Астрономия в кармане

Нельзя не сказать, наверное, о самом известном яблоке, которое упало рядом с великим ученым, подтолкнув его к изучению законов падения. Всю жизнь Ньютона вдохновляли великие умы прошлого – Декарт, Галилей и Кеплер, многие его труды основаны именно на их работах. Проводя оптические эксперименты, Ньютон построил смешанный телескоп-рефлектор, которые помимо больших размеров давал 40-кратное увеличение. Слухи о новом инструменте дошли до Лондона, и после демонстрации своего изобретения перед королем Ньютон стал знаменит и в январе 1672 г. был избран членом Королевского общества. Позднее именно с усовершенствованной моделью ньютоновского телескопа были открыты другие галактики, планета Уран и красные смещения. К 1687 г. был издан главный труд Ньютона – «Математические начала натуральной философии», в котором он подытожил все свои труды, сформировав закон всемирного тяготения, который описывал гравитационное взаимодействие, и три закона движения.

Закон всемирного тяготения гласит, что сила гравитационного притяжения F между двумя нематериальными точками с массами m1 и m2, разделенными расстоянием r, действует вдоль соединяющей их прямой, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния.

Три закона движения:

Первый закон Ньютона: «Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние».

Второй закон Ньютона: «В инерциальной системе отсчета скорость изменения импульса материальной точки равна равнодействующей всех приложенных к ней внешних сил».

Третий закон Ньютона: «Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе – взаимодействия двух тел друг на друга между собою равны и направлены в противоположные стороны».

Именно эти законы помогли ответить на вопрос о гипотетическом ускорении спутника Земли. Ньютону было известно, что ускорение Луны на орбите равно 0,27 м/с2, а градус ее орбиты в 60 раз больше радиуса Земли. По его расчетам, ускорение низкого спутника, то есть всех объектов на Земле должно превышать ускорение Луны в 602 = 3600 раз. Воспользовавшись законом всемирного тяготения, Ньютон умножил 0,27 на 3600 и получил знаменитое ускорение свободного падения g, равное 9,8 м/с2.

В 1689 г. Ньютон был впервые избран в Парламент, в 1701 г. – повторно. Исаак выполнял свои парламентские обязанности с той же добросовестностью, с какой относился ко всем делам. Написанная Ньютоном в 1704 г. книга «Оптика», в которой он описал семь цветов радуги как основные цвета спектра, стала основой этой области физики на ближайшую сотню лет. За свой вклад в развитие науки английская королева произвела Ньютона в рыцари. Исаак Ньютон был очень разносторонним человеком – помимо физики, астрономии и математики он занимался алхимией, богословием, оптическими явлениями и теорией эфира (гипотетическая всепроникающая среда). Именно Ньютон придумал делать края монет ребристыми, чтобы мошенники не могли срезать с них кусочки металла. Несмотря на слабое здоровье в детстве, Исаак Ньютон прожил целых 84 года, скончавшись в 1727 г., он не был женат и не оставил после себя потомства, но его ученики и последователь сделали великие открытия во многих областях науки.

