Методические рекомендации по организации работы с одаренными детьми
жүктеу/скачать 5.53 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Д жон Гершель "Очерки астрономии"
- Камиль Фламмарион "Живописная астрономия" Пер. с франц. Е. Предтеченского, СПб, 1897
Величайшее противостояние Марса В.Г.Сурдин ГАИШ, Москва В августе 2003 г. произойдет не просто Великое, а Величайшее противостояние Марса! Готовьте свои телескопы!  
Рис. 1. Фотокарты двух полушарий Марса, составленные по результатам наблюдений автоматических зондов. Земля и Марс - космические соседи. Земля обращается по орбите чуть ближе к Солнцу, а Марс - чуть дальше. Оборот Земли происходит за год, а Марса - почти за два земных года. Поэтому Земля "по внутренней дорожке" сначала перегоняет медлительный Марс, но вскоре, обогнав его на круг, вновь оказывается в роли догоняющего. Так они и "бегают" уже несколько миллиардов лет, постоянно сближаясь и удаляясь друг от друга. Сближения Земли и Марса - астрономы называют эти события "противостояниями" - происходят примерно через каждые два года. Астрономы ждут этих моментов: в период противостояния, когда Марс приближается к Земле, его поверхность удобнее всего изучать в телескоп. 
Рис. 2. Противостояния Марса с 1997 г. по 2010 г. Вдоль орбиты Земли (внутренняя окружность) указаны месяцы ее прохождения по данному участку. У орбиты Марса (наружная окружность) указаны точки ее перигелия (Р) и афелия (А). На линиях, соединяющих планеты в момент противостояния, указан год и минимальное расстояние до Марса в астрономических единицах. Если бы орбиты Земли и Марса были совершенно круглыми, то все противостояния этих планет были бы одинаковыми. Но это не так: орбиты планет эллиптические. Правда, орбита Земли лишь чуть-чуть отличается от окружности, но орбита Марса вытянута весьма заметно. А поскольку время между противостояниями немного больше двух лет, то Земля за это время совершает чуть больше двух оборотов по орбите а Марс - немного больше одного оборота. Значит, при каждом противостоянии эти планеты встречаются в разных местах своих орбит, приближаясь друг к другу на разное расстояние. Если противостояние случается в период нашей зимы, - с января по март, - то расстояние до Марса довольно велико, около 100 млн км. Но если Земля сближается с Марсом в конце лета, когда Марс проходит перигелий своей орбиты, то расстояние от нас до Марса сокращается всего до 56-60 млн км. Такие благоприятные противостояния называют ВЕЛИКИМИ, они случаются через каждые 15 или 17 лет и непременно приносят астрономам новые открытия о природе Красной планеты. Противостояние тем благоприятнее, чем ближе оно приходится к 28 августа, так как в этот день Земля проходит ближе всего к перигелию орбиты Марса. Рис. 3. Зарисовки одного и того же полушария Марса, выполненные разными астрономами на протяжении двух с половиной столетий. Темная деталь в центре рисунков - самое заметное пятно на Марсе, открытое еще Гюйгенсом. На картах Скиапарелли это треугольное пятно названо Большой Сирт (Syrtis Major), как средиземноморский залив на севере Африки, у побережья Ливии (на нынешних картах - Залив Сидра). Современные исследования Марса с космических аппаратов показали, что Большой Сирт - действительно самая темная область на Марсе; но это не морской залив, а горное плато. 
Самым знаменитым противостоянием Марса по праву считают случившееся в начале сентября 1877 г. Именно тогда американский астроном Асаф Холл (1829-1907) открыл два единственные спутника Марса - Фобос и Деймос. И тогда же итальянский астроном Джованни Скиапарелли (1835-1910) открыл знаменитые марсианские "каналы". Называя темные пятна на Марсе "морями" и "заливами", а соединяющие их линии - "каналами", Скиапарелли просто следовал астрономической традиции, хорошо понимая, что Марс, скорее всего, - планета сухая. Но позже некоторые энтузиасты восприняли эти названия всерьез и даже полагали, что каналы - это искусственные сооружения, созданные марсианами для орошения полей. Одним из этих энтузиастов, много сделавшим для изучения Марса и других планет, был американский астроном Персиваль Ловелл (1855-1916). На его картах Марса, составленных 1894-96 гг., мы видим множество одиночных и сдвоенных каналов, прямых как стрела, тянущихся на тысячи километров. В те годы Ловелл многих заразил своим энтузиазмом: например, английский писатель Герберт Уэллс под впечатление астрономических открытий создал в 1898 г. "Войну миров" - самый известный роман о нашествии марсиан на Землю. 
