Александр Волков - Земля и небо
Если у вас, юные читатели и читательницы моей книжки, есть в школе хороший телескоп или если вы сможете получить доступ в обсерваторию, воспользуйтесь случаем и полюбуйтесь поразительным небесным зрелищем — видом колец Сатурна.
У Сатурна, кроме колец, десять спутников. Самый большой из них, Титан, вдвое больше нашей Луны. Это единственный спутник в Солнечной системе, имеющий атмосферу, которая состоит из метана.
Десятый спутник Сатурна, названный Янусом в честь одного из римских богов, открыт совсем недавно, в последних числах декабря 1966 года.
Вид больших планет с поверхности их спутников (сверху — Юпитер, внизу — Сатурн)
Уран
Уран очень далек от Солнца — в девятнадцать раз дальше, чем Земля. Свет Урана очень слабый, и эту планету открыли в телескоп в 1781 году. Я уже говорил, что у римлян Сатурн считался отцом Юпитера, а Уран, бог неба, был отцом Сатурн. И вот планету, еще более удаленную от Солнца, чем Сатурн, назвали Ураном.
Диаметр Урана 47 000 километров. Это большая планета.
Год на Уране продолжается восемьдесят четыре земных года. А сутки на Уране всего около 11 часов. В году Урана более 72 тысяч суток!
У планеты Уран есть особенность, которая отличает ее от других планет Солнечной системы. Все планеты вращаются вокруг Солнца так, что ось их вертикальна или немного отклонена от вертикали.
А волчок, изображающий Уран, должен вертеться, лежа на боку.
Из-за этого на Уране удивительно сменяются день и ночь. Иногда ось Урана своим концом направлена прямо на Солнце. Если бы в это время на полюсе Урана стоял наблюдатель, Солнце находилось бы прямо над его головой.
Что от этого получается? Солнце сильнее всего освещает полюс и полярную область, дальше лучи его падают все более косо, и по мере приближения к экватору Солнце стоит все ниже над горизонтом.
А если смотреть с экватора, Солнце будет стоять на горизонте. Все происходит не так, как у нас на Земле, а наоборот.
Уран
На том полушарии, над которым стоит Солнце, — день. И этот день продолжается много земных лет и много тысяч урановых суток.
На самом полюсе день продолжается сорок два земных года!
Вот как неистощима в своих выдумках природа!
У Урана пять спутников; даже самый большой из них — Титания значительно меньше Луны.
Нептун
Нептун — по счету восьмая от Солнца планета и последняя из группы больших планет.
Замечательна история открытия Нептуна.
Нашел его на небе не астроном, смотревший в телескоп, а вычислитель-математик, который сидел у письменного стола с пером в руке и ни разу не взглянул на небо во время своей работы. Я расскажу об этом важном событии.
Ты уже знаешь, что Уран обходит вокруг Солнца один раз в восемьдесят четыре года. Его кажущееся перемещение по небу очень медленное, хотя на самом деле он в каждую секунду проходит около семи километров. Напомню, что скорость снаряда, вылетающего из сверхдальнобойной пушки, меньше двух километров в секунду.
Но Уран так далеко от нас, что его передвижение по небу среди звезд кажется нам весьма медленным. Астрономы вычислили движение Урана на много лет вперед. Они точно указали, где должен находиться Уран через двадцать, сорок, шестьдесят лет после его открытия.
Но что же получилось? Через сорок лет планета оказалась не на том месте, где ей полагалось быть, а через шестьдесят лет отклонение от вычисленного пути еще увеличилось. Правда, отклонение это показалось бы тебе ничтожным. Поставь стоймя спичку и отойди от нее на 4 метра (на семь шагов). Велика ли тебе покажется толщина (или иначе сказать — ширина) спички?
Вот на такую кажущуюся ширину отклонился Уран от предвычисленного пути по небосводу за несколько десятилетий.
Ты, может быть, скажешь, что это пустяки?
Но астрономы решили, что это не пустяки, что есть причина, которая заставляет Уран отклоняться от правильного пути. Они начали искать эту причину.
Ты знаешь, что закон всемирного тяготения действует на любом расстоянии, сила тяготения уменьшается по мере удаления небесных тел друг от друга.
Мы говорим:
— Земля не улетает от Солнца потому, что Солнце притягивает ее.
Это верно. Но к этим словам надо добавить вот что: Землю притягивает не только Солнце, но и Луна, и Меркурий, и Венера, и Марс, и Юпитер, и все остальные планеты. Землю притягивают даже отдаленные звезды, но так как они чрезвычайно далеки, то силу их притяжения не стоит принимать во внимание. Однако с силой тяготения планет приходится считаться.
