Читая о том, как раньше люди представляли себе устройство Солнечной системы, расположение и состав планет, процессы формирования галактик, мы зачастую откровенно верим в написанное. Обычно история представлений людей о космосе описывается в первых главах учебников по астрономии или астрофизике. Нам предлагают зачастую сухие факты, однако, огромный интерес представляет не только та информация, которой располагали в дореволюционные времена, но и то, как она подавалась, какова была логика ученых и методы исследований. Не ознакомившись напрямую с текстами того времени, мы не можем однозначно говорить, насколько вторичная их обработка современными учеными попросту не притянута «за уши», и не упущены ли ими важные детали.
В этой статье мы предлагаем обратиться к первоисточникам, а именно к статьям по астрономии конца XIX и начала XX века от известных авторов и выдающихся ученых своего времени.
Все статьи были напечатаны в научно-популярном журнале «Природа» в период с 1873 по 1917 г. Ознакомиться с полными текстами можно в Челябинской областной универсальной библиотеке в отделе основного книгохранения. Статьи представлены в хронологическом порядке.
1.Публичные лекции астрономии / Ф. А. Бредихин // Природа. Попул. естественно-ист. сб. 1873. – Кн. 1. – С. 1–101.
Лекции, прочитанные выдающимся русским астрономом Федором Александровичем Бредихиным (1831–1904) в 1872 г. в Москве, раскрывают достижения науки о Вселенной второй половины XIX века. В курсе лекций рассматриваются современные для того периода средства исследования свойств небесных тел, успехи астрономии в изучении Солнца, планет Солнечной системы, а также атмосферных явлений Земли, вызванных солнечной активностью.
Лекции состоят из нескольких разделов. В первом – описываются способы фотометрии и спектрального анализа в применении к описанию химического состава, массы, плотности удаленных от Земли объектов. Второй, третий и четвертый разделы посвящены Солнцу, законам его движения, составу, солнечным пятнам и его влиянию на Землю. Автор гармонично, с помощью простого языка сочетает научные доводы и лирику основ мироздания, применяя различные метафоры (Солнце – светильник Вселенной, световые волны – музыка небесных сфер). Пятый раздел – «Мир планет», в котором последовательно рассказывается обо всех планетах нашей Солнечной системы (СС).
Некоторые факты, приведенные здесь, в точности соответствуют современным взглядам ученых (например, что СС сформировалась из газообразной массы), а некоторые – не совсем верны (утверждается, что все планеты СС вращаются вокруг своей оси в одном и том же направлении, однако сегодня доподлинно известно, что Венера, Уран и карлик Плутон являются исключениями и вращаются в обратную сторону). Описание планет напрямую связывается с их снимками (цвет, полосы, пятна, очертания), указывается также на наличие веществ, еще не известных человеку (например, в составе колец Сатурна). В разделе поднимаются такие вопросы, как наличие на Луне разряженной атмосферы или органических тел на Венере.
2.Отдаленность звезд / К. Фламмарион // Природа. Попул. естественно-ист. сб. 1875. – Кн. 1. – С. 61–68.
Камиль Николя Фламмарион – это французский астроном, писатель и популяризатор астрономии, его работы были переведены на все европейские языки. Он изучал преимущественно двойные и кратные звезды, доказал гравитационную связь между множеством двойных звезд, кроме того, много сил затратил на исследование Марса и написал о ней книгу. Также популярны такие его книги, как «Живописная астрономия», «В небесах и на земле», «Луна» и др. С первых же строк очерк поражает поэтичностью и метафоричностью излагаемых мыслей:
Так автор пишет о гравитационном влиянии Солнца не только на планеты Солнечной системы, но на множество комет, пролетающих мимо. Далее идет речь о тех кометах, которые не покидают свои гигантские вытянутые орбиты вокруг нашей звезды. В каждой фразе Фламмариона чувствуется его любовь к астрономии и восторженность перед Вселенной: «В этом безмолвном ледяном мраке, комета слышит призыв Солнца, она возвращается к нему согреться его лучами после долгого пути, на который употребляет 44 столетия, между тем как полная ее орбита обнимает 88 веков».
До применения фотометрического и спектрального анализов, астрономы для определения расстояния до удаленных космических объектов использовали метод параллакса. Параллакс – это изменение видимого положения объекта в отношении удалённого фона, которое напрямую зависит от положения наблюдателя. Расстояние до Луны, как подмечает Фламмарион, рассчитывали исходя из того, что за основание треугольника брался размер земного шара, наблюдения велись в разное время суток. Для определения расстояния до звезд был необходим диаметр больше, поэтому в XIX веке наблюдения начали проводить, основываясь на диаметре орбиты Земли, с двух сторон от Солнца на протяжении 6 месяцев друг от друга. В результате полученное смещение светила давало возможность оценивать дистанцию до него.
