автордың кітабын онлайн тегін оқу Астрономия. Тайны космоса
Анна Шустова
Астрономия. Тайны космоса
Серия «Простая наука для детей»
© А.Н. Шустова, текст, 2026.
© ООО «Издательство АСТ», 2026
Предисловие
Дорогой читатель! Умение задавать вопросы – одно из самых полезных в жизни. Но искать ответы – тоже довольно серьезный и нужный навык. Не всегда рядом будут люди (или сайты), способные внятно и правильно ответить, поэтому нужно учиться работать с многообразной информацией самим.
Вот несколько советов, которые могут пригодиться в любой ситуации.
Совет нулевой. Спрашивайте. В этом мире на самом деле очень мало вещей, которые рассказываются нам просто так. Даже в школе иногда лучше лишний раз спросить, почему задача решается так, а не иначе или какие будут критерии оценки у сочинения. Спрашивай, как работают вещи, как готовить себе еду, как чувствуют себя важные для тебя люди.
Совет первый. Учить наизусть интересные факты – это прекрасно. Но само по себе знание факта не сделает тебя умнее, только эрудированнее. По-настоящему полезным окажется понимание причин и законов, по которым устроен мир. В этом случае, даже если ты не знаешь правильного ответа на вопрос, у тебя все равно останется возможность до него додуматься.
Самый простой пример – ты можешь списать задачу по физике в домашнем задании, но умнее это тебя не сделает. В будущем такая же задача поставит тебя в тупик. А вот если ты поймешь как именно она решается, то легко справишься не только с домашним заданием, но и с контрольной, и с олимпиадой, и перед друзьями сможешь похвастаться. Знание законов физики может спасти тебе жизнь (например, от удара током или во время пожара) или однажды даже стать способом зарабатывать деньги. Умному и образованному человеку сложнее продать «вечный двигатель» (несмотря на то, что он принципиально невозможен по законам физики, время от времени все равно кто-то умудряется попасть в эту ловушку). Зная биологию и физику, ты сможешь аргументированно решить, вредны ли прививки и еда из микроволновки. Именно поэтому в ответах на вопросы этой книги я постаралась говорить в первую очередь о причинах того, почему ответ на тот или иной вопрос именно такой.
Совет второй. Всегда запоминай, откуда именно ты узнал ту или иную информацию. Например, по телевизору сказали, что на Землю идет мощная магнитная буря и обязательно нужно остаться дома и отдыхать. Нужно запомнить и проверить эту информацию. Если начать читать статьи в научных журналах, то можно узнать, что никакого настоящего влияния магнитных бурь на самочувствие никто никогда не видел. Какому источнику нужно доверять в таком случае? Лучше ученым, которые действительно изучали магнитные бури. Точно так же нужно относиться к Википедии, научно-популярным каналам в интернете, рассказам других людей. Я не говорю о том, что какие-то источники всегда плохи или всегда хороши: ведь ошибки бывают и у ученых, причем довольно часто. Только о том, что всегда нужно понимать, что любой источник информации может иметь свои сильные и слабые стороны, и вопрос только в том, насколько ты готов ему доверять. Даже факты из этой книги через десять или двадцать лет могут стать устаревшими или неправильным, хотя сейчас и соответствуют современным научным представлениям. И это нормально!
Совет третий. Ум и эрудиция – это не качества, это стиль жизни. Образованные люди не выучили что-то один раз, чтобы всю жизнь потом быть умными, они постоянно узнают все новое и новое. Тем более, что доступ ко всем возможным человеческим знаниям есть почти у всех в собственных телефонах. Внутри некоторых глав будут вопросы для самостоятельного размышления, и не всегда для них будут сразу указаны все условия (как «дано» в задачах учебников). Если тебе не хватает какой-то цифры или понятия, не бойся искать их сам!
В самой книге тоже не получится ответить на все возможные вопросы или поговорить обо всех законах. Если после прочтения у тебя появятся новые вопросы, обязательно задавай их миру! И помни: не бывает глупых вопросов, бывают люди, которые по-глупому упустили шанс что-то узнать.
История
Зачем нужна наука?
Чтобы было!
Любопытство – одно из ключевых качеств человека, делающих научный прогресс возможным.
Представь себе человека, который всю жизнь жил в глубине леса и никогда не отходил от дома больше, чем на десять километров. Однажды у него в голове появился вопрос: а что находится дальше? Он собрался, отправился в поход и спустя несколько дней нашел реку. Река для него – это уже серьезное научное открытие, даже если он еще не знает, как и для чего ее использовать. Со временем он проведет эксперименты, узнает, что в реке водится рыба и как лучше всего ее ловить. Результатом всех этих научных поисков станет вкусный ужин. Но если бы в самом начале мы спросили этого человека, зачем он вышел из дома, он бы ответил, что из чистого любопытства.
