КАК И С КАКОЙ СКОРОСТЬЮ ДВИЖЕТСЯ ЗЕМЛЯ?
Полный оборот вокруг своей оси, т.е. поворот на 360°, Земной шар совершает за 23 часа 56 минут 4,1 секунды, т.е. приблизительно за~ 24 часа, или за сутки. С таким же периодом происходит восход Солнца, его кульминация, заход. Долгое время астрономы считали, что скорость вращения Земли постоянна, однако с применением более точных приборов обнаружили небольшие отклонения. В связи с трением, возникающим при морских приливах и с изменениями в земной коре, скорость вращения Земли уменьшается. Наш день каждые 100 лет удлиняется на 1/1000 секунды. Это ничтожное изменение, однако ученые следят за ним.
По орбите вокруг Солнца Земля движется неравномерно. В одних точках она ближе к Солнцу, в других — дальше. Орбита Земли не является окружностью, она немного вытянута по форме и напоминает овал. Математики такую фигуру называют эллипс. Когда Земля максимально приближается к Солнцу, это положение называется перигелий (точка 1), когда максимально удаляется — афелий (точка 2). Скорость движения Земли зависит от ее расстояния до Солнца. Чем ближе к Солнцу, тем скорость больше. В перигелии орбитальная скорость Земли 30,2 км/с. Земля проходит эту точку в декабре, а в афелии Земля в июне и скорость ее составляет 29,2 км/с.
Полный оборот вокруг своей оси, т.е. поворот на 360°, Земной шар совершает за 23 часа 56 минут 4,1 секунды, т.е. приблизительно за~ 24 часа, или за сутки. С таким же периодом происходит восход Солнца, его кульминация, заход. Долгое время астрономы считали, что скорость вращения Земли постоянна, однако с применением более точных приборов обнаружили небольшие отклонения. В связи с трением, возникающим при морских приливах и с изменениями в земной коре, скорость вращения Земли уменьшается. Наш день каждые 100 лет удлиняется на 1/1000 секунды. Это ничтожное изменение, однако ученые следят за ним.
По орбите вокруг Солнца Земля движется неравномерно. В одних точках она ближе к Солнцу, в других — дальше. Орбита Земли не является окружностью, она немного вытянута по форме и напоминает овал. Математики такую фигуру называют эллипс. Когда Земля максимально приближается к Солнцу, это положение называется перигелий (точка 1), когда максимально удаляется — афелий (точка 2). Скорость движения Земли зависит от ее расстояния до Солнца. Чем ближе к Солнцу, тем скорость больше. В перигелии орбитальная скорость Земли 30,2 км/с. Земля проходит эту точку в декабре, а в афелии Земля в июне и скорость ее составляет 29,2 км/с.
ЗЕМНОЙ ШАР В РОЛИ ЧАСОВ
Время непрерывно течет, и все в мире изменяется со временем. Потребность измерять время у людей появилась очень давно, жизнь повседневная связана со сменой дня и ночи. В древности положение Солнца на небе служило человеку указателем времени.
По Солнцу ориентировались и в пространстве и во времени. Видимое движение Солнца по небу позволило человеку отмерять почти равные промежутки времени. Сама природа дала основные меры времени: сутки — период вращения Земли вокруг своей оси, год — период обращения Земли вокруг Солнца. С движениями Земли связано изменение вида звездного неба в течение суток и в течение года. Созвездия по-разному видны в разное время в разных местах на Земле, поэтому люди научились ориентироваться в пространстве и отмерять время по звездам. На различных меридианах время разное, т.е. полдень наступает неодновременно, а люди, живущие в разных местах, связаны между собой; поезда, самолеты, должны приходить по расписанию. Природа разделила сутки на две обычно равные части: день и ночь.
В Древнем Вавилоне разделяли сутки и год на 12 равных частей. Время днем измеряли по длине и направлению тени от вертикального шеста гномона (гномон — "ловец тени"). Солнечные часы "работали" только днем и при ясной погоде. В Греции применяли водяные часы (клепсидра — "воровка воды"). "Сколько воды утекло с тех пор", — говорит пословица. Песочные часы отсчитывают время и до сих пор, иногда их используют для большей наглядности. Интересна история механических часов с маятником, часов-хронометров, которыми пользуются моряки. С географической координатой — долготой связано местное время: разность координат долготы в 15° соответствует разнице местного времени в 1 час.
Местное время в каждом населенном пункте — разное. Даже на окраинах Москвы, например, в восточном и западном районе время отличается на 1—2 минуты. Поэтому возникла необходимость введения поясного времени. (В нашей стране поясное время было введено с 1 июля 1919 года.) По специальному международному соглашению весь земной шар был поделен на 24 пояса. Каждый часовой пояс простирается по долготе на 15° или 1 час, условились считать время в пределах одного пояса одинаковым. При пересечении границы пояса с запада на восток часы надо переставить на один час вперед, а с востока на запад — на один час назад. Минуты и секунды во всех поясах считаются одинаковыми. За нулевой приня-, ли пояс, для которого центральным является Гринвичский меридиан (близ столицы Великобритании г. Лондона). Москва, имея долготу 2 ч. 30 мин. (37,5°), расположена во втором часовом поясе. Гринвичский меридиан имеет долготу 0 час. 0 мин. (0°), а 180-й меридиан разделяет сутки на нашей планете. Через него проходит условная линия, называемая линией перемены даты. Она идет от Северного полюса через Берингов пролив между Чукоткой и Аляской, через Тихий океан к Южному полюсу. Пересекая эту линию с запада на восток, можно попасть во вчерашний день и, наоборот, двигаясь с востока на запад, надо пропустить один день в календаре. Новый день начинается на востоке нашей страны. А Новый год первыми встречают жители Чукотки. Из-за того, что Земной шар вращается не строго равномерно, продолжительность средних солнечных суток медленно меняется. Ход часов, связанных с вращением Земли, необходимо контролировать. Это важно для очень точных измерений. Современные атомные часы дают сигналы точного времени, которые транслируются по радио.