Пьер Симон Лаплас

За многочисленные достижения в астрономии, физике и математике Лапласа прозвали французским Ньютоном. Родился Пьер Симон Лаплас в 1749 г. в семье фермера в Нормандии. В 1765 г. Лаплас поступил в университет в городе Кан. Первая работа Лапласа была связана с теорией азартных игр. Осенью 1770 г., отказавшись от карьеры священника и решив посвятить себя науке, Лаплас приехал в Париж. В 1773 г. он был принят в Парижскую академию наук, и в этом же году была опубликована его фундаментальная работа – «О принципе всемирного тяготения и о вековых неравенствах планет, которые от него зависят». Лаплас одним из первых открыто заявлял, что в науке не должно быть Бога, даже если ты веруешь в него. Из-за начавшихся революционных волнений во Франции Лаплас был вынужден бежать из Парижа. В небольшом городке Мелен недалеко от Парижа Пьер Симон написал книгу «Изложение системы мира», в которой собрал все астрономические знания XVIII столетия, не используя ни одной формулы. Но главное – в этой книге Лаплас представил свою гипотезу происхождения Солнечной системы. Он предположил, что Солнечная система рождена из горячей газовой туманности, которая окружала молодое Солнце. По мере охлаждения туманность начала сжиматься, и из-за быстрого вращения центробежные силы стали сравнимы с гравитационными, и туманность сплющилась, превратившись в диск, который начал разбиваться на кольца. Вещество в каждом кольце начало сгущаться, превратившись в протопланету. Эта теория просуществовала более 100 лет, но имела ряд существенных недостатков. Также в своей книге Пьер Симон пришел к выводу, что во Вселенной есть тела с настолько огромной массой, что даже свет не может их покинуть. Такие тела сейчас называют черными дырами. Несмотря на вооруженные перевороты во Франции, Лаплас продолжал много работать, став членом большинства европейских академий, а в 1808 г. Наполеон, будучи императором, пожертвовал Лапласу титул графа империи. После падения Наполеона и реставрации династии Бурбонов Лаплас получил титул маркиза, стал пэром Франции, и был удостоен ордена Почетного легиона высшей степени. В 1827 г. Лаплас заболел и на 77-м году жизни скончался. Его последние слова были: «То, что мы знаем, так ничтожно по сравнению с тем, чего мы не знаем».

Уильям Гершель

В наблюдательной астрономии Уильяма Гершеля можно назвать Колумбом, ведь он первым со своим телескопом вышел за рамки нашей галактики, расширив Солнечную систему и «сдвинув с места» Солнце. Родился Уильям в 1738 г. в Германии в семье музыканта Ганноверской гвардии. С 15 лет он играл в этом же оркестре на скрипке, органе и гобое, последний из которых является самым сложным инструментом. В 1757 г., когда началась Семилетняя война, англо-прусская армия потерпела поражение в битве при Хастенбеке, и Гершель бежал в Англию, за что был обвинен в дезертирстве. Гершель сменил имя на английский манер, быстро выучил английский язык. Музыкальный интерес привел Гершеля к математике, которая привела его к оптике, а оптика – к астрономии. С 35 лет и до конца своей жизни он полностью посвятил себя астрономии. Его наблюдения отически-двойных звезд и многочисленные работы положили основу современной теории двойных звезд. В 1781 г. Уильям Гершель открыл новую планету в Солнечной системе – Уран, за что получил медаль Копли, которая считается старейшей и наиболее престижной наградой Лондонского королевского общества, а в 1782 г. ему был пожалован титул астронома короля.

12-метровый телескоп Гершеля

Собрав десятки усовершенствованных телескопов, самым большим из которых является телескоп с 12-метровым фокусным расстоянием, Гершель изучал объекты глубинного космоса, открыв более 2400 таких объектов, известных как туманности. Кроме Урана Гершель открыл еще четыре объекта Солнечной системы: в 1789 г. два спутника Сатурна, Мимас и Энцелад, в 1787 г. – два спутника Урана, Титания и Оберон. Гершель первым высказал идею эволюции космической материи под действием гравитационных сил. На протяжении почти 40 лет он наблюдал солнечные пятна и регистрировал их количество, формы и размеры. Также Гершель выдвинул гипотезу, что Млечный Путь имеет форму диска, а Солнечная система входит в его состав. Позднее был установлен невероятный факт, что помимо движения всех планет вокруг Солнца само Солнце движется вокруг центра нашей галактики со скоростью около 200—220 км/сек. В 1800 г., изучая солнечные фильтры, Гершель открыл инфракрасное излучение, применение которого впоследствии стало фундаментом в медицине, связанной с тканями, в пастеризации продуктов, охране помещений и приборах ночного видения. Умер великий ученый в 1822 г., прожив 83 года, а на его могильном камне написано: «Сломал засовы Небес».