Если бы мы спросили древних греков, зачем они придумали такую штуку, как эллипс, они могли бы пожать плечами и сказать, что это интересная геометрическая фигура. Могли ли они знать, что спустя полторы тысячи лет ученый Иоганн Кеплер скажет, что на самом деле орбиты планет имеют форму эллипса? И что еще позже по таким же орбитам двинутся первые космические аппараты?
Можно спросить и других ученых. Например, зачем Алессандро Гальвани тыкал в лапки лягушек металлическими спицами? Он мог бы ответить что-то про интересный эффект биологического электричества. Но мог ли он знать, что спустя несколько веков гальванический элемент будет у каждого в кармане – обычный аккумулятор в телефоне. А начиналось все с лягушек! Зачем Галилео Галилей кидал камешки с Пизанской башни? Зачем Иоганн Мендель скрещивал разноцветный горох, а Иван Павлов зажигал собакам лампочки перед тем, как покормить? Зачем современные ученые ставят все новые и новые опыты, в том числе, в области космофизики?
Мы все дальше отходим от того знания, с которым жили в начале, но никто не может сказать, где мы обнаружим новую реку и какая там может быть рыба.
Если у тебя уже возникли вопросы, что такое эллипс, кто все эти люди и при чем тут лягушки, это замечательно! Некоторые термины и имена есть в глоссарии этой книги, а пояснения к другим или дополнительную информацию придется искать самостоятельно.
Как люди поняли, что Земля круглая?
Вообще-то она шарообразная (а если быть совсем точными, то имеет форму геоида), но для простоты мы будем говорить, что она круглая.
Считается, что люди верили в плоскую Землю чуть ли не до открытия Колумбом Америки, но это не совсем так. Всегда (даже в наше время) находятся те, кто утверждает, что Земля плоская, однако образованные люди еще во времена Древней Греции знали, что планета имеет форму шара, и даже сумели рассчитать ее примерный размер.
Одним из доказательств шарообразности Земли греки считали уходящие за горизонт корабли. Сначала за горизонтом скрывается низ корабля, а потом уже все более высокие части. На самом корабле люди видят, как суша постепенно уходит под горизонт – сначала пляж, а потом высокие дома и горы над ними. При этом, если забраться повыше, то будет видно, как все предметы «возвращаются» обратно. Происходить это может только из-за изогнутого «горба» океана, который загораживает корабль от суши. Некоторые возражают, что и на плоской поверхности такие оптические эффекты возможны (что, кстати, правда), но забывают о математике. А ведь именно точные математические расчеты всегда отличают настоящую науку. Расстояние, на котором могут скрываться определенные предметы, можно посчитать и для круглой и для плоской планеты, и окажется, что для круглой все расчеты расстояний сойдутся с реальностью, а для плоской – нет.
Самый простой способ проверить этот эффект, не выходя из дома, – наблюдать закат.
Что, если Солнце не уходит за край, а просто отдаляется, и поэтому наступает темнота? Тогда можно просто посмотреть на любой высокий дом на закате. Тень от земли и соседних домов поднимается снизу вверх, а не наползает на весь дом одновременно, пока Солнце убегает. К тому же само Солнце не становится меньше (из-за оптических эффектов иногда оно выглядит даже больше, чем днем).
Значит, если Солнце не уходит вдаль, то оно уходит вниз за горизонт (как корабль: сначала нижний край, потом верхний). И если бы Земля была плоской, то Солнце ушло бы за край для всей планеты сразу. У плоской Земли край только один, а у круглой – вообще любое место на ее поверхности, и для каждого человека край свой. Проверить это можно, найдя в интернете трансляции с камер со всего мира (ко многим камерам уличного наблюдения есть открытый доступ). При помощи карты часовых поясов можно даже прикинуть, как высоко Солнце будет на камере в Париже или в Сиднее, когда, например, в Москве наступает закат. Если ты не доверяешь камерам, можно попробовать позвонить знакомым, живущим в других частях планеты. Конечно, придется учитывать часовые пояса и наклон самой Земли, но ты всегда найдешь половину планеты, на которой прямо сейчас солнечный день, и половину, где уже наступила ночь. Значит, Земля все-таки круглая и Солнце обычно светит на одну из ее сторон.
