Галанкина О.А.
Искам да поговоря относно това как е устроен светът, Вселената, в която живеем, от гледна точка на астрономията. Съвременното виждане за това се е формирало достатъчно късно. На двете картинки са изобразени представите на древните хора за Земята. Ясно е, че са битували във времена, когато човекът не се отдалечавал твърде далеч от мястото, на което се раждал. На хората не било ясно къде свършва Земята и каква е нейната форма. Наблюдавали са как сутрин Слънцето изгрява в източната част на небето, а вечерта залязва в западната. Възникнала представа за Земята като нещо плътно и плоско във формата на палачинка, която се поддържала от живи същества – три слона, плътно застинали върху гигантска костенурка, носеща се в безбрежния океан. Или плоска Земя, разположена върху три кита, плаващи във вода. (…) Няма как подобна представа да е съществувала твърде дълго. Хората се усъвършенствали, променял се начинът им на мислене, развивало се качеството любознателност. Отправяйки взор към небето, размишлявайки, те стигнали до разбирането, че Земята не е плоска. Започнали и повече да се местят. Първите пътешественици мечтаели да достигнат границата на света. Замислили се, че Земята е кръгла и затова няма как да се получи това. Около 350 г. пр.н.е. представата за окръглост на Земята вече била широко разпространена. Аристотел изказал няколко довода в тази посока:
- Колкото повече вървите на север, толкова е по-високо Полярната звезда. На юг се виждат звезди, които не се виждат на север.
- Сянката на Земята, падаща върху Луната по време на лунно затъмнение, винаги е кръгла.
Клавдий Птолемей (ок. 100 – ок. 170 г. н.е.) оказва голямо влияние върху познанието за света. Знаете, че древните учени не били тясно профилирани и специализирани, както е сега. Ако в днешно време астрономът се занимава само със звезди и галактики, небесни обекти, то в древни времена, по времето на Клавдий Птолемей, изследователите били широкопрофилни. Стремели се да получат и практичен резултат от изучаването на звездите и планетите. Клавдий Птолемей написва уникално по рода си произведение „Алмагест – велико математическо построение по астрономия в тринайсет книги“, съдържащо пълен комплекс знания по астрономия на Гърция и Близкия Изток в онова време. В него е представена теорията за геоцентричния модел на света, както и формулировки, правила и закони, които се смятат за основи на научната астрология. Виждате илюстрация* на геоцентричната система на света, съгласно която Земята се намира в центъра на мирозданието и всички небесни тела обикалят около нея; небесната сфера и тесен пояс, на който са разположени зодиакалните знаци, заемащи по трийсет градуса всяко, или зодиакалните съзвездия, които нямат точни граници.
*Из атласа на Андрей Целарий Harmonia Macrocosmica (1708)
Тази система сега ни изглежда странна. Как е възможно в центъра да е Земята? Вече знаем, че главният обект в нея е звезда – Слънцето. Звездата винаги е по-голяма по своята маса от другите блуждаещи тела, по-ярка е, излъчва светлина, затова е чудно, че нашите предшественици не са й придавали нужното значение. В центъра на системата, представена от Птолемей, е Земята, затова се наричала геоцентрична. Виждате орбитите от вътре навън последователно: Луната, която обикаля Земята, Меркурий, Венера, Слънце, Марс, Юпитер, Сатурн. Луната и Слънцето обикаляли Земята по орбити, наричани диференти, а останалите планети имали по-различно движение – забележете точките с малките кръгове. Движели се по траекторията на малките кръгове и същевременно обикаляли Земята. Наричали се епицикли. Орбитата, обикаляща Слънцето, се наричала диферент, а малкото кръгче – епицикъл. Навярно се досещате поради каква причина били въведени тези епицикли – за да се даде обяснение на ретроградното движение на планетите. Слънцето и Луната не могат да бъдат ретроградни, затова Птолемей ги изобразява, движещи се непосредствено върху своята орбита. Докато другите планети периодично спират, застиват за определено време на небето и после тръгват в обратна посока срещу зодиакалния знак. Ако всички планети се движеха като светилата, т.