Василий Чистяков - Рассказы об астрономах

Еще в 1842 году австрийский физик Христиан Доплер установил свой знаменитый принцип, который в честь ученого называется «принципом Доплера». Суть его заключается в том, что при взаимном сближении или удалении источника звуковых колебаний и наблюдателя меняется частота звуковых колебаний, причем это происходит пропорционально скорости движения.

Сам Доплер полагал, что его принцип применим и для световых колебаний, но подтвердить это экспериментально не мог. Для световых колебаний принцип Доплера формулируется так: при движении источника света по лучу зрения должны смещаться линии в его спектре (по отношению к положению линий в спектре неподвижного источника), причем если источник света приближается к наблюдателю, то длина волны уменьшается, а линии спектра смещаются к фиолетовому концу спектра, если же источник света удаляется от наблюдателя, то длина световой волны увеличивается, а линии спектра смещаются к красному концу (эффект «красного смещения»).

Принцип Доплера открыл Белопольскому широкие возможности для исследований в области звездной Вселенной. Однако на пути всех этих исследований стояло одно «но», с которым надо было считаться. Известно, что для звуковых волн принцип Доплера довольно легко проверяется экспериментально, но для световых волн этот принцип в лабораторных условиях еще никем не был подтвержден. Вот почему применимость принципа Доплера к световым явлениям некоторыми учеными ставилась под сомнение. Короче говоря, нужен был лабораторный эксперимент, который доказал бы применимость принципа Доплера к световым явлениям, независимо от каких-либо теоретических построений. И эту экспериментальную проверку принципа Доплера реализовал Белопольский.

Казалось, что на пути эксперимента стоит непреодолимая трудность. В лабораторных условиях нужно было развить колоссальную скорость источника света: только при этом условии будет заметно смещение спектральных линий. Вот тут и пригодилась конструкторская «жилка» Белопольского.

После мучительных исканий и разного рода технических проектов выход, наконец, был найден, причем самым простым и неожиданным образом. Ученый сконструировал прибор, позволяющий в лабораторных условиях имитировать движение источника света с чрезвычайно большой скоростью, порядка сотен километров в секунду. Для этой цели он применил систему зеркал, которые являются гранями двух вращающихся в противоположных направлениях барабанов с параллельными осями. Последовательное отражение луча света от движущихся зеркал производило такой же эффект, как если бы перемещался сам источник света. Когда скорость источника достигла 700 метров в секунду, Белопольский измерением обнаружил сдвиг линий спектра отраженного солнечного луча. Наблюдаемый сдвиг был в полном согласии с принципом Доплера. После опытной проверки принцип Доплера стал законом и не вызывал больше сомнений при его применении к световым явлениям.

Опираясь на принцип Доплера, как на закон, Белопольский изучил скорость многих звезд по лучу зрения, или, как говорят, их лучевую скорость. Так, исследуя строение колец Сатурна путем измерения лучевых скоростей, ученый пришел к выводу, что эти кольца не сплошные и состоят из множества отдельных спутников, обращающихся по третьему закону Кеплера вокруг планеты.

Интересы Белопольского не исчерпываются сказанным выше. Ряд исследований он посвятил новым звездам, вспыхнувшим в конце XIX и начале XX века. Он оставил работы о скорости вращения Солнца, о природе и строении комет и т. д. Ученый много потрудился над совершенствованием астрономической техники и в этом направлении сделал ряд изобретений. Он опубликовал 273 научные работы. Это был труженик науки в самом высоком смысле слова. Ослепнув к концу жизни на один глаз, Аристарх Аполлонович не прекращал работы до последнего вздоха.

Белопольский еще при жизни достиг славы мирового ученого. В 1900 году он избирается академиком Петербургской академии наук. За выдающиеся открытия в области астрономии Парижская академия наук присудила ему в 1908 году золотую медаль, а через десять лет — премию Лалаида. Он был почетным членом многих иностранных научных обществ, включая Лондонское астрономическое общество и Итальянское общество спектроскопистов.

Будучи материалистом, ученый верил в неограниченные возможности человеческих знаний. Он стал классиком отечественной астрофизики. И если советский народ имеет большие достижения в освоении космоса, то дорогу к ним проложили такие ученые, как Белопольский.

Умер Аристарх Аполлонович на 80-м году жизни. Похоронен в Пулкове на обсерваторском кладбище.

В рассказе В. Г. Короленко «На затмении» приведен такой диалог:

— Ну, что, тетушка, — обращаюсь я к плачущей, — затмения ждете? — Ох, не говори, родимый!.. Что и будет! Напуганы мы, милый, то есть до того напуганы… Ноченьку все не спали.

— Чем же напуганы?

— Да все планидой этой.

Она поворачивает ко мне лицо, разбухшее от бессонницы и искаженное страхом. Воспаленные глаза смотрят с оттенком какой-то надежды на чужого человека, спокойно относящегося к грозному явлению.

— Сказывали вот тоже: солнце с другой стороны поднимается, земли будет трясение, люди не станут узнавать друг дружку… А там и миру скончание… [26] В. Г. Короленко. Собр. соч., т. 3. М., 1954, стр. 61.

Этот разговор происходил в городе Юрьевце 7 августа 1887 года за несколько минут до полного солнечного затмения.

Суеверные люди были порядком напуганы «знамением божиим» и с нескрываемой враждой относились к приехавшим вести наблюдения астрономам, которых они называли не иначе, как «остроумами» или «астроломами». Пришлось охранять лагерь «остроумов» нарядом полицейских и для надежности вызвать роту вооруженных солдат. Как свидетельствует автор рассказа, предосторожность оказалась очень кстати.

Среди астрономов, приехавших в Юрьевен наблюдать редкое небесное явление, был молодой ученый, недавно окончивший Московский университет, — Павел Карлович Штернберг. Он приехал в качестве помощника известного астронома Аристарха Аполлоновича Белопольского. Несмотря на капризную погоду, молодому ученому удалось получить несколько удачных снимков Солнца в момент его затмения. Эти снимки послужили хорошим материалом для выяснения строения солнечной короны.

…Родился Штернберг в городе Орле. Еще в гимназии он стал интересоваться астрономией. Когда Павел перешел в шестой класс, отец подарил ему небольшую зрительную трубу. То-то была радость для впечатлительного мальчика! Эта труба на самодельном штативе была установлена на крыше дома, ставшей излюбленным местом юного астронома. Здесь он познал первые радости наблюдения и красоту своей будущей профессии.