg Nm Nm зано среднее по всему небу знаm (UMa) величина, чение десятичного логарифма V числа звёзд Nm на один квад- 0 -4,1 0,ратный градус, которые ярче дан- 5 -1,41 ной видимой звёздной величины, 10 +0,91 10 и оценка числа звёзд такой ярко15 +2,94 1 000 сти для всего созвездия Большой 20 +4,5 40 000 Медведицы.

Однако, число слабых звёзд все же не бесконечно, поскольку оно не может превосходить общее число звёзд в нашей Галактике (около 1011).

Большая Медведица занимает около 3% площади всего неба, к тому же она расположена вне зоны Млечного пути, где концентрация звёзд галактического фона существенно выше. Поэтому мы можем оценить верхнюю границу числа звезд на «территории» этого созвездия от 1% до 0,1% общего числа звёзд, т. е. 108–109.

Некоторые сведения о ярких звёздах созвездия Большая Медведица.

,, µ, d, пс Приm Звезда Имя 2000 2000 V, Sp 0,001 мечание год год /год UMa Дубхе 11 04 61 45 1,79 K0 III 138 32 пер., дв.

UMa Мерак 11 01 56 23 2,37 A1 V 87 24 пер.

UMa Фекда 11 51 53 58 2,43 A0 V 94 26 пер.

UMa Мегрец 12 15 57 02 3,31 A3 V 105 UMa Алиот 12 54 55 58 1,78 A0p 114 25 пер.

UMa Мицар 13 23 54 56 2,09 A1 V 128 24 тр.

µ UMa Бенетнаш 13 47 49 19 1,86 B3 V 122 31 пер.

Pages:     | 1 |   ...   | 11 | 12 || 14 | 15 |   ...   | 55 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.