Эволюция знаний о космосе

1Световые годы и парсеки

До 1543 года большинство астрономов считали, что Земля находится в центре Вселенной и что все остальные небесные тела движутся вокруг нее. В указанном году Николай Коперник предположил, что Земля на самом деле обращается вокруг Солнца; из того, что звезды при этом, казалось бы, не движутся друг относительно друга, был сделан вывод, что они находятся на очень большом расстоянии от нас. На самом деле звезды меняют свое месторасположение на ночном небе, но почти незаметно. Смещение звезды из-за движения Земли называется параллаксом.

Первым астрономом, измерившим параллакс звезды, стал Фридрих Бессель, который в 1838 году вычислил, что параллакс звезды 61 Лебедя равен 1/3 угловой секунды (около 1/10 000 градуса), а это примерно как толщина иголки, если смотреть на нее с расстояния в 135 метров. Расстояние до гипотетической звезды, параллакс которой равен одной угловой секунде, называется парсеком; один парсек равен 30,6 триллиона километров — на самом деле настолько близко от нас не находится ни одна звезда. На основании своих расчетов Бессель пришел к выводу, что свет от 61 Лебедя доходит до нас за 11 лет.
Пользуясь аналогиями своего времени, естествоиспытатель Фрэнсис Робартс в 1694 году описывал расстояния до звезд следующим образом: «Свету, чтобы дойти до нас от звезды, требуется больше времени, чем занимает плавание в Вест-Индию (каковое первоначально длилось шесть недель)». Ближайшая к нам звезда, Проксима Центавра, расположена на расстоянии в 4,3 световых года, то есть 40,9 триллиона километров.

Эллипсы и орбиты

Вплоть до шестнадцатого века астрономы полагали, что планеты обращаются вокруг Солнца по окружности или по комбинациям окружностей, называемых эпициклами. Для изучения движения планет Тихо Браге основал специальную обсерваторию еще до распространения телескопов. В 1605 году Иоганн Кеплер, ученик Тихо Браге, на основании наблюдений своего учителя установил, что планеты на самом деле движутся вокруг Солнца по эллипсам, но почему так происходит, оставалось загадкой, пока Исаак Ньютон не доказал, что это следствие его теории всемирного тяготения.

В частности, сила притяжения между Солнцем и планетой обратно пропорциональна квадрату расстоянию между ними. Орбита одной звезды вокруг другой и орбита спутника вокруг планеты также представляют собой эллипсы. Ньютон не зря гордился тем, что его теория универсальна, ведь ее правоту в очередной раз подтвердил его друг Эдмонд Галлей, доказавший, что орбита наблюдаемой им кометы является вытянутым эллипсом и что она вернется к Земле через 74 года (в наше время она известна под названием «комета Галлея»).

Многие другие кометы обращаются вокруг Солнца по еще более узким и вытянутым эллипсам. Настоящая орбита планеты представляет собой эллипс лишь приблизительно, потому что на нее, помимо звезды, влияют и другие небесные тела. В Солнечной системе притяжение Солнца настолько велико, что притяжением других планет можно пренебречь. Но на больших масштабах времени, особенно когда две и более планеты приближаются друг к другу, их орбиты отклоняются, смещаются и искажаются, часто непредсказуемым образом.