Маленькие рассказы о большом космосе

Любознательные греки, утверждавшие, что по вечерам можно слышать, как шипит горячее Солнце, опускаясь за горизонтом в океан, не рискнули отправиться туда. Впрочем, уже в VI веке до нашей эры, Пифагор заговорил о шарообразности Земли, высказывалась мысль, что отправляться некуда — у Земли нет конца и края, а есть лишь имеющая форму окружности граница того, что доступно человеческому глазу. В астрономии эта граница, до которой можно видеть ровную поверхность Земли, называется видимым, или физическим, горизонтом, от которого отличают математический, или истинный, горизонт — линию пересечения небесной сферы с горизонтальной плоскостью, проходящей через центр этой сферы, то есть обычно через глаз наблюдателя.

По черному глобусу

Где расположен остров Сицилия? Надо плыть по Средиземному морю до Апеннинского полуострова, обогнуть его южную часть, и тогда попадешь на Сицилию. Объяснение длинное и неточное. Моряки отвечают проще: широта — столько-то градусов, долгота — столько. Эти два числа — географические координаты — однозначно определяют точку на земном шаре.

Самые простые координаты — Декартовы. Три перпендикулярные друг другу плоскости, пересекаясь, дают три оси координат. Задаешь три числа — три отрезка по осям, и получаешь точку в пространстве.

А почему координатные плоскости должны быть взаимно перпендикулярными? Пусть между ними будет не прямой угол, а косой. Так появляется косоугольная система координат. А что, если взять не плоскости, а какие-то изогнутые, причудливо извивающиеся поверхности? Они пересекутся по кривым линиям. Это будет уже криволинейная система координат. Вы спросите: зачем нужны эти фокусы? Но ведь без них не было бы современной математики с ее огромными возможностями. Придумано множество различных систем координат: сферические, цилиндрические и прочие.

Для каждой задачи удобна своя система координат. Положение светил на небе определяется координатами небесными. Хотя звезды удалены от нас на разные расстояния, нам кажется, будто они находятся на некотором шарообразном своде, «черном глобусе». Этот свод называют небесной сферой, и мы находимся в ее центре, хотя не испытываем от этого никакой гордости.

Воображаемую сферу мы щедро оборудовали не менее воображаемыми точками, линиями, плоскостями. Прямо над нами находится точка, именуемая зенитом. Вертикальная линия вниз пересечет сферу в точке, называемой надиром. Захотим (а мы захотим!) — проведем через наш глаз плоскость, перпендикулярную трассе зенит — надир, стянем небесную сферу первым обручем — «истинным горизонтом».

Весь небосвод вращается как одно целое, все звезды описывают круги, и только одна Полярная звезда стоит на месте. Это «полюс мира», а через нее буравит сферу «ось мира». Тут уж мы, безусловно, захотим провести плоскость через наш бывалый глаз перпендикулярно к оси мира и получим второй обруч — «небесный экватор».

Воображаемые точки, линии и плоскости, между прочим, совершенно необходимы для наблюдения небесных «фигур» невыдуманных. У каждой звезды своя небесная «широта» и «долгота». В горизонтальной системе координат «широта» — это высота, угол между направлением на светило и горизонтом, а «долгота» — это азимут, угол между точкой горизонта, над которой находится небесное тело, и точкой юга. В экваториальной системе широта (или прямое восхождение) — угол звезды над небесным экватором. Меридианы (круги склонения) пройдут через полюс мира перпендикулярно к мировому экватору. Склонение измеряется в градусах. В сторону Северного полюса мира — со знаком плюс, в сторону Южного — минус. А прямое восхождение — в часах, минутах, секундах (из расчета: 360°=24 часам).

Две координаты — почти полный небесный адрес, точное направление. Не хватает только расстояния.

Капитана Гранта следовало искать под 37°11' южной широты, 153° восточной долготы. Пройдут годы, и люди привыкнут: «Космический корабль — прямое восхождение 7 часов 27 минут 9,23 секунды. Склонение + 47°42'3'', расстояние — 100 астрономических единиц…»

Газовая шуба

Это атмосфера. Она защищает нашу планету от переохлаждения и перегрева.

Весит она… 5 миллионов миллиардов тонн. Ее кислородом мы дышим, углекислым газом питаются растения. Шуба оберегает обитателей Земли от губительного града космических осколков, которые сгорают, оставляя в ночном небе яркий светящийся след. Только самые большие падают на Землю, сокрушая все вокруг. К счастью, это бывает достаточно редко.

Словом, наша планета спрятана в атмосфере, как яичный желток в белке. Только «белок» многослойный.

В нижнем слое, тропосфере, толщиной 10–15 километров все время перемещается и перемешивается воздух, теплый и холодный, влажный и сухой, непрестанно образуются туманы, облака, грозовые тучи. Это «кухня погоды».

Высота — 25–30 километров. Здесь тихо, спокойно. Это стратосфера.

Потом мезосфера.

А начиная примерно с 80 километров приборы показывают резкое повышение температуры. Термосфера! Впрочем, более популярно ее второе имя — ионосфера, бездонное море ионизованного газа — плазмы.