Великий космос. От начала и до конца времен. 250 основных вех в истории космоса и астрономии Джим Бе

У нас вы можете скачать книгу Великий космос. От начала и до конца времен. 250 основных вех в истории космоса и астрономии Джим Бе в fb2, txt, PDF, EPUB, doc, rtf, jar, djvu, lrf!

Для того, чтобы сгруппировать поисковые фразы нужно использовать скобки. Это позволяет управлять булевой логикой запроса. Например, нужно составить запрос: Например, для того, чтобы найти документы со словами исследование и разработка в пределах 2 слов, используйте следующий запрос: Чем выше уровень, тем более релевантно данное выражение. Например, в данном выражении слово "исследование" в четыре раза релевантнее слова "разработка": Для указания интервала, в котором должно находиться значение какого-то поля, следует указать в скобках граничные значения, разделенные оператором TO.

Будет произведена лексикографическая сортировка. Белл, Джим - Великий космос [Текст]: Знание частоты повторяемости небесных явлений с такой высокой точностью могло быть обретено лишь за столетия тщательных и обстоятельных наблюдений с помощью сложных инструментов. Открыв однажды циклы, майя могли вечно использовать свои таблицы для предсказаний небесных явлений. Для чего майя была нужна эта информация? Многое остается тайной, но историки обнаружили многие религиозные, сельскохозяйственные, социальные и даже военные события и традиции, которые потенциально могли быть связаны с астрономическим календарем народа майя.

Часть й страницы Дрезденского кодекса — одной из четырех сохранившихся рукописных книг майя. На ней изображена богиня Луны Ишчель и часть цикла появления и исчезновения Венеры.

Большие средневековые г. Но корни самой идеи обсерватории, как исследовательского института с коллективным доступом к установкам разных групп астрономов, прослеживаются до первых астрономических обсерваторий, учрежденных в Средние века в исламском мире и в Китае.

Среди первых обсерваторий мира была обсерватория в Мараге на северозападе Ирана, основанная в г. Марагинская обсерватория имела огромную библиотеку с более чем 40 книг, и ат-Туси руководил командой астрономов и учащихся, наблюдавших движение планет и земной прецессии, проводивших вычисления.

Позже эти результаты будут использованы Коперником и другими как исходные данные для гелиоцентрической космологии. Примерно в это же время хан Хубилай, брат Хулагу, основал астрономическую обсерваторию в Гаочэне — первое такое учреждение в Китае. Астрономы династии Юань — проводили там наблюдения Солнца и планет и использовали огромные каменные солнечные часы для расчета времени и более точного определения длительности года.

Под впечатлением обсерватории в Мараге разрушенной землетрясениями , внук Тамерлана, правитель Самарканда ныне в Узбекистане , а также астроном и математик Улугбек основал там университет и обсерваторию, оснащенную астрономическими инструментами — астролябиями и армиллярными сферами. В горе был высечен гигантский каменный секстант меридианный круг радиусом 40 м для точных измерений положения Солнца и звезд — самое большое сооружение такого рода в мире.

Астрономы Улугбека усовершенствовали и обновили звездные каталоги Птолемея и ас-Суфи, учтя прецессию, что позволило делать точные предсказания затмений и других небесных явлений.

Навигация по звездам г. Конструкция этого прибора восходит к секстанту Джона Бёрда. Метеориты, прилетающие г. Многие древние и туземные культуры знали об особых камнях с уникальными магнитными свойствами или высокой концентрацией железа, но то, что они представляют собой внеземные образцы астероидов из Главного пояса или околоземного пространства, не было понято вплоть до конца XVIII и начала XIX в.

Немецкий физик Эрнст Хладни предположил, что некоторые из изучавшихся им таких камней являются обломками, прилетевшими из космоса.

Среди них был богатый железом образец, найденный в г. Идея Хладни третировалась как абсурдная, потому что многие ученые считали, что камни имеют вулканическое происхождение или же порождены ударом молнии. В начале XIX в. Камни с неба стали называться метеоритами и родилось новое научное направление — метеоритика. Ученые собрали к настоящему времени более 30 метеоритов со всех концов земного шара. Многие из них найдены на пустынных снежных полях Антарктики.

