Сириометр, парсек и световые годы
Сегодня мы поговорим о сириометре. Не слышали такое слово? Ничего удивительного. Его очень редко используют. И только в узком кругу ограниченных людей. Что же оно может означать? Хм. Несомненно, это слово звучит как название устройства, которое используется для измерения чего-либо. Но чего? Чего-то связанного с Сириусом? Да, Сириус — очень интересная звезда. Но почему тогда у неё есть собственный измеритель чего-то, а у других звёзд – нет?
Давайте разбираться.
Космические расстояния
Поговорим для начала о расстояниях до звёзд. Древние люди абсолютно не представляли себе, как далеко находятся звёзды. Ведь очень сложно увидеть с Земли Вселенную во всем её трёхмерном великолепии. И на самом деле мы видим небо как бы только в двух измерениях. У человека создаётся впечатление, будто над Землёй натянут некий купол, на котором размещено много маленьких фонариков. Так что совсем неудивительно, что люди долгое время думали именно так. Они полагали, что над Землёй находится какой-то свод. Или что Земля находится в центре огромной сферической оболочки, к которой прикреплены звезды.
Однако несколько сотен лет назад люди вдруг поняли, что это вовсе не так. Но всё же прошло ещё некоторое количество времени, прежде чем астрономы узнали, как далеко находятся звезды. Лишь только в 1838 году Фридриху Вильгельму Бесселю впервые удалось определить параллакс звезды.
Я надеюсь, все знакомы с параллаксом? На всякий случай напомню.
Итак, Земля движется вокруг Солнца. Это в 1838 году уже было общеизвестно. И это означает, что находится наша планета в разное время года в разных местах Солнечной системы. И получается, что мы смотрим на далёкие звезды как бы с разных сторон. В этом случае мы должны увидеть, как чуть более близкие к нам звезды немного «сдвинулись» на фоне более далёких звёзд.
Это очень просто продемонстрировать на примере из нашей повседневной жизни. Представьте, что Вы едете в купе скорого поезда Москва-Владивосток. И смотрите в окно. Ёлки, берёзы и другие деревья, которые растут прямо перед железнодорожными путями, несутся перед Вашими глазами с бешеной скоростью. А вот те деревья, которые растут на краю поля, далеко от железной дороги, Вы наблюдаете медленно проплывающими перед Вашими глазами.
То же самое происходит и со звёздами. Только все они находятся очень, очень, очень далеко от нас. Видимое изменение положения даже самой ближайшей звезды будет совсем крошечным. Именно поэтому потребовалось так много времени, чтобы, наконец, его измерить.
Бессель был первым, кто сделал это. И сегодня астрономы делают это с миллиардами звёзд…
И когда они узнали все эти огромные расстояния, возникла необходимость их в чём-то измерять.
Сириометр как мера длины
В повседневной жизни расстояния измеряются в метрах и километрах. И иногда в сантиметрах или миллиметрах. А вот в космосе это сделать будет сложно. Луна, например, находится на расстоянии 400 000 километров от Земли. Да, это ещё терпимо, хотя число уже большое. Солнце же удалено на 150 миллионов километров от нас. Более или менее внятно осмыслить это уже практически невозможно. Хотя такое число все ещё поддаётся хоть какой-то оценке. Но вот звезда Сириус, например, находится в 86 триллионах километров от Солнечной системы! Вам понятно, сколько это? Мне – нет. Это невообразимо большое число. А ведь Сириус сравнительно близкая к нам звезда. Несомненно, друзья мои, что для того, чтобы попытаться понять масштабы космоса, нам нужны другие единицы измерения.
Вот здесь то и возникает озвученный выше сириометр. И это не устройство, это единица расстояния. Придумал эту единицу известный астроном Фредерик Уильям Гершель. Именно он открыл планету Уран в 1781 году. Учёный очень хотел научиться измерить расстояния до звёзд. Однако в те времена это было технически невозможно. Но всё же он отчаянно хотел узнать хоть что-то.