Рис. 4. Внизу: полная карта Марса, составленная Скиапарелли в 1877-1888 гг. Обратите внимание, что здесь, как и на других старинных картах Марса, планета показана в перевернутом, "телескопическом" виде. Сверху: портрет Джованни Скиапарелли. 
Рис. 5. Так выглядит сеть марсианских каналов по наблюдениям Ловелла. Однако великое противостояние 1909 года принесло разочарование сторонникам марсианской цивилизации: новые крупные телескопы и близкое расположение Марса к Земле позволили провести великолепные наблюдения, подорвавшие веру в искусственные каналы. Особенно отличился при этом французский астроном Э. Антониади (1870-1944), грек по национальности. Проведя большую серию наблюдений на прекрасном большом телескопе в Медонской обсерватории под Парижем и получив замечательно точные зарисовки вида поверхности планеты, Антониади показал, что "каналы" представляют собой неправильные темные полосы, образуемые отдельными пятнами различной величины. Перипетии великого столетия в изучении Марса - с середины XIX до середины XX вв. - вы сможете проследить по фрагментам из классических книг о Красной планете, представленным в следующих разделах этой статьи. Между тем, продолжая наблюдения Марса, Антониади показал, что эта планета все же не совсем "мертвое" тело: во время противостояния 1924 года он в течение четырех ночей наблюдал светящиеся выбросы на краю диска планеты, над областью Hellas. Открытия Антониади вновь вызвали к Марсу живейший интерес широкой публики. Все ожидали следующего великого противостояния 1939 года. Именно к нему и было подготовлено новое издание книги московского астронома, профессора Иосифа Федоровича Полака (1881-1954) "Планета Марс и вопрос о жизни на ней", с фрагментами из которого вы можете познакомиться в следующих разделах этой статьи. Книга Полака и теперь представляет большой интерес для тех, кто решит самостоятельно наблюдать Марс. А современные данные о Марсе и дополнительные рекомендации по наблюдениям можно найти в книгах: Куликовский П.Г. Справочник любителя астрономии, М.: УРСС, 2002. Бронштэн В.А. Планеты и их наблюдение. М.: Наука, 1979. 
Рис. 6. Основные детали на поверхности Марса. По краям карты отмечены широта и долгота. Полярные области не показаны. 
Рис. 7. Карта поверхности Марса, составленная по зарисовкам и фотографиям планеты, полученным в 1939 и 1941 гг. лучшими астрономами-наблюдателями тех лет: Вокулером, Жентили, Камишелем, Лио и Слайфером. В нашу эпоху Марс изучают с помощью космических телескопов и автоматических межпланетных аппаратов, но увидеть самому поверхность планеты, на которой, возможно, была (а может быть и есть!) внеземная жизнь, - поверьте, это оставляет незабываемое впечатление. Такой случай представится нам в ближайшее время. Возможно, наконец-то удастся понять, какие именно пятна на поверхности Марса складываются в стройные прямые линии, и главное - почему! Последние "невеликие" противостояния Марса происходили в апреле 1999 г. и в июне 2001 г. А в августе нынешнего, 2003 г., состоится великое, более того - Величайшее противостояние Марса! За всю эпоху телескопических наблюдений неба, то есть за прошедшие четыре столетия, ни разу великое противостояние не попадало на 28 августа - на момент наибольшего сближения планет. Впервые это произойдет теперь. Посмотрите в таблицу: за последние два столетия почти столь же экстремальных сближений Земли с Марсом было всего три. Эти "почти величайшие" противостояния происходили с промежутком в 80 лет. Дважды в жизни такое не увидишь!   
