Евгений Гусев - Расширяя границы Вселенной: история астрономии в задачах

4.25. Ю. Р. Майер был автором метеоритной гипотезы происхождения энергии Солнца. Какие наблюдения и теоретические соображения опровергли эту гипотезу?

4.26. Известный физик Гельмгольц в 1854 г. выдвинул идею об излучении Солнца за счёт его гравитационного сжатия. Опровергнута ли в настоящее время эта гипотеза?

4.27. Для определения температуры поверхности Солнца профессор В. К. Цераский использовал вогнутое зеркало диаметром 1 м. Измерения температуры изображения диска Солнца по плавлению разных металлов, помещённых в фокусе зеркала, давали различные значения — вплоть до 3500°, что почти в два раза меньше температуры, определённой современными исследованиями. Какова причина неточности результатов, полученных В. К. Цераским — ошибка метода или ошибка измерений?

4.28. В 1870–х годах выдвигались принципиально разные предположения о температуре поверхности Солнца: Ватерстон и Секки полагали, что температура Солнца достигает нескольких миллионов градусов, а Пуйе и другие учёные считали, что она меньше 2000 градусов. В чём была причина столь резкого различия в оценке температуры Солнца?

4.29. Французский учёный Этьен Малюс (1775–1812) исследовал двойное лучепреломление, рассматривая отражённое в стекле изображение Солнца, прошедшее через кристалл исландского шпата. При некоторых положениях стекла и кристалла были видны два изображения Солнца, а при определённом положении только одно изображение. Почему в качестве источника света учёный использовал Солнце? Почему в опыте были использованы два оптических предмета: стекло (а не зеркало) и кристалл? Каков астрофизический аспект опыта?

4.30. Один из старых способов телескопического наблюдения фотосферы Солнца состоял в применении обычного окуляра, снабжённого тёмным светофильтром. Этот способ был опасен для глаз, поскольку светофильтр иногда лопался от перегрева. Для уменьшения нагрева светофильтра на объектив телескопа надевали крышку с небольшим центральным отверстием. Почему этот способ практически вышел из употребления даже у астрономов — любителей?

4.31. Фотографирование Солнца с помощью обычного телескопа вызывает большие затруднения из‑за огромной яркости объекта: требуются чрезвычайно короткие экспозиции, а при установке затвора рядом с фотопластинкой, близ фокуса телескопа, затвор сильно страдает от нагрева. Как астрономы решили эту задачу в середине XIX века?

4.32. В 1802 г. известный физик-оптик Уильям Волластон впервые со времён Ньютона заменил в спектроскопе круглое отверстие узкой щелью и тем самым увеличил разрешающую способность спектрографа. В спектре Солнца учёный обнаружил семь тёмных линий, которые он принял за естественные границы различных цветов спектра. Что за линии были обнаружены им в спектре Солнца?

4.33. Изучая абсорбционные линии в спектре Солнца, шотландский физик Дэвид Брюстер (1781–1868) обнаружил, что существуют особого сорта линии, почти незаметные, когда Солнце находится высоко над горизонтом, но становящиеся темнее и шире, когда Солнце приближается к горизонту. Как объяснить это явление?

4.34. Астроном Бауэр обнаружил, что изменение наблюдаемого глобального магнитного поля Солнца происходит с периодом в 33 d. Почему магнитное поле Солнца изменяется именно с таким периодом?

4.35. С поверхности Земли солнечные протуберанцы невидимы по той же причине, что и звёзды днём: увидеть их мешает рассеянный в земной атмосфере свет Солнца. Если бы удалось уменьшить яркость дневного неба, не ослабляя яркости протуберанцев, то протуберанцы можно было бы изучать не только в краткие моменты солнечных затмений, но и вообще в любой день. Как эта задача была решена астрономами XIX века?

4.36. Почему древние египтяне изображали Солнце в виде диска с крыльями?

4.37. До 1860–х годов происхождение солнечной короны приписывали лунной атмосфере, а после того, как было доказано её отсутствие — земной атмосфере. Как и когда доказали, что корона принадлежит Солнцу?

4.38. Внутренняя корона Солнца значительно ярче полной Луны. Почему же Луна видна днём, а солнечная корона — нет?

4.39. Солнце вращается, а вращается ли его корона?

4.40. В годы максимума активности Солнца на его диске наблюдается больше пятен. Уменьшается ли при этом светимость Солнца?

4.41. Известный французский физик, один из основоположников фотометрии, Пьер Бугер в 1725 г. сравнил потоки света от Солнца и Луны, используя для этого рассеивающую линзу и свет свечи. Он нашёл, что средняя освещённость от Солнца в 300 тыс. раз превышает освещённость от полной Луны. Согласуется ли это с современными измерениями?

4.42. Каким образом В. Гершель в 1800 г. впервые обнаружил инфракрасное излучение Солнца?

4.43. Широко известен метод определения гелиоцентрического расстояния нижней планеты по отношению к расстоянию Солнце— Земля путём измерения угла наибольшей элонгации планеты. Однако со времён Гиппарха существует также подобный способ определения относительного расстояния верхней планеты от Солнца. Какие угловые измерения и вычисления необходимо произвести, чтобы найти искомое расстояние?

4.44. В 1674 г. известный учёный сформулировал принципы движения планет:

1) все небесные тела обладают собственным центром притяжения и, вообще говоря, притягивают не только собственные части;

2) все тела, начав однажды двигаться равномерно и прямолинейно, продолжают двигаться прямолинейно, пока действие другой силы не заставит их отклониться от своего пути, и тогда они будут вынуждены описывать окружность, эллипс или какую‑либо другую кривую;

3) силы притяжения действуют тем активнее, чем ближе находится к центру притяжения тело, на которое они действуют.

Кому принадлежат эти абсолютно верные заключения?

4.45. Коперник утверждал, что характер движения всех планет, включая Землю, одинаков. А какой учёный выдвинул предположение об одинаковой природе Земли и планет?

4.46. Кто и как впервые доказал, что движение планет связано с силовым воздействием Солнца?

4.47. Какой известный физический механизм был предложен Кеплером для объяснения динамического действия Солнца на планеты? (Всеобщее действие гравитации в то время ещё не было осознано.)

4.48. В первой четверти XX века некоторое время была популярна катастрофическая гипотеза образования Солнечной системы, предложенная Дж. Джинсом. Согласно ей, планеты возникли в результате приливных явлений при близком прохождении около Солнца другой звезды. Почему эта гипотеза позже была отвергнута?

4.49. Французский астроном, математик и физик П. С. Лаплас (1749–1827) обратил внимание на поразительные совпадения в Солнечной системе: движение всех планет, вращение Солнца, Земли, Марса, обращение спутников около своих светил — всё это совершается в одном направлении; все планетные орбиты мало отличаются от окружностей. Со всеми ли выводами Лапласа можно согласиться? Каков космогонический аспект заключения учёного?