е. позиционирани върху своите орбити, тогава не би било възможно да се наблюдават тези примки на ретроградност. Това построение изглежда красиво. Обяснява видимата картина на света. Виждате по периферията на представената система на движение се намира сферата на неподвижните звезди. Никой не е знаел какво представлява тя. Някои предполагали, че е създадена от фин кристал, че се намира някъде далеч и на нея са закрепени звездите. Вече знаем, че подобен пояс не съществува и че неподвижните звезди всъщност не са статични. Те също се придвижват по небесната сфера, основно заради прецесията, на която е подвластна оста на Земята. Какво е прецесията? Навярно всички вие сте виждали въртящ се пумпал, който описва окръжност с горната си част. Поради същото движение на оста на Земята, когато се върти, точката на отчет (тази на есенното равноденствие) се мести по зодиакалния кръг. Тъй като отброяваме координатите на всички небесни тела спрямо нея, се наблюдава неголямо преместване на неподвижните звезди, съотнесено с предишни техни положения. Например звездата Регул, която през последните сто години се е намирала в последните градуси на Лъва, в началото на XXI век се премества в 1-вия градус на Девата.
Ясно е, че животът не стои на място, времето върви напред, раждат се нови велики умове. Стигаме до периода на Средновековието и трудовете на Николай Коперник. Интересно е, че геоцентричната представа за света на Птолемей се е задържала изключително дълго – близо 1500 години. Била е общоприета и широкоразпространена. Преподавали я във всички учебни заведения. Нужна била грандиозна революция в умовете, за да се развенчае идеята за това, че Земята е в центъра на мирозданието, да се свали от трона и на него да се възцари Слънцето. Такъв смел мислител се оказал Николай Коперник.
Неговата система за света – хелиоцентричната, била представена в основния му труд „За въртенето на небесните сфери“. В центъра й се намира Слънцето. Знаем, че това е звезда – най-масивното тяло на Слънчевата система. Повече от 99% от масата на Слънчевата система е концентрирана в дневното светило. Всички останали планети, астероиди, комети, междузвездният газ заемат по-малко от 1% от масата на Слънчевата система. В центъра на схемата виждате Слънцето и останалите планети, които се въртят около него, а сферата на неподвижните звезди обикаля Слънчевата система. По същността си от този момент нататък глобалната ни представа за света не се е променяла, но се е разширявала. Всички натрупани знания за устройството на Вселената са се допълвали взаимно. Хората научавали за съществуването и на други звездни системи, по-големи от Слънчевата. На всички било интересно да разберат какво място в цялостното устройство на Вселената заема нашата Земя и конкретно човекът. Излиза така, че колкото повече се разширявали нашите знания относно това как е устроен светът, толкова по-скромно се оказвало мястото на нашата планета и на човека в нея. Оказва се, че сме една малка клетка в огромния безкраен свят. Хелиоцентричният модел на света на Коперник веднага елиминирал много проблеми, касаещи осъзнаването на това как е устроено мирозданието. Проблемът на ретроградността бил лесно обяснен. Станало ясно, че Земята също обикаля Слънцето по своя орбита и намирайки се на нея, ние виждаме другите планети, движещи се по своите орбитални траектории. За сметка на разликата в скоростите между Земята и другите планети се явява ефектът на ретроградността. Възниква представата, че нашата система не е самотна. На ясното нощно небе може да се видят толкова много звезди. Светът е огромен. Щом близкото ни Слънце също е звезда, която виждаме голяма и ярка, следователно и другите звезди, които изглеждат като ярки точици, също представляват огромни газови балони. Вътре в тях протичат термоядрени реакции с отделяне на енергия, за сметка на която те греят и светят. От това следва, че не сме сами във Вселената. Джордано Бруно смело твърдял, че нашият свят не е единствен. Щом има други звезди, тогава защо около тях да няма и планети, на които животът да е възможен? Бруно заявява, че е вероятно съществуването на други светове. Заради това го изгарят на кладата. За него истината, знанието са били над всичко; в името на тях той жертва живота си. Сега вече не се съмняваме в това, че Слънцето ни не е самотно в качеството си на звезда, около която има планети. Съвременните астрономи вече са се научили да откриват планети близо до други звезди. По повод обитаемостта на тези планети има проблеми – засега не е открит живот на друга звездна планета. Но вече са локализирани големи планети близо до други звезди. По този критерий нашето Слънце не е уникално. Такива звезди в нашата и в други галактики има много.
