Космос и человек
Космос и человек
Откуда появилось и что означает слово «космос»?
Слово «космос» пришло к нам из древнегреческого языка, и сначала оно не имело никакого отношения к небу и тому, что находится далеко за его пределами. Древние греки называли космосом украшение, мир, порядок. И только потом, когда люди поняли, что Земля, на которой они живут, является лишь частичкой какого-то огромного мира, где Солнце, звезды и планеты располагаются в определенном порядке и их движение подчинено строгим законам, они стали называть этот огромный и непонятный им мир космосом.
Шло время, люди изобрели мощные телескопы, научились строить специальные астрономические станции – обсерватории, откуда можно увидеть самые далекие звезды. Оказалось, что наша Солнечная система – не единственная в космосе. Она является лишь небольшой частью галактики, которая называется Млечный Путь. И таких звездных систем, как наша Солнечная система, в галактике не одна и не две, а миллиарды. Каждая звездная система имеет свое солнце, вокруг которого тоже вращаются планеты. Ученые даже не могут определить точно, сколько в нашей галактике солнц и солнечных систем – их насчитывается около 150 миллиардов. Однако кроме нашей галактики – Млечный Путь – есть еще много других галактик. Астрономы считают, что их в космосе не меньше миллиарда, а может быть, и больше. Многие из них получили название. Так, есть две галактики, которые называются Магеллановы Облака (Большое и Малое), и есть галактика под названием Андромеда. Она едва видна даже в самый мощный телескоп и всегда как будто покрыта туманом, вот почему ее еще называют «Туманность Андромеды».
В космосе есть большие галактики и совсем маленькие. Маленькие галактики ученые называют «карликами». Считается, что карликовых галактик больше, чем больших. Карликовые галактики включают в себя только несколько тысяч звезд, а большие, такие, как Млечный Путь или Магеллановы Облака, насчитывают многие миллиарды звезд. Некоторые галактики расположены ближе к Млечному Пути, и их можно рассмотреть через телескопы, а другие находятся так далеко, что их невозможно увидеть даже с помощью самых мощных оптических приборов.
Как древние астрономы представляли себе вселенную?
Как ни странно это звучит, но чем больше мы узнаем о вселенной, тем труднее нам становится представить ее. Сегодня мы знаем, что это не только Земля и другие планеты солнечной системы, но и галактика, в которую входит и наша Солнечная система – «Млечный Путь», – а также и другие галактики. Только в нашей галактике существуют около 200 миллиардов звезд, а сколько их еще в других. Человеческий разум просто не способен охватить нечто столь необъятное!
Однако в древние времена существовало очень примитивное представление о вселенной. Люди полагали, будто солнце, луна, звезды и планеты – всего лишь маленькие тела, вращающиеся вокруг Земли. Они думали, что в центре вселенной находится огромная, плоская, неподвижная Земля, а над ней простирается купол неба, усыпанный тысячами маленьких огоньков.
Впервые истинное знание о космосе появилось в Древней Греции. Правда, большинство греческих астрономов по-прежнему считали, что Земля неподвижна и находится в центре вселенной. Однако известный ученый Пифагор уже в VI веке до н. э. высказал предположение, что Земля имеет форму шара.
Еще Аристарх, живший в III веке до н. э., полагал, что Земля вертится вокруг своей оси, вращаясь при этом вокруг неподвижного Солнца. Сто лет спустя другой древнегреческий астроном – Птолемей – написал книгу под названием «Альмагест». Возвращаясь к ошибочному утверждению, будто в центре вселенной находится Земля, он попытался изобразить орбиту Солнца и пути других планет как якобы находящиеся в непрерывном движении вокруг Земли. Созданная им картина вселенной господствовала в европейской науке в течение многих столетий.
Только в 1543 году Коперник вновь выдвинул идею, состоявшую в том, что центром вселенной является Солнце. Затем последовало изобретение телескопа, и развитие астрономии резко ускорилось. Постепенно, по мере того как человечество узнавало все больше и больше об окружающей нас вселенной, сложились современные представления о ней.
Что такое космология?
Космология – это область науки, занимающаяся изучением Вселенной в целом, а также закономерностей ее эволюции. Свое начало космология берет в трудах выдающихся мыслителей древности. Платон, Аристотель и другие ученые древности, исходя из имевшихся у них знаний и представлений, старались постичь устройство Вселенной. Однако затем церковь провозгласила, что мир непознаваем, и интерес к космологии угас.
Но он вспыхнул с новой силой в XVI веке, когда Коперник осмелился наперекор церковникам утверждать, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. В конце того же столетия Иоганн Кеплер окончательно подтвердил правильность модели Коперника, сумев дать точное математическое описание движения планет. Спустя еще почти сто лет Исаак Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения, тем самым, объяснив причины движения небесных тел и завершив создание первой подлинно научной картины Вселенной (разумеется, в рамках имевшихся на тот момент знаний).
В последующие два с лишним столетия космология Коперника, Кеплера и Ньютона, несмотря на многочисленные открытия, сделанные уже после их смерти, не претерпела существенных изменений. Впрочем, это отнюдь не означало, что представления ученых о Вселенной оставались неизменными. Например, выдающийся немецкий философ Иммануил Кант опубликовал в середине XVIII века так называемую «островную» теорию Вселенной. В своей работе Кант, в частности, утверждал, что во Вселенной существует огромное множество галактик, разбросанных в пространстве подобно островам в океане. Однако эта теория, не принятая современниками Канта, оставалась «незамеченной» почти двести лет и получила всеобщее признание в ученой среде лишь в середине XX века.