Рис. 8. Последнее великое противостояние докосмической эры (1956 г.).Слева: А.А.Колчин, Сталинград, 21 августа 1956 г., 20 час 00 мин, 300-мм рефрактор, увел. 312. В центре: А.М.Черепащук, Куйбышев, 26 августа 1956 г., 20 час 32 мин; 200-мм рефлектор, увел. 105.Справа: И.Д.Новиков, Сталинград, 29 августа 1956 г., 21 час 45 мин, 300-мм рефрактор, увел. 312. Итак, формально нынешнее противостояние произойдет 28 августа, когда расстояние до Марса станет 55,8 млн км, а видимый диаметр диска планеты составит 25 угловых секунд. Впрочем, следует помнить, что условия для наблюдения Марса будут великолепными весь август и сентябрь. Однако именно в конце августа условия станут наилучшими, поскольку на 27 августа приходится новолуние, и небо в эти дни будет особенно темным, благоприятным для наблюдений. Марс в этот период будет очень ярким, его звездная величина достигнет значения -2,8 (почти как у Венеры в периоды наибольшего блеска). В районе полуночи Марс будет виден точно на юге, не очень высоко над горизонтом: в 20 градусах на широте Москвы, для южан - выше, для северян - ниже. 
Рис. 9. Рисунки английского астронома Патрика Мура демонстрируют сезонное уменьшение северной полярной шапки Марса. Слева направо, сверху вниз: 19 ноября 1960 г., 25 декабря 1960 г., 11 января 1961 г., 6 февраля 1961 г. 
Рис. 10. Зарисовки Марса, сделанные итальянскими любителями астрономии в 1984-88 гг. при помощи телескопов с объективами диаметром от 20 до 36 см. Всем, кто имеет свой телескоп или возможность воспользоваться чужим инструментом, советую не упустить шанс и понаблюдать, зарисовать или сфотографировать Марс в эти ночи. Не думайте, что это будет просто: лучше выделить для этого несколько ночей и потренироваться заранее. Благо - это период отпусков и каникул. Желательно иметь телескоп с диаметром объектива не менее 10 см, тогда вы наверняка сможете увидеть южную полярную шапку Марса. А при определенном терпении, дождавшись благоприятного состояния атмосферы, дающего хорошее изображение, и применив окуляр с большим увеличением, вы сможете заметить и главные географические образования планеты - "моря", "заливы" и, возможно, некоторые "каналы". 
Рис. 11. Снимки Марса, полученные Космическим телескопом "Хаббл" (США). Кстати, спустя две недели после величайшего противостояния Марса, 9 сентября, произойдет еще одно любопытное явление - покрытие Марса Луной. Правда, наблюдать его смогут лишь жители Восточной Сибири и Дальнего Востока (Бурятия, Читинская и Амурская области). Зато 9 ноября все жители Европейской части России и Белоруссии смогут полюбоваться полным лунным затмением, которого на Земле никто не видел уже несколько лет. Желаю вам чистого неба! Таблица 1. Великие противостояния Марса с 1830 г. по 2035 г. Расстояние от Земли до Марса указано в астрономических единицах.