Вывод был таков: чем более звезда неподвижна на протяжении всего года, тем она дальше. Чтобы читателям было понятнее, автор приводит аналогию с движением поезда: более близкие к железнодорожным путям объекты проносятся быстро, более далекие – кажутся почти неподвижными для наблюдателя из вагона. Результаты, полученные методом параллакса, приводятся в конце статьи:
Конечно, они отличаются от современных, точных измерений,но это не умаляет ценности измерений прошлого. К примеру, сейчас установлено, что до звезды Альфа Центавра 4,3 световых года(неточность составляет примерно в 1,5 года), до Сириуса –8,6 световых года (неточность – около 6 лет), до Арктура – 37 световых лет(неточность составляет уже 11 лет). Исходя из этого, можно сделать вывод о том, чем дальше находится звезда, тем больше становится погрешность измерений расстояния до нее с помощью метода параллакса. Астрономы прошлого понимали, что их методы не совершенны, а Вселенная огромна и преподнесет еще много сюрпризов. Статья заканчивается довольно емкой мыслью: «Таковы ныне вычисленные размеры всего строя вселенной! И ныне, и всегда мы будем не более как у преддверия знания, на берегу бездны».
3.Новые исследования планет Марса и Сатурна / Г. А. Тихонов // Природа. Ежемес. естест.-науч. журнал Российской Академии наук. 1912. – № 6.– С. 755–768.
В главе, посвященной Марсу, автор очерка, сотрудник Пулковской обсерватории Гавриил Адрианович Тихов (1875–1960) делится важнейшими результатами наблюдений за ним. Метод фотографирования был применен в сентябре 1909 г. во время великого противостояния, когда Марс подходит к Земле на наиболее близкое расстояние (это происходит раз в 15–17 лет, последнее было в июле 2018 г.). Подверглись анализу южные полярные пятна, атмосфера, каналы, материки и моря. Сравнивались фото поверхности Марса во время противостояния и в другие периоды, когда он был удален.
Во второй главе пристально рассматриваются и сопоставляются снимки Сатурна, полученные в Пулковской обсерватории в 1909, 1911 гг. Анализируя различия в окрасе частей колец и участков на поверхности в разные периоды, автор делает несколько выводов: на Сатурне есть атмосфера; на кольцах Сатурна нет атмосферы; «…вещество кольца своею рассеивающей способностью весьма сходно с атмосферой планеты». Последние два противоречат друг другу, и вопрос, какой из них правдив, остается открытым. Сегодня мы знаем, что кольца Сатурна состоят в основном из частиц льда, космического мусора и пыли. Возможно, именно пыль преломляла свет на фото таким образом, чтобы это позволило ученым думать, будто там есть атмосфера.
4.Млечный Путь / С. Аррениус // Природа. Ежемес. естест.-науч. журнал Российской Академии наук. 1912. – № 7.– С. 873–876.
Автором этой увлекательной статьи является шведский физико-химик, автор теории электролитической диссоциации и лауреат Нобелевской премии по химии. В простой форме он объясняет, из чего состоит Млечный Путь (МП), разьясняет, как «по цвету и спектру небесных тел исчисляются их стадии развития», химический состав и скорость движения в пространстве. Также совершенно точно ученый подмечает, что чем моложе звезды, тем ближе они сгруппированы около МП (то есть, как мы сегодня знаем, более молодые яркие звезды формируют плоский диск галактики). Также в статье описывается гипотеза рождения МП путем столкновения звездных скоплений. В принципе, это не расходится с видениями современной науки: формирование МП включает в себя процессы группировки звезд, сближения звездных скоплений, поглощения одного другим (сейчас, в 2021 г., наша галактика «жадно поедает» карликовую галактику в созвездии Большого Пса). В тонкостях представлений о процессах сближения и столкновения звездных скоплений в начале XX и XXI веков может судить лишь ученый, находя при этом множество отличий и неточностей. Пожалуй, для него это может стать досуговым или даже развлекательным чтением.
5. Спиральные туманности / К. Л. Баев // Природа. Ежемес. естест.-науч. журнал Российской Академии наук. 1915. – № 7–8.– С. 1079–1090.