Время непрерывно течет, и все в мире изменяется со временем. Потребность измерять время у людей появилась очень давно, жизнь повседневная связана со сменой дня и ночи. В древности положение Солнца на небе служило человеку указателем времени.
По Солнцу ориентировались и в пространстве и во времени. Видимое движение Солнца по небу позволило человеку отмерять почти равные промежутки времени. Сама природа дала основные меры времени: сутки — период вращения Земли вокруг своей оси, год — период обращения Земли вокруг Солнца. С движениями Земли связано изменение вида звездного неба в течение суток и в течение года. Созвездия по-разному видны в разное время в разных местах на Земле, поэтому люди научились ориентироваться в пространстве и отмерять время по звездам. На различных меридианах время разное, т.е. полдень наступает неодновременно, а люди, живущие в разных местах, связаны между собой; поезда, самолеты, должны приходить по расписанию. Природа разделила сутки на две обычно равные части: день и ночь.
В Древнем Вавилоне разделяли сутки и год на 12 равных частей. Время днем измеряли по длине и направлению тени от вертикального шеста гномона (гномон — "ловец тени"). Солнечные часы "работали" только днем и при ясной погоде. В Греции применяли водяные часы (клепсидра — "воровка воды"). "Сколько воды утекло с тех пор", — говорит пословица. Песочные часы отсчитывают время и до сих пор, иногда их используют для большей наглядности. Интересна история механических часов с маятником, часов-хронометров, которыми пользуются моряки. С географической координатой — долготой связано местное время: разность координат долготы в 15° соответствует разнице местного времени в 1 час.
Местное время в каждом населенном пункте — разное. Даже на окраинах Москвы, например, в восточном и западном районе время отличается на 1—2 минуты. Поэтому возникла необходимость введения поясного времени. (В нашей стране поясное время было введено с 1 июля 1919 года.) По специальному международному соглашению весь земной шар был поделен на 24 пояса. Каждый часовой пояс простирается по долготе на 15° или 1 час, условились считать время в пределах одного пояса одинаковым. При пересечении границы пояса с запада на восток часы надо переставить на один час вперед, а с востока на запад — на один час назад. Минуты и секунды во всех поясах считаются одинаковыми. За нулевой приня-, ли пояс, для которого центральным является Гринвичский меридиан (близ столицы Великобритании г. Лондона). Москва, имея долготу 2 ч. 30 мин. (37,5°), расположена во втором часовом поясе. Гринвичский меридиан имеет долготу 0 час. 0 мин. (0°), а 180-й меридиан разделяет сутки на нашей планете. Через него проходит условная линия, называемая линией перемены даты. Она идет от Северного полюса через Берингов пролив между Чукоткой и Аляской, через Тихий океан к Южному полюсу. Пересекая эту линию с запада на восток, можно попасть во вчерашний день и, наоборот, двигаясь с востока на запад, надо пропустить один день в календаре. Новый день начинается на востоке нашей страны. А Новый год первыми встречают жители Чукотки. Из-за того, что Земной шар вращается не строго равномерно, продолжительность средних солнечных суток медленно меняется. Ход часов, связанных с вращением Земли, необходимо контролировать. Это важно для очень точных измерений. Современные атомные часы дают сигналы точного времени, которые транслируются по радио.
КАК НЕ ЗАБЛУДИТЬСЯ СРЕДИ ЗВЕЗД
Чтобы не заблудиться на Земле, люди придумали способы ориентирования по сторонам света. Для определения местоположения на поверхности Земли используют географические координаты — широту и долготу. Астрономы придумали небесные координаты, характеризующие положение светил на небесной сфере. Северный и Южный полюсы мира (Р и Р') находятся как бы в точках пересечения продолжения оси вращения Земли с небесной сферой, а небесный экватор — перпендикулярен оси мира РР'и делит небесную сферу на два полушария — северное и южное. Мы живем в северном полушарии Земли и наблюдаем северное полушарие небесной сферы. Точка над головой наблюдателя называется зенитом. Линия, вдоль которой движется любое тело, поднятое над землей и выпущенное из рук, называется отвесной линией. А направление отвесной линии называют вертикальным. Вертикальное направление принимает нить, к которой подвешен какой-нибудь груз. Отвесная линия как бы пересекает небо в точке зенита, т.е. над головой наблюдателя. Плоскость, перпендикулярная отвесной линии, называется плоскостью горизонта. Эта плоскость касается Земного шара в точке, где находится наблюдатель, и делит небесную сферу на две половины — две полусферы: видимую, все точки которой находятся над горизонтом, и невидимую, точки которой лежат под горизонтом. У горизонта есть четыре очень важные для ориентирования точки: точка севера N (она лежит под северным полюсом мира). В ее направлении всегда поворачивается намагниченная стрелка компаса. Диаметрально противоположная точка юга S. Линия NOS называется полуденной линией, так как вдоль нее на горизонтальной плоскости в полдень ложится тень от вертикально поставленного предмета (например, столба, дерева). Точки востока Е и запада W лежат на линии горизонта, они отстоят от точек севера N и юга S на 90°. Эти четыре важные точки — стороны света — необходимо знать и уметь находить, чтобы не заблудиться в лесу или на море. А в небе небесные координаты отсчитывают от небесного экватора и небесного меридиана — линии, которая проходит по небесной сфере через точки зенита и полюсы мира Северный Р и Южный Р . Небесный меридиан делит небесную сферу на два полушария — восточное и западное. На земле, чтобы указать местоположение объекта, задают две координаты — долготу и широту, а на небе, чтобы указать местоположение звезды, также определяют две координаты. Одну называют склонением, другую — прямым восхождением. По этим координатам определяют положения светил, точное время составляют звездные карты.
