В древности народы мира по-разному представляли то, как выглядит Земля:
- индусы изображали ее в виде полусферы, которая покоится на четырех слонах, стоящих на черепахе. Животных обвивает кольцами черная тысячеголовая кобра Шеша, головы змеи подпирают Вселенную;
- египтяне считали, что Земля — протяженная долина, вытянутая с севера на юг, которую с четырех сторон окружают горы. В представлении древних египтян ось Земли — гигантское золотое дерево, вершина которого упирается в небо;
- вавилоняне верили, что наш дом — круглый остров, плавающий в воде. На Западе острова стоит Вавилон, на Востоке возвышаются горы, перебраться через них невозможно;
- китайцы думали, что наша планета — плоский прямоугольник, над которым простирается выпуклое небо;
- греки описывали Землю как диск, напоминающий щит воина. В центре диска — суша, омываемая океанами.
Однако некоторые явления, которые замечали наши предки в море и на небе, противоречили древним убеждениям о форме Земли:
Украшаем горшочки к дачному сезону!
- когда люди смотрели на приближающиеся к берегу корабли, то замечали, что сперва на горизонте появляются верхушки мачт, затем полностью мачты и только потом корпус корабля. Казалось, что корабли выплывают из-за холма, а это шло вразрез с представлениями о форме Земли;
- во время лунных затмений люди видели на поверхности Луны круглую тень от Земли. Это указывало на шарообразность планеты, но в те времена правильно объяснить это явление могли лишь ученые мужи, которых было не так много.
Древнегреческий ученый Эратосфен (276 год до н. э.—194 год до н. э) был одним из первых, кто догадался, что Земля шарообразной формы, и подтвердил свою догадку фактами. Географ вычислил окружность и радиус Земли с помощью эксперимента в конце III века до н.э.
Фото: thoughtco.com
Эратосфен заметил одну странность: в день летнего солнцестояния в одно и то же время в городах, лежащих на одном меридиане — Александрии (север Египта) и Сиене (сейчас Асуан, юг Египта), Солнце находится в разном положении. В полдень в Сиене светило освещает дно колодца, а значит, “висит” прямо над головой, а в Александрии Солнце не в зените.
Эратосфену пришла в голову идея сравнить высоту светила, или угловое расстояние между зенитом и Солнцем, в этих городах.
Для измерений ученый использовал угломерный инструмент — скафис (древнейшие солнечные часы в виде чаши) и шест — гномон, который установили на дно чаши в вертикальном положении, чтобы он “смотрел в зенит”. Освещенный солнцем шест отбрасывал тень на внутреннюю поверхность скафиса, которую разделили на градусы.
В Сиене в полдень зенитное расстояние светила равнялось 0°. В это же время в Александрии гномон отбрасывал тень, которая падала на деление 7,2°.
Фото: britannica.com
Если бы Земля была плоской, то длина теней была бы одинаковой, так как солнечные лучи падали бы на поверхность под одним углом.
Так Эратосфен понял, что поверхность искривлена.
THRILL PILL, Егор Крид & MORGENSHTERN — Грустная песня | Official Music Video
В годы жизни древнегреческого ученого Александрию и Сиену разделяло 5000 стадиев (неизвестно, каким стадием пользовался Эратосфен: греческим, египетским, или другим. Специалисты предполагают, что стадий, который использовал ученый в расчетах, равен 152-179 метрам). Географ сопоставил величину дуги в 7,2° с окружностью в 360° градусов, а расстояние в 5000 стадиев — с длиной окружности земного шара (обозначим X). Уравнение выглядело так:
Эратосфен выяснил, что длина окружности Земли равна 250 000 стадиев, или 40 000 — 50 000 км. Это довольно точное вычисление: спустя десятки веков специалисты узнали, что длина окружности Земли — 40 075 км.
На этом ученый не остановился: географ знал длину окружности планеты и математическую константу, которая выражает отношение длины окружности к ее диаметру — число Пи (3,14), поэтому рассчитал радиус Земли по формуле:
Ученый получил цифру — 39 808 стадиев. Если принять, что Эратосфен использовал стадий, который равнялся 157,2 метрам, то вычисленный радиус составит 6302 км. Эти данные практически совпадают с современными измерениями — 6371 км.
Примитивные технологии помогли Эратосфену провести достаточно точные расчеты размеров нашей планеты, погрешность составила 1-2%. Эксперимент древнегреческого ученого доказал, что земля имеет шарообразную форму, и вошел в историю как важное научное достижение своего времени.