Они являются осколками ядер древних, ныне разрушившихся астероидов и планетезималей, выросших достаточно большими, чтобы их внутренности могли разделиться на ядро, мантию и кору прежде, чем они были уничтожены столкновениями в жестокой молодой Солнечной системе. Небольшой г обычный хондритовый метеорит, найденный в г. Черная поверхность — тонкая оплавленная корка, образовавшаяся во время короткого огненного полета через атмосферу Земли. Конец эфира г. Джеймс Клерк Максвелл — , Альберт Майкельсон — , Эдвард Морли — Общепризнано, что датский астроном Олаф Кристенсен Рёмер и его голландский коллега Христиан Гюйгенс были первыми учеными, доказавшими в г.

Их оценки скорости света были занижены, но к м гг. Однако ученым XIX в. В конце х гг. В опыте Майкельсона—Морли луч света разделялся на два пучка, которые потом вновь соединялись с помощью зеркал и маленького телескопа.

Меняя расстояние между зеркалами, они могли складывать и вычитать световые волны этих пучков, пока в телескопе не становилась видна характерная картина интерференции, подобная водной зыби в бассейне.

Установка плавала в сосуде с жидкой ртутью. Если бы световые пучки изза взаимодействия с эфиром меняли свою скорость, то при повороте установки ученые должны были увидеть изменения в очень чувствительной интерференционной картине. На вездеходе по Луне г.

Последние люди на Луне г. Открытие колец Урана г. Действующие вулканы на Ио г. Карта реликтового излучения г. Объекты в поясе Койпера г. Комета Шумейкеров Леви 9, врезавшаяся в Юпитер г. Планеты вокруг других солнц г. Есть ли жизнь на Марсе? Астероид Матильда г. Международная космическая станция г. Ускорение вращения Земли г. Туринская шкала астероидной опасности г. Проблема солнечных нейтрино г. Встреча Stardust с кометой Вильда г.

Deep Impact у кометы Темпеля г. Солнечное затмение в Северной Америке г. Первые люди на Марсе? Каким будет конец Вселенной? Но это соображение не остановило меня от попытки сделать это! Я работаю в такой области науки, которая имеет богатую и увлекательную историю.

Составление летописи всех событий является непростой задачей. У энтузиастов, которым посчастливилось заниматься науками о космосе, просто разбегаются глаза. Только за последние 50 лет мы стали свидетелями наступления космической эры одного из наиболее глубоких и важных прорывов в изучении человечеством окружающего мира.

Люди оторвались от своей планеты некоторые прямо сейчас живут вне Земли , а десяток из них даже прогулялись по Луне. Использование автоматических посланцев и гигантских телескопов некоторые из них запущены в космос позволило увидеть вблизи чуждые пейзажи всех классических планет, посетить астероиды и кометы, узреть Вселенную во всем ее великолепии. Никакие высокие оценки поразительных открытий современной астрономии и космических исследований не будут полны без вдумчивого обсуждения основ современной науки и экспериментов, которые были заложены нашими предшественниками.

Многие успехи были достигнуты благодаря их выдающимся личным и профессиональным качествам. Важность многих других открытий была осознана лишь десятилетия или даже столетия спустя. Там, где было невозможно или нецелесообразно выделить научный вклад конкретных лиц, я включил в книгу главки, в которых отдается дань памяти целым общественным группам, подготовившим условия для будущих достижений.

Сюда относятся рассказы о небесных картах, до сих пор сохраняющихся в пещерах, где обитали древние люди; о вкладе шумеров в рождение космологии лет назад; о загадочных цивилизациях каменного века, построивших древние обсерватории, подобные Стоунхенджу. В книге рассказано о тщательном ведении летописи небесных событий при китайских династиях Ся, Шан и Чжоу ок до н.

Конечно, часто можно назвать и отдать должное тем конкретным ученым, которые сыграли важнейшую роль в развитии научной мысли вообще и, в частности, в физике и астрономии. Например, никакой рассказ об истории научных достижений, лежащих в основе современной астрономии, не был бы полным без упоминания вневременного вклада античных философов, математиков и астрономов, таких как Пифагор, Платон, Аристотель, Аристарх, Эратосфен, Гиппарх и Птолемей.