К тому времени общая теория относительности, выдвинутая Альбертом Эйнштейном в 1916 году, привела к революции в науке вообще и в космологии в частности. Она устранила имевшиеся противоречия между наблюдаемыми явлениями и классическими (ньютоновскими) представлениями о времени и пространстве. Когда же в 1929 году Эдвин Хаббл доказал, что Вселенная расширяется, идея о ее вечности и неизменности также оказалась устаревшей. Это привело к созданию различных теорий зарождения и эволюции Вселенной. Наибольшее число сторонников среди ученых завоевала гипотеза «Большого взрыва», которая утверждает, будто Вселенная возникла около 15 миллиардов лет назад в результате гигантского взрыва. Современная физика пока не может описать процессы, которые могли протекать при этом взрыве. Тем не менее, эта теория стала существенным шагом на пути развития наших представлений о Вселенной и закономерностях ее развития.
Что такое астрономия?
Астрономия – одна из древнейших наук, которая занимается исследованием неба и небесных тел. Ее развитие началось с ежегодных наблюдений за восходом и заходом наиболее ярких звезд для определения точного времени разлива рек. Именно благодаря древним астрономам и их наблюдениям за движением Солнца, Земли и Луны оказалось возможным разделить год на месяцы, недели и дни. Совершенствование календаря помогло первым астрономам предсказывать появление комет и определять даты солнечных и лунных затмений.
Астрономия помогла изменить и представление о положении Земли в Галактике. В течение многих столетий люди верили, что Земля была центром Вселенной, пока в 40-ые годы XVI века Николай Коперник не выдвинул гипотезу о том, что центром Солнечной системы является Солнце.
Долгое время единственным прибором, с помощью которого астрономы могли наблюдать небо, был глаз.
В 1608 году Ганс Липпертей стал тем человеком, который догадался применить увеличительное стекло для астрономических исследований. Соединив два увеличительных стекла небольшой трубкой, он построил прибор для наблюдения за удаленными объектами. Этот прибор позже был назван телескопом (от греческих слов «теле» – далеко и «скопео» – смотрю).
Через несколько лет Галилео Галилей усовершенствовал данную конструкцию, использовав стекла различного размера. Созданный им телескоп и стал первым в истории оптическим астрономическим инструментом. С его помощью Галилей не только подтвердил теорию Коперника, но и совершил множество удивительных открытий.
Однако этот телескоп давал перевернутое изображение наблюдаемого объекта. Поэтому его было неудобно использовать для наблюдений на Земле. Прибор, который давал не перевернутое, а нормальное изображение объекта, был создан знаменитым немецким астрономом Иоганном Кеплером.
Позднее были разработаны самые различные конструкции телескопов, с помощью которых астрономия обогатилась многими значительными открытиями.
Что такое радиоастрономия?
В 1931 году американский инженер связи из компании «Белл Лабораториз» занимался исследованием атмосферных радиопомех, которые могли бы повлиять на трансокеанскую телефонную связь. Он уловил какие-то шумы, исходящие явно не из грозовой тучи, а откуда-то из космоса. Он открыл, что можно принимать радиационное излучение галактики. Так родилась новая ветвь астрономии – радиоастрономия.
Радиоастрономия развивается в двух направлениях. При помощи специальных антенн можно улавливать радиационное излучение космических объектов. Это может быть термическая радиация (излучение радиоволн, испускаемое любым горячим телом). Но есть также и шумы, или статические помехи космического происхождения, тоже улавливаемые из космоса, но совсем не тепловые по происхождению.
Другие направление в радиоастрономии – посылка сигналов к таким объектам, как метеоры и Луна, и улавливание их отражения. Так работает радиолокатор.
Радиоастрономия наиболее полезна для изучения Солнца, метеоров, Луны и планет Солнечной системы. Улавливая отражение лучей от метеоров, мы многое узнаем об их орбитах. Исследуя Луну при помощи методов радиоастрономии, мы узнаем многое о ее поверхности. Так, еще до того, как люди ступили на Луну, благодаря данным радиоастрономии ученые уже знали, что ее поверхность представляет из себя измельченную в пыль горную породу.
Вероятно, одно из наиболее захватывающе интересных направлений радиоастрономии – поиск сигналов из других миров. Сейчас радиотелескопы усовершенствованы до такой степени, что способны улавливать сигналы, поступающие с расстояния почти в восемьдесят триллионов километров. Какие же сигналы надеются уловить ученые? Считается, что если где-нибудь в далеком космосе существует иная цивилизация, и она захочет дать знать о своем присутствии, то, вероятно, наши братья по разуму пошлют какой-нибудь совсем простой сигнал, например серию чисел.
Мы можем увидеть звезды на небе потому, что они излучают свет, который достигает нас. Свет – это форма излучения.
Кроме света, звезды посылают нам другую форму излучения, радиоволны. Некоторые из этих волн могут быть уловлены специальными радиоприемниками, установленными на Земле. Радиоприемники собирают и усиливают радиоволны, как обычный телескоп собирает и усиливает изображение, даваемое нам световыми волнами. Эти радиоприемники называются радиотелескопами, а их использование в изучении звезд называется радиоастрономией.
