Астраномія
Выдавец: Народная асвета
Памер: 151с.
Мінск 1977
Пры вылічэннях бачнага становішча планет прыходзіцца ўлічваць парушэнні. Цяпер рабіць такія разлікі дапамагаюць хуткадзейнічаючыя электроннавылічальныя машыны. Пры запуску штучных нябесных цел і пры разліку іх траекторый карыстаюцца тэорыяй руху нябесных цел, у прыватнасці тэорыяй парушэнняў.
Магчымасць адпраўляць аўтаматычныя міжпланетныя станцыі па жадаемых, загадзя разлічаных траекторыях, даводзіць іх да цэлі з улікам парушэнняў у руху — усё гэта яркія прыклады пазнавальнасці законаў прыроды. Неба, якое па ўяўленню веруючых з’яўляецца прыстанкам багоў, стала арэнай чалавечай дзейнасці гэтак жа, як і Зямля. Рэлігія заўсёды проціпастаўляла Зямлю і неба і аб’яўляла неба недасягальным. Але чалавек не толькі ўзняўся вышэй птушак, але і пераадолеў зямное цягаценне. Цяпер сярод планет перамяшчаюцца штучныя нябесныя целы, створаныя чалавекам, якімі ён можа кіраваць непасрэдна або па радыё з вялікіх адлегласцей.
2. Адкрыццё Нептуна. Адным з яркіх прыкладаў дасягненняў навукі, адным са сведчанняў неабмежаванай пазнавальнасці прыроды было адкрыццё існавання планеты Нептун шляхам вылічэнняў — «на кончыку пяра»■
Уран — планета, якая знаходзіцца за Сатурнам і многа вякоў лічылася самай далёкай з п’ланет, была адкрыта В. Гершэлем у канцы XVIII ст. Уран з цяжкасцю бачны няўзброеным вокам.
29
К 40ым гадам XIX ст. дакладныя назіранні паказалі, што Уран ледзь прыкметна адхіляецца ад таго шляху, па якім ён павінен быў рухацца з улікам парушэнняў з боку ўсіх вядомых планет. Тэорыя руху нябесных цел, такая строгая і дакладная, падверглася выпрабаванню.
Левер’е (у Францыі) і Адамс (у Англіі) выказалі меркаванне, што калі парушэнні з боку вядомых планет не тлумачаць адхіленне ў руху Урана, значыць, на яго дзейнічае прыцяжэнне яшчэ невядомага цела. Яны амаль адначасова разлічылі, дзе за Уранам павінна быць невядомае цела, якое сваім прыцяжэннем утварае гэтыя адхіленні. Яны вылічылі арбіту невядомай планеты, яе масу і вызначылі месца на небе, дзе ў дадзены час павінна была знаходзіцца невядомая планета. Гэта планета і была знойдзена ў тэлескоп на вызначаным імі месцы ў 1846 г. Яе назвалі Нептунам. Нептун не бачны няўзброеным вокам. Такім чынам, існуючае рознагалоссе паміж тэорыяй і практыкай, здавалася, падрываўшае аўтарытэт матэрыялістычнай навукі, прывяло да яе трыумфу.
3. Паняцце аб тэорыі прыліваў. Пад дзеяннем узаемнага прыцяжэння частачак цела імкнецца набыць форму шара. Форма Сонца, планет, іх спадарожнікаў і зорак таму і блізкая да шарападобнай. Вярчэнне цел (як вы ведаеце з фізічных доследаў) выклікае іх сплюшчванне, сцісканне ўздоўж восі вярчэння. Таму крыху сціснуты ля полюсаў зямны шар, а больш за ўсё сціснуты Юпітэр і Сатурн, якія хутка верцяцца.
Але форма планет можа змяняцца і ад дзеяння сіл узаемнага прыцяжэння. Шарападобнае цела (планета) рухаецца ў цэлым пад дзеяннем гравітацыйнага прыцяжэння іншага цела так, як калі б уся сіла прыцяжэння была прыкладзена да яе цэнтра. Аднак асобныя часткі планеты знаходзяцца на рознай адлегласці ад прыцягваючага цела, таму гравітацыйнае гіаскарэнне ў іх таксама рознае, што і прыводзіць да ўзнікнення сіл, якія імкнуцца дэфармаваць планету. Рознасць паскарэнняў, выклікаемых прыцяжэннем іншага цела, у дадзеным пункце і ў цэнтры планеты называецца прыліўным паскарэннем.
