Расширяя границы Вселенной: история астрономии в задачах - Евгений Гусев

3.42. Иерархическая структура материального мира действительно имеет место, включая в себя не только мегамир, но и микромир. Однако большинство современных учёных считает, что иерархия материальных тел и систем ограничена как снизу, так и сверху.

3.43. В современном понимании Метагалактика — это наблюдаемая область Вселенной. Граница Метагалактики определяется проницающей способностью астрономических инструментов. Существует принципиальный предел, обусловленный конечностью скорости света и разбеганием галактик. Таким образом, Метагалактика не образует систему.

3.44. Первой удачной попыткой теоретически разрешить парадокс Шезо—Ольберса была идея Карла Шарлье об иерархической структуре Вселенной. Согласно ей, Вселенная представляет собой бесконечную совокупность входящих друг в друга систем всё возрастающего порядка сложности; отдельные звёзды образуют галактику первого порядка, совокупность галактик первого порядка образует галактику второго порядка (Метагалактику); совокупность галактик второго порядка образует галактику третьего порядка и так до бесконечности. Если при этом с переходом к системам более высокого порядка их средняя плотность прогрессивно уменьшается, то снимаются как фотометрический парадокс Шезо—Ольберса, так и второй космологический парадокс — гравитационный, сформулированный Хуго Зелигером (1849–1924), согласно которому в рамках ньютоновской теории тяготения в бесконечной Вселенной при бесконечно большой её массе сила тяготения не имеет определённой конечной величины.

Однако идея Шарлье была опровергнута наблюдениями: с возрастанием пространственного масштаба средняя плотность Вселенной стремится к конечному значению. Космологические парадоксы нашли своё решение в рамках нестационарной модели Вселенной, предполагающей, что её возраст ограничен. Что касается фотометрического парадокса, то количество наблюдаемых звёзд ограничено космологическим горизонтом, т. е. расстоянием, которое проходит свет за время от начала Большого взрыва. Поэтому число видимых звёзд конечно, а доля неба, покрываемая звёздами ничтожно мала. К тому же, из‑за доплеровского смещения излучение звёзд других галактик смещается также в длинноволновую область спектра, тем самым дополнительно ослабляя их свет в оптическом диапазоне.

3.45. Во-первых, как впервые показал академик В. Г. Фесенков (1889–1972), при взаимодействии света с веществом в основном происходит рассеяние излучения, а не его истинное поглощение. Во — вторых, в однородной стационарной Вселенной, заполненной вечно светящимися звёздами, межзвёздное вещество нагрелось бы до температуры звёздных фотосфер и сияло бы так же, как звёзды.

3.46. Суть идеи о тепловой смерти Вселенной заключается в необратимости рассеяния внутренней энергии. Второй закон термодинамики утверждает, что энтропия замкнутой системы постоянна или увеличивается. Больцман признал, что нормальным состоянием Вселенной является состояние теплового равновесия. Однако в бесконечном объёме могут возникать сколь угодно большие области неравновесного состояния вещества — флуктуации. Например, расширяющаяся Метагалактика может представлять собой неравновесную область Вселенной — гигантскую флуктуацию.

3.47. Бесконечная Вселенная не может иметь центра.

3.48. Николай Кузанский полагал, что в случае ограниченной Вселенной необходимо было бы допустить нечто, находящееся за её пределами, а это противоречит определению Вселенной как включающей в себя всё сущее.

3.49. Только в бесконечной Вселенной могут существовать многочисленные центры гравитации, приводящие к формированию отдельных тел, например, звёзд. В конечном же объёме рано или поздно должен произойти коллапс вещества в единое тело.

3.50. Комета 1882 года, прошедшая от поверхности Солнца всего на расстоянии полумиллиона километров, имела после перигелия полностью симметричную орбиту, что указывало на отсутствие тормозящих свойств не только околосолнечного пространства, но и космического пространства вообще. Стабильность орбит планет также доказывает отсутствие «космического эфира».

3.51. Коперник.

3.52. Судя по описанию, была первая половина ночи. Луна стояла высоко, выше соседнего дома. Следовательно, она была в довольно развитой фазе, вероятно, между первой четвертью и полнолунием и, к тому же, — выше эклиптики. Судя по её положению относительно Млечного Пути, Луна была в созвездии Овна, а Солнце — в районе Весов. Такое положение Солнца действительно соответствует поздней осени. Поэтому с точки зрения расположения светил замечаний к тексту нет.

Однако вызывает большие сомнения возможность увидеть Млечный Путь в городе, при свете лампы, сквозь окно, да к тому же — при яркой Луне.