В более поздние времена стали общеизвестными имена таких ученых, как Николай Коперник, Галилео Галилей, Иоганн Кеплер, Исаак Ньютон, Альберт Эйнштейн, Эдвин Хаббл, Стивен Хокинг, Карл Саган, которые прославились благодаря своим потрясающим достижениям в современной физике, астрономии и космической науке. Этим гигантам науки уделено особое внимание во многих статьях этой книги.

Но многие другие, известные, быть может, только из учебников, также внесли важный вклад в открытия и прогресс науки, так что их достижения тоже относятся к ее основным вехам. Важные для астрономии и наук о космосе открытия совершили математики и физики: Жозеф-Луи Лагранж, предсказавший существование особых точек гравитационного равновесия, которые носят теперь его имя; пионеры спектроскопии Йозеф фон Фраунгофер, Кристиан Доплер и Арман Физо, обеспечившие астрономов методом измерения состава и скорости небесных тел; первооткрыватели радиоактивности Пьер и Мария Кюри и их коллега Анри Беккерель; нечаянный отец квантовой механики Макс Планк.

Я включил в свою хронику этих и других ученых, сделавших важные открытия в астрономии, астрофизике, планетологии и космических исследованиях, но не ставших широко известными общественности.

И кроме них есть еще забытые или, по крайней мере, незаслуженно игнорируемые ученые, которые делали открытия, развивали новые теории, выполняли эксперименты, приведшие к радикальным изменениям наших взглядов, или просто углублялись в поиски истины так далеко, что находили важные научные иголки в стоге сена, но которые по разным причинам не получили должного признания или научных наград, соответствующих их заслугам. Среди этих оставшихся в тени гениев назовем индийского математика и астронома VI в.

Ариабхату; жившего в VIII в. Абд-ар-Рахмана ас- Суфи; еретика Джордано Бруно, сожженного в г. Оле Рёмера, который первым точно измерил скорость света; английского астронома Джереми Хоррокса, предсказавшего прохождение Венеры по диску Солнца в г. В данной книге я пытался упомянуть многих других астрономов, физиков, философов и инженеров, которые внесли важный вклад, но которых часто забывают упомянуть. Опасаюсь, правда, что все же не уделил им того внимания, которого они заслужили.

Мне, профессиональному астроному и планетологу, даже стыдно признаться, что я никогда не слышал о некоторых из этих удивительных ученых до подготовки материалов для этой книги. В процессе работы я заметил, что число персоналий, отобранных для упоминания, уменьшается по мере продвижения по шкале времени. Особенно это касается статей после х гг. На мой взгляд, это отражает современные тенденции в астрономии и космических исследованиях и, возможно, во всех областях науки.

Некогда научные исследования были сугубо индивидуальным занятием, обычно практиковавшимся состоятельными людьми, работавшими в одиночку часто под покровительством того или иного монарха или другого патрона, и часто в жесткой конкуренции с другими состоятельными джентльменами, интересующимися наукой. Бывали, естественно, и исключения. Конечно, имелись примеры замечательного сотрудничества как между Тихо Браге и Иоганном Кеплером или между Пьером и Марией Кюри и Анри Беккерелем и существования целых исследовательских коллективов таких, например, как группа выдающегося ученого ат-туси в Марагинской обсерватории на территории Ирана в XIII в.

Но в целом до Второй мировой войны большая часть успехов в моей области науки была достигнута отдельными учеными. В противоположность этому, по мере развития технологий во второй половине XX в.

Большая наука это коллективный проект, где отдельные ученые являются специа листами в той или иной его части, но сам проект охватывает такой широкий диапазон научных дисциплин, что ни один из его участников не может быть экспертом во всех этих областях.

В физике одним из ранних примеров подобного предприятия может служить военный Манхэттенский проект х гг. Там были нужны опытные инженеры, специалисты по материаловедению и аэронавтике. Но армия должна была найти также ученых, которые были бы мировыми лидерами в понимании ядерных реакций и процессов при экстремально высоких температурах и давлениях. Многие из этих ученых были астрономами, которые всего за несколько лет до этого применяли свои таланты и умения, чтобы выяснить, почему светят звезды.

