Текст из книги: "Мой Космос". Автор: Валерий Лаптев
Предыдущая глава:
Последние главы, или долгие мысли для начала новой книги.
Предисловие к главам о новой геометрии
Почему новая геометрия - моя геометрия, и почему названа моим именем? Тут всё просто. Такой геометрии в истории человечества до меня, до моих мыслей, не существовало. А понимая, что мой контент уникальный и исключительный настолько, что все мои теории - 100% маргинальны, на всём что я генерирую можно ставить значок копирайта, - © Валерий Лаптев.
В этой главе не будет рассказано о новой геометрии. Она для подготовки. Об остальных главах скажу: увы, это не развлекательное чтение на ночь. Если будет тяжело, и не зацепит, не мучайте себя, бросайте, и займитесь чем ни будь интересным. Сам я, многократно переписывая текст, уже привык к нему. Но даже для меня, тема новой геометрии, о которой я пробую здесь рассказать, вызывает некий ступор. Написание шло очень тяжело, много раз бросал. Но что получилось, то получилось.
-*-*-*-*-*-
Чтобы начать что-то мерить, а тем более создавать свою геометрию, посмотрим, как человечество пришло к современной системе измерения. Посмотрим откуда взялся известный и привычный всем метр.
Первые эталоны длинной в 1 метр
В 1790-х годах Французская академия наук придумала новый стандарт измерения, который назвали – метр. Метр составлял одну десятимиллионную часть расстояния от Северного полюса до экватора, - одну десятимиллионную четверти длины меридиана, конечно же, исключительно, Парижского меридиана.
В 1799 году на основе тогдашних измерений меридиана, изготовили эталон метра в виде платиноиридиевой линейки. Металлическая линейка была шириной около 25 мм, и толщиной около 4 мм, с точным расстоянием между концами, ровно в один метр. Французская академия заказала серию таких линеек – эталонов, и разослала их в разные страны в качестве нового стандарта.
Примечание:
Платиноиридиевый сплав— сплав, состоящий из платины и иридия.
Подобно платине, сплав обладает высокой химической стойкостью и не окисляется. Добавка иридия существенно повышает прочность.
Существует несколько марок данного сплава, ПлИ-10 (10 % иридия), ПлИ-15 (15 % иридия) и тд. Плотность сплава ПлИ-10 составляет 21 500 кг/м3. Из сплава ПлИ-10 был изготовлен эталон килограмма.
Сплавы используют для изготовления скользящих и разрывных контактов, медицинских принадлежностей; а также для изготовления ювелирных украшений. Проводились исследования для использования сплавов для изготовления монет.
16 эталонных метра, из мрамора, были установлены в самых публичных местах Парижа для того, чтобы метрическая система стала всеобщим достоянием французского народа. Любой горожанин мог подойти к такому эталону и что-то точно измерить по мраморной линейке, в новой системе измерения.
Размеры Земли
То, что Земля круглая, учёные знают достаточно давно. И какой размер у нашей планеты тоже. Первым кто вычислил, достаточно точно, размер Земли был древнегреческий ученый Эратосфен (276 год до н. э.—194 год до н. э.). Он предложил, что по углу освещения в глубоких колодцах, замеренных в одно время, можно найти угол кривизны поверхности Земли, и вычислить её размер.
Эратосфену было известно, что во время летнего солнцестояния — 20–21 июня в городе Сиена (современный Асуан, Египет) Солнце заглядывает на дно колодцев Такое происходит во всех колодцах на широте северного тропика. Северного тропик - самая северная широта, на которой Солнце в полдень может подняться в зенит. Город Сиена как раз и находится на данной широте.
В то же время в Александрии, где учился Эратосфен, расположенной севернее Сиены, Солнце в полдень того же дня не достигало зенита! И, следовательно, дно колодца полностью не освещалось, и в полдень 20–21 июня, предметы отбрасывали тень.
Эратосфен измерил угол падения солнечных лучей в Александрии. Угол оказался равным примерно 7,2 градуса. Зная расстояние между Сиеной и Александрией - около 960 км, он предположил, что это расстояние составляет 7,2/360 часть окружности Земли.
Длинна окружности Земли, по расчетам Эратосфена, и перевода в километры получилась - 39 375 км, что близко к современным данным - 40 075 км. Неточность измерения связывают с неточностью расстояния между городами и то, что Сиена и Александрия не лежат на одном меридиане.
Жаль, что трудов Эратосфена, на тему расчета размера Земли, не сохранилось. О его методе, и результатах расчёта мы знаем только благодаря трудам других античных авторов: Клеомеда, Страбона и Плиния Старшего.
По современным расчетам Земля не идеально круглое тело, и имеет приплюснутую форму с полюсов. У Земли экваториальный диаметр - 12 756,274 км и полярный 12 713,556 км. Разница между данными диаметрами составляет около 42,7 км. Поэтому для расчетов дают среднее значение между ними — 12 742 км.