Чтобы не заблудиться на Земле, люди придумали способы ориентирования по сторонам света. Для определения местоположения на поверхности Земли используют географические координаты — широту и долготу. Астрономы придумали небесные координаты, характеризующие положение светил на небесной сфере. Северный и Южный полюсы мира (Р и Р') находятся как бы в точках пересечения продолжения оси вращения Земли с небесной сферой, а небесный экватор — перпендикулярен оси мира РР'и делит небесную сферу на два полушария — северное и южное. Мы живем в северном полушарии Земли и наблюдаем северное полушарие небесной сферы. Точка над головой наблюдателя называется зенитом. Линия, вдоль которой движется любое тело, поднятое над землей и выпущенное из рук, называется отвесной линией. А направление отвесной линии называют вертикальным. Вертикальное направление принимает нить, к которой подвешен какой-нибудь груз. Отвесная линия как бы пересекает небо в точке зенита, т.е. над головой наблюдателя. Плоскость, перпендикулярная отвесной линии, называется плоскостью горизонта. Эта плоскость касается Земного шара в точке, где находится наблюдатель, и делит небесную сферу на две половины — две полусферы: видимую, все точки которой находятся над горизонтом, и невидимую, точки которой лежат под горизонтом. У горизонта есть четыре очень важные для ориентирования точки: точка севера N (она лежит под северным полюсом мира). В ее направлении всегда поворачивается намагниченная стрелка компаса. Диаметрально противоположная точка юга S. Линия NOS называется полуденной линией, так как вдоль нее на горизонтальной плоскости в полдень ложится тень от вертикально поставленного предмета (например, столба, дерева). Точки востока Е и запада W лежат на линии горизонта, они отстоят от точек севера N и юга S на 90°. Эти четыре важные точки — стороны света — необходимо знать и уметь находить, чтобы не заблудиться в лесу или на море. А в небе небесные координаты отсчитывают от небесного экватора и небесного меридиана — линии, которая проходит по небесной сфере через точки зенита и полюсы мира Северный Р и Южный Р . Небесный меридиан делит небесную сферу на два полушария — восточное и западное. На земле, чтобы указать местоположение объекта, задают две координаты — долготу и широту, а на небе, чтобы указать местоположение звезды, также определяют две координаты. Одну называют склонением, другую — прямым восхождением. По этим координатам определяют положения светил, точное время составляют звездные карты.
МЛЕЧНЫЙ ПУТЬ
В безлунные вечера на звездном небе можно увидеть широкую белесоватую полосу. Это Млечный Путь — гигантская арка, протянувшаяся через все небо. Древние думали, что это молоко, пролитое богиней Герой. Согласно другим мифам — это дорога с горы Олимп (на которой жили боги) на Землю. "Небесной рекой" называется Млечный Путь в китайских сказаниях.
Но даже в древности догадывались и о том, что Млечный Путь — это множество звезд, неразличимых невооруженным глазом. Телескоп дал возможность выяснить природу Млечного Пути. Одним из великих открытий Галилея было то, что Млечный Путь "представляет собой не что иное, как скопление множества звезд, как бы расположенных в кругах; в какую бы область не направить телескоп, сейчас же становится видимым огромное число звезд, из которых весьма многие достаточно ярки и вполне различимы, а количество же звезд более слабых не допускает вообще никакого подсчета". Так писал Галилей несколько веков назад.
В любом участке Млечного Пути в телескоп видно бесчисленное количество звезд. Имея различную ширину, разную яркость, сложные очертания, Млечный Путь непрерывным кольцом проходит по всей небесной сфере. В Северном полушарии через созвездия Орла, Лебедя, Цефея, Кассиопеи, Тельца, в Южном полушарии — Южного Креста, Скорпиона, Стрельца. В созвездии Стрельца Млечный Путь особенно ярок. Миллиарды звезд, составляющих Млечный Путь, образуют единую звездную систему — Галактику, одной из этих звезд и является Солнце.
В безлунные вечера на звездном небе можно увидеть широкую белесоватую полосу. Это Млечный Путь — гигантская арка, протянувшаяся через все небо. Древние думали, что это молоко, пролитое богиней Герой. Согласно другим мифам — это дорога с горы Олимп (на которой жили боги) на Землю. "Небесной рекой" называется Млечный Путь в китайских сказаниях.
Но даже в древности догадывались и о том, что Млечный Путь — это множество звезд, неразличимых невооруженным глазом. Телескоп дал возможность выяснить природу Млечного Пути. Одним из великих открытий Галилея было то, что Млечный Путь "представляет собой не что иное, как скопление множества звезд, как бы расположенных в кругах; в какую бы область не направить телескоп, сейчас же становится видимым огромное число звезд, из которых весьма многие достаточно ярки и вполне различимы, а количество же звезд более слабых не допускает вообще никакого подсчета". Так писал Галилей несколько веков назад.
В любом участке Млечного Пути в телескоп видно бесчисленное количество звезд. Имея различную ширину, разную яркость, сложные очертания, Млечный Путь непрерывным кольцом проходит по всей небесной сфере. В Северном полушарии через созвездия Орла, Лебедя, Цефея, Кассиопеи, Тельца, в Южном полушарии — Южного Креста, Скорпиона, Стрельца. В созвездии Стрельца Млечный Путь особенно ярок. Миллиарды звезд, составляющих Млечный Путь, образуют единую звездную систему — Галактику, одной из этих звезд и является Солнце.
ПОЧЕМУ МЫ НЕ ЗАМЕЧАЕМ ВРАЩЕНИЯ ЗЕМЛИ?
Долгое время люди считали, что Земля плоская, как блин, держится на трех китах (или трех слонах). Заметить движение Земли, находясь на ее поверхности, человеку невозможно. Слишком мал человек по сравнению с огромным земным шаром. С развитием науки представления людей о Земле менялись. Теперь мы знаем, что Земля участвует одновременно в двух движениях: движении по орбите вокруг Солнца и вращении вокруг собственной оси.
Мы не замечаем вращения Земли, зато наблюдаем и чувствуем его последствия — смену дня и ночи. Если бы Земля не вращалась, то на той стороне, которая обращена к свету, всегда был бы день, а противоположная сторона всегда находилась бы в темноте. Но хорошо, что этого не происходит. Каждая точка Земли находится сначала на освещенной стороне, затем на темной. Через 24 часа все повторяется, так как период суточного движения Земли равен 24 часам.
