Астрономические средства наблюдений объектов вселенной
5.4. средства наблюдения объектов вселенной
Все сведения о космических объектах приносят на Землю различные излучения – электромагнитные волны и потоки частиц. В XX в. родилась радиоволновая астрономия, которую дополняет нейтринная астрономия.
Первым вестником далеких миров был световой луч – электромагнитные волны в видимой части спектра излучения. Это не случайно: световое излучение человек воспринимает непосредственно – при помощи глаз. Для обнаружения светового излучения небесных тел применяются специальные приборы – телескопы. Иногда не совсем правильно говорят, что телескоп увеличивает звезды или приближает их. В действительности же телескоп – устройство для собирания света с помощью объектива – двояковыпуклой линзы или вогнутого зеркала. Простейшая труба Галилея собирала в 144 раза больше света, чем глаз человека. А сооруженный в 1974 г. в нашей стране на Северном Кавказе, вблизи станицы Зеленчукской, один из крупнейших в мире телескоп с поперечником зеркала в 6 м собирает света в миллион с лишним раз больше, чем глаз. Это очень сложное уникальное устройство. Состоит оно из деталей более 25 тыс. наименований. Труба телескопадлиной 24 м весит около 280 т. Телескоп оснащен разнообразной высокочувствительной аппаратурой и комплексом электронных вычислительных систем для наблюдений в соответствии с заданной программой и для обработки полученных результатов. В последнее время вступили в строй телескопы с диаметрами зеркал 8, 10 и 11 м. Современные телескопы снабжены спектрографами, с помощью которых изучается спектр излучения, а по нему определяется химический состав и температура источника излучения.
Как уже отмечалось, свет – не единственный вестник космических миров. С появлением высокочувствительной радиоаппаратуры открылась возможность исследовать космическое излучение. Радионаблюдения Вселенной не зависят от времени суток и погодных условий. Источниками космического радиоизлучения являются объекты Вселенной, в которых протекают бурные физические процессы. Принцип действия радиотелескопа похож на принцип действия обычного телескопа. Но роль объектива, собирающего космическое излучение играют в радиотелескопе огромные антенны специальной формы. Один из крупнейших отечественных радиотелескопов (РАТАН) построен в 40 км от 6-метрового оптического телескопа и вступил в строй в 1977 г. Его кольцевая антенна диаметром 600 м состоит из 895 алюминиевых щитов-зеркал, каждый из которых может поворачиваться вокруг горизонтальной и вертикальной осей, что позволяет наводить радиотелескоп на разные участки звездного неба.
Еще одним вестником Вселенной являются инфракрасные лучи, расположенные в промежутке между радиоволнами и волнами видимого света. Они обладают важным качеством: проходят сквозь космическую пыль и межзвездный газ. Человеческий глаз не воспринимает инфракрасное излучение, нечувствительны к нему и обычные фотопластинки. Поэтому при фотографировании космических объектов в инфракрасных лучах применяют специальные фотоматериалы и электронно-оптические преобразователи.
Из глубин Вселенной поступают еще три вида сигналов: ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-лучи. Для данных видов коротковолнового излучения земная атмосфера является препятствием. Такое излучение стало доступным лишь при появлении ракетной и космической техники. С помощью прибора, установленного на борту высотных ракет удалось получить, например, ультрафиолетовый снимок Солнца.
С помощью рентгеновских телескопов, установленных на борту космических аппаратов, зарегистрировано рентгеновское излучение большого числа различных космических объектов, обнаружены межгалактический газ внутри скоплений галактик и рентгеновское свечение всего неба – своеобразный рентгеновский фон.
К многообещающим источникам космической информации можно отнести гамма-излучение. Энергия гамма-квантов значительно превосходит энергию фотонов видимого света. Для них Вселенная почти прозрачна. Они приходят к нам от весьма удаленных объектов и несут информацию о физических процессах в глубине Вселенной.
С развитием ядерной физики и физики элементарных частиц наметился еще один путь, ведущий к сокровенным тайнам Вселенной. Он связан с регистрацией космических нейтрино и лежит в основе нейтринной астрономии. Отличительная особенность нейтрино состоит в том, что обладает чрезвычайно высокой проникающей способностью. Регистрируя нейтринный поток с помощью детекторов, можно получить информацию о термоядерных процессах, которые протекают в звездах и являются мощным источником энергии.
