Александр Никонов - Астрономия на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям
Ну, а теперь надо ответить на вопрос, что же такое небо.
Небо – это ничего. Нет никакого неба! Небом мы называем ту наблюдаемую сферу, или часть пространства, которое простирается вокруг Земли во все стороны в бесконечность. Нам кажется, что все звездочки расположены на каком-то темном экране, который мы называем небом. Именно так и думали люди раньше: звездочки – это что-то типа маленьких серебряных гвоздиков, набитых на черный бархат небесной тверди. А на самом деле звезды не расположены на этом призрачном равноудаленном экране неба, а раскиданы во всем объеме безбрежного космоса на самых разных расстояниях от нашей крохотулечной планетки, вращающейся вокруг нашей крохотулечной звездочки.
В общем, нет никакого «неба» как равноудаленного экрана. Но, несмотря на это, звездное небо, конечно, потрясает! Звездное южное небо, если вам повезет его увидеть во всей красе, то есть вдалеке от городов и поселков, мешающих разглядеть звезды (свет городских фонарей забивает слабый свет звезд), производит сильное впечатление… Вот так ляжешь на теплую землю или расстеленное одеяло, а над тобой… просто черт знает что творится! Безбрежное. Беспредельное. Черное. Усеянное неисчислимой бриллиантовой пылью, мириадами звезд, каждая из которых – как наше Солнце. Или побольше. Или поменьше. Звезд во Вселенной миллионы, миллиарды, триллионы, биллионы… Да нет, наверное, даже названия у такого числа, сколько есть звезд во Вселенной! И вокруг миллиардов, триллионов из них крутятся планеты. Причем, на некоторых планетах наверняка тоже есть жизнь. И оттуда на нас тоже кто-то смотрит, точно так же поражаясь безбрежности мироздания.
Оно подавляет и восхищает одновременно. Оно страшное и прекрасное. Глядя на звездное ночное небо, чувствуешь себя ничтожной песчинкой в пустыне, каплей в океане. Да есть ли вообще на свете более впечатляющее зрелище, чем ночное звездное небо?! Ну, кроме мультфильмов и компьютерных игр, конечно…
Короче, если вы ребенок, вы просто обязаны обратиться к родителям с непреложным требованием: обеспечить вам просмотр настоящего полноформатного звездного неба вдали от паразитных городских засветок. Где-нибудь в далекой южной степи, возле юрты. Вот так чтобы лечь на спину – и охренеть!..
Поверьте, дети мои, это одно из самых удивительных и прекрасных зрелищ в жизни, мамой клянусь!
Ладно, к звездам мы еще вернемся, а теперь поговорим о планетах. Но прежде сделаем небольшое уточнение – вопреки сказанному чуть ранее, не все планеты кружатся вокруг звезд! Некоторые маленькие планетки крутятся вокруг других планет, и их называют обычно не планетами, а спутниками. У Земли тоже есть такой спутник. Вы его прекрасно знаете. Спутник Земли называется Луна. Луна крутится вокруг Земли и радует нас по ночам своим прекрасным видом. Луна желтая, похожа на большую головку круглого сыра и прекрасно смотрится, не правда ли? Если нужно идти куда-то ночью, а фонарей нет и Луна тучками не закрыта, лунный свет нам подсветит дорогу.
Кстати, сразу вопрос!
А почему Луна, которая не звезда, а планетка, все равно светится, ведь светиться могут только звезды, а планеты твердые и холодные?
Сразу ответ!..
Планеты светятся отраженным светом. Свет от звезды падает на планету и отражается от нее так же, как солнечный луч от зеркала. Только похуже. Если от зеркальца отражается практически весь свет, который на него падает, то планеты никто специально отражающим слоем не покрывал.
В астрономии отражающая способность тела называется альбедо. Альбедо – это число, показывающее, какую часть падающего на него света отразило небесное тело. Альбедо Луны 7 %, это значит, что всего 7 % от падающего на нее света Луна отражает. Потому что лунный грунт, называемый реголитом, довольно темный. Но тем не менее этих 7 процентов отраженного света хватает, чтобы ночью нам дорожку осветить.
Земля в этом смысле более разнообразна, она не покрыта вся темным грунтом – за Земле есть моря, горы, льды, облака, зеленые леса, пустыни, черноземные пашни, снежные равнины… И у всего этого, как вы понимаете, разная отражающая способность. Чернозем плохо отражает свет, он потому и черный. А вот снег отлично отражает белый солнечный свет, оттого, собственно говоря, он и кажется нам белым. Альбедо снега, в зависимости от его чистоты – от 70 % до 90 %. У лесов и зеленеющих полей альбедо примерно 15–20 %… Ну, а в среднем наша планета обладает альбедо, равным 39 %. То есть отражает солнечный свет гораздо лучше, чем ее естественный спутник Луна. Поэтому ночью на Луне от Земли светлее, чем на Земле от Луны. На Земле все-таки темновато ночью, согласитесь, приходится фонари включать.