Кстати, по похожим наблюдениям за высотой Солнца в разных точках мира ученый Эратосфен сумел рассчитать размер Земли во II веке до нашей эры. Правда, камер у него не было и приходилось самому совершать путешествия и измерять длину теней в полдень (когда Солнце выше всего, а теперь самая короткая), но принцип все равно остался тот же. Правда, не совсем понятно, в каких именно единицах измерения Эратосфен делал расчеты (он написал ответ в мере длины, которые назывались стадиями, но в разных регионах у стадии была разная длина), но в любом случае он ошибся не больше чем на треть реального размера планеты, что уже очень впечатляющая точность для первого в истории измерения.
Помимо этого, были и другие доказательства. Например, явно круглая форма Луны и Солнца (если бы они были дисками, то не казались бы одинаково круглыми из разных частей света). Сейчас уже известно, что все планеты, крупные луны (не только наша, но и у других планет) и звезды тоже круглые, а Земле нет смысла отличаться от них. Во время лунных затмений на Луну наползает круглая тень от Земли. Если подняться повыше, то можно рассмотреть более обширную по площади территорию (если ты когда-нибудь летал на самолете, можешь проверить это сами, глядя в окно при взлете и посадке).
Какую форму проще всего принять планете? В качестве образца можно понаблюдать за формой капель, замешанного теста, пакета с водой. Может ли вообще планета быть плоской?
Что такое Альфа Центавра?
Тут нужно будет отвечать по порядку.
Начнем с Центавра. Цента́вр – это огромное созвездие, которое лучше всего видно в Южном полушарии, а названо оно в честь мифа о кентавре Хироне из древнегреческой мифологии. Кентавр превратился в Центавра из-за сложностей перехода слов из одного языка в другой. Само по себе название созвездия, как и многие другие научные термины, традиционно взялось из латыни. Однако латинское слово Сentaurus можно прочитать и через «К» и через «Ц», в зависимости от фонетики разных стран и эпох. Хотя в современном русском языке можно использовать оба варианта прочтения, мифологических существ привыкли называть кентаврами, а вот созвездие Центавром.
А́льфа Центавра – это конкретная звезда в созвездии, то есть Альфа (чья?) Центавра. Точно так же можно говорить про Альфу Большой Медведицы, Бе́ту Дракона или Та́у Кита. Первое слово – буква греческого алфавита, второе – созвездие, которому принадлежит звезда.
Созвездие в современной науке – это конкретный кусочек неба с четкими границами. В созвездие попадают совершенно все объекты, которые оказываются на этом кусочке – звезды, галактики, туманности, планеты и даже космические аппараты. В любом случае сейчас каждая известная звезда принадлежит к какому-то одному созвездию.
Использовать буквы вместо имен придумал астроном Иоганн Ба́йер в начале XVII века. У многих ярких звезд были свои древние имена, однако далеко не у всех, и астрономам было сложно объяснять друг другу, какую звезду они имеют в виду. Фраза вроде «Вот эта, которая с краю рядом с тремя звездами в форме треугольника… Не эта, левее!» звучит гораздо непонятнее, чем Альфа Центавра.
Байер обычно называл альфой самую яркую звезду в созвездии, бетой вторую и так далее по алфавиту. Если звезды были примерно одной яркости, мог пойти просто по порядку их расположения в созвездии или руководствоваться другими соображениями.
Во времена Байера еще толком не было телескопов, так что с тех пор количество известных звезд стало в разы больше. Придумывать для каждой имя невероятно сложно, поэтому буквенные обозначения звезд используются и сегодня. Когда буквы в алфавите заканчиваются, астрономы начинают использовать в названии по две или даже три буквы сразу. Например, у звезды VY Большого Пса имя только одно, ее так и обозначают: «ви игрек» Большого Пса. Древние имена ярких звезд остались, но теперь у них может быть как именное, так и буквенное обозначение. А еще бывает такое, что одна звезда оказывается целой звездной системой.
Звездная система – несколько звезд, которые вращаются вокруг друг друга или вокруг какой-то общей точки вращения. Коварство тут в том, что все звездные системы кажутся невооруженному взгляду одной звездой.
Вернемся к Альфе Центавра, она же α Центавра. На самом деле это тройная звездная система, где каждая звезда имеет в итоге свое имя: Ри́гил, Толима́н и Про́ксима. В буквенном обозначении это звезды α Центавра А, α Центавра B и α Центавра C.
Представь, что ты капитан космического корабля, который летит к самой яркой звезде Большой Медведицы? Как можно обозначить курс на карте?
Правда, что Галилео сожгли на костре?
Галиле́о Галиле́й – итальянский ученый, живший в конце XVI и в начале XVII века. Как очень многие ученые того времени, занимался огромным количеством наук одновременно. Время от времени кто-то говорит, что за научные открытия его сожгли на костре, но на самом деле не на костре, и не совсем за науку, да и в целом эта история заметно сложнее.
