§ 1. Звезды на небе

В древние времена люди считали, что звезды – это серебряные гвоздики, вбитые в небесный свод – «хрустальный купол неба». Безоблачной ночью на небе можно увидеть очень много звезд. Они отличаются друг от друга по блеску, окраске, величине (рис. 2).

Рис. 2. Звездное небо

Раньше людей, изучавших звезды, называли звездочетами. Позже у них появилось еще одно название – астрономы (в переводе с греческого «астро» означает звезда). Ученые-астрономы установили, что звезды представляют собой раскаленные газовые тела шарообразной формы.

По величине звезды разные. Многие из них гораздо больше Солнца. Это звезды-гиганты. Есть такие, которые меньше Солнца, их называют звезды-карлики.

Созвездия

Звездное небо условно разделено на участки со строго установленными границами. Их называют созвездиями. С давних пор человек давал им имена, например, созвездия Волка, Лисички, Рака, Большой Медведицы, Малой Медведицы, Геркулеса, Зайца и др. Ученые считают, что самое древнее наименование имеет созвездие Большая Медведица (рис. 3). На звездном небе это созвездие самое заметное и похоже на большой ковш. Недалеко от него можно разглядеть ковш маленьких размеров – созвездие Малая Медведица. В этом созвездии есть яркая звезда, с которой начинается ручка малого ковша. Ее называют Полярной. Полярная звезда расположена над Северным полюсом и издавна используется для навигации – служит ориентиром на север.

Рис. 3. Созвездие Большая Медведица. Это созвездие на звездном небе самое заметное

От древних греков дошла до нас такая легенда. Когда-то, в незапамятные времена, у царя Лиокаона, правившего Аркадией, была дочь красавица Каллисто. Она соперничала по красоте с богиней Герой – супругой всемогущего Зевса. Ревнивая богиня превратила Каллисто в безобразную медведицу. Когда сын Каллисто, юный Аркас, возвращаясь с охоты, увидел у дверей своего дома медведицу, он хотел убить ее. Но всемогущий Зевс не допустил преступления. Он удержал руку Аркаса, а Каллисто взял на небо, превратив ее в прекрасное созвездие.

В настоящее время насчитывают 88 созвездий. Чтобы было легко ориентироваться среди множества звезд, ученые создали карту звездного неба (рис. 4).

Когда мы смотрим на небо, нам кажется, что все звезды, входящие в созвездие, близко расположены друг к другу. На самом деле звезды одного созвездия находятся на огромных расстояниях друг от друга.

Рис. 4. Карта звездного неба

Яркость звезд

Наблюдая за звездами, можно заметить, что они отличаются друг от друга по яркости. Существует шкала их яркости – от первой до шестой величины.

Самые яркие называют звездами первой величины. Цвет звезд сильно зависит от их температуры. Ученые установили, что самые горячие звезды имеют цвет белый или чуть голубоватый. Менее горячие, такие как наше Солнце, – желтого или оранжевого цвета. Красные звезды самые холодные. В красивейшем созвездии Ориона находится звезда первой величины Ригель. Этот белый гигант излучает света столько же, сколько 27 00 °Солнц взятых вместе! Свет от нее идет до Земли 600 лет.

Звезды, которые едва видны с Земли невооруженным глазом, – шестой величины.

Звезды на небе можно наблюдать в бинокль и подзорную трубу (рис. 5). Но эти приборы дают очень маленькое увеличение. Чтобы не только наблюдать, но и изучать звезды, ученые создали телескоп (в переводе с греческого «теле» – далеко и «скопос» – наблюдатель). Телескоп – очень сложный прибор; дает увеличение в 500 раз (рис. 6). Как правило, устанавливают его в специальных помещениях – обсерваториях. Их строят вдали от больших городов, предпочтительно в горах, где воздух менее загрязнен дымом и пылью.

Рис. 5. Школьный телескоп и бинокль – приборы, с помощью которых наблюдают звезды

Рис. 6. Телескоп

Движение звезд

Звезды находятся в постоянном движении. Телескопические наблюдения позволяют определить их перемещение.