На тази снимка наблюдаваме известната галактика Андромеда. Тя е ярка и с помощта на телескоп може да се наблюдава. Какво представлява галактиката? Това е огромно обединение от звезди. Звездите, които виждаме с невъоръжено око на нощното небе в хубаво време, принадлежат на галактиката Млечен път, от която е част нашето Слънце. В пространството те са разположени на сравнително близко разстояние от Слънцето. Звездите, които са в края на галактиката, не могат да се наблюдават ясно, дори и с най-съвременни телескопи. Андромеда прилича на нашата галактика Млечен път. Тя е спираловидна. В ядрото й има голямо количество звезди. Според съвременните астрономически представи в центъра на галактиките е разположен невероятен обект, който се нарича „черна дупка“. Учените не знаят какво точно представлява. Това е мощна концентрация на енергия, около която се оформя цялата галактика.
На тази снимка е представена галактиката Млечен път, каквато може да бъде видяна при добро време далеч от града в природна местност – мъгляв пояс, преминаващ през цялото небе. Това е страничен изглед на спираловидната ни галактика. Светлите участъци, които виждаме, представляват огромни звездни скупчвания (звездни купове). Сливат се в общ светъл пояс. А отделните звезди, разпръснати като точици, също са от галактиката Млечен път, но ги виждаме по този начин, защото са разположени в по-голяма близост до нашето Слънце.
Това е начинът, по който изглежда галактиката ни Млечен път – компютърно създадена схема. Спирална е, в центъра, от който тръгват спираловидните ръкави, има плътно струпване на звезди, разположени близо една до друга. Астрономите дават имена на ръкавите според съзвездията, които се откриват в тях. В единия от тях е изобразено Слънцето. Диаметърът й е около 110-120 светлинни години. Нека ви припомня какво е светлинна година – това не е измерение за време, а за разстояние. На практика не можем да си го представим, но е възможно да изчислим откъде се взима. Скоростта на светлината е 300 000 км./сек. И ако умножим количеството секунди, които има в една година, по 300 000 км., ще получим разстоянието, което светлината изминава за една година. Поради огромните разстояния във Вселената се налага да ползваме подобни мерни единици. Оказва се, че спрямо ядрото на галактиката нашето Слънце заема сравнително централно положение – нито е твърде близо, нито е твърде далеч от него – едно спокойно и уютно място. Казвам спокойно, защото, ако бяхме близо до центъра, едва ли животът в привичния за нас вид щеше да съществува, предвид голямото струпване на звезди и енергия – там е плътно и горещо. Ние живеем на спокойно място в нашата галактика Млечен път, където имаме достатъчно енергия. Тези спираловидни ръкави също се въртят около ядрото на галактиката. Нищо не е в покой в мирозданието. Навсякъде съществува движение. Планетите обикалят звездите, а те, от своя страна, са центрове на големи звездни купове, наречени галактики. Всяка звезда се върти около центъра на своята галактика. Темата, свързана с галактиките, е много интересна. Съществуват множество видове – елиптични, сферични, спирални и др. В тях има купове от звезди – т.нар. звездни струпвания и разсеяни струпвания. Темата на моята дипломна работа, когато завършвах астрофизика в университета, беше свързана с изследването именно на звездните купове. Нека разширим погледа си още повече. Разбираме, че галактиките не са никак малко. Следващата снимка е получена с помощта на телескопа Хъбъл.