Камиль Николя Фламмарион

Изучая великих ученых, мы в первую очередь смотрим на их открытия и достижения, а также на то, как мы можем воспользоваться этими достижениями. Камиль Фламмарион был основателем Французского астрономического общества, его наиболее важные научные достижения связаны с наблюдением за двойными и кратными звездами, а также с исследованием Марса. Он написал известную книгу «Планета Марс и условия обитания на ней», в которой собраны все известные наблюдения и которой пользуются многие ученые до сих пор, а также изучал земную атмосферу, климат и вулканы.

Родился Камиль Фламмарион 26 февраля 1842 г. в небогатой семье, в небольшом городке Монтиньи-ле-Руа во Франции. Когда в 1853 г. семья переехала в Париж, Камиль стал учеником гравия, получив навыки рисования. Несмотря на то что высшего образования Фламмарион не получил, с 16 лет он уже работал вычислителем в Парижской обсерватории. В течение 60 лет Камиль Фламмарион составлял и регулярно публиковал ежемесячные карты неба с указанием расположения планет, проводил ежемесячные научные конференции и собрания. Крупные работы Фламмариона выдержали десятки изданий, разошлись в сотнях тысячах экземпляров, переведены абсолютно на все европейские языки и доставили громкую известность автору. Скончался великий французский ученый в 1925 г. на 84-м году жизни, а в память о том вкладе, которой он внес, его именем были названы кратеры на Луне и на Марсе, множество астероидов и целая обсерватория.

Альберт Эйнштейн

Альберт Эйнштейн – один из величайших мыслителей всех времен, именно с его именем связано завершение формирования классической физики, которое начали Ньютон и Галилей. Несмотря на то что Эйнштейн не раз бывал в крупнейших обсерваториях мира, его «инструментом» были не астрономические трубы, а теоретическое мышление. Идеи, которые дал Эйнштейн науке, освободили ее от устаревших философских доктрин и убеждений.

Родился Альберт Эйнштейн 14 марта 1879 г. в баварском городе Ульме. В детстве будущая гениальность Эйнштейна никак не проявлялась, Альберт был замкнутым и тихим мальчиком, который лишь к семи годам смог повторять короткие фразы. Когда в 12 лет Альберт прочитал случайно попавшуюся книгу по геометрии, он осознал красоту математики. Способности к музыке Альберт унаследовал от матери, а логическое мышление досталось от отца. В школе Эйнштейн открыто высказывал недовольство той системой, в которой он учился и которая выращивала послушное «стадное животное». Его классный наставник говорил, что Альберту лучше покинуть школу, потому что одно его присутствие в классе полностью подрывает уважение к учителям. В 1895 г. в 16-летнем возрасте Альберт покинул гимназию. Он попытался поступить в политехническое училище в Цюрихе, известное своим высоким уровнем преподавания, но из-за провала на экзаменах по истории и иностранным языкам Альберту пришлось повторно сдать экзамены, и уже в 1896 г. он поступил в Политехникум, твердо решив стать преподавателем физики. В студенческие годы Эйнштейн не забывал о музыке, ведь именно в классических шедеврах великих музыкантов он видел ту гармонию, которую искал, строя свои теории. В 1900 г. Эйнштейн сдал экзамены на получение диплома преподавателя физики, но работу получил лишь через два года. 1905 г. для Эйнштейна оказался самым удачным, ведь ему удалось опубликовать пять статей, которые представляли собой шедевры научной мысли. Его гипотезы о световых квантах – элементарных частицах электромагнитного излучения позволили объяснить появление тока при освещении вещества коротковолновым излучением. Несмотря на то что этот эффект был открыт еще в 1886 г., он не укладывался в рамки волновой теории. Именно за эту работу Эйнштейн получил Нобелевскую премию, этой работой было положено начало новой квантовой эпохе в развитии физики.

Знаменитая теория относительности, которая произвела переворот в представлениях о пространстве и времени, была предложена Эйнштейном в 1915 г. Начавшаяся война в Европе не прервала научного творчества ученого, и в 1916 г. он опубликовал «Основы общей теории относительности».

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.