Разгледзім для прыкладу сістэму Зямля — Месяц. Адзін і той жа элемент масы ў цэнтры Зямлі будзе прыцягвацца Месяцам слабей, чым на баку, звернутым да Месяца, і мацней, чым на процілеглым баку. У выніку Зямля, і ў першую чаргу водная абалонка Зямлі, расцягваецца ўздоўж лініі, якая злучае яе з Месяцам. На рысунку 28 акіян для нагляднасці паказан так, што ён пакрывае ўсю Зямлю. У пунктах A і В узровень вады вышэй за ўсё — там прылівы. Уздоўж круга, які перпендыкулярны да напрамку на Месяц і праходзіць праз цэнтр Зямлі, узровень вады ніжэй за ўсё — там адліў. Пры сутачным вярчэнні Зямлі ў паласу прыліваў і адліваў пачаргова ўступаюць розныя месцы Зямлі. Лёгка зразумець, што за суткі могуць быць два прылівы і два адлівы. Можна паказаць, што прыліўнае паскарэнне мяняецца адваротна прапарцыянальна кубу адлегласці. Калі б Ме
30
сяц стаў да нас у два разы бліжэй, то сіла прыцяжэння яго да Зямлі ўзрасла б у 4 разы, а прыліўнае паскарэнне — у 8 разоу.
Сонца таксама выклікае на Зямлі прылівы і адлівы, але з прычыны вялікай аддаленасці Сонца яны меншыя, чым месячныя,
і менш прыкметныя. .
3 прылівамі перамяшчаецца вялікая маса вады. У цяперашні час пачынаюць скарыстоўваць велізарную энерпю вады, якая ўдзельнічае ў прылівах, на берагах акіянаў і адкрытых морау.
Вось прыліўных выступаў павінна быць заўсёды накіравана да Месяца Пры вярчэнні Зямля імкнецца павярнуць вадзяны прыліўны выступ. Паколькі Зямля верціцца вакол восі значна хутчэй чым Месяц абарачаецца вакол Зямлі, то Месяц адцягвае яго да сябе. У выніку ўзнікае так званае прыліўнае трэнне. Яно тармозіць вярчэнне Зямлі, і суткі з цягам часу становяцца даужэйшымі (калісьці яны складалі толькі 5—6 г). Моцныя прылівы якія выклікаюцца на Меркурыі і Венеры Сонцам, як відаць, і з’явіліся прычынай іх вельмі павольнага вярчэння вакол восі. Моцныя прылівы, што выклікаліся Зямлёй, настолькі затармазілі вярчэнне Месяца, што ён заўсёды звернуты да Зямлі адным бокам Па законах механікі (закон захавання моманту імпульсу) запаволенае вярчэнне Зямлі выклікае аддаленне Месяца ад Зямлі. Праз многа мільёнаў гадоў Зямля таксама будзе звернута да Месяца адным бокам. Зямныя суткі стануць тады роуныя месяцу, які будзе значна даўжэйшы, чым працягласць сучаснага абароту Месяца вакол Зямлі. Такім чынам, прылівы з’яўляюцца важным
фактарам эвалюцыі нябесных цел.
4. Вызначэнне мас нябесных цел.
нейшых характарыстык нябесных цел.
Маса — адна з найваж
Але як можна вызначыць
масу нябеснага цела?
Ньютан даказаў, што больш дакладная формула трэцяга за
кону Кеплера такая:
A
Мі+ «і
М2 + т2
1
31
дзе Мг і М2 — масы якіхнебудзь нябесных цел, a mx і т2 — адпаведна масьі іх спадарожнікаў. У прыватнасці, планеты з’яўляюцца спадарожнікамі Сонца. Мы бачым, што удакладненая формула гэтага закону адрозніваецца ад набліжанай наяўнасцю множніка, што змяшчае масы. Калі пад MY = М2 = М разумець масу Сонца, а пад тг і т2— масы дзвюх розных планет, то адносіна М ^ —
. ^ Ч ^2
оудзе^ мала адрознівацца ад адзінкі, таму што т1 і т2 вельмі малыя ў параўнанні з масай Сонца. Пры гэтым дакладная формула не будзе прыкметна адрознівацца ад прыбліжанай.