С появлением космической техники открылась новая возможность исследования Вселенной. Созданный уникальный телескоп-спутник «Хаббл» позволил получить не только четкие изображения планет Солнечной системы, но и новые сведения о происходящих там процессах. На снимках, сделанных в 1996 г. с расстояния примерно в 100 млн. км можно различить детали поверхности Марса размером не менее 25 км – такова разрешающая способность телескопа «Хаббл». Для сравнения следует отметить, что один из лучших наземных телескопов в мире, расположенный в обсерватории Маунт-Паломар (США) позволяет рассмотреть детали на Марсе размером не менее 300–400 км. С помощью спутникового телескопа «Хаббл» удалось лучше рассмотреть кольца Сатурна и обнаружить кольцевые системы, украшающие Юпитер, Уран и Нептун. С поверхности Земли такие системы не видны – мешает замутненность атмосферы нашей планеты.
В настоящее время создается новый внеземной телескоп, который заменит «Хаббл» в 2006 г. Новый телескоп гораздо чувствительнее «Хаббла». Он сможет обнаружить в десятки раз более слабые объекты. Диаметр зеркала нового прибора равен 8 м. Для сравнения: зеркало телескопа «Хаббла» имеет диаметр 2,4 м и весит 826 кг. Предложенная новая конструкция зеркала весит всего 7 кг. В ней зеркальную поверхность образует слой золота, нанесенный на силиконовую пленку.
Ежедневная картина восхода Солнца вряд ли вызывает удивление. А можно ли наблюдать восход Земли? Оказывается, можно. Такую возможность представляют космические аппараты (см. рис. 5.3).
Долгое время Земля казалась человеку необъятной и безграничной. Понадобились сотни, даже тысячи лет, чтобы разглядеть собственными глазами Землю из космоса, откуда представилась прекрасная возможность увидеть нашу планету всю, целиком, и откуда она больше не кажется нам необъятной и безграничной.
Таким образом, созданный во второй половине XX в. огромный арсенал средств астрономических наблюдений, наземных и комических, способствует дальнейшему успешному раскрытию тайн Вселенной.
Содержание
Читать: Аннотация
Читать: Предисловие
Читать: Часть i. естествознание и современный мир
Читать: Глава i. естествознание и окружающий мирЧитать: 1.1. роль естествознания в формировании профессиональных знанийЧитать: 1.2. естествознание в изменяющемся миреЧитать: 1.3. фундаментальные и прикладные проблемы естествознанияЧитать: 1.4. естествознание и математикаЧитать: 1.5. развитие естествознания и антинаучные тенденцииЧитать: 1.6. естествознание и нравственностьЧитать: 1.7. рациональная и реальная картина мираЧитать: 1.8. естественно-научные и религиозные знанияЧитать: Контрольные вопросыЧитать: Глава ii. естественно-научное познание окружающего мираЧитать: 2.1. естественно-научное познание — процесс постижения истиныЧитать: 2.2. формы естественно-научного познания Читать: 2.3. методы и приемы естественно-научных исследованийЧитать: 2.4. научное открытие и доказательствоЧитать: 2.5. эксперимент — основа естествознанияЧитать: 2.6. современные средства естественно-научных исследованийЧитать: 2.7. важнейшие достижения современного естествознанияЧитать: Контрольные вопросы
Читать: Часть ii. фундаментальные законы и концепции естествознанияЧитать: Глава 3. фундаментальные принципы и законыЧитать: 3.1. физика — фундаментальная отрасль естествознанияЧитать: 3.2. концепция атомизма и универсальность физических законовЧитать: 3.3. фундаментальные взаимодействияЧитать: 3.4. концепции материи, движения, пространства и времениЧитать: 3.5. принцип относительности и инвариантностьЧитать: 3.6. свойства пространства, времени и законы сохраненияЧитать: 3.7. фундаментальные законы ньютона Читать: 3.8. статистические и термодинамические свойства макросистемЧитать: 3.9. термодинамические законыЧитать: 3.10. электромагнитная концепцияЧитать: 3.11. корпускулярно-волновые свойства света Читать: Контрольные вопросыЧитать: Глава 4. атомный и нуклонный уровни организации материиЧитать: 4.1. эволюция представлений о строении атомовЧитать: 4.2. постулаты бораЧитать: 4.3. корпускулярно-волновые свойства микрочастиц Читать: 4.4. вероятностный характер микропроцессов Читать: 4.5. элементарные частицыЧитать: 4.6. строение атомного ядраЧитать: 4.7. ядерные процессыЧитать: 4.8. перспективы развития физики микромира Читать: Контрольные вопросы