Гершель сказал себе: давай-ка просто предположим, что все звезды излучают более или менее одинаковое количество света. Тогда звезды, которые мы воспринимаем яркими на небе, должны быть ближе, чем те, которые кажутся менее яркими. Сириус — самая яркая звезда на ночном небе. Давай использовать его как опорную звезду для измерения расстояния до всех остальных звёзд. Пусть Сириус находится на расстоянии один «сириометр» от нас. Тогда звезда, которая светит в четыре раза тусклее, чем Сириус, должна находится на расстоянии двух сириометров. Поскольку яркость уменьшается пропорционально квадрату расстояния: в два раза дальше, в четыре раза тусклее
И на самом деле это была неплохая идея. Если, конечно, звезды действительно излучали бы одинаковое количество света. Что вовсе не так. Поэтому результаты, полученные Гершелем, были неверными.
Годичный параллакс и Сириус
Но идея сириометра прижилась. Потому что хоть какая-то единица звёздных расстояний вскоре понадобилась. На основе сириометра немецкий астроном Гуго фон Зелигер предложил так называемый «диапазон Сириуса». Это означает расстояние до звезды, которая находится достаточно далеко, чтобы её годичный звёздный параллакс составлял 0,2 угловых секунды. Для того, чтобы его определить, нужно наблюдать положение звезды с интервалом в 6 месяцев. Говоря проще: смотрим на звезду и измеряем её положение. Потом ждём, пока Земля не окажется на противоположной стороне своей орбиты. То есть полгода. Это позволит нам удалиться почти на 300 миллионов километров от первоначальной точки. И снова смотрим в космос. Теперь у звезды будет другое положение. И эта разница будет измеряться в градусах.
0,2 угловых секунды — это чуть меньше одной десятитысячной видимого размера полной Луны в небе.
Нет, параллакс в 0,2 угловых секунды не соответствует расстоянию до Сириуса. Он соответствует расстоянию в 1,03 миллиона радиусов земной орбиты. Зелигеру это показалось довольно удивительным. Как и шведскому астроному Карлу Шарлье, который предложил немного округлить это значение и установить, что один сириометр – это один миллион радиусов орбиты Земли.
В этом случае Сириус будет находится на расстоянии половины сириометра от нас. Яркая звезда Вега — на расстоянии 2,2 сириометра. Бетельгейзе — на расстоянии 6,9 сириометра и так далее.
Другие астрономы сочли более удобным определять единицу расстояния с точки зрения параллакса в 1 угловую секунду. Они назвали свою единицу измерения расстояний «парсек».
Только световой год!
Американский астроном Гебер Кертис нашёл сириометр Шарлье глупым. Впрочем, как и всех, кто предлагал использовать парсек. Кертис заявил, что существует только одна единица измерения, отвечающая всем требованиям: световой год.
Это расстояние основано на фундаментальной величине – скорости света, которую в то время уже можно было достаточно легко измерить. К тому же это просто и понятно – свету нужно время, чтобы добраться из точки А в точку Б. Световой год — это расстояние, которое свет проходит за год. Очевидно, что расстояния до звёзд весьма удобно выражать в световых годах. Так же, как и в сириометрах. Однако световой год при этом – гораздо более наглядная и удобная величина.
Например, Сириус находится на расстоянии 8,6 световых лет от нас, Вега — на расстоянии 25 световых лет, а Бетельгейзе — на расстоянии 643 световых года. Так что нет ничего плохого в том, чтобы просто сделать световой год единицей измерения расстояний в космосе, сказал Кертис. И если нам когда-нибудь понадобятся ещё более крупные единицы, вы можете просто использовать световые столетия или световые тысячелетия.
С Кертисом трудно не согласиться. Световой год — это действительно удобная и простая для иллюстрации единица измерения. Однако световой год так и не стал «официальной» единицей измерения. Никакой официальной единицы измерения расстояний, кроме метра, у нас нет.
Что ж, в итоге никто не захотел слушать Кертиса. И сегодня в астрономии используется единица измерения парсек. Который равен почти 31 триллиону километров. Или 3,26 световых года.
Есть довольно много веских причин, по которым люди используют именно парсек в качестве единицы измерения. Основная из них такая – значение расстояния в парсеках можно установить, используя простое наблюдения. И вычисляя угол параллакса.
Но всё же это немного сложновато. Вот почему световые годы все ещё используются. Особенно когда разговаривают друг с другом не астрономы, а простые люди.
Сообщение Сириометр, парсек и световые годы появились сначала на Живой Космос.