Удакладнены трэці закон Кеплера дазваляе вызначаць масы планет, якія маюць спадарожнікаў, і масу Сонца. Каб вызначыць масу Сонца, перапішам формулу гэтага закону ў наступным выглядзе, параўноўваючы рух Месяца вакол Зямлі з рухам Зямлі вакол Сонца:
4 Л/сЗЛ£з_ 4
дз^ ^3 ' °3 перыяд абарачэння Зямлі (год у сутках) і вялікая паўвось яе арбіты; 7М і ам — перыяд абарачэння’ Месяца вакол Зямлі і вялікая паўвось яго арбіты. Мс—маса Сонца, М3 — маса Зямлі, тМ —маса Месяца. Маса Зямлі вельмі нязначная параўнальна з масай Сонца, а маса Месяца малая (1:81) параўнальна з масай Зямлі. Таму другія складаемыя ў сумах можна адкінуць, не робячы вялікай памылкі. Рашыўшы ўраўненне ад
носна —маем:
Мз
Па гэтай формуле вызначаюць масу Сонца, выражаную ў масах Зямлі. Яна складае каля 333 000 мас Зямлі.
Для параўнання мас Зямлі і іншай планеты, напрыклад Юпі' тэра, трэба ў зыходнай формуле індэкс 1 аднесці да руху Месяца вакол Зямлі, a 2 — да руху любога спадарожніка вакол Юпітэра.
Масы планет, што не маюць спадарожнікаў, вызначаюць па тых парушэннях, якія яны сваім прыцяжэннем утвараюць у руху суседніх з імі планет або ў руху камет і астэроідаў.
1 . Вызначце масу Юпітэра параўнаннем сістэмы Юпітэра са спадарожнікам
з сістэмам Зямля —Месяц, калі першы спадарожнік Юпітэра знаходзіцца ад яго на адлегласці 422103 км і мае перыяд абарачэння 1,77 сут. Даныя для Месяца павінны быць вам вядомы.
2. Вылічыце на яком адлегласці ад Зямлі знаходзяцца тыя пункты, у якіх прыцяжэнні Зямлёй і Месяцам аднолькавыя, ведаючы, што адлегласць паміж Месяцам і Зямлей роўна 60 радыусам Зямлі, а масы Зямлі і Месяца адносяцца як 81 : 1. 4 д
32
Ю.БАРАЦЬБА за навуковы СВЕТАПОГЛЯД
Правільнае разуменне назіраемых нябесных з’яў складалася стагоддзямі. Вы ведаеце аб зараджэнні астраноміі ў Старажытным Егіпце і Кітаі, аб больш пазнейшых дасягненнях старажытнагрэчаскіх вучоных, аб назіраннях жрацоў і аб іх ілжывых уяўленнях аб прыродзе, аб скарыстанні імі сваіх ведаў для ўласнай выгады. Жрацы ж стварылі і астралогію — ілжывае вучэнне аб уплыве планет на характар і лёс людзей і народаў і аб выдуманай магчымасці прадказваць лёс па размяшчэнню свяціл.
Мікалай Капернік (1473—1543).
Вядома вам і геацэнтрычная сістэма свету, распрацаваная ў II ст. н. э. старажытнагрэчаскім вучоным Клаўдзіем Пталамеем. Ен у цэнтр свету «паставіў», хаця і шарападобную, але нерухомую Зямлю, вакол якой абарачаліся ўсе астатнія свяцілы (рыс. 29). Бачны петлепадобны рух планет Пталамей растлумачыў спалучэннем двух раўнамерных кругавых рухаў: рухам самой планеты па малой акружнасці, цэнтр якой, у сваю чаргу, абарачаўся па вялікай акружнасці вакол Зямлі. Аднак па меры назапашвання даных назіранняў аб становішчах планет, тэорыя Пталамея патрабавала ўсё большых ускладненняў, якія рабілі яе грувасткай і непраўдападобнай. Відавочная штучнасць сістэмы, якая ўсё больш ускладнялася, і адсутнасць дастатковай узгодненасці паміж тэорыяй і назіраннямі патрабавалі яе замены. Гэта і было зроблена ў XVI ст. вялікім польскім вучоным
Мікалаем Капернікам.
Капернік адкінуў дагматычнае палажэнне аб нерухомасці Зямлі, якое стагоддзямі валодала розумам людзей. Ен упершыню правільна склаў план будовы сонечнай сістэмы. Паставіўшы Зямлю ў лік радавых планет, ён указаў, што Зямля, займаючы трэцяе месца ад Сонца, нароўні з усімі планетамі рухаецца ў прасторы вакол Сонца і, апрача таго, верціцца вакол сваёй восі. Капернік смела даказваў, што іменна вярчэннем Зямлі і яе абарачэннем вакол Сонца можна правільна растлумачыць вядомыя ў той час ня
29. Сістэма свету па Пталамею.
зз
30. Пры назіранні з Зямлі праекцыя планеты на небе выпісвае пятлю (чарцёж зроблены ў праекцыі «збоку»).
КНІГІ ОНЛАЙН
