Евгений Гусев - Расширяя границы Вселенной: история астрономии в задачах
Эффект Ярковского очень слаб; он может заметно повлиять лишь на движение небольших тел, размером от долей метра до нескольких километров. Расчёты показывают, что едва заметная сила, вызванная эффектом Ярковского, может постепенно изменить орбиту небольшого астероида, в результате чего он выйдет из Главного пояса астероидов, попадёт в гравитационный резонанс с Марсом и его притяжением может быть отброшен к Земле. Таким образом, почти забытое открытие русского учёного может оказаться важным фактором в пополнении семейства малых планет, сближающихся с Землёй и, следовательно, потенциально опасных для нашей цивилизации.
Ответьте на следующие вопросы:
— как влияет направление вращения астероида вокруг собственной оси на его перемещение в Главном поясе под действием эффекта Ярковского?
— какие из астероидов приближаются в Марсу, а какие — к Юпитеру?
— что можно сказать о влиянии этого эффекта на спутники планет?
4.139. Докажите, опираясь на наблюдения метеорных потоков, что траектории метеоров в земной атмосфере представляют собой отрезки прямых линий.
4.140. Какую форму имеют орбиты метеорных тел в космическом пространстве?
4.141. Джованни Скиапарелли (1835–1910) впервые оценил среднюю скорость метеоров — по его расчётам она в 1,4 раза больше орбитальной скорости Земли. Его способ был основан на подсчёте числа встречных и догоняющих метеоров. В чём заключается сущность его метода определения скоростей метеоров? Каковы орбиты метеороидов?
4.142. Если бы метеориты всегда только догоняли Землю в её движении по орбите, то наблюдалось ли бы явление метеоров во второй половине ночи?
4.143. Каким образом было впервые доказано, что метеорные тела приходят в земную атмосферу из космоса?
4.144. В начале XIX в. годовая периодичность метеорных потоков расценивалась как наличие у метеорных роев такого же орбитального периода, как и у Земли. Какая теория, опровергающая данную гипотезу, была предложена в 1839 г.?
4.145. Метеорный поток Леонид наблюдается каждый год, а вот метеорный дождь Леонид происходит только раз в 33 года. Какой вывод о структуре метеорного роя Леонид сделал французский учёный Франсуа Араго (1786–1835)?
4.146. В первой четверти XIX в. предполагали, что метеориты — это лунные вулканические бомбы. Достаточно ли обоснована эта гипотеза?
4.147. Какие важные свидетельства космического происхождения метеоритов обнаружил Эрнст Хладни (1756–1827)?
4.148. Кеплер сравнивал метеоры с «миниатюрными кометами». Имеет ли какой‑то научный смысл это сравнение?
4.149. Ещё римский учёный Луций Анней Сенека (ок. 4 — 65 н. э.) обратил внимание, что кометы участвуют в суточном движении звёзд. Какой вывод он сделал о происхождении комет?
4.150. Первую попытку определения высоты метеоров предприняли в 1801 г. два студента гёттингенского университета, Г. В. Бранденс и И. Ф. Бенценберг; они доказали прямыми измерениями, что явление метеоров происходит на высоте от 50 до 200 км над поверхностью Земли. Как эти юные учёные определили высоту метеоров?
4.151. Каким образом Тихо Браге в 1577 г. доказал, что кометы — это космические тела, а не атмосферное явление, как считалось ранее?
4.152. Какие доводы были приведены в XIX веке для доказательства генетической связи между кометами и метеорными телами?
4.153. Как Э. Галлей открыл комету, названную впоследствии его именем?
4.154. Хвост кометы похож на конус светящегося вещества. Полый ли конус кометы или он заполнен веществом?
4.155. Через неделю после открытия большой кометы 1882 года произошло весьма редкое событие — прохождение кометы по диску Солнца. В это время комета полностью исчезла для наблюдателей. Почему она не была видна, ведь перед этим было отмечено, что голова кометы выглядит заметно более тёмной, чем поверхность Солнца?