Длина радиоволн из открытого космоса очень коротка по сравнению с длиной волн, используемой на радио– и телевещании. Поэтому радиоастрономы должны построить специальные радиоустановки и антенны, чтобы иметь возможность ловить эти волны. Антенна – огромная металлическая тарелка, установленная на возвышении так, чтобы она могла быть направлена в любую точку неба. Радиоволны, принятые антенной, часто очень слабы, поэтому сигналы должны быть усилены.
Обычно астрономы делают запись радиоволн на бумаге. Специальное пишущее устройство фиксирует сигналы в форме волнистой линии на бумажной полосе, поэтому ученые имеют постоянные записи своих наблюдений.
Радиотелескоп может работать в любую погоду, в отличие от обыкновенного телескопа. Радиотелескоп также может быть помещен в любой части суши, и не только на возвышении.
Что такое обсерватория?
Тысячи лет тому назад астрономы, наверное, использовали египетские пирамиды, а также башни и храмы Вавилона для изучения Солнца, Луны и звезд. Тогда не было телескопов. Со временем появились астрономические приборы, и по мере того, как увеличивались их размеры и количество, для их размещения стали строить обсерватории. Некоторые обсерватории были построены больше тысячи лет тому назад.
Место для строительства обсерватории должно быть правильно выбрано. Здесь должны быть благоприятные погодные условия, умеренный климат; здесь должно быть много солнечных дней и безоблачных ночей, как можно меньше туманов, дождей и снегопадов. Это место должно находиться вдали от городских огней и неоновых реклам, которые слишком сильно освещают небо и этим мешают наблюдениям.
Существуют обсерватории, в которых кроме телескопов есть и жилые помещения. Приборы размещаются в конструкциях из стали и бетона. Здания для установки телескопов состоят из двух частей. Нижняя часть неподвижна, а верхняя, или крыша, имеет форму купола, который может вращаться.
В куполе есть «щель», которая открывается для того, чтобы телескоп смотрел в небо. За счет вращения купола щель может быть открыта в направлении любого участка неба. И купол, и телескоп перемещаются с помощью электромоторов. В современной обсерватории астроному нужно нажать лишь несколько кнопок, чтобы передвинуть оборудование.
Конечно, для того, чтобы видеть, астроном всегда должен находиться у окуляра, или там должен быть закреплен фотоаппарат.
В некоторых обсерваториях пол может подниматься или опускаться, или там есть регулируемая платформа.
Для наблюдений за небом астрономы полагаются не только на свои глаза. У них есть много сложных приборов и приспособлений к телескопу, таких, как фотоаппараты, спектроскопы, спектрографы и спектрогелиографы. Все эти приборы обеспечивают ученых важной информацией.
Что такое астрономическая подзорная труба?
Если предмет рассматривать через увеличительное стекло – лупу, он кажется большим. Это относится и к звездам, которые можно наблюдать через набор увеличительных стекол или линз, собранных в подзорную трубу.
Астрономическая подзорная труба – это прибор, состоящий из набора больших линз и увеличивающий изображение наблюдаемых небесных тел. Однако увеличение подзорной трубы не идет ни в какое сравнение с тем, что может телескоп. В подзорной трубе световое излучение, проходя через набор из нескольких линз, ослабевает по мере увеличения изображения: оно становится размытым.
Подзорная труба была изобретена в начале XVII века и в дальнейшем усовершенствовано такими учеными, как Галилей, Кеплер и другие.
Чем телескоп отличается от подзорной трубы?
Астрономическая подзорная труба и телескоп – это совершенно разные вещи. В телескопе формирует изображение зеркало, а не линза. При этом световые лучи не проходят сквозь толщину увеличительных стекол, и изображение не мутнеет.
Интересно, что любое зеркало, например, то, в которое вы смотритесь каждый день, сделано слегка выпуклым. По сравнению с абсолютно плоским зеркальным стеклом, выпуклое дает лучшее изображение. Телескоп оптический – это такое выпуклое зеркало, верней, набор зеркал, улучшающих изображение наблюдаемых звезд.
Астрономический оптический телескоп – это внушительных размеров конструкция, приводящаяся в движение моторами и имеющая сверху купол. Один из самых больших телескопов находится в США в Паломарской обсерватории.
Что такое радиотелескоп?
Первый в мире телескоп смастерил голландский оптик Ханс Липпертей. Однако еще до него, начиная с XIII века, различные ученые экспериментировали с увеличивающими линзами. Изобретение жившего в крайней бедности Липпертея осталось незамеченным, и создателем этого прибора стал считаться итальянский астроном Галилео Галилей, сконструировавший свой первый телескоп годом позже. Это был весьма грубый и примитивный прибор: самый сильный из телескопов Галилея давал всего 33-кратное увеличение, и к тому же через него можно было наблюдать очень маленький участок неба (размером с четверть луны).
Тем не менее, с его помощью Галилею удалось сделать выдающиеся открытия: он первым обнаружил кольца Сатурна, четыре спутника Юпитера и разглядел горы и кратеры на Луне. В наши дни принцип, который положил в основу своего изобретения Галилей, используется в театральных биноклях, поскольку от них не требуется ни большого увеличения, ни широкого поля обзора. Сами телескопы необычайно преобразились со времен Галилея. С наступлением века электроники стало возможным создание принципиально нового прибора – радиотелескопа. Первый радиотелескоп был создан вскоре после окончания Второй мировой войны, и с тех пор его постоянно усовершенствовали. Этот прибор является чем-то вроде гигантского глаза, «видящего» радиоволны, испускаемые звездами, в точности как наши глаза видят исходящие от них световые волны. Зеркало телескопа представляет собой огромный, имеющий форму блюдца, отражатель радиоволн многометрового диаметра. Его огромное преимущество по сравнению с обычным телескопом заключается в том, что он может обнаруживать звезды и галактики, которые излучают очень слабый свет или не излучают его вовсе, и потому их невозможно обнаружить при помощи даже самых совершенных оптических приборов. Радиотелескоп может также проникать сквозь скопления газов или космической пыли, заполняющие огромные пространства в космосе. К тому же его можно использовать в любую погоду, так как радиоволны с легкостью проходят через облака в атмосфере Земли.