Статьи по теме:
Подписывайтесь на наш канал в Дзен, поделитесь мнением о материале и расскажите о нем друзьям. Еще больше интересных статей — на нашем сайте . Также у нас есть канал в Instagram , где выходят статьи в картинках.
Источник: dzen.ru
Еще первооткрыватель урана. Уран и «Звезда смерти»: открытия Уильяма Гершеля. Наблюдения за двойными звездами
– английский астроном: биография, фото, первооткрыватель планеты Уран, рефлекторный телескоп, двойные звезды, туманности, размеры Млечного Пути.
В конце XVI I начале XVIII веков знания астрономии о космосе ограничивались Солнечной системой. Не было известно о том, что собой представляют звезды, как они распределены в космическом пространстве, сколько составляет расстояние между ними. Возможность более детального изучения устройства Вселенной с использованием более мощных телескопов, связывают с деятельностью, проводимой в данном направлении английским астрономом Уильямом Гершелем.
Родился Фридрих Уильям Гершель в Ганновере 15 ноября 1738 года. Его отец — военный музыкант Исаак Гершеля и мать – Анна Ильза Морицен, были родом из Моравии, которую вынуждены были оставить и переехать в Германию. В семье царила интеллектуальная атмосфера, а сам будущий ученый получил достаточно разностороннее, но не систематическое образование.
Судя по «биографической записке», письмам и дневнику самого Вильгельма, воспоминаниям его сестры Каролины, Уильям Гершель был очень трудолюбивым и увлеченным человеком. Занимаясь математикой, философией и астрономией он проявлял недюжинные таланты к точным наукам. Этот незаурядный человек был одарен музыкальным талантом и в 14 лет стал играть в военном оркестре полка в Ганновере. Прослужив четыре года в ганноверском полку, он в 1757 году едет в Англию, куда ранее переехал его брат Яков.
Будучи бедным, Гершель зарабатывает в Лондоне, переписывая ноты. В 1766 году он переезжает в город Бат, где становится известным исполнителем, дирижером и педагогом по музыке и приобретает определенное положение в обществе. Музыка кажется ему слишком простым занятием, а тяга к естествознанию и самообразование влекут его к точным наукам и более глубокому познанию мира. Занимаясь изучением математических основ музыки, он постепенно переключается на математику и астрономию.
Он приобретает ряд известных книг по оптике и астрономии, а такие труды, как «Полная система оптики» Роберта Смита и «Астрономия» Джеймса Фергюсона, стали его главными настольными пособиями. Тогда же, в 1773 году он первый раз увидел звездное небо через телескоп, фокусное расстояние которого составляло 75 см. Столь малое увеличение абсолютно не удовлетворило исследователя и, купив все необходимые материалы и инструменты, он самостоятельно изготовил зеркало для телескопа.
Не смотря на значительные трудности, в том же году Уильям Гершель изготовил рефлектор, который имел фокусное расстояние больше 1,5 м. Он сам вручную выполнял шлифовку зеркал, трудясь над своим детищем до 16 часов в сутки. Специальную машину для такой обработки Гершель создал только спустя 15 лет. Работа была не только трудоемкой, но и очень опасной. Однажды при выполнении заготовки зеркала произошел взрыв в плавильной печи.
В работе ему всегда помогали брат Александр и младшая сестра Каролина. Тяжелый, самоотверженный труд был вознагражден хорошими результатами и зеркала, изготовленные из сплава олова и меди, получились качественными и позволяли увидеть круглые изображения звезд.
По словам американского астронома Ч. Уитни, семейство Гершелей за период с 1773 по 1782 полностью превратились из музыкантов в астрономов.
Свой первый обзор звездного неба Гершель провел в 1775 году. Он все еще зарабатывал себе средства на жизнь музыкой, но его страстным увлечением стали наблюдения за звездным небом. В свободное от музыкальных уроков время он изготавливал зеркала для телескопов, вечером давал концерты, а ночью снова наблюдал за звездами. Гершель предложил новый метод «звездных черепков», который позволял подсчитать количество звезд на отдельных участках неба.
Наблюдая небо ночью 13 марта 1781 года, Гершель наблюдал необычное явление. Изучая звезды, соседствующие с созвездием Близнецов, он заметил одну звезду, которая была больше всех остальных. Он визуально сравнил ее с Н Близнецов и другой небольшой звездой, расположенной в квадрате между созвездиями Возничего и Близнецов и увидел, что она действительно больше любой из них.
Гершель решил, что это комета. Большой объект имел выраженный диск и отклонялся от эклиптики. Ученый сообщил о комете другим астрономам и продолжил ее наблюдение. Позже известные ученые — академик Парижской академии наук П. Лаплас и академик Петербургской академии наук Д.И.
