Текст книги "От звезды до росинки. 120 удивительных явлений природы"

1 Как научиться видеть в темноте

ГДЕ И КОГДА: в темной комнате; на улице ясной звездной ночью

Тот, кто хочет хорошо видеть в темноте, должен ознакомиться с особенностями ночного зрения. Сделать это гораздо легче в привычной обстановке, чем при созерцании звездного неба на улице. Начнем с самого простого: понаблюдай, что происходит по ночам после того, как ты выключаешь свет в спальне. Сначала ты вообще ничего не видишь (само собой, темнота должна быть полной; в комнату не должен проникать свет уличного фонаря). Теперь попробуй разглядеть белую рубашку, которая висит на дверце шкафа. К своему удивлению, ты обнаружишь, что, если смотреть прямо, рубашка исчезает. Если же отвести взгляд и смотреть на рубашку так называемым боковым зрением, ее, наоборот, будет хорошо видно. Очевидно, ночное зрение подчиняется иным закономерностям, чем дневное. Если ночью разглядывать предмет вблизи, он исчезает; если же смотреть мимо – появляется. Мы имеем дело с парадоксом, у которого немало параллелей в жизни: избегая смотреть в упор, замечаешь гораздо больше. Так весело, когда вещи исчезают под твоим пристальным взглядом и появляются, стоит лишь тебе отвести глаза! Выйдя на улицу, ты обнаружишь, что неяркие звезды видны лучше всего, когда смотришь мимо них, блуждая взглядом по ночному небу.

2 Карты звездного неба

ГДЕ И КОГДА: на улице ясной звездной ночью НАМ ПОНАДОБИТСЯ: эта книга

1. Тот, кто переехал в другой город, сначала ориентируется по расположению нескольких ключевых пунктов, из которых можно добраться до других мест, улиц и зданий. Чтобы сориентироваться в звездном небе, действуют аналогичным образом. Помогают в этом карты – вот почему наша книга снабжена картами звездного неба. Подобно туристическим картам, они показывают не все, что есть на небе; но именно благодаря упрощенности изображения такие карты хороши для первичного ориентирования. Если на туристических картах мы видим основные площади, крупные архитектурные сооружения и соединяющие их улицы, то карты звездного неба показывают важные созвездия, яркие звезды и помогают найти путь от одного созвездия к другому. Это моментальные снимки, поскольку звездное небо над нашими головами движется, хотя и очень медленно. Поэтому лучше наблюдать звездное небо всегда с одной и той же точки. Тогда созвездия можно будет узнать не только по форме, но и по высоте и месту восхода. Четыре наших карты показывают то, что можно видеть на небе весенними, летними, осенними и зимними вечерами. Они верны для указанных дат, но можно пользоваться ими и две-три недели до и после. Существуют и более точные карты – для каждого месяца и даже часа. Но нам, чтобы получить общее представление, достаточно будет карт по временам года.

2. Наблюдать звезды рекомендуется с южной стороны. Компас для этого не требуется, так как Полярная звезда находится как раз там, где север. Благодаря Большой Медведице ты без труда отыщешь эту звезду. Когда найдешь север, сразу станет ясно, в какой стороне юг. В полдень Солнце достигает на юге высшей точки своего подъема. Звезды тоже поднимаются на максимальную высоту именно на юге.

3. Если карту города держат перед собой, так как город находится прямо перед глазами, то с картой звездного неба дело обстоит иначе. Звезды светят у тебя над головой, поэтому, чтобы сориентироваться, нужно поднять книгу с картой звездного неба высоко над головой. В отличие от географических карт, на картах звездного неба восток расположен слева, а запад – справа. Если ты держишь карту над собой, точно маленькую крышу, и уже нашел север, юг, восток и запад, то каждой точке на карте должна соответствовать определенная точка на небе. Только не думай, что карта и звезды будут совершенно одинаковы. Далеко не все видимые звезды умещаются на карте. И не всегда условия видимости таковы, что можно найти все изображенные на карте звезды! В настоящем небе созвездия значительно крупнее, чем кажутся на карте. Карта представляет собой проекцию, она плоская, а звездное небо имеет форму свода. Эта карта – всего лишь подспорье, когда-нибудь ты заменишь ее более подробными картами, а потом, освоившись в звездном небе, научишься обходиться вообще без карт.