Один из самых больших радиотелескопов в мире диаметром в 300 метров был сооружен в Пуэрто-Рико в кратере потухшего вулкана американским ученым. Очень своеобразный радиотелескоп, состоящий из неподвижных элементов, расположенных по окружности диаметром в 600 метров, был установлен в 1976 году в СССР на Северном Кавказе.
Что такое гипотеза «Большого взрыва»?
На протяжении многих столетий ученые пытаются понять, каким образом возникла наша Вселенная. Физики и астрономы на основе имеющихся данных предлагают различные гипотезы, описывающие состояние Вселенной на самой заре ее существования. После того как в 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что Вселенная расширяется, возникла так называемая гипотеза «Большого взрыва».
Согласно этой теории, примерно 15 миллиардов лет назад все вещество Вселенной было сосредоточено в очень маленькой области пространства. Плотность и температура этого скопления вещества были настолько велики, что в нем не могли существовать даже атомы, и оно целиком состояло из элементарных частиц. Затем в силу неизвестных пока причин произошел «Большой взрыв», и Вселенная начала расширяться. Наука все еще не может описать состояние вещества до и сразу после «Большого взрыва», тем не менее, физикам удалось подсчитать, что если гипотеза верна, то в течение всего трех минут элементарные частицы, находившиеся в первичном скоплении материи, превратились в атомы водорода, составляющие примерно 90 % всего вещества современной Вселенной.
Эти атомы образовали гигантские газовые облака, постепенно все больше удалявшиеся друг от друга. По мере остывания эти облака стали превращаться в звездные скопления – галактики, подобные Млечному Пути, к которому принадлежит наша Солнечная система.
Сила «Большого взрыва» была столь велика, что галактики продолжают «разбегаться» в разные стороны с огромными скоростями и по сей день, что и наблюдается современными учеными. На самом деле удаление галактик друг от друга – это расширение самого пространства Вселенной. Сейчас никто не может предсказать, будет ли этот процесс продолжаться бесконечно долго, или под действием сил гравитационного притяжения он остановится, и пространство Вселенной начнет сжиматься.
Как изучаются звезды?
Расстояние от Земли до ближайшей звезды составляет четыре с половиной световых года. В световом годе примерно 6 миллионов миллионов миль или 6 000 000 000 000 миль! Спрашивается, если звезды находятся на таком огромном расстоянии от нас, как мы можем определить их размеры, их состав и так далее?
Было время, когда телескоп был единственным прибором астрономов. В настоящее время существует множество приборов, позволяющих изучать движение, яркость, цвет, температуру и состав звезд.
Прежде всего, это фотоаппарат, который применяется для того, чтобы постоянно фотографировать наблюдаемые звезды. Другой прибор – это спектрограф, применяемый для фотографирования спектров звезд или исходящих от них лучей света. С помощью спектрографа астрономы получили большую часть сведений о составе звезд, их температурах и скоростях их перемещений.
Спектр одной звезды может напоминать спектр другой. Выяснилось, что звезды каждого спектрального класса имеют один цвет. Цвета могут быть от голубого до красного. Наше Солнце – это желтая звезда, находящаяся в середине этого ряда. Температуру звезды тоже можно определить путем измерения цветов спектра. Голубые звезды – большие, горячие и яркие и имеют температуры от 25 000 градусов и выше. Красные звезды – довольно холодные, с температурой поверхности от 1 600 градусов и меньше.
Чтобы выяснить химический состав звезды, астроном сравнивает спектры звезд со спектрами, полученными в лабораторных условиях. Все элементы, обнаруженные в составе звезд, существуют и на Земле, но звезды представляют собой в основном шары из очень горячего газа, большей частью – водорода и гелия.
Астрономы пользуются еще и специальными телескопами, позволяющими фотографировать большие участки неба. Радиотелескопы – это приборы современного типа. Они состоят из большой антенны, приемника и регистрирующего датчика. Этот прибор регистрирует мощность радиоизлучений от звезд и планет. Таким образом, вы видите, что мы можем преодолеть большие расстояния и с помощью различных приборов узнать довольно много о звездах.
Как спектр позволяет изучать Вселенную?
Нам известно, что изучение одного лишь спектра позволяет астроному узнать, из чего состоит находящаяся за много миллиардов миль звезда и какие в ней есть элементы. Еще можно измерить температуру звезды, вычислить скорость ее движения и определить, к Земле или от Земли направлено это движение.
Спектр состоит из лучей, на которые распадается белый свет, когда он преломляется, проходя, например, через призму. Кроме различных цветовых оттенков, по всему спектру располагаются сотни параллельных линий. Они называются «фраунгоферовыми линиями» – в честь их открывателя Фраунгофера.