Я в расчетах буду использовать средний радиус Земли: 6 371 000 м.
С Землёй всё достаточно просто. Мы на ней живём, вокруг неё летаем. И современными способами можем её померить достаточно точно. К примеру, используя спутниковую геодезию. А что же в астрономии? Как померили расстояния до ближайших к нам космических тел, а так же их размеры?
Размеры космических тел
Размеры некоторых планет и спутников известны нам очень хорошо, и в этом нам помогли космические полеты к этим объектам. Ни в какой телескоп нельзя посчитать, к примеру, радиус Венеры с точностью в 1 км. Средний радиус Венеры 6051,8 ± 1,0 км. Для этого нужно лететь к планете. И тут всё нормально потому, что метр на Земле точно равен метру на Венере. Последнее утверждение справедливо для всех мест, где мы можем быть. Эталонный метр равен метру: и на Венере; и на Юпитере; и на Солнце.
Но к этому равенству эталонных метров, мы вернемся чуть позже.
Кстати, а кто измерил размер Юпитера?
Измерение Юпитера
Впервые оценку размера Юпитера, произвёл в 1733 году, английский астроном Джеймс Брэдли. Используя хороший телескоп, Брэдли измерил угловые диаметры нескольких планет, в том числе и Юпитера. А так как расстояние до Юпитера, в то время, было уже известно, им был вычислен диаметр планеты. С тех пор астрономы точно знают, что яркая звёздочка в небе – Юпитер, гораздо больше нашей Земли.
Астроном Джеймс Брэдли нам не так хорошо известен, как астроном Эдмунд Галлей. Но Джеймс Брэдли, был большой величиной в астрономии Нового времени. В 1742 году он стал директором Гринвичской обсерватории и Королевским астрономом, сменив на этом посту великого Галлея.
А современные измерения?
Хотя к Юпитеру было отправлено 8 межпланетных аппаратов НАСА, среди них: «Пионеры», «Вояджеры», «Галилео», «Юнона», размеры планеты были уточнены буквально недавно. В сентябре 2025 года появилось сообщение, что международная группа астрономов использовала приборы зонда «Юнона» для уточнения размера Юпитера:
Экваториальный радиус - 71 492 ± 4 км
Полярный радиус - 66 854 ± 10 км
Попробуем оценить работу учёных и посмотрим чем измеряли Юпитер.
Примечание:
«Юнона» — космический аппарат, запущенный 5 августа 2011 года, вышел на орбиту Юпитера 5 июля 2016 года. С его помощью удалось изучить полярные сияния, циклоны и штормы на газовом гиганте, измерить глубину «большого красного пятна» (гигантского атмосферного вихря размером с Землю), а также получить множество фотографий планеты.
Для съёмки поверхности «Юнона» оснащен, единственной на зонде трёхцветной неподвижной видеокамерой - JunoCam (JCM). Произведена по той же технологии, что и камера MARDI марсохода Кьюриосити, и имеет 2-МП сенсор (1600×1200 пикселей) Kodak KAI-2020. Камера спроектирована таким образом, что наиболее детализированные снимки будут получены лишь во время максимальных сближений зонда с планетой на высотах 1800—4300 км! от облаков, и будут иметь разрешение 3—15 км на пиксель. Для сравнения: телескоп «Хаббл» с расстояния 600 млн км в 2009 году смог получить снимок планеты с разрешением 119 км на пиксель. Все остальные изображения будут иметь значительно более низкое разрешение, около 232 км на пиксель, поэтому возможности камеры не позволяют снимать ей спутники Юпитера (в самой удалённой точке орбиты сам Юпитер при такой детализации будет иметь размер 75 пикселей в поперечнике!, а Ио, даже если она будет находиться прямо над «Юноной», на расстоянии около 345 тыс. км, будет иметь размер около 16 пикселей в поперечнике; изображения остальных спутников будут ещё менее чёткими.
То есть, по изображениям, полученным с видеокамеры JunoCam (JCM), при разрешении около 232 км на пиксель, учёные и постарались измерить Юпитер! Как видим, чем можем, тем и меряем!
Расстояния в солнечной системе
А что с расстояниями в солнечной системе?
Расстояние до Луны пробовали вычислить многие древние учёные, такие как Аристарх Самосский и Гиппарх Никейский. Но о этих вычислениях рассказывать не буду, так как погрешности вычислений получились очень большие.
Часто, особенно для относительно близких космических объектов, расстояния до них вычисляют методом параллакса.
Параллакс (от греч. παράλλαξις — отклонение) — изменение видимого положения объекта относительно удалённого фона в зависимости от положения наблюдателя.
Некоторые виды параллакса:
Суточный параллакс (геоцентрический параллакс) — разница в направлениях на одно и то же светило из центра масс Земли и из заданной точки на поверхности Земли.