Читать: Часть iii. естественно-научные концепции развитияЧитать: Глава 5. концепция развития и эволюция вселеннойЧитать: 5.1. сущность концепции развитияЧитать: 5.2. эволюция вселеннойЧитать: 5.3. структура вселеннойЧитать: 5.4. средства наблюдения объектов вселеннойЧитать: 5.5. проблема поиска внеземных цивилизацийЧитать: 5.6. солнечная система — часть вселенной Читать: 5.7. земля — планета солнечной системыЧитать: Контрольные вопросыЧитать: Глава 6. эволюция естественно-научных знаний о веществеЧитать: 6.1. развитие химических знанийЧитать: 6.2. управление химическими процессамиЧитать: 6.3. синтез химических веществЧитать: 6.4. современный катализЧитать: 6.5. образование земных и внеземных веществЧитать: 6.6. природные запасы сырьяЧитать: 6.7. органическое сырьеЧитать: 6.8. новые химические элементы и изотопы Читать: 6.9. перспективные химические процессыЧитать: 6.10. синтетические материалыЧитать: 6.11. традиционные материалы с новыми свойствамиЧитать: 6.12. перспективные материалыЧитать: Контрольные вопросыЧитать: Глава 7. биосферный уровень организации материиЧитать: 7.1. основополагающие жизненные системыЧитать: 7.2. равновесие биохимических процессовЧитать: 7.3. носитель генетической информацииЧитать: 7.4. генетические свойстваЧитать: 7.5. белки — основа живых систем Читать: 7.6. строение и разновидности клетокЧитать: 7.7. современное представление о происхождении жизниЧитать: 7.8. предпосылки эволюционной идеиЧитать: 7.9. эволюция жизниЧитать: 7.10. растительный и животный мирЧитать: 7.11. человек — феномен природыЧитать: 7.12. жизнеобеспечение человекаЧитать: 7.13. продление жизни организмаЧитать: 7.14. формирование ноосферыЧитать: Контрольные вопросы
Читать: Часть iv. естественно-научные основы современных технологий, энергетики и экологииЧитать: Глава 8. концепции развития современных технологий и энергетикиЧитать: 8.1. развитие технических средств информационных технологийЧитать: 8.2. современные средства накопления информации Читать: 8.3. мультимедийные системы и виртуальный мирЧитать: 8.4. микро- и наноэлектронная технологииЧитать: 8.5. лазерные технологииЧитать: 8. 6. современные биотехнологииЧитать: 8.7. генные технологииЧитать: 8. 8. проблемы клонированияЧитать: Контрольные вопросыЧитать: глава 9. естественно-научные проблемы энергетикиЧитать: 9.1. современное представление об энергии Читать: 9. 2. преобразование и потребление энергии Читать: 9.3. эффективность производства и потребления энергииЧитать: 9.4. тепловые электростанцииЧитать: 9.5. повышение эффективности энергосистем Читать: 9.6. гидроисточники и геотермальные источники энергииЧитать: 9.7 гелиоэнергетикаЧитать: 9.8 энергия ветраЧитать: 9.9. атомная энергетикаЧитать: 9.10. особенности развития отечественной энергетикиЧитать: 9.11. энергии мирового океанаЧитать: 9.12. энергетика будущегоЧитать: Контрольные вопросыЧитать: Глава 10. естественно-научные аспекты экологии Читать: 10.1. глобальные катастрофы и эволюция жизниЧитать: 10.2. биосфера и предотвращение экологической катастрофыЧитать: 10.3. природные катастрофы и климатЧитать: 10.4. парниковый эффект и кислотные осадки Читать: 10.5. сохранение озонового слояЧитать: 10.6. водные ресурсы и проблемы их сохраненияЧитать: 10.7. потребление энергии и среда нашего обитанияЧитать: 10.8. радиоактивное воздействие на биосферу Читать: 10.9. естественно-научные проблемы защиты окружающей средыЧитать: Контрольные вопросыЧитать: Глава 11. гармония трудовой деятельности людей и природыЧитать: 11.1. обновление энергосистемЧитать: 11.2. промышленность, автотранспорт и окружающая средаЧитать: 11.3. города и природаЧитать: 11.4. решение проблем утилизацииЧитать: 11.5. перспективные материалы, технологии и окружающая средаЧитать: Контрольные вопросы
Читать: заключение
Читать: словарь специальных терминов
Читать: Указатель имен
Источник