Каждый химический элемент в газообразном или парообразном состоянии имеет свое собственное сочетание линий, занимающих свое место в спектре. Эти линии обозначают цвета, которые элемент, нагретый до свечения, поглощает из света. Это значит, что ученый может определить, из чего состоит любое вещество, независимо от того, на каком расстоянии оно находится. Каждый элемент имеет свою «темную линию», или спектр поглощения, отличающийся от спектра любого другого элемента. С помощью простого сравнения спектра изучаемого материала со спектрами известных элементов физик может определить, что это такое. Другими словами, каждый элемент оставляет «отпечатки пальцев» в виде светового рисунка.
Поскольку температура вызывает изменения в положении спектральных линий элемента, астрономы способны многое сказать о температуре звезд, удаленных на миллиарды миль. Когда звезда движется в нашу сторону, линии спектра смещаются в направлении фиолетовой части спектра. Если же звезда движется от нас, линии смещаются в направлении красной части. По степени перемещения ученые рассчитали, что некоторые звезды мчатся в пространстве со скоростью 150 миль в секунду!
Как был открыт световой год?
Хоть мы и не можем полностью объяснить, что такое свет, измерить его мы можем довольно точно. Мы весьма неплохо представляем, насколько быстро перемещается свет. Поскольку световой год – это просто расстояние, которое луч света проходит за год.
Это открытие было сделано датским астрономом по имени Оле Ремер в 1676 году. Он заметил, что затмения одного из спутников Юпитера наступают все позже и позже по мере того, как Земля перемещается по своей орбите к обратной стороне Солнца, противоположной той, где находится Юпитер. Затем, когда Земля вернулась в прежнее положение, затмения вновь стали происходить по прежнему расписанию.
Разница во времени составила около 17 минут. Это могло означать лишь то, что это время требуется для того, чтобы свет прошел расстояние, равное диаметру земной орбиты. Как известно, это расстояние составляет примерно 300 миллионов километров. Поскольку свету, чтобы пройти это расстояние, требовалось около 1 000 секунд (примерно 17 минут), это означало, что скорость света равняется примерно 300 тысяч километров в секунду.
Уже в наше время профессор Альберт Майкельсон потратил годы, пытаясь точно определить скорость света. Пользуясь другим методом, он получил результат в 299 964 километров в секунду, и сейчас это считается совершенно точной цифрой.
Если мы умножим эту скорость на количество секунд в году, то получится, что за год свет проходит 9 463 000 000 000 000 километров – это расстояние и называется световым годом.
Что такое НЛО?
Их обычное название – «летающие тарелки». НЛО значит «неопознанный летающий объект».
Существуют ли они в действительности? О них написано много книг, и тысячи людей говорят, что видели их, некоторые даже утверждают, что сфотографировали их. Вероятно, всегда будут люди, верящие в существование НЛО.
Изучение сообщений о летающих тарелках показывает, что НЛО очень отличаются друг от друга. Некоторые люди сообщали, что видели тарелки плоской формы, другие видят тарелки в форме сфер, сигар или пончиков. Похоже, цвет тарелок так же разнообразен, как и их форма. Поступали сообщения о тарелках почти всех цветов. Некоторые даже изменяли свой цвет, пока за ними наблюдали. Люди видели, что тарелки двигались с разной скоростью и во всех направлениях – под углом, вертикально вверх и вниз или зигзагом. Они могут неподвижно зависать в воздухе, издавать свистящий звук или рев.
Когда Военно-Воздушные Силы США стали изучать доклады о летающих тарелках, они обнаружили, что люди ничего не придумывали. Все, кто сообщал о летающих тарелках, действительно что-то видели. Но что? В некоторых случаях «что-то» оказывалось зондом. В других случаях это был спутник, облако, комета, метеорит, звезда, птица, планета или фейерверк. Среди видений были также и отражения солнца в кристаллах льда. Многие представления о летающих тарелках были вызваны шаровыми молниями.
Если бы тарелки были действительно космическими кораблями, во всех рассказах о них было бы что-то общее. Но этого нет. Скорее всего, люди видят не космические корабли, а другие объекты. Поэтому ученые полагают, что нет свидетельств того, что нас посещают, что за нами наблюдают или к нам вторгаются мыслящие существа из других миров.
Кто такой космонавт?
Летчики, непосредственно пилотирующие космические корабли, а также члены экипажа, занимающиеся исследованиями на борту, называются космонавтами, а в США – астронавтами. В 1961 году русский офицер Юрий Гагарин первым совершил космический полет вокруг нашей планеты и приземлился на родную Землю.
20 июля 1969 года американец Нейл Армстронг стал первым человеком, чья нога ступила на Луну. Он сказал: «Это маленький шаг для одного человека, но огромный прыжок для всего человечества».
Обычно космические корабли даже с экипажем, летают в автоматическом режиме, то есть управляются с помощью команд, посылаемых из центра управления полетом. Но случается, особенно при стыковках с орбитальными станциями, что космонавту самому приходится пилотировать кораблем. Все претенденты на полет проходят длительную и сложную подготовку, в том числе и физическую. Ведь при взлете ракеты человеку приходится преодолевать огромные перегрузки, от которых порой не может защитить даже специальный антиперегрузочный костюм.
Какие бывают ракеты?
Ракета взлетает, потому что содержит заряд пороха. Сгорая, порох выделяет газы, которые толкают ракету.
Ракета – это летательный аппарат, движущийся под действием реактивной силы. При сгорании в ракетном двигателе топлива образуются газы. Их выброс и создает реактивную силу, движущую ракету как в воздухе, так и в безвоздушном пространстве – космосе. Помимо всем известных космических ракет, существует множество других: стартовые (или разгонные), помогающие взлетать самолетам; сигнальные, гарпунные, ракеты для фейерверка.