Д  жон Гершель
"Очерки астрономии" Пер. с англ. А.Драшусова, М. 1861. Марс. В этой планете мы часто видим совершенно явственно такие очертания, которые могут обозначать материки и моря. На рисунке Марс представлен не совсем полным, как он был виден 16 августа 1830 г. в 20-футовый рефлектор в Слау. Первые, то-есть материки, имеют тот красноватый оттенок, которым отличается цвет этой планеты, без сомнения обозначающий общий вохряной тон почвы; в таком же виде, только ярче, может быть, представляются жителям Марса части земной поверхности, покрытые красным песчаником. В противоположность этому, по общему закону оптики, моря кажутся зеленоватыми. Впрочем пятна не всегда показываются с одинаковой ясностью; но когда они бывают видимы, тогда очертания их представляются, при вращении планеты, в определенном и весьма характеристическом виде, так что при помощи тщательных наблюдений нашли возможным составить грубую карту всей поверхности планеты. Разнообразие пятен может происходить от того, что планета не лишена атмосферы и облаков; а блестящие пятна при ее полюсах делают такое предположение весьма вероподобным: одно из них изображено на нашем рисунке. Полагают, что эти пятна вероятно происходят от снега, потому что они исчезают, когда остаются долго под влиянием Солнца, и бывают наибольшие по выходе из длинной ночи полярной зимы. Камиль Фламмарион "Живописная астрономия" Пер. с франц. Е. Предтеченского, СПб, 1897 (Из главы 4. "Планета Марс - уменьшенное подобие Земли") Первый вопрос, возникающий при рассматривании карты Марса, состоит в том, действительно ли те темные пятна, которые мы называем морями, представляют собою водные пространства. Может быть относительно Марса мы в настоящее время находимся в таком же заблуждении, в каком оказывались до половины последняго века по отношению к Луне. Что эти пятна могут быть морями - это не подлежит сомнению, потому что вода поглощает свет вместо того, чтобы отражать его подобно твердой земле; но известного рода темные вещества, чисто минеральные, или местности, покрытые растительным ковром, могли бы произвести на свет такое же действие; это именно и оказалось верным для Луны, где точное наблюдение обнаружило сухую и неровную почву на тех обширных серых пространствах, которые долгое время считались настоящими морями. Конечно, название морей в приложении к темным пятнам Марса могло бы оставаться даже и в том случае, когда бы это на самом деле были и не моря: названия могли бы иметь оправдание уже в одном только сходстве; однако если бы было доказано, что это - заблуждение, то мы не имели бы никакого права при самом возникновении географии Марса принимать такую терминологию, и было бы гораздо предпочтительнее пользоваться такими вазваниями, которые совсем не предрешали бы вопроса в том или другом смысле. Но мы сейчас убедимся, что если еще не абсолютно достоверно, что темныя пятна Марса - действительно моря, подобныя тем, какия имеются на нашей планете, то это по крайней мере весьма вероятно. Таким образом, все свидетельства согласно ведут к тому заключению, что моря, облака и полярные льды Марса более или менее сходны с нашими, и изучение Марсовой географии может идти в том же направлении, как и географии земной. Тем не менее, не следуете спешить с заключением о совершенном тожестве обеих планет в географическом и метеорологическом отношениях. Марс представляет также и значительные несходства с нами. Наш шар покрыт водами морей на протяжении трех четвертей его поверхности; самые большие из наших материков, можно сказать, не что иное, как острова. Обширный Атлантический и беспредельный Тихий океаны заполняют своими водами глубокие впадины земной поверхности. На Марсе воды и материки распределены более равномерно, и даже материков там больше, чем морей. Эти последние представляют собою настоящие средиземные моря, внутренние озера или узкие проливы, напоминающие Ламанш и Красное море, что дает географический рисунок, совершенно отличный от земного. Но есть другое обстоятельство, не менее достойное нашего внимания: моря Марса представляют замечательную разницу в своем цвете или оттенке. С одной стороны, они более темны у экватора, чем в более высоких широтах, а с другой - некоторыя из них особенно темны, каковы например моря Гука, Маральди, круглое море Терби и Песочное море. Сравнение нынешних рисунков со старыми показывает, что то же самое было пятьдесят и сто лет тому