Лексель,- вычислили орбиту этого объекта и доказали, что Вильгельм Гершель открыл новую планету, которая расположена за Сатурном. Эту планету назвали Уран, она была в 60 раз больше Земли и удалена на расстояние 3 млрд. км. от Солнца. Открытие новой планеты принесло Гершелю известность и славу. Это была самая первая планета, которую удалось обнаружить ученым.
Уже через девять месяцев после обнаружения планеты Уран, 7 декабря 1781 года, Уильяма Гершеля избирают членом королевского астрономического общества Лондона, он получил докторскую степень Оксфордского университета и золотую медаль Лондонского королевского общества. Был избран почетным членом Петербургской академии в 1789 году.
Это событие положило начало его карьере. Король Георг III, который сам проявлял интерес к астрономии, дал ему в 1782 году должность королевского астронома с доходом 200 фунтов в год. Король выделил средства для строительства обсерватории в городке Слоу, около Виндзора. С присущей ему увлеченностью Гершель приступил к астрономическим наблюдениям. Биограф ученого, Араго, писал, что тот покидал свою обсерваторию только лишь для того, чтобы доложить королевскому обществу о результатах своей самоотверженной деятельности.
Много времени Гершель уделяет усовершенствованию конструкций телескопов. Он убрал из привычной конструкции второе малое зеркало, что значительно улучшило яркость получаемого изображения. Свои работы он вел в направлении увеличения диаметра зеркал. В 1789 году был собран гигантский телескоп, который имел трубу 12 метров длиной, а диаметр зеркала составил 122 см. Возможности этого телескопа были превзойдены только в 1845 году, когда астроном из Ирландии Парсонс создал еще больший аппарат, длина которого достигала 18 метров, а диаметр зеркала – 183 см.
Возможности нового телескопа позволили Гершелю совершить открытие двух спутников планеты Сатурн и двух спутников Урана. Вильгельму Гершелю принадлежит заслуга в открытии сразу нескольких новых небесных тел, но его самые выдающиеся открытия состоят не только в этом.
Еще до исследований Гершеля было известно о существовании десятков двойных звезд. Их считали случайным сближением звезд, и не было сведений об их распространенности на просторах Вселенной. Исследуя различные участки звездного пространства, Гершель открыл более 400 таких объектов. Он провел исследования по измерению расстояния между ними, изучил видимый блеск и цвет звезд.
Некоторые звезды, которые ранее считались двойными, оказались состоящими из трех или четырех объектов. На основании проведенных наблюдений ученый сделал вывод, что двойные и кратные звезды представляют из себя систему из физически связанных друг с другом звезд, которые вращаются вокруг единого центра тяжести в полном соответствии с законом всемирного тяготения.
Впервые в истории астрономии, Уильям Гершель занимался систематическим наблюдениям за двойными звездами. Еще с древних веков человечеству были известны две туманности – туманность в созвездии Ориона и в созвездии Андромеды, которые можно было увидеть без специальной оптики. В XVIII веке при помощи мощных телескопов было открыто множество новых туманностей. Философ Кант и астроном Ламберт считали туманности звездными системами, подобными Млечному Пути, но удаленными от Земли на огромные расстояния, из-за которых отдельные звезды различить не возможно.
Использую мощности своих постоянно совершенствующихся телескопов, Гершель открывал и изучал все новые туманности. Составленный им и выпущенный в 1786 году каталог описывал около 2500 таких объектов. Он не только искал новые туманности, но и изучал их природу.
Благодаря мощным телескопам стало понятно, что туманность – это скопление отдельных звезд, значительно удаленных от нашей солнечной системы. Иногда туманность оказывалась единичной планетой, окруженной кольцом из тумана. Другие туманности не удалось разделить на отдельные звезды, даже используя телескоп с 122-сантиметровым зеркалом.
Первоначально Гершель считал, что все туманности и есть скопления отдельных звезд, а те, которые невозможно рассмотреть, расположены очень далеко и разложатся на отдельные звезды при использовании более мощного телескопа. Но он допускал, что отдельные из существующих туманностей, могут быть самостоятельными звездными системами, расположенными за пределами Млечного пути. Исследование туманностей показали их сложность и многообразие.
Неутомимо продолжая свои наблюдения, Уильям Гершель пришел к заключению, что некоторые из туманностей невозможно разложить на отдельные звезды, потому что они состоят из более разреженного вещества, которое он называл светящейся жидкостью.
