Навіщо астрономи вважають зірки

найдавніших часів люди навчилися по расположе-нию зірок визначати своє місцезнаходження на зем-ної поверхні. Ідея цього способу проста.

Уявіть собі людей, що знаходяться в різних ме-стах земної кулі (рис. 2). Для кожної людини на-правління «вниз» буде проходити через центр Землі. На нашому малюнку стрімкі лінії двох спостерігачів «внизу» перетинаються в центрі Землі, а «вгорі» расхо-дяться. Напрямок прямовисній лінії «вгору» визначає положення точки зеніту спостерігача - точки, ко-торая поміщається на небі у нього точно над головою. Каж-дому пункту на земній поверхні відповідає своя стрімка лінія і своя точка зеніту на небі. Якщо визна-ділити в даний момент, де серед зірок знаходиться наша точка зеніту, то можна дізнатися, в якому - місці земної поверхні ми знаходимося. Цим, як кажуть, ми визна-ділимо наші координати.

Мал. 2. Точка зеніту спостерігачів, які перебувають в різних пунктах земної кулі, потрапляє в різні області небосхилу.

Земля обертається навколо своєї осі (наслідком цього є добове обертання небесного зводу). За добу вона робить один повний оберт, повертається на 360 градусів. Отже, за одну годину Земля повора-чивается на 15 градусів, за одну хвилину - на 15 кутових хвилин [8]), за секунду - на 15 кутових секунд і т. Д.

Через обертання Землі положення точки зеніту з ^ ді зірок для спостерігача весь час змінюється, і тільки для кожного даного моменту зеніт спостерігача займає серед зірок цілком певне положення.

Отже, щоб визначити координати якої - небудь точки земної поверхні, потрібно точно устано-вити, де серед зірок знаходиться її зеніт і в який момент це відбувається.

Уявімо собі корабель, що пливе у відкритому морі, далеко від берегів.

Корабель повинен безпомилково знайти шлях в той порт, в який він пливе. Якщо він зіб'ється з шляху, то може наскочити на підводне каміння або сісти на мілину. Ко-нечно, у капітана корабля є компас. За компасу можна тримати постійний курс, т. Е. Змусити корабель рухатися весь час в одному і тому ж напрямку. Але навіть саме правильний напрямок руху ще не забезпечує того, що корабель вийде прямо до мети свого морського переходу. Адже його відносить в сторону силою вітру і морських течій. Тому, щоб знати, в який бік потрібно рухатися, необхфщмо час від часу перевіряти, де знаходиться корабель в даний мо-мент. А як це дізнатися, якщо кругом корабля видно тільки морські хвилі?

Ось тут-то і приходять на допомогу зірки. У моряків є невеликий прилад з підзорної трубою, званий секстаном (рис. 3). Секстан дозволяє визначати кут між напрямками на якусь зірку і на зеніт. Якщо встановити такі кути не у однієї, а у двох або трьох зірок, положення яких на небі заздалегідь відо-стно, можна точно визначити положення зеніту, а тим са-мим і координати невідомого місця. Таким же шляхом встановлюють своє місце і на суші.

Таким чином, для визначення координат необ-обхідно знати точні положення на небі великого числа зірок. У якій би частині неба ні виявилася точка вашого зеніту, по сусідству з нею обов'язково має бути не-скільки зірок, положення яких відомо. За ставлення-ня до них і визначають положення зеніту.

Ось чому здавна людина прагнула точно визна-лити положення якомога більшого числа зірок.

Списки зірок з обчисленими положеннями на небі

* Називаються зоряними каталогами.

Ще в стародавній Греції астроном Гіппарх, а в Китаї Ши-Шен за кілька століть до нашої ери состави-ли перші зоряні каталоги. Каталог Гіппарха содер-жав близько тисячі зірок, для яких були визначені

Положення. Пізніше цей каталог неодноразово перепису-вали і доповнювали інші стародавні астрономи.

У XV столітті в Середній Азії найбільший узбецький учё-ний Улугбек склав свій знаменитий зоряний ка-талог, який містив положення понад тисячу зірок. Для цієї мети він побудував в Самарканді велику астро-номічного обсерваторію і в ній за допомогою величезних кутомірних інструментів з великою точністю визна -

Мал. 3. Спостереження небесних тіл за допомогою секстана.