Но есть хорошая идея! Ее в свое время выдвинул мой добрый знакомый и веселый друг московский профессор Нурбей Гулиа. Он предложил с помощью ракет присыпать всю видимую поверхность Луны тончайшим слоем меловой пудры. Альбедо обычного школьного мела – 85 %. То есть вместо 7 % падающего на нее света Луна будет отражать 85 % – во много раз больше! Представляете, как светло станет ночью! В полнолуние и при безоблачной погоде можно будет экономить на городском освещении, отключая уличные фонари.
Кстати, а что такое полнолуние?
Правильный вопрос! Полнолуние – это когда мы видим полную Луну. То есть круглую. Она ведь таковой бывает не всегда. Порой Луну вообще не видно (этот период называют новолунием), а в другое время Луна представляет собой месяц – серпик или рогалик, повернутый в ту или иную сторону. Почему так?
Это зависит от положения Луны относительно Земли.
Когда Луна расположена между Землей и Солнцем (1), мы с Земли ее не видим, потому что освещена «спинка» Луны, а та часть, которая к нам повернута, не освещена. В случае (5) мы видим полную Луну. Остальные случаи – промежуточные, в них мы видим только часть Луны – ту, на которую попадает солнечный свет.
Теперь нам осталось пройти еще пару-тройку самых элементарных вещей, чтобы понять устройство мира в целом и далее уже приступить к рассмотрению подробностей мироустройства – удивительных и загадочных…
Почему бывают день и ночь? Потому что Земля вращается вокруг своей оси, как курица вокруг гриля, подставляя к Солнышку для прожарки то одну свою сторону, то другую. Та сторона, на которую проливается солнечный свет – дневная, а та, которая от звезды отвернулась – ночная. Ночью мы видим на небе другие солнца, очень далекие от нас, потому кажущиеся нам маленькими светящимися точечками. А днем мы звезд не видим, поскольку наше Солнце «заглушает» далекий и потому слабый свет других звезд. Помните, выше мы говорили, что свет городов ночью засвечивает звезды, делая их невидимыми? Тот же эффект!
Существует легенда, будто можно обхитрить Солнце, убрав с неба боковую засветку, и днем увидеть звезды, для чего нужно спуститься на дно пересохшего глубокого колодца и поднять голову кверху. И тогда, типа, вы увидите на небе звезды даже днем, правда, немного – ровно столько, сколько позволит далекое и маленькое колодезное устье. Увы! Это всего лишь миф. Кроме яркого пятнышка неба вы не увидите ничего. Придется вылезать из колодца и ждать ночи…
В общем, с днем и ночью мы прекрасно разобрались. Земля вращается вокруг себя, как волчок, совершая полный оборот за 24 часа (сутки) и поворачиваясь к «фонарю» то тем местом, где мы с вами живем, то Америкой. Когда у нас день, у американцев ночь и наоборот. Так им и надо!..
И вот тут внимательно наблюдающий за бытием правильный ребенок может спросить дядю-автора:
– Дядя!
– Что?
– Если зимой и летом продолжительность суток одинакова, то есть Земля совершает полный оборот вокруг своей оси за 24 часа, почему тогда зимой дни короткие, а ночи длинные, а летом наоборот – дни очень длинные, темнеет поздно, а уже в 4 утра совсем светло и можно сесть с родителями на машину пораньше, чтобы успеть совершить длинный перегон куда-нибудь поближе к югу или в деревню к бабушке? Ночи-то летом совсем короткие. А зимой – ужас: только занятия в школе закончатся, только домой вернулся, а уже за окном смеркается. Почему такое?
Круг (слева) и эллипс (справа). Все планеты вращаются вокруг Солнца по эллипсам. Латинскими буквами F показаны два фокуса эллипса. О них – в тексте.
А потому такое, дорогие мои пытливые друзья, что Земля вращается не только вокруг собственной оси, но и вокруг Солнца. Кстати, заодно признаюсь, что вращается она не по круговой орбите, а по эллипсу. Чем эллипс отличается от окружности, видно на рисунке.
Причем Солнце находится не в серединочке, а в одном из фокусов эллипса… Ой, стойте, а что такое фокус эллипса?!. Действительно, и на этот промежуточный вопрос придется ответить. Фокус, друзья мои, – та точка, куда линза или кривое зеркало в виде части эллипса направляет (фокусирует) падающие на него солнечные лучи. С линзой понятно. Кто в детстве не поджигал бумажки, фокусируя в одну яркую точку солнечные лучи через линзу? С зеркалом примерно то же самое! Если взять кусочек эллипсоида и направить на него параллельные лучи, он их сфокусирует в точку, как на рисунке выше.
