Анатолий Томилин - Занимательно об астрономии
9. Тайны мирид
Не все звезды меняют свой блеск равномерно. Вот, например, Мира в созвездии Кита. Ее имя не зря переводится как «Удивительная» или «Дивная». Мира вспыхивает, совершенно не заботясь о том, чтобы посмотреть при этом на часовую стрелку или календарь. Один раз в наш земной год она сияет полным блеском. Но сказать заранее, когда этот момент наступит, невозможно.
Вслед за Мирой астрономы отыскали еще массу неправильных переменных звезд, назвав их миридами. Жаль только, что назвать еще не значит изучить! Академик Г. А. Шайн, много занимавшийся процессами в долгопериодических переменных звездах, высказал мнение, что причиной изменения блеска является также пульсация, которая сопровождается извержением горячих газов из недр звезды в более холодные слои ее атмосферы.
О многом можно гадать, пока нет строгой математической теории, описывающей наблюдаемое явление. Тайны мирид ждут своей разгадки.
10. Новые времена — новые песни
Астрономы — несчастные люди. Таково твердое мнение физиков, занимающихся экспериментами. Впрочем… Астрономы — счастливые люди. Таково мнение тех же физиков, когда их собственный физический эксперимент «не идет». В чем же особенность работы астрономов?
Пожалуй, ни один мало-мальски уважающий себя исследователь не мыслит дать решение задачи без экспериментальной проверки результатов. А как быть наблюдателям звезд? Не забывайте, наблюдателям. Вот именно! До звезды не дотянешься прибором, не заставишь ее выделывать требуемые кренделя. А может быть «настоящей» наука без опыта?
Впрочем, сначала давайте договоримся, что подразумевать под словом «эксперимент». Научно поставленный опыт? Но что значит «научно поставленный»? То, что исследуемое явление многократно наблюдается в различных точно учитываемых условиях. При этом результат эксперимента считается надежным лишь в том случае, если при повторении опыта он один и тот же. У вас нет возражений против такой формулировки? Тогда вернемся к астрономии.
До тех пор пока звездное население не было хотя бы примерно разложено по полочкам, пронумеровано и приведено в систему, говорить о каких-то качественных исследованиях смысла не имело. Астрономия, честно, была наблюдательной наукой, накапливающей факты и удивления.
«Ах, как интересно!» — позволительно было восклицать человеку, проводящему ночи за окуляром телескопа. «А вот еще. Подумайте, какая неожиданность!..» — говорил он, отыскав среди звезд очередную новинку. Звезд много. И была реальная опасность, что сюрпризы никогда не кончатся. Однако начиная с XX века отношение к сюрпризам стало иное. Каждая звезда должна не столько пополнять реестр удивительного, сколько приближать людей к познанию истины. Подтверждать или отрицать теоретические построения, гипотезы.
«Король умер, да здравствует король!» — так звучал некогда откровенный лозунг фарисеев-роялистов. XX век позволяет поставить вместо имени короля Наблюдательную астрономию. Классификация и новые методы наблюдения породили «нового короля» — астрономию Экспериментальную. Ну не совсем пусть основанную на опыте, — скажем осторожности ради: квазиэкспериментальную.
Классификация поместила множество звезд примерно одного типа в существенно различные условия. Значит, выбрав определенную последовательность и наблюдая звезды друг за другом, мы тем самым как бы экспериментируем с одной звездой; ставим квазиэксперимент. Вот тут-то и понадобились новые методы исследования, чтобы приблизить результаты наблюдений к точности лабораторных экспериментов. Одним из них явилась фотография. Она сразу повысила точность астрономических наблюдений на целый порядок, то есть в 10 раз.
Фактически фотография вывела астрономию из разряда науки-искусства в разряд строгой науки. И как парадоксально звучит, что роль одного из «отцов» астрофотографии, положившего серьезный предел участию любителей в астрономическом прогрессе, сыграл человек, не имевший не только специального, но даже никакого систематического образования! Его имя — Эдвард Эмерсон Барнард.
Родился он в небольшом американском городке Нашвилле штата Теннесси в 1857 году. Семейство Барнардов вполне могло бы возглавить современное движение против бедности. Они пребывали в такой нужде, что девятилетний Эдвард, походив два месяца в школу, вынужден был поступить осветителем в ателье местного фотографа. На заре жизни этой непризнанной до сего дня музы обязанности осветителя были не сложными: следить за Солнцем, направляя на него большую камеру увеличителя. Ведь Солнце тогда было единственным источником света в ателье.