Ученый сделал вывод, что во вселенной широко распространены звезды и туманное вещество. Была интересна роль этого вещества и его участие в образовании звезд. Гипотеза об образовании звездных систем из рассеянного в космосе вещества была выдвинута в 1755 году. Вильгельм Гершель высказал оригинальную гипотезу, что туманности, которые не разлагаются на отдельные звезды и есть первоначальная стадия процесса образования звезды. Туманность постепенно уплотняется и образует либо одиночную звезду, первоначально окруженную туманной оболочкой, либо скопление нескольких звезд.
Кант предполагал, что все звезды, составляющие Млечный Путь образовались в одно время, а Гершель первым высказал мысль о том, что звезды могут иметь различный возраст, их образование имеет непрерывный характер и продолжается в настоящее время.
Такая идея не нашла поддержки и понимания, и представление о единовременном образовании всех звезд долгое время преобладало в науке. И только во второй половине прошлого века в результате достижений астрономии, особенно работ советских ученых, было доказано различие в возрасте звезд.
Было изучено множество звезд, возраст которых составлял от нескольких миллионов до миллиардов лет. Современная наука в общих закономерностях подтвердила гипотезы и предположения Гершеля о природе туманностей. Было установлено, что в нашей галактике и других галактиках широко распространены газовые и пылевые туманности. Природа этих образований оказалась гораздо сложнее, чем мог предполагать ученый.
Он правильно полагал, как Кант и Ламберт, что отдельные туманности являются системами звезд и расположены слишком далеко, но со временем можно будет увидеть их отдельные звезды при помощи более совершенных приборов.
В XVIII веке было выявлено, что многие звезды движутся. При помощи расчетов Гершель смог доказать движение солнечной системы в направлении созвездия Геркулеса.
Основной своей целью он считал изучение строения системы Млечный путь, определение ее размеров и формы. Деятельность в этом направлении он вел на протяжении нескольких десятков лет. Он не знал размеров звезд, расстояний между ними, из расположения, но предположил, что все звезды имеют примерно одинаковую светимость, расположены равномерно и расстояния между ними примерно равно, а к центру этой системы расположено солнце. При помощи своего гигантского телескопа он производил расчеты количества звезд на отдельном участке неба и таким образом пытался определить, насколько далеко и в каком направлении простирается галактика Млечный Путь. Ему было не известно явление поглощения света в космическом пространстве, и он считал, что гигантский телескоп позволит увидеть самые дальние звезды нашей галактики.
Сегодня известно, что звезды имеют разную светимость и распределяются в пространстве неравномерно. А размеры Галактики не дают возможности увидеть ее границы даже в гигантский телескоп. Поэтому Гершель не смог правильно определить форму, размеры Галактики и положение Солнца в ней. Высчитанные им размеры Млечного пути оказались значительно занижены.
Наряду с этим он занимался и другими исследованиями в области астрономии. Гершель смог разгадать природу излучения солнца и определил, что в его составе есть тепловые, световые и химические, невидимые глазом, лучи. Этим он предугадал открытие инфракрасного и ультрафиолетового излучения, выходящего за пределы солнечного спектра.
Начиная свою работу в области астрономии, как любитель, он отдавал своему увлечению все свободное время. Источником финансовых средств для него на протяжении долгого времени оставалась музыкальная деятельность. Только к старости Гершель получил достаточные финансовые возможности для проведения своих научных изысканий.
Этот человек являл в себе сочетание прекрасных человеческих качеств и талант настоящего ученого. Гершель был терпеливым и последовательным наблюдателем, целеустремленным и неутомимым исследователем, глубоким мыслителем. На самом пике своей известности он все равно оставался для окружающих простым, душевным и обаятельным человеком, что свидетельствует о его благородной и глубокой натуре.
Свой научный азарт и увлеченность исследовательской деятельностью он смог передать своим близким и родным людям. Огромную помощь в научных изысканиях оказала его сестра Каролина, которая с его помощью изучила астрономию и математику, обработала научные наблюдения брата, подготовила для опубликования каталоги туманностей и звездных скоплений, которые он открыл и описал. Проводя самостоятельные исследования, Каролина открыла 8 комет и 14 новых туманностей. Она была признана астрономами Англии и Европы, и избрана почетным членом королевского астрономического общества в Лондоне и Ирландской королевской академии. Каролина была первой женщиной, занимающейся исследованиями и удостоенной такими званиями.
Первая игра «Второго командного турнира».
Участники
- Илья Ганчуков, лаборант из Новосибирска
- Асмик Гаряка, программист из Еревана
- Михаил Карпук, юрист из Минска
Источник: lovetoski.ru
Светящаяся точка: звезда или планета?