назад, но что все-таки оттенки эти изменяются. Следовательно такая постепенность оттенков действительно существует. В чем заключается ея причина? Самое простое объяснение состоит в допущении, что это зависит от большей или меньшей глубины. Когда пролетаешь на аэростате над широкой рекою, над озером или морем, и если вода спокойна и прозрачна, то можно бывает видеть дно, и иногда до такой степени ясно, что воды над ним как будто нет. Мне самому приходилось это наблюдать однажды, именно 10 июня н. с. 1867 г. в 7 ч. утра, держась на высоте 1400 сажен над Луарой. На морских берегах различают дно на глубине от 5 до 9 сажен в расстоянии нескольких сажен от берега, смотря по освещению и состоянию моря. При таком предположении светлыми морями Марса были бы моря подобныя например Зюйдерзее, т. е. имеющия лишь несколько сажен глубины; серыя моря были бы несколько глубже этого, а черныя - самыя глубокия. Однако это не единственное из возможных объяснений, потому что и самый цвет воды, самой по себе, может быть очень различен, смотря по местности. Чем солонее вода, тем она кажется и темнее, благодаря чему можно на большом протяжении различать морския течения, потоки, подобные например Гольфштриму и образующие собою как бы реки менее плотной воды, текущия по поверхности океана в жидких, но более плотных берегах. Соленость морских вод зависит от быстроты испарения, и нет ничего удивительнаго в том, что экваториальныя моря Марса более солены и более темны, чем все другия. Но само собою возникает в нашем уме и третье объяснение. У нас на Земле имеются моря: Голубое, Желтое, Красное, Белое и Черное; если не совсем и не безусловно, эти названия все-таки более или менее соответствуют виду этих морей. Кого не поражал изумрудно-зеленый цвет воды Рейна близ Базеля, или Аара близ Берна; кто не восхищался темной лазурью Средиземнаго моря и Неаполитанскаго залива, кто не наблюдал желтых вод Сены у Гавра, заметных среди моря, и вообще всевозможных оттенков, представляемых реками и их притоками? Итак, мы можем трояким образом объяснять цвет водных пространств на Марсе, как и на Земле. Светлыя местности могут быть болотистыми прибрежными равнинами или затопленными временно пространствами. Основной цвет Марсовых морей - зеленый, такой же как и у Земных морей; но этот оттенок меняется, как изменяются же и самые размеры морей. Нам отсюда приходится иногда наблюдать явления, подобныя тем, какие могли бы представить нам обширныя местности, подвергшиеся большому наводнению. Подобно тому как наши реки после бурь делаются желтыми и мутными, точно так-же и на Марсе цвет вод меняется со временами года. Материки Марса отличаются желтым цветом, это и дает планете тот огненный оттенок, какой замечаем мы простым глазом. В этом отношении Марс существенно разнится от Земли. Наша планета, рассматриваемая издали, должна казаться зеленоватою, потому что зеленый цвет является преобладающим как в наших морях, так и на материках. Благодаря присутствию атмосферы, этот зеленый цвет должен смягчаться и переходит в голубоватый. Астрономы Венеры и Меркурия должны видеть наши моря темно-зелеными, а материки - светлозелеными с разными оттенками, пустыни - желтыми, полярные льды и снега - ярко-белыми; белыми же кажутся им и наши облака, равно как и вершины высоких горных хребтов, покрытыя вечным снегом. На Марсе снега, облака и моря представляются почти в таком же виде, как у нас, но материки его имеют желтый цвет, как будто это сплошныя поля ржи, пшеницы, кукурузы, ячменя или овса. Эта желтая окраска гораздо сильнее для простого глаза, чем при рассматривании в трубу; чем сильнее увеличение, тем менее она заметна. В чем заключается ея причина? Она не может зависеть от атмосферы, т. е. от того, что атмосфера эта, как иные полагали, краснаго, а не голубого цвета, как наша; потому что в таком случае подобная окраска распространялась бы на всю планету и напряженность ея увеличивалась бы от центра к окружности по мере увеличения толщины атмосфернаго слоя, проходимаго отраженными от планеты лучами. Поэтому нам остается для объяснения сделать два предположения: или материки Марса - сплошныя пустыни, покрытыя песком и другими минералами желтаго цвета, или же допустить, что преобладающий цвет растительности на Марсе - желтый. Первая из этих двух гипотез находится в полном противоречии с природой Марса, и можно только удивляться, каким образом многие астрономы, допускающие