Почему ракета взлетает?
Причина движения ракеты такая же, как и при выстреле из пушки: снаряд летит вперед, а сама пушка отталкивается назад. Вспомните «отдачу» ружья и вообще всякого огнестрельного оружия! Если бы пушка висела в воздухе, ни на что не опираясь, она после выстрела двигалась бы назад с некоторой скоростью, которая во столько же раз меньше скорости снаряда, во сколько раз снаряд легче самой пушки.
Ракета – та же пушка, только извергает она не снаряды, а пороховые газы.
Когда впервые были применены ракеты?
Приходилось ли вам когда-нибудь наблюдать за работой спринклера – устройства для поливки газонов, которое вращается, разбрызгивая воду по кругу? Прекрасно, значит, вы увидели на практике принцип ракеты.
Вода в спринклере с силой вырывается в одну сторону, и эта сила толкает его в противоположную. В ракете быстро сгорающее топливо или взрывчатое вещество оказывает давление в одном направлении, и это заставляет ракету двигаться в противоположном.
Мы живем в век ракет, и нам кажется, что они изобретены нашими современниками. На самом же деле принцип ракеты известен очень давно. Еще китайцы использовали ракеты для фейерверков более 800 лет назад! Затем они стали известны в Индии и арабских странах. Первые упоминания о ракетах в Западной Европе относятся к 1256 году.
Что касается военного применения ракет, то вначале они как бы заменяли горящие стрелы: ими целились в дома, чтобы поджечь их. Затем военные и моряки стали использовать ракеты для подачи сигналов, но до настоящего их применения в войне дело еще долго не доходило.
В 1802 году некий капитан британской армии прочитал, как английские войска в Индии были атакованы с помощью ракет. Это навело его на мысль испытать их в королевской армии. Эксперимент оказался настолько удачным, что очень скоро большинство армий европейских стран, а также Соединенных Штатов начали применять боевые ракеты.
В Европе ракеты использовались в битве под Лейпцигом, в которой Наполеон потерпел поражение. В Соединенных Штатах англичане применили боевые ракеты для бомбардировки форта Мак-Генри в порту Балтимор. Вот почему в национальном гимне США есть слова о багровом свете ракеты.
Однако в течение XIX века артиллерия становилась все более мощным и точным оружием и стала вытеснять ракеты. В результате они опять утратили военное значение. И такое положение сохранялось до второй мировой войны и появления известной германской ракеты Фау-2.
Когда была запущена первая космическая ракета?
Чтобы исследовать околоземное пространство и достичь соседних планет, человеку необходимы космические ракеты. Они управляются космонавтами и несут на борту самое лучшее научное оборудование.
Чтобы запустить ракету в космос, прежде всего, необходимо преодолеть земное притяжение, а потом обеспечить устойчивый полет в межпланетном пространстве.
Ученые и конструкторы сумели решить оба вопроса, и в 1957 году в СССР была запущена первая космическая ракета. Как правило, ракета имеет несколько ступеней, каждая из которых обеспечивает разгон на определенном этапе полета. Последняя из них отвечает за вывод так называемой полезной нагрузки – искусственного спутника – на предусмотренную заранее орбиту.
Что такое катапультируемое кресло?
Пилот, который ведет сверхзвуковой самолет, не может выпрыгнуть из него с парашютом в случае аварии. Для таких случаев предусмотрено специальное устройство, с помощью которого сидение пилота вместе с летчиком и парашютом выбрасывается из самолета.
Катапультирование на скорости – это единственный способ спасти жизнь пилота в случае аварии, если самолет преодолел звуковой барьер и летит со сверхзвуковой скоростью. Но катапультирование тоже не безопасно. Ведь кресло с пилотом выбрасывается взрывом патрона и летит подобно снаряду. Удар о встречный воздушный поток может ранить пилота.
Поэтому перед катапультированием он опускает прочный защитный экран.
Что такое искусственный спутник?
Искусственный спутник – это космический корабль, построенный человеком и выведенный с помощью ракеты на орбиту Земли или других планет. Обычно искусственные спутники оснащены радиоаппаратурой, через которую поступает на Землю различная информация – например, метеорологического характера. Первый искусственный спутник сконструировали советские ученые, он был запущен 4 октября 1957 года. С этого времени началась космическая эра.
Второй искусственный спутник Земли вывели на орбиту 3 ноября того же года. В феврале 1958 американцы запустили свой первый искусственный спутник. Сейчас на земной орбите находится множество спутников, одни используются для телерадиосвязи, другие являются научными лабораториями.
Почему искусственный спутник так называется?
Вокруг нашей планеты вращается Луна, это естественный спутник. С помощью ракет человек запускает в космос научные станции самого разнообразного назначения, которые, вращаясь вокруг Земли становятся ее искусственными спутниками. Собственно говоря, эти научные объекты так и называют: спутники.
Уже запущены тысячи космических станций, которые стали искусственными спутниками Земли. Спутнику при старте задается орбита, которая зависит от его назначения. Существуют спутники космической радиосвязи; метеорологические спутники (занимаются аэрофотосъемкой); спутники, передающие телевизионные сигналы.
4 октября 1957 года СССР запустил первый созданный человеком искусственный спутник. Через 4 года на спутнике совершили путешествие 2 собаки, 10 мышей и несколько насекомых.
Кто построил первый планетарий?