Годичный параллакс — изменение направления на объект (например, звезду), связанное с движением Земли вокруг Солнца.
Методом параллакса раньше вычисляли расстояние до Луны. При этом методе два астронома одновременно наблюдают Луну из двух различных точек Земли. Если совместить обе картины наблюдения, два изображения Луны на фоне далёких неподвижных звёзд, то изображение Лун будут сдвинуты одно относительно другого. Измерив этот параллактический сдвиг, и зная расстояние между точками наблюдения, можно вычислить расстояние до Луны.
Точные расстояния до ближайших планет были измерены совсем недавно, во времена расцвета радиоэлектроники, методом радиолокации.
Радиолокация планет (радиолокационная астрономия) — метод исследования небесных тел с помощью радиолокации. Позволяет определять скорости и расстояние до планет, размеры, элементы вращения, свойства поверхности
Антенна излучает сигнал, генерируемый мощным передатчиком, в направлении планеты. Сигнал достигает поверхности планеты, рассеивается ею, и некоторая часть его отражается в направлении Земли.
Приём сигнала, отражённого от планеты, происходит после его излучения через значительный промежуток времени, в течение которого радиоволны распространяются до планеты и обратно (например, для Венеры — от 4,5 до 29 минут, для Марса — до 45 минут)
Первая успешная радиолокация планеты — Венеры — была осуществлена в 1961 году одновременно в США, Великобритании и Советском Союзе.
Самые точные измерения космического расстояния, правда только до Луны, получилось получить после полетов лунных аппаратов к Луне, в том числе и пилотируемых миссий Аполлонов. Расстояние до Луны, были измерены, и могут быть измерены и сегодня, при помощи лунных угловых лазерных отражателей.
Лунные угловые лазерные отражатели
Уголковый отражатель (ретрорефлектор) — устройство для изменения направления падающего света. Выполнен в виде призмы – трёхгранного прямоугольного угла с отражающими поверхностями.
Принцип действия такого отражателя. Луч падает на одну зеркальную поверхность отражателя, отражается по закону отражения (угол падения равен углу отражения). Отразившись луч попадает на вторую поверхность и снова отражается. Но после двух отражений, геометрия отражателя позволяет отразиться лучу точно и параллельно своему начальному направлению.
А если расстояние не такое большое, и смещение тел системы, в которой проходит луч, незначительное, то луч может успеть вернуться туда, откуда изначально пришёл.
Нам с Луной в плане использования угловых отражателей, повезло. Луна постоянно повернута к нам одной стороной. Ученые хорошо понимали, что, если разместить на поверхности Луны, угловой отражатель, и направив на него лазерный луч, по отклику отраженного луча можно очень точно рассчитать расстояние. Поэтому многие миссии к Луне оснащались такими отражателями.
Время полёта луча лазера, туда и обратно, при лазерной локации Луны, - около 2,5 секунд. А точность с какой можно было вычислять расстояние до Луны, составляло 2-3 сантиметра! Беспредельная точность, для таких расстояний.
Лунные угловые лазерные отражатели, оставленные на Луне миссиями Аполлон-11 и Аполлон-14, идентичны. На прямоугольной панели, 46 сантиметров ширины, находится 100 отражательных элементов 3,8 сантиметра в диаметре. Отражатель Аполлона-11 находится в месте прилунения, в море Спокойствия. Отражатель Аполлона-14 в формации Фра Мауро.
Отражатель, оставленный на Луне миссией Аполлон-15, на юго-восточной окраине Моря Дождей, является самым большим, и состоит из 300 элементов.
Отражатели французского производства, состоящие из 14 элементов, были оставлены на Луне беспилотными советскими миссиями: «Луна-17» - «Луноход-1», - в Море Дождей, и «Луна-21» - «Луноход-2», - в Море Безмятежности.
Расстояние от Земли до Луны не является постоянным. Луна вращается вокруг Земли не по идеальному кругу, а по эллиптической орбите, поэтому дистанция между ними постоянно меняется.
Среднее расстояние — 384 400 км.
В перигее (ближайшая точка) — около 363 300 км.
В апогее (дальняя точка) — около 405 500 км.
В своих последующих расчётах я буду использовать следующее расстояние:
Большая полуось Луны = 384 748 000 м.
Текст из книги: "Мой Космос". Автор: Валерий Лаптев
Следующая глава:
Уважаемый читатель! Очень извиняюсь, если смысл статьи Вам не понятен, или даже показался полным бредом.
Невозможно полностью пересказать откуда берутся те или иные суждения, для этого нужно пересказать целую книгу.
Для меня же, каждая статья - это продолжение одной общей темы.
Поэтому предлагаю начать читать с самого начала. С теории расширения Земли. Приятного погружения в мой Нейтронный мир. Новых мыслей и открытий.
Начало книги "Моя Земля":
#физика
#астрофизика
#новая Нейтронная теория
#Мой Космос