Другие ранние проекты Большой науки, где использовались группы ученых с опытом работы в астрофизике и космических исследованиях, включали разработку военных радиолокационных систем и создание межконтинентальных баллистических ракет для суборбитальных и орбитальных полетов в военных и мирных целях. В истории гражданских астрономических проектов Большой науки преобладают достижения НАСА Национального управления по аэронавтике и исследованиям космического пространства США National Aeronautics and Space Administration , созданного в г.

В этой книге полным-полно рассказов о серьезных достижениях НАСА в исследовании космоса пилотируемыми космическими кораблями и автоматическими межпланетными станциями. Лишь немногие из этих успехов могут быть прямо связаны с вкладом отдельной личности.

Впечатляет диапазон требующихся знаний и опыта. Например, для экспедиции с высадкой марсоходов требуются планетологи включая физиков, химиков, математиков, геологов, астрономов, метеорологов и даже биологов , компьютерщики и программисты, инженеры самых разных специализаций программное обеспечение, материаловедение, двигатели, электропитание, тепловая защита, средства связи, электроника и многое другое , финансисты, управленческий и вспомогательный аппарат.

Подобный же набор специалистов нужен для сооружения, запуска и функционирования космических телескопов и космических челноков шаттлов , ускорителей элементарных частиц и больших детекторов на них.

Это же справедливо для Международной космической станции самого сложного и дорогого, по некоторым оценкам, проекта, когда-либо предпринимавшегося человечеством. Каждый из таких проектов Большой науки за годы своего существования может обойтись от сотен миллионов до десятков миллиардов долларов. Обычно в такого рода проектах, успешны ли они или закончились неудачей, вклад отдельных специалистов не выделяется, чтобы выполнить задачу, нужны коллективные усилия всей команды.

Успехи космических исследований в Советском Союзе в х и х гг. Недавно Европейское космическое агентство, объединяющее 19 стран, а также Канада, Япония, Бразилия, Индия и Китай стали играть большую роль в международных астрономических проектах Большой науки, помимо развития собственных проектов космических исследований меньших масштабов.

Отбор ключевых событий в истории астрономии и космических исследований столь же сложная задача, как и выделение ключевых фигур. Не требуется большой сообразительности, чтобы включить статьи о формировании Земли и планет, или о первых полетах человека в космос, или о первых людях на Луне. Но некоторые из них попадают в множество более или менее равнозначащих событий, оценка важности которых меняется от человека к человеку чуть дальше поговорим об этом подробнее.

Столь же трудно связать с некоторыми из событий точную дату и разместить их в простом хронологичес ком порядке. Сроки исторических событий, особенно современных, обычно известны гораздо более точно. Но число научных открытий, теорий, изобретений, астрономических наблюдений и космических экспедиций в последние несколько столетий и особенно в последние 50 лет настолько велико, что возникает еще одна сложная проблема, какие из них включить в этот сборник.

На каких бы из этих потрясающих достижениях ни сосредоточиться, всегда вкрадется определенный произвол. Поэтому я сразу признаюсь, что подобный произвол существует и в моем выборе основных вех: Мое профессиональное увлечение это изучение планет, спутников, астероидов и комет, всего того, что многим другим астрономам представляется всего лишь остатками строительного мусора, которые не упали на новорожденное Солнце около 4,5 5 млрд лет назад.

Когда мои друзья, астрофизики и космологи, сетуют, что я вынужден сосредоточить свои исследования на таких незначительных и близлежащих объектах, то это легко парируется соображением, что новейшие открытия экзопланет указывают на вероятную распространенность планетных систем и вокруг других звезд. Наша Солнечная система может оказаться одной из миллионов или, еще вероятнее, одной из миллиардов подобных систем в нашей Галактике.

И мы не знаем, не развилась ли в какой-то из них жизнь, как это случилось в нашей. Это делает нас очень особенными, несмотря на то что мы так малы. Путешествуя по страницам истории астрономии и космических исследований, уже по моему выбору основных вех вы можете заметить предпочтение, отдаваемое открытиям, теориям и приключениям, связанным с ближайшими к нам окрестностями космоса с нашей Солнечной системой.

