Царство Солнца. От Птолемея до Эйнштейна
Шрифт:
Так что, как видите, звезды не только прекрасны. Они имеют и практическое применение.
ДРЕЙФУЮЩИЕ СВЕТИЛА
Вавилонские наблюдатели могли заметить, например, что в одну из ночей Луна была к западу от некой звезды. Следующей ночью она могла оказаться чуть восточнее этой звезды. А еще через ночь она могла оказаться далеко к востоку от нее.
На самом деле в некоторые моменты можно было видеть как Луна движется перед какой-то звездой. Звезда заходила за восточный край Луны и какое-то время
Очевидно, Луна движется с запада на восток относительно движения звезд. Действительно, Луна восходила на востоке, как и звезды, и в течение ночи перемещалась на запад, как они. Но Луна двигалась медленнее, чем звезды, так что по сравнению с ними казалось, что она смещается назад, с запада на восток.
Это похоже на два поезда, которые едут в одну сторону по параллельно проложенным рельсам и на разных скоростях. Если вы находитесь в более быстром поезде, то при обгоне более медленного поезда вам будет казаться, будто тот движется назад.
По прошествии приблизительно 27 1/3 дня движение Луны с запада на восток приведет ее обратно к исходному положению среди звезд. За это время, называемое звездным месяцем, звезды словно обгонят Луну на один круг. Или, наоборот, Луна отстанет от звезд на один круг.
В сравнении со звездами Солнце тоже движется с запада на восток. Однако обратный дрейф Солнца проходит медленнее, чем у Луны. Движение Солнца ближе к движению звезд, так что оно отстает меньше. На самом деле звездам требуется 365 1/4 дня, чтобы обогнать Солнце на один круг, и этот период времени называется годом.
Вы можете удивиться: как определялось положение Солнца относительно звезд? Ведь когда Солнце находится на небе, звезды не видны!
Дело в том, что вавилоняне заметили: звезда, заходившая в какую-то ночь через час после заката, на следующий день заходила на несколько минут раньше, а еще через день — еще на несколько минут раньше. Спустя примерно две недели она уже успевала зайти до заката, и на ночном небе ее уже не видно было.
Тем временем звезды, которые прежде не были видны на ночном небе, начнут восходить на востоке перед самым рассветом, а с каждой следующей ночью будут восходить все раньше и раньше.
И таким образом, хотя все звезды будут сохранять между собой прежние расстояния и конфигурации, создается впечатление, словно каждую ночь весь небосвод чуть смещается. Понадобится 365 ночей таких смещений, чтобы небо снова вернулось к первоначальному положению. Звезда, восходившая в какую-то ночь на рассвете, с каждой ночью будет восходить все раньше и раньше, а в то же самое время взойдет только 365 ночей.
Вавилоняне поняли, что эти изменения вызваны более медленным смещением Солнца с запада на восток относительно звезд. Каждый день сияние Солнца будет затмевать
Теперь представьте себе, что Луна находится очень близко от Солнца. В этот момент она имеет форму месяца и называется молодой. Когда Луна отстанет от звезд на один круг, она снова окажется на небе в том же самом месте. Однако за прошедшие 271/3 дня Солнце сместилось на восток. Луне нужно чуть больше двух дней для того, чтобы догнать Солнце в его новом положении. Следовательно, время между одной молодой луной и следующей равно примерно 29 1/2 дня, и этот период называется синодическим месяцем.
Именно это поначалу и сделало звездочетов важными персонами. Синодический месяц был основой всех древних (и некоторых современных) календарей. Тропический год — это основа для календаря, которым пользуется большая часть населения мира в наше время. Ни один календарь не может быть по-настоящему точным, если не известна точная продолжительность синодического месяца или тропического года. Только звездочеты могли выяснить нужное число, наблюдая за движением Солнца и Луны относительно звездного фона. Синодический месяц равен точно 29 дням 12 часам 44 минутам, а тропический год длится 365 дней 5 часов 48 минут 45 секунд. Поскольку цивилизованный человек высоко ценит точный календарь, этого достаточно, чтобы заставить его уважать звездочетов.
И он их уважал. В древние времена звездочетов очень почитали, и не только за их помощь в составлении календарей. Было нечто такое, что человек (даже цивилизованный) ценил еще выше, и мы в этом скоро убедимся.
БРОДЯЧИЕ ЗВЕЗДЫ
Солнце и Луна — не единственные небесные тела со странным движением. Существуют и похожие на звезды объекты, которые тоже необычны — они не остаются на одном и том же месте. Я назвал их похожими на звезды, потому что на самом деле они выглядят не совсем так, как звезды, а только похожи на них. Например, эти объекты гораздо ярче, чем почти все звезды, за исключением одной-двух. Более того, они не мерцают, как все остальные звезды, а светят ровно.
Однако звездочетов больше всего заинтересовало то, что эти пять объектов двигались с запада на восток относительно движения фиксированных звезд. По правде говоря, пути движения этой пятерки были даже сложнее путей Солнца и Луны. (Греки называли Солнце, Луну и эти дрейфующие звезды «планетес», что означало «бродяги», потому что им казалось, будто те бродят среди неподвижных звезд. Это слово пришло к нам как «планета». Однако мы используем его только для звездоподобных объектов, но не для Солнца и Луны. Греки говорили бы о семи планетах, а мы будем говорить о Солнце, Луне и пяти планетах.)
Вавилонские звездочеты захотели проследить пути, которыми проходят среди звезд Солнце, Луна и планеты. Им было недостаточно просто измерить то время, за которое каждый объект завершал круг с запада на восток: звездочеты хотели получить точный маршрут.
Первоначально причиной этого желания, наверное, были встречи Солнца и Луны. Время от времени Луна оказывается на небе в том же самом месте, где расположено и Солнце, и закрывает его часть. Это — затмение Солнца, или солнечное затмение. Если Луна проходит прямо перед Солнцем, то Солнце может спрятаться даже целиком, что даст полное затмение.