В статье говорится о первых наблюдениях в телескоп спиральных галактик, свет от которых сравнивали со светом «пламени свечи, наблюдаемой сквозь тонкую роговую пластинку». Наличие спиральных рукавов вокруг яркого ядра в туманности Андромеды раскрыли фотографические пластинки. Ученые не только фотографировали, но и буквально зарисовывали туманности в различных созвездиях. В процессе наблюдения открывались все новые и новые туманности, а также высказывались предположения, что их разный внешний вид (спиральные ветви или форма выпуклой линзы) объясняются различным углом зрения (анфас или профиль), что позволило сделать вывод о том, что они приплющенные.
В статье также приводятся гипотезы о движении звезд в туманностях, и силах, влияющих на него. О способах измерения скорости туманностей, о яркости их различных частей. В начале XX века к туманностям еще не применялось понятие «галактика», хотя оно было известно еще с 1863 г. Причина заключалась в том, что ученые не могли точно ответить на вопрос: что есть туманность? Скопление множества солнц или «чудовищной звездою, окутанной туманной материей или облаками космической пыли». Как только стало ясно, что и другие туманности похожи на наш Млечный Путь, то начали применять ко всем общее понятие «галактика» (с греч. «молочное кольцо»). Примечательно то, что оба варианта верны, сегодня мы знаем, что в центре нашей галактики находится черная дыра, а рукава состоят из звезд, звездных скоплений, планет и туманностей.
6.Движение Луны / И. Ф. Полак // Природа. Ежемес. естест.-науч. журнал Российской Академии наук. 1915. – № 7–8.– С. 1204–1224.
В 1915 г. ученые уже не сомневались в том, что «Луна обращается вокруг Земли приблизительно раз в месяц, что этим движением объясняется смена ее фаз, что она несравненно ближе к нам, чем все остальные небесные тела». Более 200 лет было потрачено на то, чтобы полностью изучить механику движения Луны и математически правильно ее описать. Все расчеты основывались на принципе: сила всемирного тяготения (гравитация) управляет движением небесных тел. Кроме того, применительно к Луне в расчет брались только силы притяжения Солнца и Земли (задача трех тел). На тот момент Энштейн не создал теорию относительности, ничего не было известно о наличии в космосе темной материи, Василий Янчилин не открыл квантовую природу гравитации. А потому автором закономерно подмечается факт расхождения данных расчетов траектории движения Луны и результатов наблюдений. Ученый высказывает предположение о наличии каких-то иных сил (кроме силы тяготения), влияющих на движение небесных тел.
7. Температура Солнца и звезд / С. Блажко // Природа. Ежемес. естест.-науч. журнал Российской Академии наук. 1916. – № 2.– С. 131–146.
Автором очерка является русский и советский астроном, профессор Московского университета, Сергей Николаевич Блажко. В простой и доступной форме он объясняет устройство пирометров, применявшихся для измерения высоких температур, а также прироментра оптического, который физики в конце XX века начали использовать для измерения температуры отдаленных объектов, таких, как звезды (погрешность была всего в 50 градусов по Цельсию). Далее он поясняет, что температура Солнца определяется путем измерения солнечной постоянной и применения формулы Планка. Температура звезд определяется методом сравнения спектров, демонстрирующих «во сколько раз яркость в спектре звезды больше или меньше яркости в этих же местах в спектре какого-нибудь земного источника». В начале XX века еще не было таких сверхточных приборов как сегодня, однако ученые находили разные способы, математические и технологические, чтобы получить как можно более достоверные знания. И это действительно поражает и вызывает восхищение.
8. Центральное солнце / А. А. Михайлов // Природа. Ежемес. естест.-науч. журнал Российской Академии наук. 1916. – № 3.– С. 275–290.
А. А. Михайлов – российский и советский астроном, член-корреспондент АН СССР. Статья начинается с исторической справки о воззрениях людей середины XVIII века: в те времена считалось, что у каждой звезды есть своя система планет, на которых обязательно есть жизнь, а цель мироустройства – это обеспечить наилучшие условия для развития и поддержания этой жизни. Собственно, для этого солнце и светит. Скопления звезд А. А. Михайлов называет системой 3-го порядка (1-ый порядок – это система планет и спутники, 2-ой порядок – солнце и планеты), а система «массивная центральная звезда» (находится в центре Млечного Пути) и «облака звезд», вращающихся вокруг нее, – 4-ый порядок. Но возникает вопрос, какое тело может обладать такой массой, чтоб «своим могущественным притяжением управлять движениями звезд»? Далее автор приводит различные гипотезы, среди них предположение о том, это тело темного цвета или о том, что оно вообще физически невозможно, так как колоссальное давление внутри него просто раздавило бы все его атомы. И сегодня можно судить о том, что его догадки верны, причем обе. Известно, что в центре Млечного Пути находится массивная черная дыра, создающая такую силу гравитации, что даже фотоны, элементарные частицы света, не могут выйти за ее пределы, поэтому ее и называют черной. А внутри нее полотно пространства-времени сжато до некоторой точки, называемой сингулярностью. А что собой представляет она, пока что остается загадкой и порождает в XXI веке множество гипотез.