С моей точки зрения, это правильно, частично потому, что небесные тела в Солнечной системе мы изучили лучше всего, а частично и потому, что важно узнать своих ближайших соседей, чтобы понять и разобраться в том, что происходит в более отдаленных областях космоса. Для изучения Солнечной системы с помощью телескопов, автоматических межпланетных станций или экипажей пилотируемых космических кораблей, путем компьютерного моделирования или выполнения современных лабораторных экспериментов нужны опытные специалисты в физике, химии, небесной механике, геологии, спектроскопии, инженерии и других областях.

Но это закладывает фундамент для изучения ближайших к нам звезд, нашего Млечного Пути, соседних с нами галактик и Вселенной в целом сейчас или в отдаленном будущем. На мой взгляд, что более достойное может быть причислено к основным вехам в исследовании космоса, как не световое пятнышко, оказывающееся на самом деле целым миром а по соседству с нами обнаружилось более 50 сравнительно больших миров и миллионы малых , или первое посещение таких миров человеком виртуальное, видя их глазами наших автоматических посланцев, или реальное?

Наша Солнечная система своего рода детская площадка. Наконец, важно отметить, что это собрание основных вех истории астрономии и космических исследований не является, разумеется, ни исчерпывающим, ни завершенным. Прагматические соображения ограничили объем этой книги всего статьями, представляющими лишь часть выдающихся личностей, их открытий и радикальных изменений, которые были характерны для всего периода существования этой волнующей области науки а на самом деле, для всей истории пространства и времени.

Безусловно, другие авторы могли бы собрать иной набор основных вех, но все они столкнулись бы с той же дилеммой: Обдумывая структуру книги, я решил попытаться не только рассказать о феноменальных успехах космической эры, но и отдать должное некоторым фундаментальным достижениям ученых древних империй Месопотамии, Китая, Индии, Египта, Европы и Америки.

Мне также хотелось включить основные достижения Средневековья, эпохи Возрождения и Новой истории от прединдустриальной эпохи до Промышленной революции. Чтобы соблюсти баланс, мне пришлось опустить рассказы о многих людях, открытиях и событиях более современных периодов, за что прошу снисхождения и прощения. Как я писал в начале, принципиально невозможно свести всю историю астрономии и космических исследований к выбору основных вех.

Но пусть это нас не останавливает! Я признателен многим друзьям и коллегам, новым знакомым и бескорыстным анонимам, любезно давшим разрешение на включение в книгу их фотографий и рисунков.

Я также благодарю своих коллег-астрономов Рэчел Бин и Маргарет Геллер за просмотр ряда статей, посвященных областям, сравнительно далеким от моих собственных научных интересов. И, наконец, я выражаю самые большие благодарности и любовь своей жене Морин за огромную помощь в поиске фотографий для этой книги и феноменальное терпение во время долгого процесса ее созревания.

Так родилось наше Солнце! Мы склонны считать Солнце особенной звездой, и это правильно Солнце ответственно за зарождение и продолжение существования всех форм жизни на нашей планете. Гораздо труднее думать о Солнце как о типичной, средней или даже заурядной звезде, но во многих отношениях так оно и есть.

Наша звезда одна из более чем 10 миллиардов триллионов звезд в известной нам Вселенной это число изображается единицей с 22 нулями после нее. И каждая из них является естественным продуктом взаимодействия вещества в основном, водорода с полем тяготения при высоких давлениях и температурах.

И каждая выбрасывает в окружающее пространство огромное количество энергии. Звезды поистине являются моторами нашей Вселенной. Родившись, звезды ведут сравнительно стабильную жизнь и затем умирают, часто достаточно предсказуемым и иногда эффектным образом.

Солнце не является исключением. Оно будет переплавлять ядра водорода в гелий еще следующие 5 млрд лет или около того.

Когда водород закончится, Солнце сбросит свои внешние слои охватив Землю и другие планеты Солнечной системы и начнет в своем ядре синтезировать углерод и кислород из гелия. Когда и гелий закончится, Солнце медленно выгорит в белого карлика, который в итоге остынет и превратится в тусклый пепел.

Астрономам удалось прийти к заключению, что каждый год в нашей галактике Млечный Путь рождается от одной до трех новых звезд и столько же умирает за это же время.

