Общие сведения о Вселенной

Прежде чем приступить к изучению основ астрономии, составим общее представление об окружающей нас Вселенной.

Зашло Солнце, оставив на небе багряную зарю. Это солнечные лучи из-под горизонта освещают воздух над Землей, высокие слои земной атмосферы. Постепенно все вокруг темнеет, наступает ночь.

В безлунную ночь на безоблачном небе сверкает множество звезд. Наблюдая за их положением, можно заметить, что звездное небо медленно вращается как одно целое, причем большинство звезд восходит и заходит подобно Солнцу и Луне. Восход и заход всех светил, видимое вращение звездного неба - это отражение вращения Земли вокруг своей оси с периодом в 24 часа. Но мы не чувствуем этого вращения, и нам кажется, что вращается Вселенная, а мы неподвижны.

Кроме звезд, не меняющих своего взаимного расположения на небе и образующих случайные сочетания - созвездия, невооруженным глазом видно 5 ярких светил, которые изо дня в день медленно перемещаются среди звезд, как бы блуждают среди них (Рисунок 1). Древние греки назвали их поэтому планетами (от слова планетес - блуждающие). Пути, по которым они перемещаются среди звезд, петлеобразны (Рисунок 18), так как планета и наблюдатель вместе с Землей обращаются вокруг Солнца с разными скоростями и периодами.

Рисунок 2 - Большая комета 1843 г. с хвостом.

Планеты - это шарообразные тела. Они много меньше Солнца и сами не излучают света. Мы их видим потому, что они отражают падающий на них свет Солнца. Всего вместе с Землей известно 9 больших планет. В телескоп они видны как маленькие светлые кружки, в отличие от звезд, которые и в телескоп кажутся светлыми точками. Поэтому планеты мы называем светилами. Невооруженным глазом трудно отличить планеты от звезд, если не заметить их перемещения на фоне звездного неба. Многие планеты окружены атмосферами, как Земля, и, может быть, на некоторых из них есть жизнь.

Земля из мирового пространства тоже кажется «звездочкой», как нам представляются планеты.

Вокруг Земли обращается ее естественный спутник - Луна. За месяц она обходит вокруг Земли, и потому ее освещенное Солнцем полушарие бывает повернуто к нам по-разному - Луна меняет свой вид, или, как говорят, фазы: иногда она кажется серпом, иногда полукругом или полным кругом (полнолуние). У некоторых планет есть по нескольку спутников.

Вокруг Солнца, кроме крупных планет с их спутниками, обращается еще много мелких планет (астероидов) и комет. Кометы - это перемещающиеся на фоне звездного неба светила туманного вида, от которых иногда отходит светлая полоса - хвост кометы (Рисунок 2). Кометы состоят из маленького твердого ядра и окружающей его огромной оболочки, образованной разреженным газом и пылинками.

Солнце, обращающиеся вокруг него планеты, их спутники, кометы и астероиды образуют солнечную систему (Рисунок 3). Под размером солнечной системы понимают диаметр того почти кругового пути (орбиты), который описывает около Солнца самая далекая из известных планет - Плутон. Этот диаметр в 40 раз больше диаметра орбиты Земли (радиус земной орбиты составляет около 150 млн. км). Но многие кометы, принадлежащие солнечной системе, удаляются иногда от Солнца на расстояние, во много раз большее, чем расстояние от Плутона до Солнца.

Звезды - это самосветящиеся, раскаленные газовые шары; этим они подобны Солнцу, температура которого на поверхности 6000°. Наряду со звездами, в точности похожими на Солнце, есть звезды больше и меньше его по размерам, более горячие и более холодные, более и менее яркие - мир звезд чрезвычайно разнообразен. Вероятно, многие звезды окружены планетами и на некоторых из них должна быть жизнь. Звезды движутся со скоростями, доходящими до сотен километров в секунду, но не сталкиваются, так как расстояния между ними громадны. Например, расстояние между Солнцем и ближайшей звездой в 3000 с лишним раз больше, чем диаметр солнечной системы. Свет, пробегая за секунду 300 000 км, от ближайшей звезды до Земли идет свыше 4 лет, тогда как от Солнца - примерно 8 мин. Многие звезды образуют системы, состоящие из двух, трех и более звезд, а также звездные скопления - от нескольких десятков до миллиона звезд.

Звезды и звездные скопления образуют гигантскую систему, называемую Галактикой. Луч света от одного ее края до другого идет около 100 000 лет.

Рисунок 3 - Движение Земли и ближайших планет вокруг Солнца.

Наше Солнце одна из 150 млрд. звезд, составляющих Галактику; оно обращается вокруг ее центра с периодом около 200 млн. лет. Звезды, входящие в Галактику и невидимые каждая в отдельности невооруженным глазом, кажутся нам в своей совокупности светлой полосой, опоясывающей все небо и называемой Млечным Путем.

За пределами нашей Галактики мы наблюдаем в современные телескопы около миллиарда других подобных ей звездных систем. Из-за дальности эти системы видны как крохотные, едва различимые светлые пятнышки.

Пространство между планетами и звездами, которое мы называем безвоздушным, на самом деле не пустое: в нем находятся молекулы и атомы газа, пылинки, и через него все время проносятся волны света и радиоизлучение небесных светил.

Вселенная бесконечна, и в бесчисленных телах бесконечной Вселенной происходят непрерывные изменения, которые изучает астрономия.