Вав положення зірок. Каталог Улугбека дозволяв визна-ділячи місцезнаходження на земній поверхні з точ-ністю до 25-30 кілометрів.

Знання точного положення зірок на небі вимагали та роботи, пов'язані з складанням сухопутних і мор-ських карт.

ВУкаіни карти держави почали складати в,

XVIII столітті. В 1727 вУкаіни була заснована астроном ^ мическая обсерваторія. Спостереження за зірками українські вчені проводили в різних місцях держави. Незабаром був створений «Атлас український», який содер-жав 19 ретельно виготовлених, дуже точних карт.

Велику участь у складанні нового, покращеного видання «Атласу» приймав великий український учений М. В. Ломоносов. В останні сім років життя він очолювана-вав всю роботу над «Атласом». За його вказівками перші

українські астрономи А. Д. Красильников, Н. Г. Червоноград,

Н. І. Попов виробляли астрономічні спостереження в далеких і небезпечних експедиціях. А. Д. Красильников, на-приклад, брав участь в експедиції відомого мореплава-теля Берінга, 13 років він вів спостереження за зірками на Камчатці.

Завдяки роботам українських астрономів картографія вУкаіни була, як сказав знаменитий математик того часу Ейлер, «приведена в набагато справно со-стояння, ніж географія німецької землі».

У 1839 році поблизу Харкова була заснована найкраща і найбільша в світі Пулковська астрономічна обсерваторія. Вона кожні 20 років стала випускати новий каталог зірок.

Пулковські каталоги і до сих пір не є-перевершений по точності. Якщо в кінці XVII століття іноземні каталоги дозволяли визначати Місцезна-ходіння на землі з точністю до 300-400 метрів, то Пулковські каталоги довели точність визначення до 2-3 метрів!

Однак, як це часто буває, тільки-но завдання було начебто повністю вирішена, з'ясувалося, що виникли нові, несподівані труднощі, що вимагають для свого вирішення подальшого розвитку науки.

Справа в тому, що користуватися точними положеннями зірок має сенс тільки в тому випадку, якщо зірки залишаються дійсно нерухомими на своїх місцях. Раніше так і думали, їх і 'називали «нерухомими зірками» на відміну від кількох «блукаючих зірок», або планет' (від грецького слова «Планай» - блукаю). Насправді виявилося, що «нерухомі» зірки теж переміщаються по небу, хоча і незрівнянно повільний-неї планет. Це нова обставина виявилося в на-чале XVIII століття. Порівнюючи положення окремих зірок в нових каталогах з їх положеннями у каталозі Улугбека або в ще більш стародавньому каталозі Гіппарха, астрономи встановили, що частина зірок зрушила з своїх колишніх місць.

За дві тисячі років, що минули з часу складанні цьо-ня Гиппархом свого каталогу, деякі зірки пере-місць зі своїх місць на відстань, рівну 1-2 види-мим поперечникам Місяця. Якби астрономи не помітили цього і продовжували вважати ці зірки нерухомими,

Те при визначенні з їх допомогою місцезнаходження су-дів в море вони помилялися б при цьому на 100-150 кіло-метрів. Цього, звичайно, абсолютно достатньо, щоб збитися зі шляху.

Коли астрономи стали перевіряти положення осталь-них зірок, то відразу ж з'ясувалося, що і ці зірки теж рухаються. Правда, переміщення зірок дуже невеликі. Для того щоб вони стали помітні неозброєним оком, повинні пройти тисячі років. Однак з хорошим ті-лескопом переміщення зірок можна помітити і навіть визначити величину їх за один рік. Річні переміщень-ня зірок по небу назвали їх власними дві-жениями.

Власний рух зірки вказує, на який кут переміщається вона протягом одного року. Зазвичай цей кут вимірюється частками кутової секунди. Це дуже мала величина. Кут в одну кутову секунду дорівнює куту, під яким видно товщина людської волосини з відстані в 20 метрів. Найбільше власне дви-ються має одна з зірочок в сузір'ї Змієносця, проте і вона переміщається на величину видимого попе-речника Місяця тільки за 170 років.

Перед астрономами постало завдання - якомога точніше визначити власні руху зірок, що дало б мож-ливість обчислювати їхнє положення заздалегідь. Щоб вирішити це завдання, потрібно було вивчити розташування зірок в просторі, т. Е. Вивчити будову зоряного світу. А для цього зірки потрібно було також підрахувати.