4. На картах изображены лишь некоторые созвездия и отдельные звезды – в основном те, которые хорошо видны в городе и его окрестностях. Над городами возникает световой купол, из-за которого теперь можно разглядеть лишь малую часть звезд и созвездий. К сожалению, зодиакальные созвездия, которые мы знаем из газетных гороскопов, обычно не видны, и разглядеть их можно только безлунными ночами в ясную безветренную погоду. Поэтому на наших картах они либо не обозначены вообще, либо едва намечены. Только линия, на которой они расположены, – так называемая эклиптика – всегда отмечается пунктиром. Движение планет и Луны также происходит по этой линии. Если вблизи этой линии ты заметишь яркую звезду, которая светит ровно, не мерцая, то, скорее всего, это одна из планет. Летними ночами эклиптика и созвездия Зодиака расположены довольно низко, у самого горизонта. А зимними ночами они, наоборот, стоят высоко в небе. Кроме того, на картах отмечен Млечный Путь, хотя в настоящее время из-за сильной загрязненности воздуха разглядеть его можно крайне редко. На всех картах крестиком отмечен зенит – высшая точка ночного неба. У некоторых звезд есть названия; многие из них арабского происхождения, так как после падения Римской империи астрономией занимались прежде всего арабы. Именно они переводили древнегреческие манускрипты по астрономии и способствовали их дальнейшему распространению.

5. На географических картах расстояния указываются в километрах. Для звездного неба это не очень удобно: здесь расстояния измеряются в градусах. Видимая часть небесной полусферы составляет угол 180°. Прямо над тобой, в высшей точке неба, находится зенит. Зенит и горизонт вместе образуют угол 90°.

6. Между угловыми мерами и более привычными единицами измерения – метрами и сантиметрами – существует простое соотношение: 10 см при расстоянии 57,3 см соответствуют 10°. (Длина полуокружности вычисляется по формуле πr, где π – число пи, равное 3,14, а r – половина диаметра, т. е. радиус. Если подставить в эту формулу значение радиуса, равное 57,3, то получится ровно 1,80 м. Таким образом, при данном расстоянии 180° составляют 1,80 м, т. е. 10 см равны 10°.)

7. Расстояние 57,3 см примерно (у всех немного по-разному) соответствует длине вытянутой руки. Проверь, насколько широко нужно расставить пальцы, чтобы получить расстояние 20 см (рис. 2). Этот отрезок, если смотреть с расстояния вытянутой руки, соответствует примерно 20°. Толщина мизинца (1–2 см) соответствует одному-двум градусам. Для сравнения: радиус Луны и Солнца составляет 0,5 градуса. Ты с легкостью заслонишь их кончиком мизинца. Для начинающих важны не данные о расстояниях, а направления, которые могут быть достаточно приблизительными. Созвездия в некотором смысле «указывают» друг на друга, и такие приблизительные направления являются большим подспорьем. Они намечены на картах звездного неба. Исходным пунктом обычно служит Большой Ковш.

Рис. 2. Измерение расстояния

Рис. 3. Большая Медведица

8. Большой Ковш относится к созвездию Большой Медведицы (рис. 3), его звезды – самые яркие в этом созвездии. В любое время года Большой Ковш можно отыскать где-нибудь в северной части неба: весенними вечерами – высоко-высоко, в области зенита, летом – на северо-западе, на средней высоте, между зенитом и горизонтом, осенью – внизу, у самого горизонта, зимой – на северо-востоке, тоже на средней высоте. Если и есть созвездие, которое знают все, то это именно он. Две первые и три последние звезды Большого Ковша, имеющие арабские названия Бенетнаш, Мизар, Алиот, Мегрец и Дубхе, примерно одинаковой яркости. Кстати, по степени яркости они являются звездами второй величины, а более яркие звезды – первой. Четыре звезды образуют сам Ковш, три другие – его ручку. Звезды, расположенные в центре Ковша, называются Фекда и Мерак. Они менее яркие. На изломе ручки Ковша, в непосредственной близости от Мизара, находится звезда Алькор – Маленький Всадник. Способность различить звезду Алькор с древнейших времен была признанной проверкой зоркости. У того, кто видит ее без очков, очень хорошее зрение. Для прогулок по звездному небу Большой Ковш – хороший исходный пункт, как памятник в центре города: от него легко найти дорогу к другим созвездиям и понемногу начать ориентироваться.

3 Весенние звезды (рис. 4)

КОГДА: в середине апреля около 22.00

НАМ ПОНАДОБИТСЯ: эта книга

1. Исходный пункт: Большой Ковш. Продлив вверх линию, соединяющую две звезды в передней части Ковша, на кончике хвоста Малой Медведицы ты обнаружишь Полярную звезду (рис. 5). Между Большой и Малой Медведицами извивается Дракон. Если от звезд в передней части Ковша продолжить линию вниз, то примерно на таком же расстоянии увидишь Льва. Его голова напоминает перевернутый вопросительный знак, точкой внизу этого знака служит звезда Регул.

2. Если проложить дугу через три звезды ручки ковша Большой Медведицы, стоящей в зените, найдешь звезду первой величины – оранжевый Арктур, который относится к созвездию Страж Медведицы, или Волопас. Американцы же видят в этом созвездии вафлю от мороженого. Прямо рядом с ним находится так называемая Северная Корона.

3. Если продолжить дугу дальше, увидишь звезду Спику, которая относится к созвездию Девы. Спика располагается близко к эклиптике – линии, по которой движутся все планеты, Луна (с некоторыми отклонениями) и Солнце. Созвездия, путь которых проходит по эклиптике, часто упоминаются в гороскопах. Выглядят они не слишком внушительно: большинство этих созвездий вообще незаметно.

Рис. 4. Весенние звезды

Рис. 5. Полярная звезда

4 Летние звезды (рис. 6)

КОГДА: в конце июля около 23.00

НАМ ПОНАДОБИТСЯ: эта книга

1. Летом тебе придется ложиться спать позже, если хочешь увидеть звезды: до 23.00 они вряд ли появятся на небе. Зато в это время года гораздо теплее, да и что может быть прекрасней летней ночи под открытым небом! Сколько всего можно увидеть!

Рис. 6. Летние звезды

2. Прямо над головой ты обнаружишь треугольник вытянутой формы, который состоит из очень ярких, заметных звезд, – так называемый Летний треугольник (рис. 7). Одна из угловых звезд треугольника называется Денеб – это самая яркая звезда в созвездии Лебедя. Лебедь летит точно по Млечному Пути. Но увидеть Млечный Путь можно лишь очень ясными ночами вдали от ярко освещенных городов. Другая звезда Треугольника – Вега из созвездия Лиры. Третья звезда – Альтаир – тоже находится в центре Млечного Пути. На юге мерцает Антарес – красноватая звезда в созвездии Скорпиона.

Рис. 7. Летний треугольник

3. Летом (впрочем, и зимой тоже: ведь это созвездие видно круглый год) ты без труда отыщешь на небе Кассиопею, напоминающую большую латинскую букву W. Греки видели в ней сигму (Z) – букву, от которой произошла латинская S. Если через передние звезды Большого Ковша и Полярную звезду провести прямую линию, она укажет на созвездие Кассиопеи. Кассиопея находится в северной части неба и, подобно Большому Ковшу, вращается вокруг Полярной звезды.

5 Осенние звезды (рис. 8)

КОГДА: в середине октября в 22.00

НАМ ПОНАДОБИТСЯ: эта книга

1. Ориентируясь по Кассиопее, которая осенью стоит довольно высоко в небе, ты без труда найдешь Квадрат Пегаса – продолжение цепочки звезд Андромеды. Вблизи Андромеды можно увидеть нечто совершенно необычное: туманность Андромеды, расположенную над звездой Мирах. На языке астрономов туманность Андромеды обозначается М31. Это световое пятно можно разглядеть только при хороших условиях видимости. Оно представляет собой другую галактику – галактику Андромеды.

2. Осенью Большой Ковш находится очень низко над северной стороной горизонта.

Рис. 8. Осенние звезды

6 Зимние звезды (рис. 9)

КОГДА: в конце января в 21.00

НАМ ПОНАДОБИТСЯ: эта книга

1. Наблюдать звезды лучше всего зимой: дни короткие, ночи – длинные. Правда, на улице довольно холодно… На юго-востоке (в декабре около 22.00), на юге (в январе в то же время) или на юго-западе (в феврале) ты обнаружишь яркое и заметное созвездие Ориона.

2. Оставаясь долго на одном месте и наблюдая за Орионом, ты заметишь, что он медленно поднимается, а потом снова опускается. Вместе с ним поднимаются почти все остальные звезды, достигают своей высшей точки – кульминации, потом снова опускаются. Восходят они на востоке, высшей точки достигают на юге, а заходят на западе – совсем как Солнце.

3. Продлив пояс Ориона влево, ты увидишь созвездие Большого Пса, а в нем – Сириус, самую яркую звезду нашего неба. Пес и Сириус представляют особый интерес: мы уже знаем, что звезды восходят на востоке. Всю ночь, до самого рассвета, на востоке восходят новые звезды, в то время как на западе заходят другие. В течение года по утрам всегда видны разные звезды. В Древнем мире Сириус начинал появляться в небе в конце июня, на рассвете, когда небо уже светлело, но еще до восхода Солнца, которое затмевает свет звезд. Тем самым Сириус возвещал наступление самого жаркого времени года – так называемых «собачьих дней». Некоторые древние астрономы считали, что летом потому так жарко, что огонь Сириуса смешивается с солнечным светом, многократно усиливая его жар. Для древних египтян утренний восход Сириуса означал начало разлива Нила и одновременно – самое жаркое время года. Мы и сегодня по-прежнему называем эти дни «собачьими», а в России в честь звезды даже стали называть летний отдых школьников и студентов – каникулы (от лат. canis – пес).

Рис. 9. Зимние звезды

4. Справа несколько выше Ориона ты увидишь, пожалуй, самое красивое созвездие – Семизвездие, или Плеяды. Обнаруженный несколько лет назад небесный диск из Небры (земля Саксония-Ангальт) доказывает, что это созвездие почиталось еще в бронзовом веке. Плеяды известны во всем мире, хотя и под разными именами. В наших краях многие считают их Малой Медведицей.

5. Между Плеядами и Орионом находится большая буква V. Это самая заметная часть созвездия Тельца, красный глаз которого образован звездой Альдебаран. Телец является частью пояса Зодиака по обе стороны эклиптики – линии, по которой проходит путь планет, Луны и Солнца.

7 Как считать звезды (рис. 10)

ГДЕ И КОГДА: звездной ночью в городе; звездной ночью вдали от города

НАМ ПОНАДОБЯТСЯ: картон, ножницы, циркуль, бечевка

1. Старинная колыбельная вопрошает, знает ли дитя, сколько звезд в небесном шатре? Господь Бог их сосчитал, успокаивает песня. То, что все звезды на месте, служит немалым утешением в мире, где все постоянно меняется: хотя бы на небе все остается по-старому.

2. Но как считать звезды? Это непростое занятие: не исключено, что одни звезды ты посчитаешь дважды, а другие, наоборот, пропустишь. Есть один прием, который тебе поможет. Выбери небольшой участок, который можешь охватить взглядом, пересчитай на нем звезды, чтобы потом, опираясь на эти данные, приблизительно сосчитать все звезды. Для этого нужно проделать маленькое отверстие, позволяющее видеть один процент звездного неба. Нам понадобятся циркуль, ножницы, кусок картона и бечевка.

Рис. 10. Считаем звезды

3. Возьми кусок картона и начерти на нем круг диаметром 10 см (радиус равен 5 см). Вырежи этот круг. При необходимости обрежь получившуюся рамку так, чтобы было удобнее (см. рис. 10), и острием ножниц проделай в ней маленькое отверстие. Продень в это отверстие бечевку и завяжи ее узлом. Затем отмерь на бечевке ровно 35 см и отметь эту длину, например, еще одним узлом. Отрежь бечевку в 2–3 см от узла.

4. Теперь, рассматривая через эту рамку часть звездного неба на заданном бечевкой расстоянии, ты сможешь сравнительно легко сосчитать звезды. Через круглое отверстие в рамке ты видишь ровно 1 % звездного неба. Одной рукой держи картонную рамку с отверстием в центре, другой – бечевку. Конец ее должен находиться возле глаза, чтобы расстояние было верным. Не двигайся! Теперь посчитай звезды, которые ты видишь, и умножь результат на 100. Более точный результат можно получить, если по нескольку раз посчитать звезды в разных частях неба и вывести среднее арифметическое[3]3
  Почему это приспособление позволяет видеть ровно 1 % звездного неба? Если вкратце, то вот формула: полусфера радиусом 35 см имеет площадь 2πr², где π – число пи, равное 3,14, а r – радиус, равный 35 см. В нашем случае площадь полусферы равна 7693 см², что составляет 100 % неба. Тогда 1 % будет равен 77 см². Можно было бы взять прямоугольник со сторонами 7,7 см и 10 см. Но практичнее представить 1 % в виде круга, площадь которого можно рассчитать по формуле πr². Теперь остается вычислить, какой радиус требуется при площади 77 см². В результате подсчетов получается почти 5 см.


[Закрыть].

5. Начинающий звездочет сделает удивительное открытие: в ночном небе не бесконечное множество звезд, а всего пара сотен. Даже ясными ночами наши дома и города так ярко освещают небо, что можно различить лишь ничтожно малую часть звезд. Во многих местах Млечный Путь теперь вообще не виден. Для многих это пустяки, но большинство астрономов относится к этому иначе. Для них нет ничего прекраснее созерцания звездного неба, и они считают, что все имеют на это право. Кто видел в ночном небе, не залитом искусственным светом, мерцающую ленту Млечного Пути, чувствовал удивительную силу, которая словно исходит от ярко сияющих звезд, тот, без сомнения, с ними согласится.

8 Полярная звезда

ГДЕ И КОГДА: ночью, под ясным звездным небом

НАМ ПОНАДОБИТСЯ: шезлонг

1. Ночное небо только на первый взгляд кажется тихим и неизменным; понаблюдав за ним несколько часов, ты заметишь, что звезды странствуют.

2. Поставь шезлонг в саду так, чтобы сидеть спиной к востоку. Откинься на спинку шезлонга и посмотри на звезды, которые видишь над собой, т. е. на востоке. Если за твоей спиной, там же, на востоке, растет дерево, понаблюдай за звездой, которая находится прямо над его кроной. Если позади тебя дом, понаблюдай за звездой, зависшей над его крышей. Уже через несколько минут ты увидишь, что звезда немного поднялась и под ней показались новые звезды. Звездное небо движется! Как солнце всходит на востоке и заходит на западе, так и звезды начинают свой путь на востоке и гаснут на западе. Поэтому за ночь вид звездного неба успевает измениться; и не только за ночь, но и за месяц, и год. Так, в июле в 23.00 на небе обычно видны созвездия Лебедя и Лиры. Но если встать в три часа утра и посмотреть на небо еще раз, то можно обнаружить, что вместо Лебедя и Лиры там появилось типичное зимнее созвездие – Телец с находящимся в нем звездным скоплением Плеядами.

3. Если хочешь глубже проникнуть в тайну движения звезд, ориентируйся по самому известному созвездию – Большой Медведице. Продлив линию, соединяющую две звезды в передней ее части, на отрезок, который в пять раз длиннее этой линии, ты без особого труда найдешь Полярную звезду (см. рис. 5). Начинать поиски с Малой Медведицы, на кончике хвоста которой находится Полярная звезда, куда труднее. Малая Медведица, к сожалению, – созвездие довольно незаметное, к тому же ее очень часто путают со звездным скоплением Плеядами.

4. Поэтому ориентируйся лучше по Большой Медведице. Отметь на земле место, с которого ты ее наблюдал, и запомни ее положение на небе. Примерно через час снова посмотри вверх с того же места – Большая Медведица переместилась. Понаблюдав за ней таким образом два-три часа, ты обнаружишь, что она движется по круговой траектории.

5. Она в самом деле описывает круг вокруг Полярной звезды – единственной в небе звезды, которая остается неподвижной, так как на нее направлена земная ось. На протяжении всей орбиты движения Земли вокруг Солнца земная ось всегда указывает в одном и том же направлении – на Полярную звезду. От этого на душе как-то легче. Кто знает – быть может, однажды наступит день, когда Земля утратит ориентацию в пространстве и на своем пути вокруг Солнца начнет еще и выписывать восьмерки, словно беспокойный волчок. Конечно, тогда по ночам мы видели бы куда больше звезд, чем сейчас, но вообще от такого беспорядочного движения добра ждать не приходится.

6. Полярная звезда нам очень полезна, так как располагается точно над Северным полюсом. Благодаря ей ты сможешь не только определить, в какой стороне север, но и на какой географической широте, т. е. насколько далеко от экватора, ты находишься. Широта экватора – 0°, широта Северного полюса – 90°. Соответственно все северные районы принято называть «высокими широтами», так как они имеют высокий градус широты. Самый высокий градус широты в Северном полушарии имеет Северный полюс. А точно над ним находится Полярная звезда.

7. Если ты, например, в Германии, то Полярная звезда окажется не прямо над твоей головой, а примерно посередине между зенитом и горизонтом, в диапазоне между 48° в Мюнхене и 54,8° во Фленсбурге. Угол между Полярной звездой и горизонтом в точности соответствует географической широте. Путешествуя с юга на север, замечаешь, что Полярная звезда постепенно поднимается над горизонтом. Когда едешь из Мюнхена в Берлин, изменение высоты Полярной звезды становится довольно заметным, хотя и составляет всего 4°. Если двигаться от Берлина все дальше на север, Полярная звезда поднимется еще выше. Когда же она наконец окажется прямо над тобой, знай, что ты добрался до Северного полюса.

8. Если же ты едешь на юг, Полярная звезда опускается все ниже к горизонту, а вместе с ней – и Ковш Большой Медведицы, которая движется вокруг нее. В конце концов Большой Ковш совсем пропадет из виду, или же видна будет только его вертикально торчащая ручка. На юге у горизонта ты увидишь Южный Крест. Прямо над тобой будут, например, Вега из созвездия Лиры, Лебедь и Орел. Оглянись – и ты убедишься, что оказался в дебрях тропической растительности, где на гигантских деревьях дремлют попугаи, а большие козодои и летучие мыши отправляются на охоту. Ты на экваторе. Южный Крест в этом смысле примерно соответствует северной Полярной звезде. Хотя Южный Крест не так точно указывает на юг, как Полярная звезда – на север, этого вполне достаточно, чтобы сориентироваться.