Так же мы не замечаем движения Земли вокруг Солнца, но не можем не видеть и не чувствовать смену времен года. Земля обращается вокруг Солнца за 365,25 суток. Этот период времени называют годом.
Помимо рассмотренных двух движений наша планета участвует еще в нескольких видах движения, так как вместе с Солнцем и другими планетами движется относительно Млечного Пути. Млечный Путь движется относительно других галактик. Во Вселенной нет ничего неподвижного, неизменного, раз и навсегда данного.
Долгое время люди считали, что Земля плоская, как блин, держится на трех китах (или трех слонах). Заметить движение Земли, находясь на ее поверхности, человеку невозможно. Слишком мал человек по сравнению с огромным земным шаром. С развитием науки представления людей о Земле менялись. Теперь мы знаем, что Земля участвует одновременно в двух движениях: движении по орбите вокруг Солнца и вращении вокруг собственной оси.
Мы не замечаем вращения Земли, зато наблюдаем и чувствуем его последствия — смену дня и ночи. Если бы Земля не вращалась, то на той стороне, которая обращена к свету, всегда был бы день, а противоположная сторона всегда находилась бы в темноте. Но хорошо, что этого не происходит. Каждая точка Земли находится сначала на освещенной стороне, затем на темной. Через 24 часа все повторяется, так как период суточного движения Земли равен 24 часам.
Так же мы не замечаем движения Земли вокруг Солнца, но не можем не видеть и не чувствовать смену времен года. Земля обращается вокруг Солнца за 365,25 суток. Этот период времени называют годом.
Помимо рассмотренных двух движений наша планета участвует еще в нескольких видах движения, так как вместе с Солнцем и другими планетами движется относительно Млечного Пути. Млечный Путь движется относительно других галактик. Во Вселенной нет ничего неподвижного, неизменного, раз и навсегда данного.
ЗНАМЕНИТЫЙ ОПЫТ ФУКО
Сегодня ученые могут целым рядом опытов подтвердить вращение Земли вокруг своей оси. Самый знаменитый опыт был проведен в 1851 году французским физиком Жаном Фуко.
Установка представляла собой тяжелый маятник на длинном подвесе. Чем длиннее подвес, тем лучше проходил опыт. Поэтому обычно такой маятник устанавливают в высоких соборах. Маятник Фуко имеется и в Московском планетарии.
Если маятник вывести из положения равновесия, то он обязательно будет колебаться в некоторой плоскости, проходящей через начальную точку, в которую был отведен груз, и положение равновесия.
Если бы Земля не вращалась, то по отношению к ней плоскость колебаний маятника сохранялась бы постоянной. На самом деле опыт показывает, что плоскость, в которой колеблется маятник, медленно поворачивается относительно Земли на некоторый угол. Этот поворот объясняется тем, что Земля совершает вращение вокруг своей оси. В опыте Фуко в течение времени колебания маятника Земля поворачивается под ним. Наблюдатель, находясь на поверхности Земли, ее вращения не замечает, поэтому ему кажется, что поворачивается плоскость колебаний маятника. Если осветить глобус светом лампы и покрутить его с запада на восток (попросите помощи у старших), то можно убедиться, что утро, например, на Чукотке наступает раньше, чем на Урале, а на Урале раньше, чем в Москве. Вращение земного шара вокруг своей оси называют суточным вращением. Его период равен 24 часам, т.е. за 24 часа наша Земля совершает один полный оборот. Для нас же утро сменяется днем, день — вечером, а вечер — утром.
Сегодня ученые могут целым рядом опытов подтвердить вращение Земли вокруг своей оси. Самый знаменитый опыт был проведен в 1851 году французским физиком Жаном Фуко.
Установка представляла собой тяжелый маятник на длинном подвесе. Чем длиннее подвес, тем лучше проходил опыт. Поэтому обычно такой маятник устанавливают в высоких соборах. Маятник Фуко имеется и в Московском планетарии.
Если маятник вывести из положения равновесия, то он обязательно будет колебаться в некоторой плоскости, проходящей через начальную точку, в которую был отведен груз, и положение равновесия.
Если бы Земля не вращалась, то по отношению к ней плоскость колебаний маятника сохранялась бы постоянной. На самом деле опыт показывает, что плоскость, в которой колеблется маятник, медленно поворачивается относительно Земли на некоторый угол. Этот поворот объясняется тем, что Земля совершает вращение вокруг своей оси. В опыте Фуко в течение времени колебания маятника Земля поворачивается под ним. Наблюдатель, находясь на поверхности Земли, ее вращения не замечает, поэтому ему кажется, что поворачивается плоскость колебаний маятника. Если осветить глобус светом лампы и покрутить его с запада на восток (попросите помощи у старших), то можно убедиться, что утро, например, на Чукотке наступает раньше, чем на Урале, а на Урале раньше, чем в Москве. Вращение земного шара вокруг своей оси называют суточным вращением. Его период равен 24 часам, т.е. за 24 часа наша Земля совершает один полный оборот. Для нас же утро сменяется днем, день — вечером, а вечер — утром.
ПРИЧИНЫ ВРАЩЕНИЯ ЗВЕЗДНОГО НЕБА
Почему же звездное небо как будто вращается и почему именно Полярная звезда почти неподвижна? Оказывается, причина этого кажущегося движения звезд заключается во вращении Земли. Подобно тому, как человеку, кружащемуся по комнате, представляется, будто вся комната кружится вокруг него, так и мы, находящиеся на вращающейся Земле, видим, будто бы движущиеся звезды. Наша Земля имеет ось вращения — воображаемую линию, вокруг которой вращается земной шар. Ось вращения Земли пересекает земную поверхность в двух точках — это Северный и Южный географические полюса. Если направление земной оси продолжить, то оно пройдет вблизи Полярной звезды. Вот почему Полярная звезда кажется неподвижной, а небесная сфера кажется вращающейся вокруг воображаемой оси. Нам кажется, что звездное небо вращается с востока на запад. Помним, что это видимое движение. Оно есть отражение истинного движения — вращения Земли вокруг своей оси. Видимое движение Солнца — это тоже отражение вращения Земли. На Земле происходит смена дня и ночи. Эти явления объясняются вращением Земли вокруг своей оси.