Если мы распространим эти данные на все известные галактики и проделаем немного вычислений, то найдем, что каждый день во Вселенной рождается и умирает около млн звезд. Этот потрясающий факт должен сделать нас более смиренными и заставить ценить еще больше каждый из драгоценных дней жизни нашей собственной звезды Солнца.

Изображение нашей местной звезды Солнца в ультрафиолетовых лучах, полученное на космической Обсерватории солнечной динамики, запущенной НАСА в феврале г. Свидетельством чрезвычайной, хотя и типичной, активности звезды среднего возраста являются стримеры выступы , петли и пятна горячие светлые или более холодные темные. Но мы знаем, что это произошло настолько быстро, насколько было возможно. Самые старые признаки жизни на Земле химические неокаменелости, и они считаются доказательствами, потому что все известные формы жизни на планете имеют общую химическую архитектуру.

Более конкретно, некоторые биохимические процессы и реакции, общие для любых живых организмов например, реакции с участием некоторых аминокислот, обычно ассоциируемых с ДНК или РНК , оставляют распознаваемые следы в изотопном составе углерода и некоторых других элементов. Живые организмы предпочитают использовать и порождать определенные материалы и некоторые химические аномалии, как, например, повышенное процентное содержание углерода 12 С по сравнению с углеродом 13 С в образцах горных пород из Гренландии, чей возраст оценивается в 3,8 млрд лет, могут означать, что обнаружены хемофоссилии органические ископаемые биомолекулы.

Пусть косвенные и противоречивые, но это возможные доказательства существования жизни в самые ранние периоды истории нашей планеты. Старейшие ископаемые доказательства микробной жизни на нашей планете имеют возраст около 3,5 млрд лет.

Они сохранились в слоях древних строматолитов карбонатных или кремниевых образований, построенных колониями простейших организмов наподобие синезеленых водорослей. Недавние исследования очень раннего периода истории Земли катархея 4,5 3,8 млрд лет назад принесли доказательства, что океаны и континенты могли образоваться гораздо раньше, чем предполагалось прежде, и что условия могли быть подходящими для жизни уже через несколько сот миллионов лет после формирования нашей планеты.

Последняя метеоритная бомбардировка примерно 3,8 4,1 млрд лет до н. Как бы то ни было, вскоре после остывания земной коры образовались океаны, закончилась Последняя метеоритная бомбардировка и условия на Земле стали достаточно стабильными для поддержания жизни. Замечателен тот факт, что жизнь начала процветать и развиваться в таком большом числе экологических ниш.

Астрономы, планетологи и астробиологи ищут теперь следы жизни на других планетах земной группы. Поперечное сечение ископаемого строматолита. Красноватые слои, как предполагается, окаменевшие остатки древних синезеленых водорослей, т. Этот образец из шахты Орд Рейндж в Западной Австралии имеет высоту 6 см.

Первые 3 млрд лет земной истории, несомненно, доминировали одноклеточные организмы, случайным образом объединявшиеся в колонии, подобные обнаруженным в строматолитах. Однако около млн лет до н. В сущности, многие предки современных растений и животных, обнаруженные среди окаменелостей, появились довольно рано по геологической шкале времени.

Биологи активно спорят о возможных причинах такого внезапного и резкого увеличения разнообразия живых организмов на границе докембрийского и кембрийского периодов. Биологи пытаются также понять причины многих довольно внезапных и резких падений численности и разнообразия видов в ископаемой летописи. Наиболее драматичное из этих массовых вымираний случилось на границе между пермским и триасовым геологическими периодами около млн лет назад.

Потребовалось более млн лет, прежде чем разнообразие жизни на Земле снова достигло допермского уровня. Спусковым крючком к столь массовому исчезновению живых организмов на Земле могло стать изменение климата, хотя многие считают, что в рамках этой гипотезы трудно объяснить скорость вымирания.

Согласно другой версии, за это могут быть ответственны катастрофы например, столкновение Земли с космическим телом или огромные вулканические выбросы, которые в свою очередь могли запустить другие климатические и геологические катастрофические изменения.

Биологи, геологи и астрономы ищут ключи к решению этой загадки млн лет до н. Великое пермское вымирание млн лет назад стало самым большим уменьшением числа организмов и разнообразия жизни на Земле.