В статье же автор анализирует данные движения различных звездных скоплений относительно Млечного Пути (траектории похожи на размах маятника) и приходит к выводу, который преподносит весьма метафорично: управление движением планет в солнечной системе явлется «монархическим» (Солнце – «монарх»), а система Млечного Пути является скорее республикой, «в которой каждая звезда есть самостоятельный гражданин, подчиненный только тяготению к общему центру тяжести, но неподвластный единому центральному солнцу».
9.Метеориты и образование лунных кратеров / П. Бельский // Природа. Ежемес. естест.-науч. журнал Российской Академии наук. 1917. – № 9–10.– С. 1009–1012.
Первый вопрос, который задает автор очерка, почему на Луне так много кратеров, а на Земле – нет? Ответ прост: на Луне нет атмосферы, она не обладает магнитным полем, поэтому и не защищена от падения метеоритов. Сегодня мы это доподлинно знаем. Но в более ранние времена чтобы прийти к выводу о том, что лунные кратеры – это по большей части результат падения метеоритов, ученым приходилось проводить различные аналогии. Например, сравнивать сделанные во время войны фотографии воронок, образовавшихся в почве после взрыва снаряда крупного калибра. П. Бельский также анализирует энергию взрыва и образовавшуюся воронку от якобы самого крупного метеорита, «упавшего на Землю на памяти людей в Эль-Ранхито, в Мексике», который весил 50 тонн. И действительно, воронки похожи на лунные кратеры. Интересен тот факт, что в 1917 г. на Земле уже лежал самый крупный метеорит, упавший на памяти людей в 1908 г. Но первые экспедиции к нему были осуществлены лишь в 1921 г. А весил он ни много ни мало 5 млн тонн, это был Тунгусский метеорит. В целом же, автор делает весьма верные выводы, давая начала двум теориям образования лунных кратеров: ударная (от метеоритов) и вулканическая (от извержения вулканов на Луне). Сейчас доподлинно известно, что причиной большей части кратеров стали падения метеоритов, а меньшей – вулканическая активность, а некие темные участки на Луне, ныне называемые морями –результат падения огромных метеоритов, которые послужили причиной выброса лавы на поверхность с ее последующим застыванием в виде огромных твердых черных луж.
Кроме статей и очерков, посвященных отдельным вопросам астрономии и астрофизики, в каждом номере журнала «Природа» освещались астрономические новости, в которых описывались произошедшие за последний месяц явления: полет комет, затмения, изменения блеска звезд и т.д. Благодаря этим заметкам общественность была в курсе изменений не только в небе, но и в сфере прогрессивных достижений на Земле.
Мы предлагаем всем заинтересовавшимся данными статьями лично и в полном объеме ознакомиться с ними в Челябинской областной универсальной библиотеке. Обзор содержит далеко не все научно-популярные статьи о космосе дореволюционных времен и первых лет советской власти, фонд библиотеки включает гораздо больший объем не только статей, но и книг.
Космические расстояния и новые открытия действительно поражали астрономов прошлого, ведь, как говорил Аристотель:«познание начинается с удивления». И порой, чтобы не уйти в псевдонауку и не принимать желаемые факты за действительные, им приходилось напоминать себе о том, что «трепет души должен остужать холодный ум, дабы не наносить урон науке». Вот как об этом пишет Камиль Фламмарион: «Пусть воображение, не смутившееся такою громадностью, попытается постигнуть все это: если оно не почувствовало еще смущения перед бесконечностью, пусть оно хладнокровно созерцает такие пространства и не чувствует положения Земли и человека перед этими безднами! Тогда оно оценит зрелище, открываемое звездною астрономиею».
Однако нам, людямXXI века, у которых в распоряжении есть компьютеры, новые и сверхточные приборы и средства, возможно, стоит поучиться трепетному отношению астрономов и астрофизиков прошлого к познанию звездного неба, поэзии и метафоричности их пытливых умов.
Кристина Кирьянова, библиотекарь отдела книгохранения Челябинской Областной Универсальной Научной Библиотеки