Почему же звездное небо как будто вращается и почему именно Полярная звезда почти неподвижна? Оказывается, причина этого кажущегося движения звезд заключается во вращении Земли. Подобно тому, как человеку, кружащемуся по комнате, представляется, будто вся комната кружится вокруг него, так и мы, находящиеся на вращающейся Земле, видим, будто бы движущиеся звезды. Наша Земля имеет ось вращения — воображаемую линию, вокруг которой вращается земной шар. Ось вращения Земли пересекает земную поверхность в двух точках — это Северный и Южный географические полюса. Если направление земной оси продолжить, то оно пройдет вблизи Полярной звезды. Вот почему Полярная звезда кажется неподвижной, а небесная сфера кажется вращающейся вокруг воображаемой оси. Нам кажется, что звездное небо вращается с востока на запад. Помним, что это видимое движение. Оно есть отражение истинного движения — вращения Земли вокруг своей оси. Видимое движение Солнца — это тоже отражение вращения Земли. На Земле происходит смена дня и ночи. Эти явления объясняются вращением Земли вокруг своей оси.
ВРАЩЕНИЕ НЕБЕСНОЙ СФЕРЫ
Днем по небосводу движется Солнце. Оно восходит, поднимается все выше и выше, потом начинает опускаться и заходит. Перемещаются ли звезды? Одни и те же звезды видны всю ночь на небе или нет? Это можно узнать. Нужно выбрать для наблюдения такое место, откуда небо хорошо видно, заметить, над какими местами горизонта (домами или деревьями) Солнце видно утром, днем и вечером. После захода Солнца заметить какую-либо яркую звезду, отметить время по часам. Если прийти и посмотреть на то же место на небе через 1—2 часа, то можно заметить, что выбранная звезда переместилась слева направо. Переместились и другие звезды. Звезды в стороне утреннего Солнца поднимаются выше, а в стороне вечернего Солнца опускаются ниже.
Все звезды движутся по небосклону одновременно. В этом легко убедиться.
Ту сторону, где Солнце видно в полдень, называют южной, противоположную — северной. Можно заметить, что звезды, близкие к горизонту, передвигаются быстрее, чем выше от горизонта звезды, тем их передвижение становится все менее заметным. И, наконец, можно найти на небе звезду, передвижения которой в течение всей ночи почти незаметно. Все небо вращается как одно целое, поворачиваясь вокруг одной звезды.
Эту звезду.называют Полярной. По отношению друг к другу звезды не движутся, т.е. их взаимное расположение не меняется.
Для астрономических наблюдений за движением светил можно использовать ясные осенние вечера.
Кроме того, можно попросить помощи у старших: обыкновенным фотоаппаратом сфотографировать звездное небо. В безлунную тихую ночь, когда совсем стемнеет, установить фотоаппарат, закрепив его на какой-нибудь опоре или подставке (штативе), направить на Полярную звезду, установить кассету, открыть объектив на один час. (Фотоаппарат должен быть строго неподвижен.) Проявив пленку, вы получите негатив с целым рядом коротких темных черточек, каждая из которых будет следом изображения звезды, перемещавшейся на небесной сфере. В центре всех дуг — следов движений звезд — и находится точка, вокруг которой, как нам кажется, вращается небо. Она называется полюсом мира, а Полярная звезда почти совпадает с ней.
Чем длиннее черточки на пленке, тем большее перемещение совершают звезды! Самый короткий след на снимке принадлежит Полярной звезде.
Днем по небосводу движется Солнце. Оно восходит, поднимается все выше и выше, потом начинает опускаться и заходит. Перемещаются ли звезды? Одни и те же звезды видны всю ночь на небе или нет? Это можно узнать. Нужно выбрать для наблюдения такое место, откуда небо хорошо видно, заметить, над какими местами горизонта (домами или деревьями) Солнце видно утром, днем и вечером. После захода Солнца заметить какую-либо яркую звезду, отметить время по часам. Если прийти и посмотреть на то же место на небе через 1—2 часа, то можно заметить, что выбранная звезда переместилась слева направо. Переместились и другие звезды. Звезды в стороне утреннего Солнца поднимаются выше, а в стороне вечернего Солнца опускаются ниже.
Все звезды движутся по небосклону одновременно. В этом легко убедиться.
Ту сторону, где Солнце видно в полдень, называют южной, противоположную — северной. Можно заметить, что звезды, близкие к горизонту, передвигаются быстрее, чем выше от горизонта звезды, тем их передвижение становится все менее заметным. И, наконец, можно найти на небе звезду, передвижения которой в течение всей ночи почти незаметно. Все небо вращается как одно целое, поворачиваясь вокруг одной звезды.
Эту звезду.называют Полярной. По отношению друг к другу звезды не движутся, т.е. их взаимное расположение не меняется.
Для астрономических наблюдений за движением светил можно использовать ясные осенние вечера.
Кроме того, можно попросить помощи у старших: обыкновенным фотоаппаратом сфотографировать звездное небо. В безлунную тихую ночь, когда совсем стемнеет, установить фотоаппарат, закрепив его на какой-нибудь опоре или подставке (штативе), направить на Полярную звезду, установить кассету, открыть объектив на один час. (Фотоаппарат должен быть строго неподвижен.) Проявив пленку, вы получите негатив с целым рядом коротких темных черточек, каждая из которых будет следом изображения звезды, перемещавшейся на небесной сфере. В центре всех дуг — следов движений звезд — и находится точка, вокруг которой, как нам кажется, вращается небо. Она называется полюсом мира, а Полярная звезда почти совпадает с ней.
