Небесный землемер

Выходит, что по величине такого «скачка» при одном и том же базисе можно судить, как далеко находится наблюдаемый нами предмет. Этот способ и применяют астрономы для измерения расстояний до небесных тел. Только базис приходится брать не такой маленький, как в нашем домашнем «опыте», а длиной в тысячи километров. Им служит диаметр Земли.

Один из наблюдателей располагается с одной стороны земного шара, а другой — в противоположной точке, на другом конце земного диаметра. Если бы можно было мгновенно перелететь из одного такого пункта наблюдения в другой, то мы увидели бы, как Луна, например, подобно нашей лампе, совершает по небу скачок. Величина его, как мы уже знаем, зависит от длины базиса.

А если мы теперь с концов того же базиса будем смотреть на какую-нибудь более далекую планету, например на Марс? Его скачок, как и в случае с лампой, которую мы поставили в дальний угол комнаты, покажется нам не столь большим, как у близкой Луны.

Итак, чтобы подсчитать, на каком расстоянии от Земли находится Луна или любая другая планета, надо знать, чему равен земной диаметр и насколько «сдвигается» небесное тело, если смотреть на него сначала с одного конца этого диаметра, а потом с другого.

Это кажущееся перемещение небесного тела называется параллаксом. Определить расстояние до Луны, Солнца или звезд — это значит прежде всего найти их параллакс.

Если мысленно пункты наблюдения, находящиеся на концах невидимого земного диаметра, соединить воображаемыми прямыми с Луной хотя бы, то космическое пространство между Землей и Луной перережут два громадных треугольника. Одна сторона каждого из них известна — это радиус нашей планеты, или половина базиса, а другая и есть расстояние между Луной и Землей, которое надо узнать.

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.