Творческой или, на худой конец, занимательной такую работу не назовешь. Стоило упустить Солнце, как вместо обещанного цента появлялся подзатыльник. Мальчик много читал. Как-то в руки ему попала книжка Тома Дина «Астроном-практик». Историки считают, что именно она положила начало сперва увлечению, а потом и профессии Барнарда.
В конце концов, когда ему надоело непрерывно следить за Солнцем, он по примеру предприимчивых американцев сконструировал примитивную экваториальную установку с механическим приводом. Теперь камера двигалась за Солнцем автоматически. И у парня освободилось время для чтения.
В двадцать лет, скопив денег, он покупает свой первый 5-дюймовый телескоп и скоро получает первую премию в 200 долларов за открытие новой кометы. (Неплохое средство поощрения любителей науки!) После того как Эдвард несколько раз подряд подписал чеки на сумму в 200 долларов, его пригласили работать на обсерваторию. Из любителя Барнард превратился в профессионала-астронома. Впрочем, ателье нашвиллского городского фотографа не прошло для него бесследно.
Начало XX века Эдвард Эмерсон Барнард встречает в хлопотах по совершенствованию аппаратуры для фотографирования Млечного Пути. Пожалуй, эта работа и оставила его имя в истории астрономии. Не имея возможности приобрести систематические знания, он до конца своих дней оставался наблюдателем-практиком, усовершенствовавшим и приспособившим великое множество фотоаппаратуры для астрономических целей.
В Йеркской обсерватории памятью об этом едва ли не последнем могиканине из любителей-профессионалов астрономов сохранена пачка фотографий Млечного Пути. Последняя серия снимков Барнарда сделана в 1925–1926 годах. Сейчас есть фотографии лучше. Тем более что все 50 отпечатков полувековой давности безнадежно испорчены круглой дырой в середине — следом от пули. (Хотя, с другой стороны, может быть, именно этот недостаток и сохранил им жизнь и почет в обсерваторном архиве?) Дело в том, что грузовик, на котором ехали злополучные фотографии в чикагское издательство, попал в перестрелку. Читатель, знакомый с историей, скажет: «Позвольте, но на территории Америки в те годы не было войны». Совершенно справедливо. Американцы уже давно предпочитают упражняться в военном деле вдали от собственного дома. И все-таки фотографии Барнарда попали в зону боевых действий. Только войну вели между собой не регулярные армии, а… гангстерские банды. Пуля гангстера и пробила пачку позитивов. Как знать, не этот ли факт навел в будущем руководителей «почтенных корпораций» на мысль, что наука тоже вполне подходящий объект для внимания «джентльменов удачи»?
Заканчивая раздел, подчеркнем еще раз основную мысль, что классификация и новые методы наблюдений позволили астрономам совершить качественный скачок в своих исследованиях. От бесконечных вопросов «что это?» ученые перешли сначала к робким, а потом все более настойчивым «почему?».
Под знаком «почему?» началось и проходит наше двадцатое столетие.
Глава двенадцатая
Частная жизнь Альфы Центавра
Именно несоответствия приводят к углублению знаний.
Е. Пикеринг1. Диаграмма Герцшпрунга — Рессела
Большие открытия, как правило, начинаются с больших неувязок. В начале эпохи спектрального анализа все казалось простым и ясным. Чем слабее звезда, тем она холоднее, размер ее меньше, а следовательно, меньше и масса. Это положение логически стройно и не противоречит здравому смыслу. Но звезды упрямы. Они не хотят подчиняться земным законам. Первая неприятность произошла со спутником Сириуса.
Еще в 1844 году великий Бессель заметил, что в движении популярнейшей звезды северного неба наблюдаются какие-то странные вихляния. Будто пес на бегу легкомысленно виляет хвостом и потому все время чуточку сбивается с пути (напомним, что созвездие, к которому принадлежит Сириус, и называется Большой Пес). Впрочем, вряд ли такое сравнение пришло в голову Бесселю. Но то, что траектория искажается не сама по себе, в этом он был уверен. «Так может лететь звезда, которой постоянно кто-то мешает. Крутится вокруг нее и сбивает с пути…» — думал герр математик, принимаясь за расчеты. И скоро вычисления подтвердили его предположения. Они утверждали, что рядом с Сириусом должен лететь достаточно тяжелый спутник! Но его никто не видел.