Чем длиннее черточки на пленке, тем большее перемещение совершают звезды! Самый короткий след на снимке принадлежит Полярной звезде.
ЧТО ТАКОЕ НЕБЕСНЫЙ СВОД?
В Древней Греции и Древнем Риме видимый небесный купол считали твердым сводом, закрывающим Землю сверху, представляли небосвод, состоящим из семи кристаллических сфер, по которым вращаются светила: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. Позднее, в средние века, ученые спорили, из чего сделан небесный свод: из стекла, хрусталя или драгоценных камней синего цвета, например, сапфира?
Правильное объяснение того, что же представляет собой небесный свод, дал в XV веке великий итальянец Леонардо да Винчи. В книге "О живописи" он писал: "Синева неба происходил1 благодаря толще освещенных частиц воздуха, которая расположена между Землей и находящейся наверху чернотой". Окружающий нас воздух — атмосфера — совершенно бесцветный газ. Даже не очень чистый воздух приземного слоя атмосферы
в городах оказывается необыкновенно прозрачным в сравнении с самой прозрачной жидкостью или с самым прозрачным оптическим стеклом. Если смотреть через слой воздуха толщиной в несколько метров, то мы не видим его совсем. Если толщина слоя достигает нескольких километров, мы видим воздушную дымку, которая затягивает удаленные предметы. Вся же атмосфера в целом создает светлый голубой купол небосвода. И происходит это благодаря ее огромной толще. Освещенная Солнцем атмосфера рассеивает световые лучи.
Наибольшей синевой отличается небо в околозенитной области, т.е. если смотреть вертикально вверх, прямо над собой. В этом направлении толщина атмосферы меньше, чем в горизонтальном направлении. Поэтому голубизна неба к горизонту уменьшается, небо на горизонте становится белесым.
Цвет и яркость неба изменяются при поднятии над земной поверхностью. Чем выше мы поднимаемся, тем тоньше слой воздуха над местом наблюдения, тем синее небо и меньше его яркость. Уже на вершинах гор 4—5 км альпинисты любуются сине-голубым небом, пассажиры самолетов, летящих на высоте 10 км, видят небо насыщенного синего цвета, стратонавт, поднявшись на стратостате на высоту 22 км, наблюдает темно-синий цвет неба. На высотах полета космических кораблей (более 100 км) небо выглядит совершенно черным, рассеивание солнечных лучей за пределами атмосферы не происходит, поэтому космонавты на орбите могут видеть одновременно и Солнце, и звезды.
В Древней Греции и Древнем Риме видимый небесный купол считали твердым сводом, закрывающим Землю сверху, представляли небосвод, состоящим из семи кристаллических сфер, по которым вращаются светила: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. Позднее, в средние века, ученые спорили, из чего сделан небесный свод: из стекла, хрусталя или драгоценных камней синего цвета, например, сапфира?
Правильное объяснение того, что же представляет собой небесный свод, дал в XV веке великий итальянец Леонардо да Винчи. В книге "О живописи" он писал: "Синева неба происходил1 благодаря толще освещенных частиц воздуха, которая расположена между Землей и находящейся наверху чернотой". Окружающий нас воздух — атмосфера — совершенно бесцветный газ. Даже не очень чистый воздух приземного слоя атмосферы
в городах оказывается необыкновенно прозрачным в сравнении с самой прозрачной жидкостью или с самым прозрачным оптическим стеклом. Если смотреть через слой воздуха толщиной в несколько метров, то мы не видим его совсем. Если толщина слоя достигает нескольких километров, мы видим воздушную дымку, которая затягивает удаленные предметы. Вся же атмосфера в целом создает светлый голубой купол небосвода. И происходит это благодаря ее огромной толще. Освещенная Солнцем атмосфера рассеивает световые лучи.
Наибольшей синевой отличается небо в околозенитной области, т.е. если смотреть вертикально вверх, прямо над собой. В этом направлении толщина атмосферы меньше, чем в горизонтальном направлении. Поэтому голубизна неба к горизонту уменьшается, небо на горизонте становится белесым.
Цвет и яркость неба изменяются при поднятии над земной поверхностью. Чем выше мы поднимаемся, тем тоньше слой воздуха над местом наблюдения, тем синее небо и меньше его яркость. Уже на вершинах гор 4—5 км альпинисты любуются сине-голубым небом, пассажиры самолетов, летящих на высоте 10 км, видят небо насыщенного синего цвета, стратонавт, поднявшись на стратостате на высоту 22 км, наблюдает темно-синий цвет неба. На высотах полета космических кораблей (более 100 км) небо выглядит совершенно черным, рассеивание солнечных лучей за пределами атмосферы не происходит, поэтому космонавты на орбите могут видеть одновременно и Солнце, и звезды.
ЧТО НАУКА ПОНИМАЕТ ПОД СЛОВОМ "НЕБО"?
Простейшие астрономические явления совершаются "на небе". По небу движутся Солнце и Луна, на чистом небе видны тысячи звезд, а нередко, к досаде астрономов, небо бывает пасмурным, и тогда наблюдения невозможны. Как приступить к наблюдениям, если условия видимости хорошие, небо ясное, без облаков? С чего следует начать? Где и когда вести наблюдения?
Вид звездного неба — эта бриллиантовая россыпь множества звезд - всегда привлекал, завораживал человека. Когда-то очень давно один философ сказал, что если бы звездное небо было видно только в каком-нибудь одном месте Земли, то к этому месту непрерывно двигались бы толпы людей, чтобы полюбоваться великолепным зрелищем. Для нас, живущих в XX веке, зрелище звездного неба особенно величественно, потому что мы знаем природу звезд; ведь каждая из них — это солнце, т.е. гигантский раскаленный газовый шар. Люди не сразу узнали истинную природу небесных тел. Проходили века, и люди, тщательно наблюдая за различными небесными явлениями, пришли к современному научному пониманию мира.