Тому, кто не разбирается в астрономии, может показаться, что на звездном небе царит хаос. Между тем ученые давно навели порядок: определили разницу между планетами и звездами, объединили все видимые звезды в созвездия.
Звезды мерцают, а планеты сияют
Еще древние заметили, что на небе есть объекты, непохожие на другие. Пять светящихся точек движутся среди звезд и отличаются от них ровным светом. Это пять видимых невооруженным глазом планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Они находятся к нам гораздо ближе, чем звезды, поэтому мы видим их как диски, а не как мерцающие точки.
Мы видим звезды лучистыми не потому, что они на самом деле такие, а из-за строения нашего глаза. Хрусталик имеет неоднородную волокнистую структуру и преломляет свет в виде лучей
Планеты можно наблюдать на небе не только ночью, но и днем. В телескоп — всегда, но бывают дни, когда они видны без оптических приборов. Чаще всего при дневном свете можно увидеть самую яркую из планет Солнечной системы, Венеру. Парадоксально, что Венеру удобнее наблюдать на улицах мегаполисов, а не на открытой местности. Все дело в том, что высотные здания заслоняют Солнце, и его лучи не слепят глаза.
Однажды Наполеон I устроил торжественный парад. Он надеялся, что к нему будут прикованы взоры всех горожан, — но в этот день на небе в полдень сияла великолепная Венера, поэтому все смотрели вверх, а не на блистательного императора
Почему же звезды постоянно мерцают, а планеты сияют ровным светом? Мерцание, дрожание, изменение цвета, вспышки — все эти явления происходят из-за того, что мощный свет далеких звезд проходит через земную атмосферу. Она состоит из разных слоев, которые отличаются плотностью, температурой и коэффициентом преломления: лучи света много раз меняют свое направление, из-за этого мы и наблюдаем мерцание звезд.
Самая яркая звезда нашего неба — Сириус. Лучше всего наблюдать его в зимнее время, тогда он виден во всей красе и яркости
Планеты Солнечной системы не так сильно удалены от Земли по сравнению со звездами, они — наши ближайшие соседи. На самом деле, они тоже мерцают, но мерцание это происходит не в одной точке, как у далеких звезд, свет которых доходит до нас в виде пучка, а по всей поверхности. В итоге мы воспринимаем свечение планет как ровное.
Звезды обладают таким мощным свечением, преодолевающим огромные расстояния, потому что в них постоянно происходят термоядерные реакции. Планеты — это твердые тела, они не излучают свет самостоятельно, а только отражают тот, что исходит от звезды, вокруг которой они вращаются.
Созвездия — участки звездного неба
Чтобы как-то ориентироваться на звездном небе, люди еще в глубокой древности разделили его на отдельные созвездия. У разных народов созвездия отличались — не только по названиям, но и по форме. Дело в том, что это разделение неба очень условно: на самом деле, звезды, объединенные в созвездия, никак друг с другом не связаны — какие-то находятся ближе к нам, какие-то очень далеко. Созвездия в привычном для нас виде можно наблюдать только с Земли. Если мы посмотрим на небо с любой другой планеты, картина будет совсем другой.
Созвездие Ориона на старинной звездной карте
В наше время, чтобы не возникало путаницы, астрономы утвердили общую для всех стран карту созвездий. Каждая из видимых с Земли звезд входит в одно из 88 созвездий. Границы созвездий четко расчерчены, поэтому разногласий по поводу того, к какому созвездию отнести ту или иную звезду, не возникает. Самое крупное созвездие — это Гидра, самое маленькое — Южный Крест.
Со времен Древней Греции астрономы стали называть звезды в созвездии буквами греческого алфавита. Самой яркой звезде в созвездии присваивалось имя альфа (первая буква алфавита), второй по яркости — бета, и т. д. Но в наше время эти названия не всегда соответствуют уровню яркости. Во-первых, границы созвездий в некоторых случаях изменились, и звезда, которая была в одном созвездии, оказалась в другом. Во-вторых, раньше наблюдения велись невооруженным глазом или с помощью примитивных приборов, и поэтому яркость определялась не очень точно.
В том сочетании звезд, которое мы сейчас называем Большой Медведицей, древние китайцы видели Царскую колесницу, египтяне — Гиппопотама, римляне — Семь волов, галлы — Кабана, а арабы — Гроб с плакальщиками
- Яркость звезд и световой год
- Звездные карты: как найти объект на небе
- Красные гиганты, белые карлики, пульсары
Источник: sitekid.ru