Посмотрите на рисунок 7; на нем изображено изменение вида созвездия Большая Медведица на протяжении 100 000 лет. Расположение звезд продолжает меняться и в настоящее время.

Рис. 7. Изменение вида созвездия Большая Медведица на протяжении 100 тыс. лет

Немного истории. Люди испокон веков наблюдали движение на небосклоне Луны и Солнца. Полную картину мира впервые создал Клавдий Птолемей (ок. 90– 160 н. э.), грек по национальности. Он считал, что шарообразная Земля занимает центральное неподвижное положение, а вокруг нее по круговым орбитам движутся небесные тела: Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн. Такое представление о Земле, как центре мира, несмотря на высказываемые сомнения в его правильности, продержалось в науке 14 веков.

К. Птолемей и его система мира

В середине XVI в. польский ученый Николай Коперник (1473–1543) предложил свою теорию, по которой в центре системы находится Солнце, а все планеты, включая Землю, движутся вокруг него по круговым орбитам. Коперник считал, что наблюдаемые на небе движения светил можно объяснить тем, что Земля одновременно вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца. Однако Копернику не удалось доказать справедливость предложенной им новой системы мира. В 1616 г. произведение Коперника «О вращении небесных сфер» было внесено католической церковью в «Индекс запрещенных книг». Этот позорный запрет продолжался более 200 лет.

Н. Коперник и его система мира

Учение Николая Коперника расширил и развил великий итальянский ученый Джордано Бруно (1548–1600). Практически всю свою жизнь он посвятил популяризации учения Коперника. Бруно высказывал предположения, что миров, подобных нашему, множество; что Солнце – не единственная звезда во Вселенной, вокруг которой обращаются планеты.

Джордано Бруно (1548–1600)

Публичные выступления Бруно не нравились представителям инквизиции. Его схватили и заточили в тюрьму на восемь лет. Церковь требовала от Бруно, чтобы он отрекся от своих идей. Но Бруно остался непоколебимым, и тогда его сожгли на костре.

Однако наблюдения звездного неба продолжались. Итальянский физик и астроном Галилео Галилей, построивший первый в мире телескоп, 7 января 1610 г. увидел через него лунный пейзаж с кратерами и холмами, которые поразили его необычайной красотой. Еще одним достижением Галилея было открытие спутников у Юпитера. До этого Земля была единственной планетой, у которой был известен спутник. Исследования Галилея подтверждали правильность учения Коперника. Католическая церковь обвинила Галилея в отступлении от Священного Писания, и в 1633 г. инквизицией был учинен суд, завершившийся «торжественным покаянием» и публичным отречением Галилея от «заблуждений». Затем последовал домашний арест.

Галилео Галилей (1564–1642)

Существует легенда, что после отречения от теории Коперника Галилей воскликнул: «Eppur si muove!» («И все-таки она вертится!»). В действительности подобные слова ни в день отречения, ни позже не были произнесены. И тем не менее считается, что несказанная легендарная фраза выражает действительные убеждения Галилео Галилея.

1. Что такое звезды?

2. Как различаются звезды по цвету, яркости?

3. Что такое созвездие?

4. С помощью каких приборов можно наблюдать звездное небо?

Лабораторная работа № 1

Определение на звездной карте созвездий Северного полушария

1. Внимательно рассмотрите карту звездного неба.

2. Найдите созвездия: Большая Медведица, Малая Медведица. Сосчитайте, сколько звезд входит в каждое из них.

3. Найдите Полярную звезду. В каком созвездии она находится?

4. Найдите созвездия Кассиопея, Дракон, Гончие Псы. Внимательно рассмотрите расположение звезд, входящих в созвездия. Зарисуйте созвездия и подпишите их названия.

5. Вечером вместе со взрослыми рассмотрите звездное небо. Постарайтесь найти созвездия, которые вы зарисовали в тетрадь.