ее, не замечают этого противоречия. Допустить, что эта окраска зависит от цвета минеральной поверхности этого шара, значит допустить, что на этой поверхности нет ничего, никакой растительности, никакого покрова хотя бы из лишаев и мхов, что там нет ни лесов, ни лугов, ни полей, потому что какова бы ни была растительность, покрывающая эту поверхность, во всяком случае мы видим ее, а не голую почву. Следовательно первое предположение равносильно осуждению этого мира на вечное безплодие. Вид материков Марса прямо внушает нам простую мысль - расширить несколько наш кругозор в ботаническом отношеши и допустить, что растительность не должна быть непременно зеленаго цвета во всех мирах, что хлорофил может проявляться различным образом и что разнообразная и пестрая окраска цветов и листьев у разных видов растений, наблюдаемая нами на Земле, может проявляться во сто крат больше в зависимости от тысячи новых условий. Мы не различаем отсюда форм марсовских растении, но можем заключить, что вся тамошняя растительность, в общей совокупности, от гигантских деревьев до микроскопических мхов, отличается преобладанием желтаго и оранжеваго цветов - по тому ли, что там много красных цветов или плодов такого же цвета, или по тому, что сами растения, т. е. их листья - не зеленаго, а желтаго цвета. Красное дерево с плодами зеленаго цвета по нащим земным понятиям кажется нам нелепостью; но на самом деле достаточно, чтоб химическое соединение частиц или даже простое размещение их произошло иначе, чем на Земле, чтобы один цвет переменился на другой. В самом деле существование материков и морей показывает нам, что эта планета подобно нашей подвергалась глубоким внутренним переворотам, произведшим поднятие одних местностей и опущение других. Там были свои землетрясения и вулканическия извержения, видоизменившия однообразную вначале и ровную кору этого шара. Следовательно там есть горы и долины, плоския возвышенности и равнины, овраги и прибрежные утесы и скалы. Каким образом дождевыя воды возвращаются в море? - Путем источников, ручьев, речек и рек. Водяная капля, упавшая из облака, как и на Земле, пробирается чрез проницаемые для воды слои, скатывается по склонам, не пропускающим воды, выглядывает наконец на свет божий в прозрачном ключе, журчит в ручье, стремительно бежит в горной речке и величественно и медленно спускается по большой реке до ея устьев. Поэтому трудно не видеть на Марсе зрелищ, сходных с теми, какия представляются нам в различных местностях земли - с ручьями, струящимися по руслам из разноцветных камешков, отсвечивающих всеми цветами радуги при освещении их лучами солнца, с безымянными речками, пересекающими равнины и в виде водопадов скатывающимися в долины и низменности, по которым они медленно катят свои воды к морям. Реки на Марсе, так же как и здесь, получают свою дань от ручьев и потоков; тамошния моря, подобно нашим, бывают то спокойны и гладки как зеркало, то взбудоражены волнами; точно так же, как и здесь, они вздымаются и опускаются под действием солнца и лун, быстро кружащихся по небу Марса, причиняя попеременно приливы и отливы. Но повидимому материки Марса более плоски и ровны, чем наши, и почти всюду представляют обширныя равнины, потому что с одной стороны здешния моря выступают из берегов и заливают часто громадныя пространства земли, отступая потом на такия же расстояния; с другой же стороны прямыя линии или каналы, открытые в 1879 г. Скиапарелли и с тех пор вновь виденные не только этим астрономом, но и другими, доказывают нам, что здесь возможна геометрическая сеть прямых линий, тянущихся по всем материкам на огромныя расстояния. Эти прямые линии, приводящия в сообщение все марсовския моря между собою, составляют какую-то удивительную геометрическую сетку. Линии тянутся иногда на протяжении до 5 или 6 тысяч верст, имея до 100 верст ширины. Их цвет повидимому указывает на то, что это действительно каналы, наполненные водою. Здесь не место описывать подробно эти открытия, но читатели наши могут составить себе представление об этой своеобразной сети каналов, рассматрев карту Скиапарелли, прилагаемую здесь (mars107s.jpg). Большая часть этих каналов состоит из двух параллельных линий, то видимых, то невидимых. Какая удивительная и непонятная для нас география! Но когда-нибудь, без сомнения, удастся разгадать эту тайну. жүктеу/скачать 5.53 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|