Михаилу Васильевичу Ломоносову — великому русскому ученому — принадлежат слова, которые идут, кажется, из глубины души каждого из нас, поднявших глаза на звездное небо:
Открылась бездна звезд полна,
Звездам числа нет, бездне дна.„
Звездное небо — великая книга Природы. Кто сумеет ее прочесть, тому раскроются несметные сокровища окружающего нас космоса. Непосвященному в секреты астрономии даже трудно себе представить, какое количество загадок и тайн скрыто за теми замысловатыми узорами из звезд, которые древние называли созвездиями.
Знание созвездий — азбука астрономии. Она необходима и любителю-астроному, и астроному-ученому. Для тех, кто хорошо знаком с созвездиями и их расположением на небе в различное время суток и года, звезды могут служить отличными ориентирами, позволяющими находить стороны горизонта и даже определять момент времени. Ориентироваться по звездам умеют и моряки, и летчики, и туристы, и разведчики.
Когда мы находимся на открытом месте (например, в поле или на море), весь мир представляется нам как бы разделенным на две части: под ногами у нас земля или вода, а все, что мы видим над нею, составляет небо. Можно сказать, что небо — это мировое пространство, рассматриваемое сквозь воздушную ободочку Земли — атмосферу.
Простейшие астрономические явления совершаются "на небе". По небу движутся Солнце и Луна, на чистом небе видны тысячи звезд, а нередко, к досаде астрономов, небо бывает пасмурным, и тогда наблюдения невозможны. Как приступить к наблюдениям, если условия видимости хорошие, небо ясное, без облаков? С чего следует начать? Где и когда вести наблюдения?
Вид звездного неба — эта бриллиантовая россыпь множества звезд - всегда привлекал, завораживал человека. Когда-то очень давно один философ сказал, что если бы звездное небо было видно только в каком-нибудь одном месте Земли, то к этому месту непрерывно двигались бы толпы людей, чтобы полюбоваться великолепным зрелищем. Для нас, живущих в XX веке, зрелище звездного неба особенно величественно, потому что мы знаем природу звезд; ведь каждая из них — это солнце, т.е. гигантский раскаленный газовый шар. Люди не сразу узнали истинную природу небесных тел. Проходили века, и люди, тщательно наблюдая за различными небесными явлениями, пришли к современному научному пониманию мира.
Михаилу Васильевичу Ломоносову — великому русскому ученому — принадлежат слова, которые идут, кажется, из глубины души каждого из нас, поднявших глаза на звездное небо:
Открылась бездна звезд полна,
Звездам числа нет, бездне дна.„
Звездное небо — великая книга Природы. Кто сумеет ее прочесть, тому раскроются несметные сокровища окружающего нас космоса. Непосвященному в секреты астрономии даже трудно себе представить, какое количество загадок и тайн скрыто за теми замысловатыми узорами из звезд, которые древние называли созвездиями.
Знание созвездий — азбука астрономии. Она необходима и любителю-астроному, и астроному-ученому. Для тех, кто хорошо знаком с созвездиями и их расположением на небе в различное время суток и года, звезды могут служить отличными ориентирами, позволяющими находить стороны горизонта и даже определять момент времени. Ориентироваться по звездам умеют и моряки, и летчики, и туристы, и разведчики.
Когда мы находимся на открытом месте (например, в поле или на море), весь мир представляется нам как бы разделенным на две части: под ногами у нас земля или вода, а все, что мы видим над нею, составляет небо. Можно сказать, что небо — это мировое пространство, рассматриваемое сквозь воздушную ободочку Земли — атмосферу.
КТО ПОСТРОИЛ ПЕРВУЮ МОДЕЛЬ ВСЕЛЕННОЙ?
Немного есть научных трудов в истории человечества, которые сохраняли бы свою ценность на протяжении многих веков, изучались бы десятками поколений ученых. К числу таких трудов относится "Альмагест" греческого ученого Клавдия Птолемея (ок. 90—160).
Он долго жил в Александрии, которая хоть и расположена в Африке, в устье Нила, но в течение нескольких столетий служила центром греческой культуры. Там Птолемей производил астрономические наблюдения, там написал свой "Альмагест" (так переделали на арабский лад заглавие его труда "Великое построение").
Что же "построил" в этом знаменитом труде Птолемей? В нем он изложил новую, придуманную им систему мира. Птолемей, как и Аристотель, придумал геоцентрическую систему мира, и у него центром Вселенной служила неподвижная Земля. Но, в отличие от Аристотеля, александрийский астроном не признавал никаких хрустальных сфер. У него Солнце и планеты вращались вокруг Земли в пустом небесном пространстве.
Путем сложных геометрических построений Птолемей сумел создать такую систему мира, что она давала возможность предсказывать солнечные и лунные затмения, находить небесные тела в тех точках неба, на какие указывала теория. Птолемеевой системе мира "повезло" еще и в том, что ее приняла и поддерживала христианская церковь. А она в те времена пользовалась огромной силой. Все, что не соответствовало церковному учению, объявлялось ересью, еретики томились в тюрьмах или погибали на костре. И Птолемей, и религия одинаково считали Землю центром мироздания. Геоцентрическая система удовлетворяла церковь, ее распространяли, запрещали сомневаться в истинности учения Птолемея.
Эта система просуществовала до великого открытия Коперника.
Немного есть научных трудов в истории человечества, которые сохраняли бы свою ценность на протяжении многих веков, изучались бы десятками поколений ученых. К числу таких трудов относится "Альмагест" греческого ученого Клавдия Птолемея (ок. 90—160).
Он долго жил в Александрии, которая хоть и расположена в Африке, в устье Нила, но в течение нескольких столетий служила центром греческой культуры. Там Птолемей производил астрономические наблюдения, там написал свой "Альмагест" (так переделали на арабский лад заглавие его труда "Великое построение").
Что же "построил" в этом знаменитом труде Птолемей? В нем он изложил новую, придуманную им систему мира. Птолемей, как и Аристотель, придумал геоцентрическую систему мира, и у него центром Вселенной служила неподвижная Земля. Но, в отличие от Аристотеля, александрийский астроном не признавал никаких хрустальных сфер. У него Солнце и планеты вращались вокруг Земли в пустом небесном пространстве.
