Елена Сапарина - Небесный землемер

В упрощенном виде эту задачу может решить уже и школьник. Ведь треугольник прямоугольный, в нем известен один из катетов и величина острого угла в вершине — она установлена при определении параллакса.

Когда планеты подходят совсем близко к Земле, расстояние до них можно определить и с помощью меньшего базиса — какой-нибудь части земной окружности. В 1672 году, во время очередного противостояния, когда Марс, обычно находящийся на расстоянии свыше 100 миллионов километров, подошел к Земле почти вдвое ближе, ученые попытались измерить точное расстояние до него с концов базиса, протянувшегося от Парижа до экватора. Именно за этим и послали в Кайенну злополучного астронома Рише, снабдив его «точнейшими», как тогда считали, часами.

Но для звезд, находящихся гораздо дальше планет нашей солнечной системы, даже такой огромный базис, как 12-тысячекилометровый диаметр Земли, оказывается мал. Поэтому их параллакс определяют с противоположных концов земной орбиты — из точек, разделенных почти 300 миллионами километров. Разумеется, эти наблюдения приходится производить не одновременно, а с промежутком в полгода.

Теперь невидимый треугольник становится в десятки тысяч раз больше. Одна сторона его — это тоже радиус, но только радиус не Земли, а земной орбиты, а другая (ее и предстоит найти) соединяет центр земной орбиты — Солнце — со звездой, расстояние до которой мы хотим измерить.

Казалось бы, наблюдаемая с разных концов громадной орбиты Земли звезда должна совершить большой скачок. Но в действительности звезды так невообразимо далеки от нас, что обнаружить их параллакс чрезвычайно трудно. Эта задача равносильна тому, как если бы мы хотели разглядеть за несколько десятков метров колебание волоса, гораздо меньшее по величине, чем его толщина.

Когда подобное ювелирное занятие впервые увенчалось успехом, газеты писали, что «лот, закинутый в глубины мироздания, достал, наконец, дна».

Это произошло в 1835 году, а первым, кому удалось осуществить такое тонкое измерение, был уже известный нам астроном В. Я. Струве. Звезда, расстояние до которой он определил, — одна из ближайших к Земле. Это Вега.

Самый быстрый известный нам путешественник — свет пробегает за секунду 300 тысяч километров. И все же ему надо затратить целых 27 лет, чтобы добежать от Веги до Земли. Однако это совсем небольшое расстояние в звездном мире. У космического океана нет «дна». Наиболее далекие из известных нам звезд — Денеб, Бетельгейзе и Беллатрикс — находятся от нас на таком огромном расстоянии, которое почти невозможно осмыслить. Стремительный луч света летит от них полтысячелетия и больше.

В. Я. Струве, определивший расстояние до нескольких сотен звезд, за свой научный подвиг — так тогда и говорили — был назван «первым астрономом России».

Сейчас точно известно, насколько удалены от нас многие тысячи звезд. Установлены размеры не только нашей солнечной системы, но и той громадной звездной семьи, в которой она является рядовым членом.

Мы знаем теперь, что вдоль радиуса нашей Галактики луч света бежал бы 50 тысяч лет, от Солнца же до ее центра путешествовал бы 35 тысяч лет. А ведь наша Галактика не является особо крупной, и по соседству от нее находится бесчисленное множество других звездных архипелагов. Только в той части неба, которая доступна современным телескопам, галактик насчитывается около миллиарда. До самой близкой из них, находящейся в созвездии Андромеды, примерно в 15 раз дальше, чем до самых далеких областей нашей Галактики. Свет от нее летит до Земли больше миллиона лет.

И все-таки эти чудовищные расстояния измерены человеком. А задумывались ли вы над тем, что они не были бы нам известны, если бы мы не знали размеров своей планеты?

Но, по-видимому, когда дело касается звезд, диаметр или радиус Земли ни при чем. Ведь там берется совсем другой диаметр — диаметр земной орбиты или ее радиус. А что это, как не расстояние от Земли до Солнца, которое вычислено с помощью все того же земного диаметра?

Больше того, какие бы космические дали мы ни меряли, в конечном итоге все равно придем к обычному метру: чтобы представить себе наглядно величину даже неимоверно больших звездных расстояний, мы должны сказать, сколько в них метров.

Это может показаться неправдоподобным. И действительно, было бы смешно пытаться считать огромные космические расстояния в малютках метрах. Они выражались бы тогда поистине «астрономическими» цифрами — с десятками, а то и сотнями знаков.

Чтобы этого избежать, в астрономии пользуются другими, гораздо более крупными единицами: парсеком, световым годом и единицей, не имеющей специального наименования, которая просто так и называется «астрономическая единица».

Парсек — это расстояние до звезды, параллакс которой равен одной угловой секунде. А световой год — это расстояние, которое луч света пробегает в течение года. И когда мы говорим, что от созвездия Андромеды, предположим, свет идет до нас миллион лет, то это и значит, что до нее миллион световых лет.

Астрономическая же единица — это радиус земной орбиты, или расстояние от Земли до Солнца. В астрономических единицах указываются обычно расстояния в пределах солнечной системы. Земля, таким образом, находится от Солнца на расстоянии одной астрономической единицы. А если мы говорим, что Плутон, скажем, в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля, то это обозначает, что от него до Солнца 40 астрономических единиц.

Можно одно и то же расстояние выразить во всех трех единицах. Так, если от Земли до Солнца целиком укладывается одна астрономическая единица, то от светового года на этом расстоянии поместится только маленькая часть: свет от Солнца до нашей планеты добегает за 8 1/ 3минуты. А парсеков — вернее его долей — на том же отрезке уложится еще меньше — всего 1/ 206 265часть. Ведь один парсек равен 3,26 светового года, или 206 265 астрономическим единицам.

Но сколько бы мы ни переводили парсеки в световые годы, а их в астрономические единицы, как бы ни поражало нас обилие световых лет, укладывающихся от нашей планеты до соседней галактики, мы все равно не сможем сказать, сколько же это все-таки, чтобы не упомянуть метры.

В самом деле. Что такое парсек? Это не просто неизвестно чем промеренное расстояние до звезды. Ведь ее параллакс измерен, в конечном счете, с помощью базиса, которым является диаметр Земли. И все стороны космических треугольников будут вычислены в долях земного диаметра, который, в свою очередь, равен 12 с лишним тысячам километров. И, разумеется, это же самое относится к астрономической единице. Длина ее — не что иное, как 150 миллионов земных километров.

Световой год так же непонятен сам по себе, как и парсек или астрономическая единица, пока не станет известно, сколько же километров проходит луч света за то или иное время. Вот почему, какие бы расстояния мы ни мерили — между близкими «звездными городами» или далекими «островами» из звезд, — мы всегда сравниваем их с размерами нашей планеты.