В середине XVII века среди бумаг знаменитого датского астронома Тихо Браге (1546–1601) были обнаружены чертежи совершенно невиданного прибора. Это был глобус, но такой большой, что внутри него могло разместиться несколько человек. Это и был самый первый планетарий.
Герцог Фридрих III узнал об этом приборе и распорядился построить его. Работу поручили известному ученому и путешественнику Адаму Олеарию. Работа над ним продолжалась десять лет – с 1654 по 1664 год, и наконец планетарий был установлен в Готторпском замке, принадлежавшем герцогу.
Сам глобус был сделан из тонкого металла. На наружной стороне была нарисована подробная карта Земли, а внутри – карта звездного неба. Каждая звезда была обозначена маленьким гвоздиком с позолоченной шляпкой, а планеты – гвоздями покрупнее. Внутри шара был устроен круглый стол и специальная скамейка, на которой могло разместиться десять человек. С помощью особого механизма глобус вращался, и тогда зрители могли наблюдать суточное движение светил, вид звездного неба в любой точке Земли.
Новинка сразу же стала такой популярной, что ее модели появились во многих странах. Одна из подобных моделей была сделана в Англии. Она работала от часового механизма и показывала движение Солнца и планет. Прибор был назван оррери по фамилии его создателя – Чарльза Бейля, графа Оррери (1676–1731).
В 1713 году, когда русские войска освободили Голштинию от шведов, глобус был подарен Петру I и привезен в Россию. Любопытно, что в Петербурге глобус сначала установили в «зверовом покое» – помещении, выстроенном для привезенного из Индии слона.
Видимо, для русских людей того времени планетарий был скорее редкостью, чем научным прибором. Только через несколько лет глобус был передан в кунсткамеру Академии наук, где находится и теперь. Вот какая интересная история у первого в мире планетария!
В конце XVII века было окончательно установлено, что Земля вращается вокруг Солнца, а не Солнце вокруг Земли, как полагали многие столетия до этого. И тогда астрономы начали строить специальные часовые механизмы, чтобы показать, как Земля и Луна движутся в течение года.
Как устроен современный планетарий?
Посередине зрительного зала планетария стоит особый аппарат. Он также называется планетарием. Внешне он напоминает огромную гимнастическую гирю с двумя шарами.
В центре каждого шара установлена мощная лампа, а в стенки вмонтированы объективы. В каждом из них находится тонкая металлическая пластинка с отверстиями. Проходя через эти отверстия, свет создает на стене изображение своего куска звездного неба. Все вместе они образуют полную картину звездного неба. Планетарий показывает более 3 000 звезд.
Второй шар устроен так же, как и первый, и показывает вид южного звездного неба. Особые проекторы, приводимые в движение электромоторами, передают движение Солнца и планет. Эту машину придумал немецкий конструктор Бауэрсфельд, и построена она еще в 1929 году.
С помощью такого прибора можно увидеть много интересного – вид звездного неба в любой точке Земли, показать движение комет по небесному своду, солнечные и лунные затмения, полярные сияния и метеоры, прилетающие к Земле из космоса. Можно даже показать то, что нельзя увидеть простым глазом, – повороты земной оси, которая совершает полный оборот за 13 000 лет. А в планетарии его можно увидеть за считанные минуты.
Возникает вопрос – а для чего нужен планетарий? Первоначально планетарий строили для того, чтобы учить школьников, но со временем в нем стали заниматься и космонавты.
Когда появились первые медали, посвященные космосу?
Медали – это знаки отличия, которыми награждают людей за особые заслуги: за хорошую работу или за воинские подвиги. Но есть и другие медали, они называются памятными и посвящены каким-либо большим историческим событиям. Таким величайшим событием в истории человечества явилось освоение космоса, и, конечно же, оно тоже нашло отражение в медалях.
Интересно, что первые медали на космическую тему появились еще до полета первого космонавта Земли Юрия Алексеевича Гагарина.
Одна из таких медалей была сделана в 1957 году скульптором В. Акимушкиной и была посвящена 100-летию со дня рождения ученого-космолога Константина Эдуардовича Циолковского. На оборотной стороне медали на фойе земного шара и устремляющейся ввысь ракете отчеканены пророческие слова ученого: «Я верю, что многие из вас будут свидетелями первого заатмосферного путешествия», которые К. Э. Циолковский сказал задолго до первого космического полета.
Потом появились и другие медали, которые тоже были посвящены космической теме – например, в честь запуска в Советском Союзе первого в мире искусственного спутника Земли и космической ракеты. На одной из медалей изображена фотография обратной стороны Луны. Это тоже было важное событие в космическом мире, когда удалось сфотографировать невидимую с земли сторону Луны.
И, конечно же, много медалей были посвящены полету первого космонавта Юрия Алексеевича Гагарина, который произошел 12 апреля 1961 года. Многие из этих медалей выполнены скульптором Н. Соколовым, который больше внимания уделил самому космонавту. На них Юрий Алексеевич изображен и в гермошлеме, и в летной фуражке, и с непокрытой головой.
Есть медали, посвященные главному конструктору космических кораблей академику Сергею Павловичу Королеву. На оборотной стороне одной из них отчеканены слова этого ученого, который, как и Циолковский, не сомневался, что космонавтике принадлежит будущее. Он так и говорил: «Космонавтика имеет безграничное будущее, и ее перспективы беспредельны, как сама Вселенная».
Освоение космоса продолжается и в наши дни, и все его наиболее значительные этапы отражены в медалях, которые можно назвать своеобразным памятником покорения космоса человеком.