3.53. Физические характеристики, приписываемые гипотетическим D — телам, в наибольшей степени совпадают с параметрами реальных объектов — нейтронных звёзд.

3.54. Расширение звёздных ассоциаций, активность ядер сейфертовских и маркаряновских галактик, громадную активность ядер радиогалактик и квазаров.

4. Познание Солнечной системы

4.1. Недостаток метода Аристарха в том, что трудно установить точные моменты наступления лунных четвертей. (Ещё труднее установить моменты новолуния и полнолуния, но этого и не требуется, поскольку в расчётах можно использовать половину времени от последней четверти до первой и от первой до последней.) По измерениям Аристарха, угол между центрами дисков Луны и Солнца в момент первой четверти оказался равным 87°, а на самом деле он составляет 89,8°. Тангенсы этих углов, определяющие расстояние до Солнца, различаются в 15 раз.

4.2. Выделить центр яркого солнечного диска и найти его положение относительно звёзд, которые почти не видны в дневное время суток, чрезвычайно сложно. Точность такого метода была бы весьма мала. Поэтому параллакс Солнца определяют косвенными методами из наблюдений планет.

4.3. Ошибка определения моментов контакта Венеры с диском Солнца доходит до целой минуты и поэтому сильно влияет на точность искомого результата. Неточности в определении времени, по — видимому связаны с наличием у планеты обширной атмосферы и явлением иррадиации.

4.4. Недостаток метода определения параллакса Солнца по наблюдениям Марса состоит в том, что не удаётся навести нить микрометра на край диска планеты с такой же точностью, как на звезду. Очевидно, что для достижения большей точности надо использовать параллактическое смещение звездообразных объектов Солнечной системы — астероидов.

4.5. Большинство малых планет находятся от Земли дальше, чем Марс, и поэтому из‑за малости их параллаксов не удаётся с достаточной точностью определить параллакс Солнца. Наиболее удобным для этого оказался открытый в 1898 г. астероид Эрос, который, двигаясь по эллиптической орбите, подходит к Земле в 2,5 раза ближе, чем Марс.

4.6. Вследствие движения Земли по орбите линии в спектрах звёзд периодически смещаются относительно своего среднего положения; особенно заметен этот эффект в спектрах эклиптикальных звёзд. Считая такое смещение доплеровским, можно найти орбитальную скорость Земли и, зная продолжительность года, вычислить радиус земной орбиты.

4.7. При перемещении человека по поверхности Земли даже на тысячи километров угловые размеры Солнца не изменяются, что свидетельствует об очень большом расстоянии до него. При обращении Земли вокруг Солнца последнее всегда представляется в виде диска, а это может быть, если Солнце — шар. Несамосветящиеся тела на Земле при освещении их солнечными лучами имеют различный цвет, что указывает на наличие в спектре Солнца излучения разных длин волн. Человек может смотреть на любые раскалённые земные предметы (нить накала электрической лампочки, расплавленный металл и т. д.), но он не может безболезненно смотреть на Солнце. Из этого следует, что яркость поверхности Солнца, а значит, и его температура выше, чем у раскалённых земных предметов, т. е. выше нескольких тысяч градусов. При такой температуре вещество Солнца может находиться только в газообразном или плазменном состоянии.

4.8. Солнечные пятна рассматривались как участки твёрдой холодной поверхности светила, видимые в разрывы светящихся белых облаков.

4.9. В русских летописях отмечено наблюдение крупных солнечных пятен сквозь дым: пятна были видны «аки гвозди». Европейские летописцы отмечали появление пятен в 807, 840, 1096 и 1607 гг. Первым из учёных наблюдал солнечное пятно на экране большой камеры- обскуры И. Кеплер в 1607 г. Солнечные пятна можно наблюдать в высоких тёмных помещениях, например, в церквях, поскольку в них нередко возникают условия классической (дырочной) камеры — обскуры (Сурдин, 2000).

4.10. Вслед за Кеплером в конце 1610 г. пятна на Солнце вновь открыл уже при помощи телескопа Г. Галилей и почти одновременно с ним англичанин Т. Херриот, голландец Й. Фабрициус и немец Х. Шейнер. Кеплер и Шейнер предполагали, что наблюдавшиеся объекты — нижние планеты. Окончательно принадлежность пятен к поверхности Солнца была подтверждена после открытия изменений их формы и перемещений по диску, а также изменения формы пятен из‑за перспективного искажения на краю диска (эффект Вильсона).