4.156. После прохождения кометы 1882 года вблизи Солнца её яркость увеличилась настолько, что она в течение трёх дней была хорошо видна на дневном небе. Почему это произошло? Всегда ли после прохождения перигелия комета становится ярче, чем до перигелия?
4.157. В сентябре 1835 г. В. Я. Струве наблюдал очень редкое явление — покрытие центральной частью головы кометы Галлея далёкой звезды. Какие открытия были сделаны им на основе этого наблюдения?
4.158. Кто открыл комету Энке?
4.159. В 1864 г. известный исследователь Джованни Донати впервые получил спектр кометы (а именно — кометы Темпеля), в котором он обнаружил яркие полосы. Как это наблюдение повлияло на представления о физической природе комет? Какие химические элементы были выявлены в веществе кометы?
4.160. В 1854 г. ряд наблюдателей обратил внимание на явление, которое первоначально назвали «отблеском» зодиакального света. В 1862 г. Скиапарелли отмечал, что он видел зодиакальный свет в виде блестящего моста, который тянулся через всё видимое полушарие неба; наибольшим блеском этот мост отличался близ Солнца и затем в другом месте, прямо противоположном. Оно представлялось как бледное мерцание, расположенное в стороне, противоположной Солнцу. Что за явление было обнаружено?
4.161. Какие химические элементы получили свои названия в честь объектов Солнечной системы?
4.162. На каких телах Солнечной системы с помощью межпланетных зондов была обнаружена вулканическая деятельность?
4.163. В приведённой ниже таблице указаны средние плотности планет и Солнца по данным конца XIX столетия и по современным данным.
Планета Средняя плотность (г/см3) Планета Средняя плотность (г/см3) конец XIX в. конец XX в. конец XIX в. конец XX в. Солнце 1,39 1,41 Юпитер 1,33 1,33 Меркурий 6,45 5,43 Сатурн 0,71 0,70 Венера 4,45 5,24 Уран 1,10 1,29 Земля 5,50 5,52 Нептун 1,65 1,76 Марс 3,91 3,94Почему в отношении некоторых планет астрономы XIX века почти не ошиблись, а в отношении других — ошиблись весьма заметно? Что позволило учёным конца XX столетия очень точно определить плотность всех указанных планет?
Раздел 5. Заблуждения и озарения учёных
5.1. Аристотель (384–322 до н. э.) утверждал: «Наиболее физические из математических наук — оптика, учение о гармонии и астрономия». А Клавдий Птолемей (ок. 87—165 н. э.) так определил небесную науку: «Астрономия — математическое изучение неба». Почему древние учёные считали астрономию математической наукой?
5.2. Древнегреческий учёный Ксенофан (VI‑V вв. до н. э.) полагал, что:
— солнце идёт по прямой в бесконечность, а из‑за расстояния кажется, что оно кружит;
— существует бесконечное число солнц и лун;
— солнце ежедневно рождается из скопления маленьких огоньков, скучивающихся из влажного испарения;
— имеется много солнц и лун по [разным] широтам, районам и поясам Земли.
Что могло привести его к такому мнению?
5.3. Клавдий Птолемей указывал:
Самый удобный способ доказательства падения тел к центру основывается на одном единственном факте, что… во всех без исключения точках направление падения тел, обладающих весом, … всегда… перпендикулярно к касательной плоскости, проходящей через точку падения, а отсюда становится ясно, что эти тела, если бы на земной поверхности они не встретили непреодолимого препятствия, должны были бы достигнуть центра.
Где, по мнению Птолемея, находится центр Мира?
5.4. Древнегреческий философ Анаксимен (VI в. до н. э.) утверждал:
Наружное небо твёрдое, кристалловидное… Звёзды вбиты в его сферическую поверхность, как гвозди.
Можно ли рассматривать суждение Анаксимена как мнение учёного?
5.5. Вот что пишут о взглядах древнегреческого философа Анаксагора (ок. 500–428 до н. э.) некоторые античные авторы:
