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

23 Солнечный свет и искусственное освещение

ГДЕ: в комнате, которую можно полностью затемнить так, чтобы туда проникал только тонкий лучик дневного света, например через приоткрытую дверь или занавески

НАМ ПОНАДОБИТСЯ: компакт-диск (лучше всего серебристый, но с зеленоватым или синим отливом тоже подойдет). Новые компакт-диски работают чуть лучше бывших в употреблении

1. Каждый из нас замечал, что свет энергосберегающих ламп (например, люминесцентных ламп или светодиодов) по сравнению с солнечным светом кажется довольно холодным и неестественным. Чем это вызвано?

2. С помощью компакт-диска – неважно, записаны ли на нем данные или музыка, – ты можешь разложить на спектр как солнечный, так и искусственный свет и выявить различия между ними.

3. Начнем с солнечного света. Оставь приоткрытой дверь в абсолютно темную комнату или щелку между занавесками, чтобы туда мог проникнуть лучик дневного света. Необязательно, чтобы это был прямой солнечный свет: достаточно будет рассеянного дневного света или солнечного света, который отражается от стены.

4. Держа в руке компакт-диск, встань так, чтобы в левой его части отражалась щель (рис. 16). (Смотри при этом на оборотную сторону диска, а не на лицевую, где картинка!) Диск должен находиться на таком расстоянии от твоих глаз, как будто это книга, которую ты читаешь. Можешь повернуться спиной к щели, чтобы свет из нее падал через твое плечо. Поверни диск по вертикальной оси немного влево – появится светлая полоса: все цвета радуги в их ослепительной чистоте – фиолетовый, синий, зеленый и так далее до красного. Если ты повернешь диск вправо, спектр появится тоже, только последовательность цветов будет в зеркальном отображении. Так или иначе, спектр этот сплошной, между цветами нет просветов. Такой же непрерывный спектр имеет свет горящих свечей или обычных лампочек.

5. Если же через дверную щель будет проникать не дневной свет, а свет энергосберегающей лампы, ты будешь удивлен. Спектр несплошной, он состоит из полос, между которыми темнота. Зачастую можно различить сине-зеленую и кирпично-красную линии – именно из них состоит «белый» свет энергосберегающей лампы. Этому свету удается перехитрить наш глаз: глазу кажется, что он видит привычный белый свет, но на самом деле этот свет имеет упрощенную структуру. В люминесцентных лампах, как правило, используются пары ртути, которые при электрическом возбуждении дают ультрафиолетовый свет. Он, в свою очередь, возбуждает люминофоры, которыми покрыта внутренняя сторона лампы, и они посылают то красные, то сине-зеленые лучи света, которые потом сливаются в белый. Большинство людей не замечает неполноценность этого света – так же, как лишь немногие обращают внимание на то, что песни в айподе безжалостно урезаются ради уменьшения объема данных. В повседневной жизни холодный свет энергосберегающих ламп никому не мешает. Но когда к освещению предъявляются повышенные требования, например во время съемок фильма, эстетические недостатки этого света бросятся в глаза любому. Поэтому здесь предпочтение по-прежнему отдается обычным, а не люминесцентным лампочкам или светодиодам.

Рис. 16. Разложение света на спектр

6. То, что свет современных электронных светильников состоит из нескольких элементов, в некоторых случаях можно заметить даже без каких-либо инструментов. Если ты сядешь по диагонали от проектора, который используется для презентаций, так, чтобы его светлая линза находилась в поле твоего зрения, а потом быстро поднимешь глаза, то видимый белый свет проектора на пару секунд распадется на составные части: ты увидишь зеленое, красное и синее поля, плотно прилегающие друг к другу. Эти три цвета сливаются в грязновато-белый. Некоторые проекторы высшего класса добавляют еще и желтый, чтобы улучшить качество изображения. Лучше всего это можно увидеть, когда твой взгляд будто ненароком скользнет по линзе проектора.

7. Но вернемся к диску, позволяющему легко разложить свет на спектр. По вечерам с его помощью ты даже можешь легко определить, какие лампочки использует сосед: обычные или люминесцентные. Для этого тебе нужно всего лишь разложить диском свет, который падает из его окон. Если спектр непрерывный, значит, лампочки у соседа обычные; если же спектр распадается на полосы, то лампочки энергосберегающие. На основании этих полос химики даже могут сказать, какое вещество находится в лампах: спектр позволяет им сделать вывод о характере люминофора.

8. Подобно тому как мы по свету из соседского окна можем установить, какой материал используется в его лампах, астрономы исследуют звездный свет и, опираясь на его структуру, делают заключения о структуре и возрасте звезд, метеоров и комет. Потому что даже сплошные спектры, если присмотреться внимательнее, имеют характерные различия, связанные со структурой звезд.

24 Альпийские зори

КОГДА И ГДЕ: вечером в Альпах

1. Когда краснеют снежные вершины,

Молитесь, вольные швейцарцы!

Так поется в национальном гимне Швейцарии. Пурпурное сияние, которое можно часто видеть в Альпах, призвано укреплять веру. В самом деле, неправдоподобно яркие альпийские зори – волнующее зрелище.

2. Это природное явление можно наблюдать как на рассвете, так и на закате дня – причина у него одна: красное солнце освещает горные вершины. Эти, как правило, светлые или даже белоснежные вершины подобны экрану, на который падает цветной свет. На рубеже XX в. альпийские зори интересовали многих исследователей. Даже в обычном закате есть нечто торжественное: ведь солнце является во всем великолепии своих красок.

3. В Альпах при наблюдении этого феномена нас охватывают чувства невероятной силы, может быть, потому, что нас отделяет от него некоторое расстояние. Закат не вокруг нас, мы наблюдаем его из низины так, будто сидим в кинотеатре, а эффект кино поднимает настроение.

4. Присмотревшись внимательнее, можно заметить земную тень, которая медленно взбирается в гору и, добравшись до вершины, гасит закат. Или, скорее, перемещает его – теперь вспыхивают облака!

25 Чудо-солнце

Солнце почиталось во всем древнем мире. Император Август еще поклонялся античному божеству Юпитеру, а вот его прямые потомки уже содействовали распространению культа Солнца, так что в период поздней Античности оно постепенно превратилось в культ целой империи. Во II в. н. э. римский император Гелиогабал велел перевезти из Сирии в Рим святой черный камень, предположительно, упавший с неба метеорит, чтобы выставить его на всеобщее обозрение в храме Бога Солнца.

Позднеримские императоры способствовали дальнейшему распространению культа солнца, которое представлялось им идеальным богом для империи, символом всемогущества императора. Как только солнце появляется на горизонте, все другие небесные светила сразу теряют свое значение: звезды становятся невидимыми, а луна кажется лишь облачком на фоне голубого неба. Кроме того, солнце освещает все, даже самые глухие уголки: оно видит все, а на него смотреть нельзя, не то ослепнешь. Да и по своей строгости оно – образцовый правитель. Как при всех великих властителях, люди внимательно следили за малейшими переменами в настроении солнца, за каждым его жестом. Кроваво-красному закату приписывали особое значение, а полные или частичные солнечные затмения становились поводом для жертвоприношений.

Возможно, Европа и по сей день оставалась бы во власти солнечного культа, если бы благодаря усилиям императора Константина в III в. н. э. христианство не одержало окончательную победу над солнцепоклонничеством. Как это ни парадоксально, Константин всю свою жизнь продолжал боготворить и солнце. Во всяком случае, его знаменитое видение накануне битвы у Мильвийского моста сначала было видением не Христа, а Солнца.

По описанию епископа Евсевия, Константин утверждал, будто на закате дня своими глазами видел в небе над солнцем световое знамение креста и надпись: «Сим победиши». При виде этого знамения ужас охватил его и всю его армию, которая отправилась с ним в поход и стала свидетелем чуда. Только ночью во сне он связал этот знак с Христом. Бесспорно, это было крайне необычное солнечное явление. Эксперты предполагают, что он видел так называемое гало. Это довольно редкий феномен, когда рядом с солнцем на несколько минут или только секунд показываются другие солнца, меньшего размера и иногда радужных цветов. Также вокруг солнца может образовываться сияющее кольцо. Но даже если это было явление гало, оно вполне могло быть и божественным знаком – будь то Бог солнца или Христос.

IV. Луна

Луна, похоже, несколько вышла из моды. Чтобы услышать страстный гимн луне, нам придется перенестись в XIX век. Летом 1881 г. императрица Елизавета Австрийская (Сисси), устав от венской дворцовой суеты, отправилась на Штарнбергское озеро. Там она родилась и выросла и всегда, когда позволяла обстановка в Вене, возвращалась туда отдохнуть. Останавливалась она в Фельдафинге, менее чем в 200 м от берега озера, вблизи острова Розенинзель.

Однажды вечером к императрице явился король Людвиг II Баварский, относившийся к ней с большим почтением, и пригласил ее в гости в свою загородную виллу на Розенинзеле. В честь императрицы король, мужчина высокий и крупный, был одет в австрийский мундир. Он не хотел видеть никого, кроме Елизаветы, и не разрешил представить себя остальным; по его приказу к берегу уже подали лодку. Императрица настояла, чтобы ее африканский слуга, Рудольф Рустимо, во избежание сплетен отправился с ними.

К Людвигу у императрицы было особое отношение. Король был известен не только своей любовью к искусству и архитектуре, но и к природе. С годами он становился все более нелюдимым, поэтому прогулки чаще всего совершал по ночам; как только наступало полнолуние, он велел запрягать лошадей. Он интересовался астрономией, хоть и стеснялся, по всей видимости, столь бесполезного, не подобающего его сану увлечения. Однако императрице он полностью доверял, и, едва они устроились на удобных скамейках и слуга несколькими взмахами весел отогнал лодку от берега, король тут же завел разговор о звездах.

Чудесный июньский вечер незаметно перешел в звездную ночь. Несметные звезды отражались то в озере, то в глазах, обращенных к небу, чтобы постичь чудеса природы. Рустимо держал курс на остров Розенинзель. Остров принадлежал королю, который распорядился разбить там большой сад и выращивать в нем розы; их мягкий аромат разносился далеко над озером.

– О, моя кузина, наконец-то настала ночь, лишь она одна дает душе покой. Днем я редко гуляю. При свете дня дела выползают из своих нор, тут же сбегаются все министры, и вечно все вращается вокруг одного – вокруг денег! Теперь меня даже вынуждают бросить строить замки! – Свои слова король подкреплял резкими жестами. При росте 1,93 м король был просто великаном, а в последние годы он вдобавок страшно прибавил в весе: лодка закачалась.

Императрица успокоила его:

– Давай не будем отравлять драгоценные часы грустными мыслями. Лучше посмотрим вверх – на звезды, на луну, которая разливает свой ласковый свет!

– Разве ночь не прекраснее дня?

– Да, – согласилась императрица, – день подобен белокурой прелестнице, которая завораживает лишь своей внешностью, тогда как ночь – темноволосая красавица, трогающая сердце.

– Это очень великодушно с твоей стороны – отдавать предпочтение темноволосым.

– Красота ничего не значит, – задумчиво отозвалась императрица. – Но признайся, что днем ты ни за что не погрузился бы в такие приятные мечтания, как сейчас, в ночной тиши.

– Со звездами и луной можно сойтись ближе, чем с солнцем, – промолвил король. – Солнце – благодетель, и, как это часто бывает с благодетелями, ему недалеко до тирании. Луна же… Ее свет так нежен! Неудивительно, что она стала звездой любящих.

– А еще – звездой воров, которые при свете луны взламывают двери, – возразила императрица, рассеянно посмотрев вверх.

Король уверенно продолжал:

– В этом свете все видится по-другому. Взгляни, как бархатисто-черные тени увеличивают каждое дерево, каждый дом.

– Ты прав, я чувствую то же, – отвечала она. – Я люблю луну и звезды и рада пожаловаться на солнце, которое лишает нас всего этого.

– По ночам я часто велю подать карету и отправляюсь в укромные места, где можно подолгу любоваться звездами и планетами. Зимой и того лучше: сажусь в сани – в холодном воздухе звезды сияют еще ярче. Министры тайно прозвали меня «лунным королем». Пускай насмехаются! Звезды открывают невиданный простор фантазии! Они – последнее пристанище монархов, которые днем являются рабами своих подданных.

– Не думаешь ли ты, когда смотришь вот так вверх, что и там живут люди – такие же, как мы? – спросила императрица, мечтательно глядя в небо.

– Конечно, – ответил король, – в этом нет никаких сомнений. Но добраться туда можно лишь на крыльях фантазии. Один итальянский поэт, Ариосто, сочинил прекрасную пьесу, герой которой попадает на Луну. Там он оказывается в долине, где находит аккуратно подписанные бутылки со всем, что утрачено на Земле: например, смирением, глубокой верой и разумом.

– Слушай, что-то мы с тобой совсем заболтались! Может, подкрепимся? – предложила королева.

– Давай развернемся и причалим к острову Розенинзель! Это такое тихое местечко. Я приказал разбить там сад – звездный сад.

– Уж не достаешь ли ты там с неба луну, как древние волшебники, чтобы она предсказывала тебе будущее?

– Кабы я мог! Уж я б ее расспросил… – замечтался было король, а потом с улыбкой покачал головой. – Сама посуди: берега островка окаймлены высокими темными деревьями. В середине – загородный дом. Вот я и велел прорубить окошко в аллее с южной стороны, там, где Альпы. Теперь видно горы, а по ночам над ними, словно актер, появляется луна. Разве можно придумать для нее более изысканные кулисы? На западе, там, где заходит солнце, я тоже велел сделать просвет в кольце деревьев. Он словно темная рама картины, прекрасная сцена для космического спектакля. Как чудесно любоваться там закатом солнца! А какое восхитительное зрелище, когда с наступлением ночи показывается узкий новорожденный месяц!

– А где же твои знаменитые розы?

– Их я велел посадить на востоке, с той стороны, где восходит солнце. Ведь их нежно-розовый цвет и аромат так напоминают рождение розовой зари!

Лодка приближалась к острову, откуда доносился легкий ветерок. Императрица снова посмотрела на небо и погрузилась в свои мысли.

Небосвод отражался в тихих водах и казался их продолжением. Остров, к которому направлялась лодка, вместе со своим озерным отражением образовывал маленькую, освещенную фонарями планету, которая медленно плыла в космическом пространстве.

Открой для себя спутник Земли!

26 Лунный лик

КОГДА: лунной ночью

НАМ ПОНАДОБЯТСЯ: лист бумаги, карандаш, подзорная труба

1. В отличие от других небесных тел у луны как будто есть лицо. Попробуй его нарисовать! Темные пятна раньше считались морями, это название сохранилось по сей день (рис. 17). Но теперь мы знаем, что это огромные базальтовые поля, которые возникли около трех миллиардов лет назад.

2. Примечательно и то, чего мы не видим. Судя по всему, на луне нет облаков. Если бы они там были, то хотя бы время от времени закрывали бы части лунной поверхности. Однако этого мы не наблюдаем. На луне непрерывно и беспощадно светит солнце.

3. Знаменитые лунные кратеры невооруженным глазом не увидишь, однако в подзорную трубу они хорошо видны во все фазы кроме полнолуния; чем тоньше месяц, тем заметнее кратеры по его краям. Раньше эти кратеры назывались нейтрально – «кольцевые валы», и вплоть до XX в. не было ясно, откуда взялись такие образования. Исследователи считали их по большей части потухшими вулканическими конусами. Предположение, что это следы падения метеоритов, было неубедительным, так как многие думали, что если бы на Луну так часто падали метеориты, то и Земля была бы сплошь в таких же кратерах.

4. Теперь мы знаем: на Землю тоже часто падали метеориты. Только вот она на две трети покрыта водой, в которой метеориты не оставляют следов, а другие кратеры быстро заживают, потому что Земля, в отличие от Луны, постоянно обновляет свое лицо. К тому же Земля знает способы, как затянуть даже самые глубокие раны. Что же это за способы? Прежде всего круговорот воды, благодаря которому ни один камень на Земле подолгу не остается на другом. Ледниковые периоды тоже постоянно перестраивали ландшафты. Не последнюю роль играет и то, что Земля, в отличие от Луны, проявляет высокую геологическую активность и за счет этого тоже меняет свой облик. Поэтому на Земле лишь несколько заметных метеоритных кратеров. Один из самых известных находится в Баварии – Нёрдлингенский Рис.

Рис. 17. Моря на Луне

27 Лунный путь

КОГДА: ясным днем или ночью

1. Когда-то луна была другом людей, помогавшим делить время на равные отрезки – в поэтической и в то же время обязательной форме. От полнолуния до полнолуния 29,5 дней. Раньше говорили «луны», «июльская луна», «майская луна» – так, как мы теперь говорим о месяцах. Месяцем мы называем и луну, и временной отрезок; слово «месяц» исторически связано со словами «мерить», «мера». Однако наши месяцы не совпадают с лунным циклом, они представляют собой отчасти политический, отчасти бюрократический, отчасти астрономический конструкт, тогда как луна – естественная мера времени. Хотя она не так четко упорядочивает время, как бумажный месяц, зато чудесным образом его преображает. Каждый вечер, каждая ночь приобретают особые черты, ведь всякий раз луна сияет иначе, по-новому. Раньше наблюдения за луной имели важное практическое значение. Так, отправляться в ночные походы и на охоту лучше всего в полнолуние: не только потому, что охотник тогда лучше видит, но и потому, что некоторые животные, например кабаны, тоже лучше ориентируются в полнолуние, поэтому именно в такие ночи бродят по лесу.

2. Различные лунные фазы, пятна, которые можно различить на лунном диске, исчезновение луны в новолуние – период, когда луна не видна, ее возрождение издавна привлекали внимание людей. Поэтому о луне в мире существует гораздо больше мифов, чем о солнце, а лунных богов больше, чем солнечных.

3. Луна все еще играет важную роль в жизни многих людей, но в целом она сегодня воспринимается как малозначительный атрибут нашего мира, и только самой заметной ее фазой – полнолунием – по-прежнему любуются. Давайте же попробуем узнать луну поближе – она щедро вознаградит наше внимание.

4. Молодой месяц всегда виден вблизи горизонта на западе сразу после заката солнца. Иногда пепельно-серый свет дополняет его светлую поверхность до полного круга (к этому мы еще вернемся). Тогда луна начинает расти и при этом все больше отдаляется от солнца. Если принять за меру вытянутый кулак, то каждый вечер луна будет находиться на два кулака левее. В полнолуние луна оказывается напротив солнца, на востоке; она восходит только тогда, когда солнце уже зашло. И наоборот: луна заходит, когда восходит солнце. Идущий на убыль месяц снова виден только вблизи горизонта, на востоке перед восходом солнца. Когда воздух прозрачен и чист, эти фазы можно увидеть и днем. В период новолуния луна несколько дней не видна.

5. Месяц у нас называют растущим, когда его полукруг напоминает полукруг письменной «Р» и убывающим, когда он выглядит как письменная «С». Растущий месяц находится слева выше солнца на западе, убывающий – справа выше солнца на востоке. Представь, что солнце – это мишень, тогда месяц будет луком, направленным точно в цель.

6. Понаблюдай за полной луной зимой или летом! Летом она стоит особенно низко, ближе к горизонту, а зимой – особенно высоко. Первый различимый месяц весной стоит особенно высоко, осенью – особенно низко.

7. Для мусульман молодой месяц, т. е. первое появление луны после новолуния, имеет огромное значение, так как они отсчитывают месяцы строго по луне. Вследствие этого праздники не совпадают с определенным временем года, как у нас, а «плавают», поскольку лунные месяцы короче наших месяцев солнечного года. Начало и конец важных месяцев, особенно месяца поста Рамадана, устанавливаются при обнаружении на небе молодого полумесяца (хиляль). Наблюдатели должны его разглядеть, а это возможно, только когда небо ясное. Если они увидели месяц, пост начинается или заканчивается. Завершение Рамадана знаменует праздник разговения – главный мусульманский праздник. До сих пор ведутся споры, можно ли вместо визуального обнаружения полумесяца, как того требует Коран, использовать расчеты астрономов. Из-за этого различным исламским объединениям в Германии бывает трудно согласовать единую дату начала и конца Рамадана. Солнце играет в жизни мусульман не менее важную, вполне определенную роль: день заканчивается с заходом солнца. Для христиан наблюдение за звездами не является частью их религиозного долга, что объясняется упомянутым выше соперничеством христианского Бога с античными звездными богами.