Путем сложных геометрических построений Птолемей сумел создать такую систему мира, что она давала возможность предсказывать солнечные и лунные затмения, находить небесные тела в тех точках неба, на какие указывала теория. Птолемеевой системе мира "повезло" еще и в том, что ее приняла и поддерживала христианская церковь. А она в те времена пользовалась огромной силой. Все, что не соответствовало церковному учению, объявлялось ересью, еретики томились в тюрьмах или погибали на костре. И Птолемей, и религия одинаково считали Землю центром мироздания. Геоцентрическая система удовлетворяла церковь, ее распространяли, запрещали сомневаться в истинности учения Птолемея.
Эта система просуществовала до великого открытия Коперника.
КТО БЫЛ ПЕРВЫМ АСТРОНОМОМ?
Попробуйте представить себя в роли древнего наблюдателя Вселенной, полностью лишенного каких-либо инструментов. Днем обратит на себя внимание движение Солнца, ночью — картины звездного неба, Луна с ее изменчивой внешностью, а также более редкие явления: вспышка "новой" яркой звезды, появление хвостатой кометы или яркого болида, или, наконец, "падение звезд". Кто первый подметил цикличность, т.е. повторяемость небесных явлений и по этим циклам составил первые календари? По-видимому, первыми это сделали египетские жрецы, когда примерно за 6000 лет до наших дней подметили, что предутреннее появление Сириуса в лучах зари совпадает с разливом Нила. Медленно проходили века. Человек, только что осознавший свое существование, поднимая глаза к небу, пытался объяснить себе устройство мира и свое место в нем. Множество ученых потрудились над выработкой взглядов на окружающий человека мир, ко, пожалуй, одним из первых выдающихся представителей древних наук был Аристотель из греческого города Ста-гиры (384—322 гг. до н.э.), наставник и друг знаменитого полководца Александра Македонского. Аристотель вместе с ним побывал во многих странах мира, повсюду делая научные наблюдения, писал книги.
Аристотель в течение почти двух тысячелетий считался величайшим авторитетом в любой науке. Он одним из первых придумал собственную систему мира, т.е. рассказал, как, по его мнению, устроена Вселенная.
В центре Вселенной он поставил неподвижную шарообразную Землю. То, что Земля — шар, Аристотель доказывал двумя фактами: во-первых, во время лунных затмений Земля отбрасывает на поверхность нашего спутника круглую тень, а во-вторых, во время дальних путешествий звезды, расположенные низко над горизонтом, исчезают под ним, скрытые выпуклостью Земли, зато с другой стороны появляются новые, до этого не видимые. Это было бы невозможным, если бы Земля была плоская: путник видел бы всегда одни и те же звезды.
Система мира Аристотеля называется геоцентрической: вокруг Земли (по-гречески "геос") вращаются твердые прозрачные сферы, к которым прикреплены Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. На восьмой сфере он поместил все звезды, а на девятой (Аристотель называл ее "первым двигателем") сфере был своего рода небесный мотор, который и вращал все остальные сферы. Система Аристотеля выкинула из мироздания богов. Жрецы обрушили за это на ученого весь свой гнев, изгнали на старости лет из родного города.
Учение Аристотеля оказалось очень полезным для европейской науки средних веков, однако некоторые ошибочные выводы его последователями были объявлены непререкаемыми истинами и долгое время тормозили развитие науки.
Попробуйте представить себя в роли древнего наблюдателя Вселенной, полностью лишенного каких-либо инструментов. Днем обратит на себя внимание движение Солнца, ночью — картины звездного неба, Луна с ее изменчивой внешностью, а также более редкие явления: вспышка "новой" яркой звезды, появление хвостатой кометы или яркого болида, или, наконец, "падение звезд". Кто первый подметил цикличность, т.е. повторяемость небесных явлений и по этим циклам составил первые календари? По-видимому, первыми это сделали египетские жрецы, когда примерно за 6000 лет до наших дней подметили, что предутреннее появление Сириуса в лучах зари совпадает с разливом Нила. Медленно проходили века. Человек, только что осознавший свое существование, поднимая глаза к небу, пытался объяснить себе устройство мира и свое место в нем. Множество ученых потрудились над выработкой взглядов на окружающий человека мир, ко, пожалуй, одним из первых выдающихся представителей древних наук был Аристотель из греческого города Ста-гиры (384—322 гг. до н.э.), наставник и друг знаменитого полководца Александра Македонского. Аристотель вместе с ним побывал во многих странах мира, повсюду делая научные наблюдения, писал книги.
Аристотель в течение почти двух тысячелетий считался величайшим авторитетом в любой науке. Он одним из первых придумал собственную систему мира, т.е. рассказал, как, по его мнению, устроена Вселенная.
В центре Вселенной он поставил неподвижную шарообразную Землю. То, что Земля — шар, Аристотель доказывал двумя фактами: во-первых, во время лунных затмений Земля отбрасывает на поверхность нашего спутника круглую тень, а во-вторых, во время дальних путешествий звезды, расположенные низко над горизонтом, исчезают под ним, скрытые выпуклостью Земли, зато с другой стороны появляются новые, до этого не видимые. Это было бы невозможным, если бы Земля была плоская: путник видел бы всегда одни и те же звезды.
Система мира Аристотеля называется геоцентрической: вокруг Земли (по-гречески "геос") вращаются твердые прозрачные сферы, к которым прикреплены Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. На восьмой сфере он поместил все звезды, а на девятой (Аристотель называл ее "первым двигателем") сфере был своего рода небесный мотор, который и вращал все остальные сферы. Система Аристотеля выкинула из мироздания богов. Жрецы обрушили за это на ученого весь свой гнев, изгнали на старости лет из родного города.
Учение Аристотеля оказалось очень полезным для европейской науки средних веков, однако некоторые ошибочные выводы его последователями были объявлены непререкаемыми истинами и долгое время тормозили развитие науки.