Что изучает метеорология?
Метеорологи наблюдают за погодой во всех точках земного шара. Только так они могут составлять прогнозы погоды, необходимые для полетов летательных аппаратов, плавания кораблей и для путешественников.
Метеорология изучает земную атмосферу и происходящие в ней процессы. И на базе этих знаний, насколько это возможно, она предсказывает ожидаемые изменения в погоде. Прогноза не бывает без регулярных наблюдений состояния атмосферы: температуры, электрических явлений, ветра, влажности, дождя, снега.
Долгое время метеорология считалась неточной наукой. Сегодня же благодаря сведениям, поступающим по радиосвязи отовсюду – с метеостанций, судов, метеоспутников, можно делать более точные прогнозы погоды.
Как метеорологи предсказывают погоду?
Понятие «погода» включает в себя все состояния атмосферы. «Погода» включает в себя такие состояния атмосферы, как холодное, теплое, сухое, влажное, солнечное, облачное, ветреное, тихое. Погода меняется каждый день, а состояние погоды в течение года называется «климатом».
На погоду влияют различные факторы, но самый основной – это Солнце. Солнечное тепло испаряет воду и согревает воздух, отчего восходящие потоки теплого воздуха поднимают водяные пары в небо. Там воздух остывает, и пары конденсируются в дождь. Это может происходить постепенно или быстро. При резкой смене погоды бывают бури.
В Англии имеется около 200 пунктов, регистрирующих погоду, приблизительно столько же имеется на территории всей остальной Европы. Кроме этого, «корабли погоды», расположенные в Атлантике, а также специальные самолеты, несущие дежурство, следят за изменениями погоды. Прогноз погоды составляют на основании этих сообщений и других метеорологических данных.
Карты, которые изучают специалисты по погоде, могут сообщить им различную информацию: районы с одинаковым давлением, участки с равной температурой, направление ветра, облачность или чистое небо, дождь или снег, количество выпавшего дождя, районы с повышенным или пониженным давлением.
Метеорологи, изучая карту, могут предсказать, что можно ожидать при данных условиях атмосферы. Они знают, что низкое давление означает сильные ветры из-за перемещения холодного воздуха на смену теплому, поднимающемуся вверх воздуху, насыщенному влагой. Высокое давление означает хорошую погоду.
В Северном полушарии ветры в районах с высоким давлением дуют по часовой стрелке. При низком давлении – против часовой стрелки. То есть даже направление ветра можно предсказать. Метеорологи также знают скорость перемещения участков с различным давлением.
На основании показаний многочисленных приборов и исследований, метеоролог хорошо представляет, какая погода ожидается в твоем районе!
Как составляются метеорологические прогнозы?
Метеорологические прогнозы стали делать лишь в наше время. Множество метеорологических станций, разбросанных по всей планете, собирают информацию о ветре, уровне осадков, высоте снежного покрова и солнечной активности. Образованная в 1950 году Всемирная метеорологическая служба оказывает помощь в сборе информации метеорологам всех стран.
Зонды, радары, спутники, самолеты, обсерватории, безвестные посты наблюдателей дают точную информацию о состоянии атмосферы. Только так, объединив все силы, можно предвидеть погоду и в маленьком городке, и на территории огромной страны. Но, увы, уровень наших знаний все еще не позволяет делать долгосрочные прогнозы.
Кто первым измерил атмосферное давление?
Любой газ, в том числе и воздух, окружающий Землю, имеет вес. С помощью барометра можно даже измерить давление, которое он оказывает на предметы. Зная атмосферное давление, легче предсказывать погоду или, например, определять высоту полета самолета.
В 1643 году итальянский физик и математик Торричелли изобрел ртутный барометр. Тем самым он показал, что давление воздуха может быть измерено.
Атмосферное давление различно в горах и на уровне моря, оно также зависит от погоды.
Перед дождем оно падает, а перед улучшением погоды – поднимается. Когда самолет набирает высоту, давление уменьшается (на 1 сантиметр ртутного столба за каждые 100 метров), и наоборот, при снижении самолета оно увеличивается. Так с помощью барометра можно определять высоту полета. Более точный прибор для определения высоты называется альтиметром. Принцип его работы – почти тот же, что и у барометра.
Что такое карта?
Географическая карта – это земная поверхность или ее участок, изображенный на плоскости: на бумаге, материи, картоне. Географическая карта не бывает точной по очень простой причине: на плоскости отображается искривленная поверхность земного шара. Эта поверхность переводится на плоскость методом проецирования. В картографии существуют различные его способы в зависимости от предназначения карты. Автор самого известного способа проецирования – фламандский географ Меркатор. Его метод был создан в 1568 году. На основе такого способа и сегодня составляют карты для атласов. Но здесь существуют серьезные недостатки: у полюсов получается такая же широта, как и у экватора, а некоторые страны расползаются до размеров континентов.
Самые древние карты составили египтяне в 1400 году до нашей эры, уже более совершенные карты рисовали греки. Греческий астроном Клавдий Птолемей, родившийся в Египте во II веке нашей эры, создал самые известные древние карты. Землю он поместил в центре мира и пользовался при составлении карт специальными линиями, что применяется и по сей день, а ведь тогда была известна очень маленькая часть Земли.
В картографии требуется высокая точность. Теперь это стало возможным благодаря аэрофотосъемке с самолетов и спутников, и контуры рельефа наносятся более точно.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.