Возьму такой пример. Когда Солнце и Юпитер находятся по одну сторону от Земли, то сила тяготения увеличивается: Юпитер помогает Солнцу притягивать Землю. Когда Солнце по одну сторону от Земли, а Юпитер по другую, получается как раз наоборот: Солнце тянет Землю к себе, а Юпитер к себе, и сила притяжения Земли к Солнцу немного ослабевает.
В первом случае Земля чуть-чуть приближается к Солнцу, отклоняясь от своего правильного пути; а во втором случае она немного отходит от Солнца в сторону Юпитера.
Вот эти отклонения от правильного пути, которые получаются оттого, что Юпитер притягивает Землю, называются возмущениями. Но понятно, что когда астроном вычисляет орбиту Земли в небесном пространстве, ему приходится принимать в расчет возмущения, производимые не только Юпитером, но и Луной, и Венерой, и Марсом, и другими планетами. Это очень большая работа. Такую работу проделали астрономы, когда вычисляли путь Урана. Они приняли во внимание возмущения от всех планет, которые были тогда известны. И, как видишь, все-таки орбита Урана была вычислена не совсем верно.
Сравнительная величина планет; отдельно показана система Земля — Луна и расстояние между ними, данное в таком же масштабе, как диаметры планет.
Может быть, астрономы ошиблись в вычислениях? Вот этого-то как раз и не было. Астрономы считают с исключительной точностью. Если ты собираешься стать астрономом, то у тебя отметка по математике никогда не должна быть меньше пятерки.
А если все вычисления были сделаны верно, а Уран все-таки отклонился от указанного ему пути, это означало, что в пространстве есть неизвестная планета, которая отклоняет расчетную орбиту Урана силой своего тяготения.
И вот по возмущениям, которые производила неизвестная планета, надо было найти ее положение в мировом пространстве.
Задача найти новую планету была огромной трудности и требовала многих месяцев самых сложных вычислений. И все же эта задача была выполнена.
Молодой француз Леверрье, закончив вычисления, написал в обсерваторию: «Поищите новую планету около созвездия Козерога». И планета была найдена в тот же вечер, как было получено письмо. В телескоп она казалась маленьким кружком, а не точкой, как звезда. Это случилось в 1846 году.
Новую планету назвали именем Нептуна, бога моря.
По величине Уран и Нептун почти такие же близнецы, как Земля и Венера. Та и другая планета по объему примерно в 60 раз больше Земли.
Нептун удален от Солнца на 30 астрономических единиц, и год его продолжается сто шестьдесят пять земных лет. С тех пор как был открыт Нептун, на Земле прошло больше ста двадцати пяти лет, а он за это время не успел совершить один оборот вокруг Солнца.
У Нептуна два спутника: один из них, Тритон, по размерам равен Меркурию; другой совсем маленький и открыт недавно, в 1949 году.
Плутон
У римлян Плутон был богом подземного царства. Он жил в вечном мраке, освещаемом только отблесками адского огня, на котором поджаривали грешников.
Плутоном астрономы назвали самую дальнюю планету из тех, которые до сих пор известны людям. Плутон удален от Солнца в сорок раз больше, чем наша Земля, а год его продолжается около двухсот пятидесяти земных лет:
Тепла и света Плутон получает от Солнца на каждый квадратный метр поверхности в 1600 раз меньше, чем Земля. С Плутона Солнце должно казаться маленьким кружком, поперечник которого в 40 раз меньше, чем видимый нами поперечник Солнца.
Но нельзя сказать, что на Плутоне царит вечный мрак. Все-таки на освещенной стороне Плутона Солнце светит в 275 раз светлее, чем у нас полная Луна. Чтобы у нас ночью было так же светло, как на Плутоне днем, надо поместить на нашем небе двести семьдесят пять полных лун. Ты видишь, какое светлое наше Солнце, как хорошо освещает оно мировое пространство!
Но согревается поверхность Плутона Солнцем очень слабо — температура там около 200 градусов холода.
Каким будет казаться Солнце наблюдателям, находящимся на различных планетах.
Плутон открыт совсем недавно — в 1930 году. Его тоже нашли вычислительным путем по тем отклонениям, которые обнаружились в движении Урана. Существование Плутона предсказал еще в 1915 году американский астроном П. Ловелл. За время, которое прошло с момента его открытия, Плутон успел сделать около одной шестой части полного оборота вокруг Солнца.
